JPH0551222B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄
積性蛍光体シートに励起光を照射し、それによつ
て該蓄積性蛍光体シートから発せされた輝尽発光
光を光電的に検出して上記放射線画像情報を読み
取る放射線画像情報読取装置に関し、特に詳細に
は多層膜フイルターを用いて上記励起光の利用効
率向上を図つた放射線画像情報読取装置に関する
ものである。

（発明の技術的背景および先行技術） ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、
γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放
射線エネルギーの一部が蛍光体中に蓄積され、こ
の蛍光体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積
されたエネルギーに応じて蛍光体が輝尽発光を示
すことが知られており、このような性質を示す蛍
光体は蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）と呼ばれ
る。

この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写体
の放射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体のシートに
記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の
励起光で２次元的に走査して輝尽発光光を生ぜし
め、得られた輝尽発光光を光検出器により光電的
に読み取つて画像信号を得、この画像信号に基づ
き写真感光材料等の記録材料、CRT等の表示装
置に被写体の放射線画像を可視像として出力させ
る放射線画像情報記録再生システムが本出願人に
よりすでに提案されている。（特開昭55−12429
号、同56−11395号など。） このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射
線写真システムと比較して極めて広い放射線露出
域にわたつて画像を記録しうるという実用的な利
点を有している。すなわち、蓄積性蛍光体におい
ては、放射線露光量に対して蓄積後に励起によつ
て輝尽発光する発光光の光量が極めて広い範囲に
わたつて比例することが認められており、従つて
種々の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射され
る輝尽発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設
定して光電変換手段により読み取つて電気信号に
変換し、この電気信号を用いて写真感光材料等の
記録材料、CRT等の表示装置に放射線画像を可
視像として出力させることによつて、放射線露光
量の変動に影響されない放射線画像を得ることが
できる。

ところで上述の放射線画像情報記録再生システ
ムにおいては従来より、励起光の利用効率が低い
という問題が認められていた。すなわちレーザ光
等の励起光は、その一部がシート中から輝尽発光
光を励起することなくシートを通過して反対側の
シート表面か放出されるため、蓄積性蛍光体の励
起に有効に利用され得ないのである。したがつ
て、特に高感度で読取りを行ないたい場合には、
大出力の励起光源が必要で、またその消費電力も
大きくなるという不都合が生じる。

（発明の目的） 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたも
のであり、励起光の利用効率を十分に高め、よつ
て小出力の励起光源で高感度読取りを可能にする
放射線画像情報読取装置を提供することを目的と
するものである。

（発明の構成） 本発明の放射線画像情報読取装置は、前述した
ように蓄積性蛍光体シート上に励起光を２次元的
に走査させ、それによつて発せられた輝尽発光光
を光検出器によつて光電的に読み取るようにした
放射線画像情報読取装置において 前記光検出器を前記シートの励起光照射面と反
対の面側に配し、 前記シートと前記光検出器の間に、前記励起光
を良好に反射し、前記輝尽発光光を良好に透過さ
せる多層膜フイルターが配設されたことを特徴と
するものである。

上記の多層膜フイルターは、光屈折率が異なる
２種類以上の物質を真空蒸着等によつて、基板上
に光の波長の1/4程度の厚さで数層から数十層逐
次積層してなるものである。この場合、各物質の
光屈折率および膜厚を適宜設定することにより、
種々の特性を得ることができる。なお低屈折率物
質としては例えばSiO₂、MgF₂等、一方高屈折率
物質としては例えばTiO₂、ZrO₂、ZnS等が用い
られる。また、上記のような透過および反射特性
を有する多層膜フイルターとしては、ダイクロイ
ツクフイルター等を挙げることができる。

また多層膜フイルターを蓄積性蛍光体シートと
光検出器の間に配するとは、該フイルターを光検
出器の表面に接するように取り付けてもまた反対
に蓄積性蛍光体シートの表面に接するように取り
付けてもよいし、さらには蓄積性蛍光体シートと
光検出器の双方から微小距離ずつ離してもよい。

（作用） 上記のような多層膜フイルターが蓄積性蛍光体
シートと光検出器の間に設けられていると、シー
ト巾から輝尽発光光を励起することなくシートを
通過した一部の励起光は、該フイルターにおいて
多量が反射し、再度蓄積性蛍光体シート側に折り
返されることになる。つまり蓄積性蛍光体シート
を通過した励起光が、いわば該シートと多層膜フ
イルターとの間に閉じ込められる形となり、励起
光が蓄積性蛍光体の励起のために有効に利用され
るようになる。

一方、上記励起光の照射によつて蓄積性蛍光体
シートから発せられた輝尽発光光も該シートから
出射するが、この輝尽発光光は前述のように特性
の多層膜フイルターを良好に透過するので、光検
出手段によつて効率良く検出されうる。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施態様装
置を示すものである。例えばＸ線等の放射線が人
体等の被写体を介して照射されることによりこの
被写体の透過放射線画像情報を蓄積記録した蓄積
性蛍光体シート１０は、第１図に示されるように
２対のニツプローラ等のシート搬送手段１１によ
り、副走査のために矢印Ｙ方向に搬送される。ま
たレーザ光源１２から射出された励起光としての
レーザビーム１３は、往復揺動するガルバノメー
タミラー１４によつて偏向され、蓄積性蛍光体シ
ート１０上を上記副走査方向Ｙと略直角な矢印Ｘ
方向に主走査する。こうしてレーザビーム１３が
照射されたシート１０の箇所からは、蓄積記録さ
れている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光
光１５が発散される。この輝尽発光光１５は、後
述する多層膜フイルター３０を透過してシート１
０の励起光照射面と反対の面側に配された集光体
１６によつて集光され、フオトマルチプライヤー
（光電子増倍管）１７によつて光電的に検出され
る。上記集光体１６はアクリル板等の導光性材料
を成形して作られたものであり、直線状をなす入
射端面１６ａが蓄積性蛍光体シート１０上のビー
ム走査線に沿つて延びるように配され、円環状に
形成された出射端面１６ｂに上記フオトマルチプ
ライヤー１７の受光面が結合されている。上記入
射端面１６ａから集光体１６内に入射した輝尽発
光光１５は、該集光体１６の内部を全反射を繰り
返して進み、出射端面１６ｂから出射してフオト
マルチプライヤー１７に受光され、前記放射線画
像情報を担持する輝尽発光光１５の光量がこのフ
オトマルチプライヤー１７によつて検出される。
なお本実施態様においては上記集光体１６と上記
フオトマルチプライヤー１７により光検出器が構
成されている。

フオトマルチプライヤー１７のアナログ出力信
号（読取画像信号）Ｓは対数増幅器２０によつて
増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１において所定の収録
スケールフアクターでデジタル化される。こうし
て得られたデジタルの読取画像信号Sdは、画像
処理装置２２を通して例えばCRT、光走査記録
装置等の画像再生装置２３に入力され、該画像再
生装置２３において、蓄積性蛍光体シート１０が
蓄積記録していた放射線画像が再生される。

次に、前述の多層膜フイルター３０による作用
について詳しく説明する。この多層膜フイルター
３０は一例として、第３図に示すような分光透過
率特性を示すダイクロイツクフイルターであり、
第２図に示されるようにガラス基板３０Ａと、そ
の表面に形成された前述のような多層膜３０Ｂと
からなる。また、本実施態様において、蓄積性蛍
光体シート１０は透明な支持体１０Ａ上に蓄積性
蛍光体層１０Ｂが形成されてなり、前記多層膜フ
イルター３０は、上記支持体１０Ａに前記多層膜
３０Ｂが直接接するように配されている。なお、
蓄積性蛍光体シート１０の透明な支持体１０Ａは
特に設けられていなくてもよく、また蓄積性蛍光
体層１０Ｂの上面に透明な保護膜等が形成されて
いてもよい。

上記多層膜フイルター３０は光をほとんど吸収
せず、したがつてこの第３図に示される透過率を
１（100％）から引いた値が反射率となる。本実施
態様においては励起光であるレーザビーム１３と
して、He−Neレーザから射出された波長633nm
のビームが用いられている。第３図に示すよう
に、波長633nｍのビームに対する多層膜フイル
ター３０の光反射率は90％程度となつている。

一方本実施態様装置において放射線画像情報読
取りにかけられる蓄積性蛍光体シート１０は、上
記レーザビーム１３の励起により、360〜420nｍ
（主に390nｍ）の波長の輝尽発光光１５を発する
ものである。第３図に示すように波長390nｍの
ビームに対する多層膜フイルター３０の光透過率
は80％程度となつている。

励起光としての光ビーム１３は前述のように蓄
積性蛍光体シート１０に入射せしめられ、蓄積性
蛍光体１０Ｂを励起する。このレーザビーム１３
はその一部が蓄積性蛍光体シートを励起すること
なくシート１０を透過してこのシート１０の下側
に放出される。この励起光の透過光１３ａは前述
のように特性を備えた該フイルター３０によつて
高い反射率で反射され、再度蓄積性蛍光体シート
１０側に戻つて蓄積性蛍光体１０Ｂを励起する。
すなわちこの装置においては、励起光であるレー
ザビーム１３が多層膜フイルター３０と蓄積性蛍
光体シート１０との間に閉じ込められる形とな
り、蓄積性蛍光体１０Ｂの励起のために光に利用
されるようになる。

また、輝尽発光光１５も多層膜フイルター３０
に入射するが、該多層膜フイルター３０は第３図
に示すように、輝尽発光光を良好に透過させるか
ら、該輝尽発光光は集光体１６により効率的に集
光される。このように上記多層膜フイルターを用
いることにより、本実施態様の装置によれば、輝
尽発光光の検出に影響を与えることなく励起光で
あるレーザビームを有効に利用して輝尽発光光の
光量を増大させて装置の感度を従来より顕著に高
めることができる。

また、この多層膜フイルター３０を設けたこと
により、該フイルタを励起光は透過せず輝尽発光
光のみが透過して検出されるから、集光体により
輝尽発光光を集光する際に、輝尽発光光のみを選
択的にフオトマルチプライヤーに伝えて励起光を
カツトする、カツトフイルター等、特別な手段を
フオトマルチプライヤーの手前に設ける必要がな
い。

なお、上記実施態様における多層膜フイルター
は入射する輝尽発光光を80％程度透過し、また励
起光は90％程度反射する極めて好ましい特性を有
するものであるが、一般的には励起光の反射率が
60％以上であり、かつ輝尽発光光の透過率が60％
以上であれば好ましい感度上昇の効果を達成する
ことができる。また、多層膜を支持する基板とし
ては前記ガラス基板の他にポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リアミドなどからなる透明なプラスチツクシート
を用いてもよい。

ところで前記レーザビーム１３は、前述のよう
にその一部がシートを励起することなしにシート
を通過してしまうとともに、別の一部は、シート
１０の表面において反射してしまい、シートの励
起を行なわないことが知られている。また、輝尽
発光光１５はシート１０から集光体１６側（シー
トの下側）に発するとともに、シート１０の上側
にも発する。そこで、前記多層膜フイルター３０
とともに前記シート１０に近接した、上記レーザ
ビーム１３の光路巾に、レーザビームの反射率が
その入射角の増大に応じて増大する一方、輝尽発
光光をその入射角によらず良好に反射する多層膜
フイルターを設ければレーザビームを一層有効に
使うことができるとともに輝尽発光光の集光も効
率的に行なうことができる。以下、第４図以下の
図面により、シートの上下にそれぞれ多層膜フイ
ルターを備えた実施態様について説明する。な
お、上述した実施態様と同一部分には同一番号を
付し、その説明を省略する。

シート１０の下側には前述した多層膜フイルタ
ー（以下、第１の多層膜フイルターと称する）３
０が、上側には第２の多層膜フイルター４０がそ
れぞれ配されている。この第２の多層膜フイルタ
ー４０は一例としてフイルターへの入射角が0°で
ある際に第５図に示すような分光透過率特性を有
するバンドパスフイルターであり、第４図に示す
ようにガラス基板４０Ａとその表面に形成された
多層膜４０Ｂとからなる。この第２多層膜フイル
ター４０は前述した第１の多層膜フイルター３０
と同様の材料を用いて同様の方法により製造する
ことができる。またレーザビーム１３は通常シー
ト１０、すなわち第２の多層膜フイルター４０に
略垂直な方向（入射角が略0°となる方向）から入
射せしめられる。

上記第２の多層膜フイルターは光をほとんど吸
収せず、従つてこの第５図に示される透過率を１
（100％）から引いた値が反射率となる。本実施態
様においては、レーザビーム１３の波長は前述の
ように633nｍであるので、このレーザビーム１
３に対する第２の多層膜フイルター４０の光透過
率は入射角が0°の際、すなわちシート１０の励起
のために入射する際には90％程度となつている。
一方上記第２の多層膜フイルター４０の、励起光
としてのレーザビーム１３および輝尽発光光１５
（波長390nｍ）に対する透過率の入射角依存性は
第６図に示すとおりである。

前記レーザビーム１３は、前述のように、0°に
近い入射角で蓄積性蛍光体シート１０上に入射せ
しめられる。したがつてこのレーザビーム１３
は、透過率90％程度で第２の多層膜フイルター４
０を良好に透過し、蓄積性蛍光体シート１０上に
到達し蓄積性蛍光体１０Ｂを励起する。このレー
ザビーム１３は蓄積性蛍光体シート１０の表面で
ある程度反射し、第２の多層膜フイルター４０側
に戻る。この反射は乱反射であり、反射光１３ｂ
は多層膜フイルター４０に対して種々の入射角で
入射することになる。このような反射光１３ｂの
うち大きな入射角で第２の多層膜フイルター４０
に入射する光は、前述のような特性を備えた第２
のフイルター４０によつて高い反射率で反射さ
れ、再度蓄積性蛍光体シート１０側に戻つて蓄積
性蛍光体１０Ｂを励起する。すなわちこの装置に
おいては、励起光であるレーザビーム１３が第２
の多層膜フイルター４０と蓄積性蛍光体シート１
０との間にも閉じ込められる形となり、蓄積性蛍
光体１０Ｂの励起のために一層有効に利用される
ようになる。

また輝尽発光光１５もまちまちの角度で第２の
多層膜のフイルター４０に入射するが、該多層膜
フイルター４０は、第６図に示すように、輝尽発
光光１５についてはその入射角に依らずに常に
100％近くを反射する。従つて輝尽発光光１５の
うち第２の多層膜フイルター４０側に発散した光
は第４図に示すようにその多くが第２の多層膜フ
イルター４０に反射され、蓄積性蛍光体シート１
０の下側に配された前記集光体１６にその入射端
面１６ａから入射せしめられる。このように第１
の多層膜フイルター３０とともに上記第２の多層
膜フイルター４０を用いれば励起光であるレーザ
ビームを一層有効に利用して輝尽発光光の光量を
増大させるとともに、この輝尽発光光の検出を効
率良く行ない、装置の感度を従来より顕著に高め
ることができる。

なお、上記実施態様における多層膜フイルター
は入射する輝尽発光光を100％近く反射し、また
励起光は入射角が0°である場合に90％程度透過す
る等極めて好ましい特性を有するものであるが、
一般的には励起光の光透過率が入射角度０〜5°の
場合には70％以上であり、励起光の反射率が入射
角度30°以上の場合に60％以上であり、かつ輝尽
発光光の反射率が60％以上であれば好ましい感度
上昇の効果を達成することができる。また、多層
膜を支持する基板としては前記ガラス基板の他に
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリアミドなどからなる透明
なプラスチツクシートを用いてもよい。

本発明者らの実験によれば、上述のように第１
の多層膜フイルターを設けて励起光の利用効率を
高めることにより、この多層膜フイルターを設け
ない場合に比べ読取感度を 倍程度に高めること
ができ、また第１の多層膜フイルターとともに第
２の多層膜フイルターを設けた場合にはさらに読
取感度を上昇させることができることが分かつ
た。

なお以上説明した例においては、多層膜フイル
ター３０が蓄積性蛍光体シート１０に接するよう
に配置されているが、多層膜フイルター３０は集
光体１６に接するように配されてもよい。また、
第７図に示すように多層膜フイルター３０を、蓄
積性蛍光体シート１０からも集光体１６からも微
小問題を置いて配置するようにしてもよい。一般
に放射線画像情報の読取りは、蓄積性蛍光体シー
トを副走査のために搬送して行なわれるので、上
記のように多層膜フイルター３０を蓄積性蛍光体
シート１０から離して配置しておけば、蓄積性蛍
光体シート１０および多層膜フイルター３０の摩
耗が防止されて好ましい。多層膜フイルター３０
をこのようにシートから離して配置した場合には
鮮鋭度がさらに低下するので、必要に応じて前述
の鮮鋭度向上のための処置を施せばよい。

また、多層膜フイルター３０は、上述のように
シートに対して相対的に移動するものの他に、例
えばシートの走査領域全体に多層膜フイルターを
一時的に密着させ、シートの副走査手段とともに
フイルター送り手段を設けて多層膜フイルターを
シートとともに副走査方向に送るようにしてもよ
い。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の放射線画像情
報読取装置においては、蓄積性蛍光体シートと光
検出手段の間に配置した多層膜フイルターの作用
で、励起光の利用効率を十分に高めることができ
る。したがつて本発明装置によれば、小出力の励
起光源を用い、消費電力も少なくして放射線画像
情報読取りの感度を十分に上げることができる。
また本発明装置は、上記のような効果を奏する多
層膜フイルターをシートと光検出手段の間に配置
したものであるから、本装置によれば、すべての
蓄積性蛍光体シートに高価な多層膜フイルターを
被着させる場合に比べて放射線画像情報読取シス
テムをより安価に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様装置を示す概略斜
視図、第２図は上記実施態様装置の要部を拡大し
て示す側面図、第３図は本発明装置に用いられる
多層膜フイルターの分光透過率特性を示すグラ
フ、第４図は本発明の他の実施態様装置を示す側
面図、第５図は第４図に示す装置に用いられる第
２の多層膜フイルターの分光透過率特性を示すグ
ラフ、第６図は上記第２の多層膜フイルターの、
励起光および輝尽発光光に対する透過率の入射角
依存性を示すグラフ、第７図は本発明の他の実施
態様装置を示す側面図である。 １０……蓄積性蛍光体シート、１１……シート
搬送手段、１２……レーザ光源、１３……レーザ
ビーム、１４……ガルバノメータミラー、１５…
…輝尽発光光、１７……フオトマルチプライヤ
ー、３０……多層膜フイルター、３０Ａ……ガラ
ス基板、３０Ｂ……多層膜、４０……多層膜フイ
ルター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線画像情報が蓄積記録されている蓄積性
   蛍光体シート上に励起光を２次元的に走査させ、
   この励起光の走査を受けたシートの箇所から発す
   る輝尽発光光を前記シートの励起光照射面と反対
   の面側に配された光検出器によつて光電的に読み
   取る放射線画像情報読取装置において、 前記シートと前記光検出手段の間に、前記励起
   光を良好に反射し、前記輝尽発光光を良好に透過
   させる多層膜フイルターが配設されたことを特徴
   とする放射線画像情報読取装置。 ２ 前記多層膜フイルターが、前記励起光の光反
   射率が60％以上であり、前記輝尽発光光の透過率
   が60％以上であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の放射線画像情報読取装置。