JPH06130515A - 放射線画像情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄積性蛍光体板から情報の読み出しに際し
て、ビーム径を十分細かく、蛍光体板に近接して励起光
を照射すること。 【構成】 蓄積性蛍光体板を励起光で走査し、蓄積性蛍
光体板の発光光を光検出器４により検出してこれに記録
されている放射線画像を読取る場合に、励起光をレーザ
ダイオードよりなる光源４からオプテイカルファイバー
５を通して蓄積性蛍光体板３に照射する。光源４からの
レーザ光はオプテイカルファイバー５により極めて高い
効率で移送され、小さなスポット直径で蓄積性蛍光体板
３を照射する。この結果、蓄積性蛍光体板からはノイズ
が抑制されて高い解像度での読み出しが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蓄積性蛍光体に励起光を
照射して、該蓄積性蛍光体の発光した光を測定すること
により、蓄積性蛍光体に記録されている放射線画像情報
を読取る読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来放射線画像を得るために銀塩を使用
したいわゆる放射線写真が利用されているが、近年、特
に地球規模における銀資源の枯渇等の問題から銀塩を使
用しない放射線画像を再現する方法が要望されるように
なった。上述の放射線写真法にかわる方法として、被写
体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しかる後こ
の蛍光体をある種のエネルギーで励起してこの蛍光体が
蓄積している放射線エネルギーを蛍光として放射せし
め、この蛍光を検出して画像を再現する方法が考えられ
ている。具体的な方法として蛍光体として熱蛍光性蛍光
体を用い、励起エネルギーとして熱エネルギーを用いて
放射線画像に変換する方法が提案されている（英国特許
第１４６２７６９号参照）。この変換方法は支持体上に
熱蛍光性蛍光体層を形成したパネルを用い、このパネル
の熱蛍光性蛍光体層に被写体を透過した放射線を照射
し、これを吸収させて放射線の強弱に対応した放射線エ
ネルギーを蓄積させ、しかる後この熱蛍光性蛍光体層を
加熱することによって蓄積された放射線エネルギーを光
の信号として取出し、この光の強弱によって画像を得る
ものである。

【０００３】しかしながら、加熱することは、上記パネ
ルを耐熱性のものとせねばならぬ欠点を生じる。また上
記励起エネルギーとして可視光線および赤外線から選ば
れる電磁波を用いる放射線画像変換方法も提案されてい
る（米国特許第３８５９５２７号参照）。この方法は上
述の熱エネルギーを用いるものに比してパネルの耐熱性
は必要としないが以下のような欠点がある。 （ａ）励起光の波長によって蛍光体に蓄積されたエネル
ギーの衰退量が、大きく、これは、記録された画像の持
続期間を大きく左右するものである。 （ｂ）励起光の波長によって蛍光体の励起速度が変化
し、画像の読取り速度に差異を生じる。 （ｃ）蛍光体の励起による発光が微弱であって励起光の
反射光、その他の周囲光が検出器に入ると、画像のコン
トラストが著しく低下する 等の欠点がある。

【０００４】このような問題を解消するために、蓄積性
蛍光体材料を励起光で走査し、各点からの発光光を光検
出器で検出することにより、蓄積性蛍光体材料に記録さ
れている放射線画像を読取る方式において、前記励起光
として６００ｎｍ乃至７００ｎｍの波長域の光を用いて
蓄積性蛍光体材料を励起し、該蓄積性蛍光体材料の発光
光のうち３００ｎｍ乃至５００ｎｍの波長域の光を光検
出器で受光するようにした新規な放射線画像読取方式が
提案されている（特開昭５５−１２４２９号、特開昭５
５−１５０２５）参照）。しかしながら上記の方法は、
放射線像の形成された蓄積性蛍光体（以下単に蛍光体と
略称する）から成る蓄積性蛍光体板（以下蛍光板と略称
する）の蓄積された情報を可視光又は赤外線等の電磁波
を励起光として読み出す所謂放射線画像情報読取装置
（以下読取装置と略称する）として次のような方法もを
開示されている。 （１）蛍光板から離れた位置に４５°に傾斜した大きな
ハーフミラーが配置され、励起光はこのハーフミラーを
透過して蛍光板に入射し、発光した光は、ハーフミラー
で横方向に反射され集光レンズで集められ、光検出器に
より読取る方法。 （２）あるいは、光検出器と蛍光板とを対向させ、この
間に鏡やプリズム等の反射光学素子を配置し、この反射
光学素子に励起光を照射し、反射光が蛍光板に入射し、
発光した光を直接あるいはレンズ等で集光して光検出器
にて読取る方法によって、励起光と発光した光とを分離
させて、上記（ｃ）点の欠点を除去したものである。 しかしながら、これらの方法では、励起光に対して発光
光が１／１０² 乃至１／１０⁶ と大きな差があるため、
依然として次のような欠点を抱えている。（１）の方法
では、励起光がハーフミラーにおいて減衰及び散乱され
るために画像の解像力を決定する要因となる。励起光の
ビーム径を十分細くすることができず、良好な再現され
る画質が得られない。また散乱光の一部が光検出器に入
りこれがノイズとなって鮮明な画質の再現像が得られな
かった。また（２）の方法では、反射光学素子より離れ
た位置から励起光を照射するためにビームの径を十分細
くすることができず、また光検出器と蛍光板との間に反
射光学素子があるために、該反射光学素子が発光光を遮
り、光検出器に十分に発光光を受光せしめることができ
ず、あるいは励起光の散乱光等が反射光学素子を保持す
る保持具等で反射して光検出器に入り、これがノイズと
なる等の欠点があった。さらに上記 (１)(２) いずれか
の方法においても、ハーフミラーや反射光学素子を介し
て照射および受光をするために照射光および光検出器を
蛍光案に十分接近させることができず、良好なビーム径
の照射光および十分な受光光が得られないので画質の向
上に限界があった。加えて、蛍光板に記憶されている情
報を読み出すためには、微小なスポット径の励起光で高
速に蛍光板上を走査しなくてはならないため、（１）の
方法では励起光光源を移動せねばならず、微細な精度が
要求される本方法及び装置に適用することは好ましくな
かった。また（２）の方法では、励起光源と反射光学素
子との間の距離が読み出す位置によって刻々変化するこ
とによって、励起光のビーム径が変化をし、これを一定
に調節することは非常に困難で、読取装置によっては、
適用不可能であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、励起光のビーム径を十分細かく、かつ、任意の値
に設定できるビーム径の照射光と、十分な光量の受光光
が得られ、しかもこの光を蛍光板に近接して照射して、
照射光の散乱等によるノイズの非常に少ない読取装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、蓄積性蛍光体板を励起光で
走査し、前記蓄積性蛍光体板の発光光を光検出器により
検出してこれに記録されている放射線画像を読取る装置
において、上記励起光をレーザダイオードよりなる光源
からオプテイカルファイバーを通して上記蓄積性蛍光体
板に照射するようにした。

【０００７】

【作用】コヒレンシーの高いレーザ光を伝送損失が小さ
いオプテイカルファイバーにより蛍光体板に照射するた
め、極めて小さなスポット径の光で蛍光体板を励起する
ことができ、ノイズを抑えて高い解像度により情報を読
み出すことができる。

【０００８】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。本発明に係る読取装置は一般に図
１のフローに示す放射線画像読取り方式において、放射
線画像撮影によって蛍光板に記録されている情報を読出
す装置である。

【０００９】図２は、放射線画像撮影によって得られた
蛍光体層１と支持体層２からなる蛍光板３を、励起光を
発生する光源４と反射光学素子６のほぼ中央に開けられ
た穿孔６ａを通して、上記蛍光板３にほぼ垂直に面する
ように開口面が配置されたオプティカルファイバー５を
通じて励起光が蛍光板３を照射し、この励起光により発
光した蛍光板３の光は反射光学素子６、集光レンズ７、
フィルター８を通じて光検出器９に入射し、その光量が
検知される。このようにオプティカルファイバー５を用
いることによって前記（１）で述べたものの如く、ハー
フミラーによる励起光の散乱および減衰がなく良好なス
ポット径で励起光が蛍光板３を照射できる。

【００１０】また図３は、放射線画像撮影によって得ら
れた蛍光板３を光源４とこの光源４と光検出器９のほぼ
中央に配置され開口面が蛍光板３に対しほぼ垂直に面す
るように、オプティカルファイバー５が配置され、オプ
ティカルファイバー５を通じて励起光を蛍光板３に照射
する。この励起光により発光した蛍光板３の光は、光検
出器（必要に応じてフィルタを用いても良い）９により
検知される。このように照射側にオプティカルファイバ
ー５を用いることにより前記（２）で述べた方式のよう
に反射光学素子を用いる必要がないので、良好なスポッ
ト径で励起光が照射でき、蛍光板３の発光光が光検出器
に入射するまでに、反射光学素子およびその保持具で反
射並びに散乱されることが著しく少なく画像の解像力を
決定するためのビーム径を十分細くすることができて、
良好な画質の再現を得ることができ、また散乱光の一部
が検出器に入ることがなく、鮮明な画質が得られ、さら
に光検出器９を蛍光板３に著しく近接することが可能と
なるので励起光の回析現象等によるビーム径の広がりを
著しく低減することができ、かつ、蛍光板と検出器とを
接近できるし、反射光学素子が発光光を遮ることが少な
いので、発光光を十分光検出器９で受光することができ
た。さらに、オプティカルファイバー５の可撓性を利用
することによって励起光光源４を固定しオプティカルフ
ァイバーのの照射光を蛍光板３上で移動することによっ
て、照射側のオプティカルパスを一定にして、一定の励
起光を簡単に蛍光板３上に走査することができた。

【００１１】本発明で用いられているオプティカルファ
イバー５は、一端から入射した光を内部で全反射を繰返
しながら他端開口へ伝達する細線で、一般に光通信に用
いられるものが使われ、図４にその断面を示した如く、
光を移送するコア１０部分と該コア１０部分の外周を多
いコア部分１０を通る光が全反射をするように設けられ
たグラッド１１とからなる。このようなオプティカルフ
ァイバー５は、その材料から、石英ガラス系、石英ガラ
ス、コアーポリマ、フラッド型、多成分ガラス系、全プ
ラスチック系等がある。本発明には上記いずれのオプテ
ィカルファイバーをも用いることができる。しかしなが
ら特にコア１０部分を石英ガラス系で作られたオプティ
カルファイバーは、図５に移送光の波長とその伝送損失
特性を示すように損失の少ない光移送が行われるので好
ましい。またこの図５で明らかなように、本発明で励起
光として用いられる波長域を可視光から赤外線までに限
定したので、非常に損失の少ない光移送が行え、蓄積性
蛍光板からの画像読取りに十分な励起を行うことができ
た。

【００１２】好ましくは、上記励起光が８００ｎｍ以上
の赤外線では熱線としての働きを持つため、読出しの走
査中に蛍光板３が加熱されて好ましくなく、また、６０
０ｎｍ以下ではオプティカルファイバーの伝送損失が増
えるので好ましくない。従って、励起光として６００ｎ
ｍ乃至８００ｎｍの波長範囲が本発明においては好まし
い。また、上記励起光が７００ｎｍ以下の可視光であれ
ば、光学系の装置調整時において励起光を肉眼で見るこ
とができるので更に好ましい。

【００１３】オプティカルファイバー５はそのコアの線
径（以下コア径と称する）ｒが約１μｍから数百μｍ以
上と自由に選べる。しかしながら、蛍光板にこのオプテ
ィカルファイバー５を通じて励起光を照射したとき、そ
のスポット径が３００μｍ以上であると得られた放射線
画像の解像力が低下するので、コア径ｒが３００μｍ以
下であることが好ましく、又コア径ｒが１μｍ以下とな
ると、蛍光板から読出す情報が、著しく多くなり、処理
および再生（フィルム．ブラウン管等）時にこれ以上の
情報が再現できなくなるので好ましくない。

【００１４】一方上記励起光には高いコヒレンシーと、
高い放射密度を持ち、スペクトル幅が狭く、せん頭値と
点灯時間との短い光パルスが得られるレーザー光を用い
ると、良好な画像が得られる。このレーザー光を励起光
に使用し、オプティカルファイバー５を用いると、以下
のような放射線画像情報読取装置として好ましい効果が
得られる。

【００１５】従来のレーザー光、例えばＨe −Ｎe レー
ザー（６３３ｎｍ）等のレーザー光線では、スポット径
を５０μｍφ以下に絞ることは困難であったが、本発明
では、図６に示したようにスポット径の大きなレーザー
光を照射しても、オプティカルファイバー５に入射する
光は、コア１０の径ｒによって決まるため、非常に簡単
に求める励起光のスポット径が得られる。また上記レー
ザー光の効率を向上させるためには、図７に示したよう
にレーザー（レーザーダイオード等）４’から出たレー
ザー光を円柱レンズ１０や集束型ファイバーレンズ１３
等のレンズ径により集束して、オプティカルファイバー
５のコア径ｒ内に入射させることもできる。レーザー光
は、上述の如く、コヒーレンシー等が高いから単一モー
ドオプティカルファイバーを用いた場合、このオプティ
カルファイバーの照射開口と蛍光板との距離はあまり問
題とならないが、本発明では、スポット径のより明確さ
と、より均一な励起光分布を求めるために、以下の式に
従って照射開口と蛍光板間の距離を設定することにより
更に良好な読出し画像が得られた。

【００１６】すなわち、レーザー光はこれが空間に放射
されると、回析のため光ビームはすぐ広がってしまう。
ところが光の波長をλとし、光ビーム径をＲとするとＲ
₂ ／λ程度の距離（いわゆるフレネル領域）までは、光
ビームが殆ど広がらずに進行する性質がある。このた
め、本発明ではレーザー光を励起光としたときは、照射
開口と蛍光板間の距離は、Ｒ₂ ／λ以下とするのが好ま
しいことが判る。

【００１７】一方、上述の単一モードオプティカルファ
イバーは、レーザー光のコヒーレンシーが維持される
が、多重モードオプティカルファイバーは、このような
効果は全くない。このため励起光（レーザー光およびそ
の他の光源よりの光を含む）はオプティカルファイバー
の照射開口からある一定の角度で拡散する。蛍光板を微
小なスポット径で照射するには、そのスポット径よりも
小さいコア径のオプティカルファイバーを用い、この拡
散する角度と蛍光板間の距離とを調整することによって
コア径よりも大きなスポット径で蛍光板に励起光を照射
することもできる。

【００１８】しかしながら、この距離の調整は微小で大
きくスポット径が変化するため、上記オプティカルファ
イバーの照射開口より射出される光の拡散角を調整して
やることが要望される。特に前記した如く単一モードオ
プティカルファイバーを用いない場合、この拡散角を或
る角度以内に保つことが重要となる。これに対して、図
８に示すように多重モードオプティカルファイバー５’
の照射開口にレンズ１４を設けることにより一定の略平
行照射をすることができるので、このようなオプティカ
ルファイバーを用いるのが好ましい。

【００１９】特に図９に示すように多重モードオプティ
カルファイバー５’の照査開口付近のグラッドに収斂性
の傾斜１５を持たせ、かつコアの部分にガラスレンズ
（半円球レンズ）１４を設けたオプティカルファイバー
を用いることにより拡散角を小さくすることができる。

【００２０】本発明の放射線画像読取装置では、励起光
を蛍光面上面に対して法線方向より照射することが好ま
しい。このためオプティカルファイバーの照射開口は上
記法線方向に設けられる。もし励起光が法線方向に大き
く外れていると、図１０に示すように蛍光膜１に厚さが
あることから、蛍光体に蓄積された情報は、ｚの部分の
み正規の情報が読出され、同時に読出されるｙの部分は
ノイズとなり、ｘの部分の正規の情報は読出されない。
このような理由により、オプティカルファイバーの照射
開口は、上記法線方向より励起光が照射することができ
る位置に設けることが好ましい。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、蓄積性蛍光体板を励起光で走査し、蓄積性蛍光体板
の発光光を光検出器により検出してこれに記録されてい
る放射線画像を読取る装置において、励起光をレーザダ
イオードより光源からオプテイカルファイバーを通して
蓄積性蛍光体板に照射するようにしたので、蓄積性蛍光
体板から情報読取りに必要な強度で厚み方向に、そのス
ポット径に絞って光源からの励起光を照射することがで
きるばかりでなく、オプティカルファイバーの光照射口
と光検出器の受光口との両者を可及的に蓄積蛍光体板の
表面に近接させることができて、励起光照射位置からの
発光光だけをノイズを混入させることなく検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放射線画像読取装置を用いた放射線画
像読取作業工程を示すフローチャートである。

【図２】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図３】本発明の他の実施態様を示す側面図である。

【図４】本発明に使用するオプティカルファイバーの断
面を示す図である。

【図５】本発明に使用する石英コア型オプティカルファ
イバーの各波長に対する伝送損失特性を示する図であ
る。

【図６】光源からオプティカルファイバーに光を入射さ
せる手法を示す側面図である。

【図７】光源からオプティカルファイバーに光を入射さ
せる他の手法を示す側面図である。

【図８】多重モードオプティカルファイバーの一実施例
を示す図である。

【図９】多重モードオプテイカルファイバーの他側を示
す側面図である。

【図１０】励起光の斜め入射と蓄積性蛍光板の発光との
関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 蓄積性蛍光体層 ３ 蓄積性蛍光板 ４ 励起光光源 ５ オプテイカルファイバー ６ 反射光学素子 ９ 光検出器 １０ オプテイカルファイバーのコア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄積性蛍光体板を励起光で走査し、前記
   蓄積性蛍光体板の発光光を光検出器により検出してこれ
   に記録されている放射線画像を読取る装置において、上
   記励起光をレーザダイオードよりなる光源からオプテイ
   カルファイバーを通して上記蓄積性蛍光体板に照射する
   ことを特徴とする放射線画像情報読取装置。
2. 【請求項２】 上記レーザダイオードからなる光源とオ
   プテイカルファイバーの間に集光用のレンズ系を配置し
   たことを特徴とする請求項１の放射線画像情報読取装
   置。
3. 【請求項３】 上記集光用のレンズ系が少なくとも円柱
   レンズと集光型ファイバレンズからなる請求項１の放射
   線画像情報読取装置。