JPH063526B2

JPH063526B2 - 放射線画像読取装置

Info

Publication number: JPH063526B2
Application number: JP57186388A
Authority: JP
Inventors: 英幸半田; 誠熊谷; 三喜夫竹内; 康司山中
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1982-10-22
Filing date: 1982-10-22
Publication date: 1994-01-12
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPS5975243A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は蓄積性螢光体を励起光で走査し、該蓄積性螢光
体に記録されている放射線画像を読み取る放射線画像読
取装置に関する。

（従来の技術）放射線画像を得るのに銀塩を使用した所謂放射線写真は
従来から用いられているが、近年、銀資源の減少等ん問
題から、銀塩を使用しないで放射線画像を得る方法が望
まれるようになった。そこで、銀塩を用いた従来の放射
線画像を得る写真法に代わる方法として、第１図に示す
ように、放射線源Ｓを出射し、被写体ＯＢＪを透過した
放射線（一般にはＸ線）を板状の蓄積性螢光体（通常、
蓄積性螢光体粉末を適当なバインダーに混ぜてベースに
塗布して板状に仕上げることにより製作される。以下、
この蓄積性螢光体を単に螢光体と記す）ＳＰに吸収せし
め、しかる後、この放射線記録された螢光体をある種の
エネルギーで励起して、螢光体が蓄積している放射線エ
ネルギーを螢光として放射せしめ、この螢光を検出する
ことによって放射線画像を得る方法が考えられた。この
方法を実施する上で必要な装置の一つに放射線画像読取
装置がある。尚、以下の説明では、放射線として、Ｘ線
を用いた装置を例にとって述べる。

第２図は、従来の放射線画像読取装置の構成を示す図で
ある。この図において、レーザ光源１から出たレーザビ
ームは、光量制御部２によってンパワーの一定化を図ら
れ、シリンドリカルレンズ３で一方向に集束された後、
ビームエキスパンダ４及びミラー５を介して、光偏向器
としての回転多面鏡６の反射面に入射する。この回転多
面鏡６は、主走査方向Ｘにレーザビームを走査させるた
め、図の矢印方向に一定速度で回転するものである。

尚、副走査は、螢光体ＳＰをＹ方向に移動することによ
り行う。回転多面鏡６で偏向されたレーザビームはｆ・
Θレン７を通り、ミラー８で反射後、螢光体ＳＰ近傍に
配設されたシリンドリカルレンズ９を経て螢光体ＳＰを
照射する。このため、螢光体ＳＰから螢光光が生じる。
この螢光光は、光ファイバーをシート状に束ねる等の方
法で構成された導光路１０の単面（直線状）に入射後、
他方の単面（円形状）から出て光電子増倍管等の第１の
光検出器１１に入射する。第２の光検出器１２は、走査
開始端のレーザビームを検知し、読取走査の主走査方向
Ｘの同期信号を得るためのもので、この出力を受け、制
御部１３がタイミング信号を信号処理部１４に送出す
る。このタイミング信号に基づき、信号処理部１４は、
第１の光検出器１１の出力信号を処理し、螢光体ＳＰに
記録されている放射線画像を再生する。尚、シリンドリ
カルレンズ３，９は、回転多面鏡６の反射面の倒れ角誤
差を補正するもので、精度上の問題がないときは、使用
しなくてもよい。

（発明が解決しようとする課題）このような構成の放射線画像読取装置には、次のような
問題がある。

（１）回転多面鏡６の反射面の汚れやｆ・Θレンズ７の
汚れ及び角度による透過率の相違によって、各走査位置
における励起光の強度が変化するため、螢光体ＳＰの発
光強度が変動する。

（２）導光路１０の集光位置による透過率の変化で読取
信号としての受光量が変動する。

（３）導光路１０の製造上のバラツキ及び取付誤差によ
り集光量が変動する。

（４）走査位置毎に光検出器１１の検出面上での光強度
分布が異なり、又、検出器１１の受光面の各点で感度に
バラツキが生じる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、走査光学系，光集光伝導体，光検出器
の不均一性を補正し、正確な読取出力を得ることができ
る放射線画像読取装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成する本発明は、光ビームを走査する走査
光学系によって、蓄積性螢光体を含むプレートを走査，
励起し、前記蓄積性螢光体からの発光光を光集光伝導体
により光検出器まで導き、その発光光を検出することに
より、蓄積性蛍光体中に蓄積されている放射線画像を読
み取る放射線画像読取装置において、前記蓄積性螢光体を含むプレート中の少なくとも一部
に、被写体を設けることなく、前記放射線と同一の放射
線を参照用の放射線として照射してその蓄積性螢光体に
略一様かつ充分な励起を与え、光ビームをプレート上で
複数回走査し、それらの走査毎に発光光を前記光検出器
により検出した信号を走査位置毎に加算処理することに
より得られる情報に基づいて、放射線画像を読取る際、
走査光学系，光集光伝導体，光検出器による走査時の不
均一性を含む信号を補正する補正手段を有することを特
徴とするものである。

（作用）上述のとおり、本発明の特徴は、輝尽性螢光体を含む
プレート中の少なくとも一部に、被写体を設けること
なく、略一様かつ充分な励起を与え、複数回走査し、
走査位置毎に加算した情報に基づき、走査光学系，
光集光伝導体、光検出器の不均一性を補正する手段を持
つ、ことにある。

本発明前において、複写機等の固体撮像素子を用いた読
取装置では、歪み補正（シェーディング補正）は一般的
に行われていたが、輝尽性螢光体を用いた放射線画像の
読取装置の分野では行われていなかった。これは、輝尽
性螢光体を用いた読取りが、固体撮像素子を用いた読取
りとは根本的に異なり、従来の複写機等におけるシェー
ディング補正技術が全く適用できないからである。そこ
で出願人は種々の試行錯誤的な実験を試み、その中から
上述の構成を考え出すに至った。

各構成要素の作用，効果は、以下のとおりである。

（１）「被写体を設けることなく、略一様かつ充分な
励起を与え」の作用。

これにより、Ｘ線の照射ムラを抑えて、現実に均一と呼
べるＸ線照射状態を実現でき、これにより信頼性ある参
照用基準（補正の基準）が得られる。

（２）「輝尽性螢光体を含むプレート中の少なくとも
一部に、」の作用。

参照用画像を得るためのプレートと、実際の映像記録を
行うプレートとを一体化することにより、参照用基準信
号を得るプレートと、実際に画像が記録されるプレート
の特性（主走査方向，副走査方向の感度）を簡単に一致
させることができる。したがって、同じ特性を持つプレ
ートを２枚用意し、条件を同じくしてＸ線を照射する煩
わしさから開放される。

（３）「複数回走査し、走査位置毎に加算した情報
に基づき」の作用。

放射線画像読取りの不安定さにかんがみ、加算演算によ
る読取り精度の向上を図るものである。そして、これら
により、「走査光学系，光集光伝導体，光検出器の不
均一性」を一括して補正することができるようになる。

（実施例）以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。

（実施例１）第３図は、本発明に係る放射線画像読取装置の一実施例
における信号処理部の構成を示す説明図である。

図において、光検出器１１の出力は、増幅器２０を介し
てＡ／Ｄ変換器２１に入力され、そのディジタル出力が
加算器２２及び乗算器２３に入力される構成となってい
る。又、加算器２２の出力をマルチプレクサ２４を介し
て記憶部２５に入力し、そこに書き込めると共に、記憶
部２５内のデータを読み出して除算器２６で後述の演算
を行った後、この演算結果をマルチプレクサ２４を介し
て記憶部２５内の同一アドレスに書き込める構成になっ
ている。更に、記憶部２５内に作成された補正用データ
は、乗算器２３に与えられ補正演算を行うようになって
いる。

次に、Ａ／Ｄ変換器２１が１２ビットで、加算器２２及
び記憶部２５が１６ビットである場合を例にとって、そ
の動作を説明する。

まず、本発明において使用される蓄積性螢光体プレート
の構成について説明する。

本発明で使用されるプレートは、放射線画像が記録され
た螢光体ＳＰと、参照用の放射線の照射を受けた螢光体
ＳＰ_１とが一体化されたプレートである。

すなわち、被写体を介して放射線を受け、放射線画像を
記録する螢光体を含むプレートの一部に、参照用の照射
を受ける螢光体の領域（当然ここには投影画像を記録し
ない）を設け、一枚の螢光体の使用のみですむように
し、特性の一致したプレートを、２枚用意する不便を解
消したものである。

尚、参照用の放射線の照射を受ける螢光体ＳＰ_１は、第
４図（イ）に示す如く、被写体ＯＢＪ（破線）を入れず
に、直接に螢光体ＳＰ_１にＸ線源Ｓ_１からＸ線の照射を
放射線画像記録時と同様に行い、螢光体ＳＰ_１を、その
励起状態が参照レベルとなるように励起することによっ
て得られる。また、第４図（ロ）に示す如く、参照用の
放射線の照射を受けた螢光体ＳＰ_１は、Ｘ線源Ｓ_１の代
わりに紫外線ランプ等の短波長の発光源Ｓ_１を使用して
螢光体ＳＰの励起を行うことによっても得られる。

いずれにせよ、参照用螢光体ＳＰ_１には、略一様かつ充
分な励起が与えられている必要がある。

この参照用の放射線の照射を受けた螢光体ＳＰ_１につい
て読取りを行ったときの光検出器１１の出力波形は、第
５図に示すごとく変動している。これは、上述の（１）
〜（４）の変動原因によるものである。

この変動している信号は、まず、増幅器２０で増幅され
た後、Ａ／Ｄ変換され、ディジタル信号として加算器２
２に入力される。加算器２２は、各画素毎に、Ａ／Ｄ変
換器２１の出力データと記憶部２５の対応アドレスのデ
ータ出力（当初は零）とを加算し、その加算値である出
力をマルチプレクスサ２４を経由して記憶部２５に与え
る。記憶部２５は、この入力データを同一アドレスに格
納する。

１回の走査毎に、各画素に対応した各アドレスに該当画
素のデータが加算され、１６回の走査が終了すると、マ
ルチプレクサ２４が除算器２６側に切り換えられ、走査
は中止される。

そして、記憶部２５から１アドレス毎に読み出されたデ
ータ（１６ビット）のうち、上位１４ビットの値ｘが除
算器２６に入力され、そこで、ｋ÷ｘ（ｋ：一定値）な
る演算が行われ、演算結果がマルチプレクサ２４を経由
して記憶部２５の元のアドレスへ書き込まれる。尚、除
算器２６へ記憶部２５の出力データの上位１４ビットの
みを入力する理由は、１６回走査して得られたデータ
は、Ｓ／Ｎ比が４倍に増加しているからである。

ここまでの動作により、第１の光検出器１１の出力変動
の逆数に比例した補正用データが、記憶部２５に格納さ
れたことになる。

次に、螢光体ＳＰに記憶された正規の画像を読み取る。

このとき、Ａ／Ｄ変換器２１の出力データを乗算器２３
に入力するのに同期して、記憶部２５内対応画素のアド
レスのデータも乗算器２３に入力するのに同期して、記
憶部２５内の対応画素のアドレスのデータも乗算器２３
に入力する。この乗算器２３の出力は、第１の光検出器
１１の出力を同一走査位置における基準読取信号で割算
したものである。このため、装置の読取り感度の不均一
を補正した画像信号となっている。

尚、第３図の回路において、除算器２６は、一定値ｋと
の間の演算を行うものであるので、これを、ｘというデ
ィジタル入力に対し、ｋ／ｘというディジタル信号を出
力するＲＯＭで構成すると、簡単に実現できる。

また、乗算器２３の代わりに除算器を用い、除算器２６
及びマルチプレクサ２４を用いず、直接、加算器２２の
出力を記憶部２５に書き込むように構成し、放射線画像
が記録された螢光体を走査するときに、該記憶部２５の
出力データでＡ／Ｄ変換器２１の出力データを割るよう
にすることも可能である。また、記憶部２５を、読出／
書込可能なメモリで構成しているが、補正信号が得られ
た後は、読出専用メモリで構成してもよい。

（実施例２）ところで、上記実施例は、読取用の励起光の強度を一定
に保っておくことを前提とするものであったが、励起光
の強度を制御して不均一を補正することもできる。

第６図は、この補正手段を採用した実施例の信号処理部
及びその周辺回路の構成を示す説明図である（第３図の
各部と対応する部分には同一符号を付した）。

この第６図において、カウンタ３０の出力ａはデコーダ
３１に入力され、該デコーダ３１の出力ｂが排他的ＯＲ
回路（以下、Ｅｘ−ＯＲと記す）３２に入力される。
又、Ｅｘ−ＯＲ回路３２の出力ｃは、Ｄ／Ａ変換器３３
およびマルチプレクサ３４に入力される。

記憶部３５の出力ｅを一時的に保持するラッチ３６の出
力ｆはＥｘ−ＯＲ回路３２の一方の入力端子に与えられ
ると共に、マルチプレクサ３４の他方の入力にもなって
いる。

マルチプレクサ３４がいずれの入力データをその出力ｄ
として記憶部３５に出力するかは、比較器３７の出力ｇ
による。則ち、比較器３７への閾値入力ｈよりＡ／Ｄ変
換器２１の出力ｉが小さいときは、比較器３７の出力ｇ
が「１」となり、マルチプレクサ３４は、Ｅｘ−ＯＲ回
路３２の出力ｃを記憶部３５に対して出力し、逆の場合
は、ラッチ３６の出力ｆを記憶部３５に出力する。ま
た、Ｄ／Ａ変換器３３の出力である光強度制御信号は、
光強度制御部３８に送られ、その出力レベルに応じて読
取用の励起光の強度を制御する。光強度制御は、例え
ば、音響光学変調器を用い、上記光強度制御信号を搬送
波のＡＭ変調信号として使用する。

次に、第６図の回路の動作を説明する。但し、説明を簡
単にするため、デコーダ３１として、第７図のような入
出力特性を有するものを用い、カウンタ３０及び比較器
３７の出力以外は、ディジタル信号が６ビットの構成の
ものである場合を例にとって述べる。

また、一定値ｈは、「１１１００」にセットされている
とする。

まず、参照用の放射線の照射を受けた螢光体ＳＰの読取
りを行う。この初期状態では、カウンタ３０の出力ａは
「０００」記憶部３５内の各画素に対応する全アドレス
の記憶内容は、「００００００」になっているため、ラ
ッチ３６の出力ｆは「００００００」、デコーダ３１の
出力ｂは「１０００００」で、Ｅｘ−ＯＲ回路３２の出
力ｃ（励起光の光強度制御信号）も「１０００００」と
なっている。

従って、Ｄ／Ａ変換器３３の出力はほぼフルスケールの
半分であり、１回目の走査時には、読取用の励起光もこ
れに応じた強度となっており（第８図の最上段の光検出
器１１の出力波形ｙの最初の波形）、この強度の励起光
にて走査がなされ、第１の光検出器１１，増幅器２０及
びＡ／Ｄ変換器２１を介して得られる信号ｉと、一定値
ｈとの比較が比較器３７にて行われる。

則ち、ｈ＞ｉである画素については、その画素に対応し
た記憶部３５内のアドレスに「１０００００」を書込
み、ｈ＜ｉなる画素については、「００００００」を書
き込む。これは、ＭＳＢを決定する動作である。

２回目の走査では、ＭＳＢより１つ下位のビットを決定
し、最後の６回目の走査にて、ＬＳＢの決定がなされ
る。

今、第ｎ番目の画素での検出寝具ｉが「１０１００１」
である場合を例にとって、これを記憶部３５内の該当ア
ドレスに６回の走査を経て書き込む動作を第８図を用い
ながら説明する。尚、第８図は、左から右に走査を繰返
していって励起光の光強度を制御して、破線で示す光量
設定レベルに出力を調整する過程示すものであって、一
走査線中、任意の第ｎ画素目（最上段の波形の内での斜
線部）を一例としてとりあげ、第６図の回路ブロック図
の出力信号（ａ〜ｉ）を各走査毎に示したものである。

まず、一定値ｈは、「１１１１００」であるので、比較
器３７の出力ｇはｈ＞ｉで「１」となる。すると、マル
チプレクサ２４は、Ｅｘ−ＯＲ回路３２の出力ｃを記憶
部３５に入力するので、記憶部３５のアドレスのｎ番地
には「１０００００」が記憶される。第２走査以降は、
記憶部３５の出力ｅは、ラッチ３６に保持される。つま
り、第２走査の第ｎ番目の画素では、ラッチ３６の出力
ｆは「１０００００」となっている。Ｅｘ−ＯＲ回路３
２の出力ｃはデコーダ３１の出力ｂ＝「０１００００」
とラッチ３６の出力ｆとのＥｘ−ＯＲだから「１１００
００」となり、第９図の特性曲線から明らかなように、
第１走査と比較して光ビーム強度が大きくなり、検出信
号ｉも「１１１１１１」となる。

このため、ｈ＜ｉとなり、比較器３７の出力ｇは「０」
となる。したがって、マルチプレクサ３４は、ラッチ３
６の出力ｆを記憶部３５に入力し、記憶部３５のｎ番地
には「１０００００」が記憶される。

第３走査の第ｎ番目の画素では、ラッチ３６の出力ｆは
「１０００００」となり、Ｅ−ＯＲ回路３２の出力ｃは
「１０１０００」となる。このときの検出信号ｉは、第
２走査時より小さくなり、「１１００１０」となるの
で、ｈ＜ｉで、比較器３７の出力ｇは「１」となる。

このとき、マルチプレクサ２４は、ＥＸ−ＯＲ回路３２
の出力ｃを記憶部３５に入力するので、記憶部３５のｎ
番地には「１０１０００」が記憶される。

このように、１画素毎に１ビットずつ精度を上げていく
ため、６走査が終了したときには、全画素にわたって、
６ビットの精度で補正データが記憶部３５に記憶される
ことになる。実際の放射線像を蓄積したプレートＳＰを
走査するときには、カウンタ３０の出力ａを「１１１」
とし、デコーダ３１の出力が「００００００」となるよ
うにしておく。これにより、記憶部３５からのデータを
Ｄ／Ａ変換器３３に入力することができ、光ビーム強度
を正確に制御できる。

尚、走査による変動の原因（１），（２），（３），
（４）は、空間周波数の高い成分がほとんどないので、
複数画素毎に補正を行ってもほとんど問題がない。した
がって、これにより、記憶部３５の記憶容量の削減が可
能である。また、第６図の実施例では６ビットの場合を
例にとって説明したが、現実には１２ビット程度で行う
のが好ましい。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、輝尽性螢光体を含
むプレート中の少なくとも一部に、被写体を設けること
なく、略一様かつ充分な励起を与え、複数回走査し、走
査位置毎に加算した情報に基づき、走査光学系，光集光
伝導体，光検出器の不均一性を補正することにより、装
置のバラツキを排し、放射線画像の正確な読取りを行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は螢光体への放射線画像の記録を示す説明図、第２図は従来の放射線画像読取装置の構成を示す図、第３図は本発明に係る放射線画像読取装置の一実施例に
おける信号処理部の構成を示す説明図、第４図は螢光体を参照用放射線で照射する状態を示す説
明図、第５図は参照用放射線照射を受けた螢光体について読取
走査を行ったときの第１の光検出器の出力波形図、第６図は本発明の他の実施例における信号処理部及びそ
の周辺回路の構成を示す説明図、第７図は第６図のデコーダの入出力特性図、第８図は第６図の回路の動作説明図、第９図は励起光の強度と螢光体の発光強度との関係を示
す説明図である。Ｓ・・・放射線源Ｓ_１・・・Ｘ線源Ｓ_２・・・発光源ＯＢＪ・・・被写体ＳＰ・・・螢光体ＳＰ_１・・・参照用の放射線の照射を受けた螢光体１・・・レーザ光源２・・・光量制御部３・・・シリンドリカルレンズ４・・・ビームエキスパンダ５，８・・・ミラー６・・・回転多面鏡７・・・ｆ・Θレンズ９・・・シリンドリカルレンズ１０・・・導光路１１・・・第１の光検出器１３・・・第２の光検出器１４・・・信号処理部２０・・・増幅器２１・・・Ａ／Ｄ変換器２２・・・加算器２３・・・乗算器２４，３４・・・マルチプレクサ２５，３５・・・記憶部２６・・・除算器３０・・・カウンタ３１・・・デコーダ３２・・・Ｅｘ−ＯＲ回路３３・・・Ｄ／Ａ変換器３６・・・ラッチ３７・・・比較器３８・・・光強度制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内三喜夫東京都日野市さくら町１番地小西六写真工業株式会社内 (72)発明者山中康司東京都日野市さくら町１番地小西六写真工業株式会社内 (56)参考文献特開昭56−112700（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−152268（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを走査する走査光学系によって、
蓄積性螢光体を含むプレートを走査，励起し、前記蓄積
性螢光体からの発光光を光集光伝導体により光検出器ま
で導き、その発光光を検出することにより、蓄積性蛍光
体中に蓄積されている放射線画像を読み取る放射線画像
読取装置において、前記蓄積性螢光体を含むプレート中の少なくとも一部
に、被写体を設けることなく、前記放射線と同一の放射
線を参照用の放射線として照射してその蓄積性螢光体に
略一様かつ充分な励起を与え、光ビームをプレート上で
複数回走査し、それらの走査毎に発光光を前記光検出器
により検出した信号を走査位置毎に加算処理することに
より得られる情報に基づいて、放射線画像を読取る際、
前記走査光学系，光集光伝導体，光検出器による走査時
の不均一性を含む信号を補正する補正手段を有すること
を特徴とする放射線画像読取装置。