JPH0670687B2 - 放射線画像読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、放射線を吸収・蓄積する蛍光体層を放射線画
像の記録手段として利用した放射線画像記録部材から、
記録されている放射線画像を読取る放射線画像読取装置
に関するもので、詳しくは、前記蛍光体層に励起光を照
射すると蓄積した放射線の強弱に応じて前記蛍光体層に
輝尽発光が起こるという現象を利用し、前記放射線画像
記録部材の蛍光体層を励起光で走査し、その時、蛍光体
層上に起こる発光を検出することで、記録されている放
射線画像を読取ってゆく形式の放射線画像読取装置の改
良に係るものである。

「従来の技術」 前記形式の放射線画像読取装置は、銀資源の枯渇等の問
題を回避することから、銀塩を利用した放射線写真によ
る方法に代わるものとして開発されたものであり、この
ような形式の装置の従来例として、特開昭59−13236号
公報に記載のものが知られている。

この公報に記載された装置は、放射線を吸収・蓄積する
とともにその後に励起光が照射されると蓄積した前記放
射線の強弱に応じて発光する蛍光体層を有して該蛍光体
層によって放射線画像を記録する放射線画像記録部材
と、前記励起光を発生する光源と、前記励起光の進路上
に配置した光線反射部材を利用して励起光の進路から外
れた位置で蛍光体層からの発光による光（以下、発光光
と呼ぶ）を受けて蛍光体層上での発光を検出する発光検
出装置とを備えた構成をなし、前記蛍光体層を励起光で
走査し、走査時の走査経路の各点における発光状態を前
記発光検出装置で逐次検出することにより、前記放射線
画像記録部材に記録されている放射線画像を読取るもの
である。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、励起光の走査にあたっては、より能率的に読
取りが行えるように、放射線記録部材の形状や、蛍光体
層上での励起光の走査方法（即ち、蛍光体層上でのスポ
ット照射部の移動不法）の選定等に工夫が要求される。

前述の公報に記載のものでは、蛍光体層が平面状の場合
に励起光のスポット照射部を移動させる方法として、該
蛍光体層に照射する励起光自体を蛍光体層のなす平面上
の一方向に首振りさせるという技術思想が開示され、ま
た、この場合に励起光を首振りさせる具体的な手段とし
ては、まず光源で一方向に幅の広い偏平な励起光のビー
ムを作り、この偏平なビームを回転多面鏡を介して蛍光
体層側に反射させることとし、前記回転多面鏡を回転操
作することによって、励起光を一定の方向に振るという
技術が示されている。

しかし、平面状の蛍光体層に対して、偏平な励起光のビ
ームを回転多面鏡によって振るという技術では、励起光
が蛍光体層に斜めに入射することによって、励起光の強
度が弱まったり、あるいは発光光が弱まるという不都合
が起り、ビームの傾斜角が大きくなる蛍光体層の隅の部
分では特にこの傾向が強くなり、そのために分解能の低
下という問題が起り、例えば、前記蛍光体層に記録され
ている放射線画像が結晶性物質にＸ線を照射して得たＸ
線回析像である場合のように、画像自体が非常に微弱な
場合には、前述の問題から読取り精度が低下し、そのた
めに結晶性物質の結晶方位等を正確に決定することが困
難になり、結晶構造の正確な解明を読取りの目的とする
場合などには利用不可能となる虞れがあった。

この発明は、前述の問題点を解決すべく提案されたもの
で、蛍光体層の全域に亙って励起光を垂直に入射させる
ことができ、したがって、励起光が蛍光体層に対して傾
斜状態で入射することに起因した分解能の低下という不
都合が発生せず、蛍光体層に記録されている放射線画像
が結晶性物質のＸ線回析像等で非常に微弱な場合でも、
蛍光体層の前記に亙って高い読取り精度を維持し、正確
にその放射線画像を読取ることができる放射線画像読取
装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 上述の課題を解決するために本発明かかる放射線画像読
取装置は、 （構成１）放射線を吸収・蓄積するとともにその後に励
起光が照射されると蓄積した前記放射線の強弱に応じて
発光する性質を有する螢光体層を備え、該螢光体層によ
って放射線画像を記録する放射線画像記録部材であって
前記螢光体層が円筒の内周面に沿う円弧状をなした放射
線画像記録部材に記録された放射線画像を読取る放射線
画像読取装置において、 前記励起光を発生する光源と、 この光源からの励起光を前記円弧状の螢光体層の円筒の
中心軸線の方向から導入してその進路をほぼ90°変えて
前記螢光体層にほぼ垂直に照射し、かつ、この励起光の
照射によって前記螢光体層から発光された発光光を導入
してその進路をほぼ90°変えて前記中心軸線の方向に導
く光路機構と、 前記中心軸線方向に導かれた発光光を検出する光検出器
と、 前記光路機構を前記中心軸線を中心に回転させる回転駆
動機構とを有し、 前記回転駆動機構によって光路機構を回転させ、前記螢
光体層の各点を励起光で走査して発光光を光検出器で検
出することにより前記螢光体層に記録された放射線画像
を読取ることを特徴とした構成とし、 この構成の態様として、 （構成２）構成１の放射線画像読取装置において、 前記光路機構は、前記螢光体層の円筒の中心軸を回転軸
として回転自在に保持され、かつ、その反射面が前記回
転軸に対してほぼ45°なすように保持された光線反射手
段と、この光線反射手段で反射されて前記螢光体層に照
射された励起光によって発光した発光光を集光して前記
光線反射手段に入射させ、該光線反射手段によって該発
光光を反射させて前記回転軸方向に導くように、前記螢
光体層の近傍における励起光の進路上に配置された集光
手段とを備えたものであることを特徴とする構成、 及び、 （構成３）構成１の放射線画像読取装置において、 前記光路機構は、一端部が前記中心軸線上に配置され、
他端部が前記螢光体層に対向して配置され光ファイバを
その主要部として構成されたものであることを特徴とす
る構成としたものである。

「作用」 この発明に係る放射線画像読取装置においては、回転駆
動機構によって光路機構を回転させると、励起光のスポ
ット照射部が、光路機構の回転角に応じて前記蛍光体層
の表面をその周方向に移動する。従って、例えば、光路
機構を回転させるとともに、光路機構の一回転毎に光路
機構と放射線画像記録部材とを互いに蛍光体層の中心軸
線方向に一定ピッチで移動させてゆけば、蛍光体層の全
域に亙って走査することができる。

この場合に、光路機構の回転中心が蛍光体層の中心軸線
に一致するため、励起光は蛍光体層上のいかなる位置に
おいても円弧板状の蛍光体層の曲率中心から垂直に蛍光
体層に入射することになり、したがって、励起光が蛍光
体層に対して傾斜状態で入射することによる分解能が低
下するというような不都合が発生せず、蛍光体層に記録
されている放射線画像が結晶性物質のＸ線回析像等で非
常に微弱な場合でも、蛍光体層の全域に亙って高い読取
り精度を維持し、正確に放射線画像を読取ることができ
る。

また、この発明に係る放射線画像読取装置において、前
記光路機構は、例えば、光線反射部材を経た励起光に対
して反射鏡を45度傾斜させて配置し、あるいは、光ファ
イバで構成するなど、極めて単純な構成で所望の機能を
得ることができ、小型化・軽量化が図り易い。そして、
励起光の走査のために必要な機械的運動が、前記光路機
構の回転と、光路機構と放射線画像記録部材との間での
蛍光体層の中心軸線に沿った方向への相対移動だけでよ
く、例えば給電用あるいは信号用のケーブルが付帯して
移動させにくい光源や発光検出装置は位置を固定してお
くことができるから、走査用の機械的運動を円滑にする
ために装置が繁雑化・大型化するような不都合を避ける
こともできる。

「実施例」 第１図は、この発明に係る放射線画像読取装置の一実施
例を示したものである。

この放射線画像読取装置は、放射線画像記録部材１と、
励起光２を発生する光源３と、前記励起光２の進路上に
配置される光線反射部材４と、この光線反射部材４と放
射線画像記録部材１との間に介在する光学装置５と、発
光検出装置６とを基本構成としている。

前述の各構成要素について詳述すると、以下の如くであ
る。

前記放射線記録部材１は、円弧板状（平板を円柱の外周
面に密着するように所定の曲率で湾曲させた形状）をな
した基板1aの内表面一面に、蛍光体層1bを層設したもの
で、その中心軸線（即ち、円弧の曲率中心を通る直線）
Ｏが前記光源３から光線反射部材４に至る励起光２のな
す直線に一致するように、図示略の指示装置によって位
置決めされ、また該指示装置に連結された駆動機構（図
示略）によって中心軸線Ｏに沿う方向（図に矢印イで示
す方向）に移動可能とされている。この記録部材１にお
いて、蛍光体層1bは、放射線を吸収・蓄積するとともに
その後に励起光２が照射されると蓄積した前記放射線の
強弱に応じて輝尽発光する蓄積性の蛍光体を、所定の厚
さで層状に塗布したもので、被写体を透過した放射線を
照射することによって、被写体の放射線画像を記録す
る。

前記励起光２は、電磁放射線のうち可視光、紫外光、赤
外光等を示し、また、放射線とは、Ｘ線、ガンマ線、ベ
ータ線、アルファ線、中性子線等を示すものとする。

前記光源３は、その先端部（通常、ビームエクスパンダ
ーもしくはビームコリメータが取付けられる）から励起
光２を発生する。この光源３は、後述の光線反射部材４
おける孔の径を最小限に押さえることから、励起光２を
極細径のビームとして発生する。

前記光線反射部材４は、励起光２の進路上に位置して、
蛍光体層1bからの発光光８を励起光２の反射光から分離
して発光検出装置６に送るためのもので、前記励起光２
の進路と交差する中央部には励起光２を通す孔4aが設け
られ、かつ光学装置５に向いた面に全反射用の鏡面4bを
形成した全反射ミラーが適用されている。

従来においては、光線反射部材としてダイクロイックミ
ラーを利用することが提案されているが、ダイクロイッ
クミラーは、その機能上、透過する光が透過時に生じる
屈折によって微小ではあるが位置ずれを起こしたり、あ
るいは反射する光が反射時に生じる散乱や吸収によって
減光する虞れがあり、発光が極めて微弱なＸ線回析像を
読取る場合のように、高い読取り精度が要求される場合
の使用に際しては、難点があった。しかし、この実施例
の如く、光線反射部材４として、孔4a付きの全反射ミラ
ーを使用することとすれば、透過光線の屈折や反射光線
の散乱・吸収がなくなり、ダイクロイックミラーを使用
した場合のような問題が生じない。

前記光学装置５は、光線反射部材４を経た励起光２をほ
ぼ直角に方向変換して蛍光体層1bに垂直に照射するとと
もに、蛍光体層1bで反射した励起光２および蛍光体層1b
の発光による発光光８を光線反射部材４に導くもので、
光路機構10と、走査用の回転駆動機構11とを備えてい
る。

前記発光検出装置６は、前記反射部材４によって反射さ
れた発光光８を受けて発光を検出するもので、光を受け
るとその光の強度に応じて所定の信号を出力する光電子
増倍管6aと、この光電子増倍管6aの受光面の前方に位置
して発光光８以外の波長の光をカットするフィルタ6bと
を備え、励起光２の進路から外れた位置に位置する。そ
して、前記光電子増倍管6aの出力信号が、図示略の信号
変換装置、表示装置等によって画素に変換して表現され
る。

前述の光源３、光源反射部材４、発光検出装置６等は、
図示略の支持枠によって一定の位置関係に固定されてい
る。

前記光学装置５における光路機構10は、光線の出入口と
なる両端部のうちの一端部を光線反射部材４に向け、他
端部を蛍光体層1bに向けた光路を提供するもので、光源
３から直進して前記光線反射部材４を経た励起光２をほ
ぼ直角に反射する反射鏡13と、この反射鏡13と蛍光体層
1bとの間において励起光２の進路上に位置した集光用の
非球面レンズ14と、前記反射鏡13および非球面レンズ14
を一定の位置関係に保持した保持枠15とを備えた構成と
され、前記反射鏡13としては表面に全反射用の鏡面を形
成した全反射ミラーが使用されている。

また、前記非球面レンズ14は、この発明で新規に採用し
たものである。蛍光体層1bにスポット照射させるための
集光用のレンズとしては、これまで球面レンズを使用し
たものが知られているが、非球面レンズにすると、球面
レンズの場合と比較して、口径／焦点距離を大きくする
ことができ、集光効率を大幅に改善することができる。

前記保持枠15は、前記中心軸線Ｏを回転中心として回転
自在に支持された筒状の枠本体15aと、この枠本体15aの
一端に固定して設けられて反射鏡13と非球面レンズ14と
を所定の位置関係に保持した光学素子保持部15bとから
構成されている。

前記回転駆動機構11は、モータ11aの出力軸と保持枠15
の枠本体15aとをベルト等の動力伝達手段11bで連結した
もので、中心軸線Ｏを回転中心として保持枠15を一方向
（図に矢印ロで示した方向）に定速度で回転させる。

さて、この実施例の放射線画像読取装置では、光源３か
ら発せられた励起光２は、光線反射部材４の孔4aを通過
して光学装置５の反射鏡13に至り、この反射鏡13の反射
によって蛍光体層1bをスポット照射する。また、この蛍
光体層1bで反射した励起光２は、入射したときの進路を
逆に戻って光源３側に排除される。このような励起光２
の出入りに際して、この実施例では、光線反射部材４と
して全反射ミラーを使用しており、光源３から発せられ
た励起光２は、前記全反射ミラーの中央部に設けられた
孔4aによって全く自由に、屈折することなく透過するた
め、例えば従来より光線反射部材として利用されている
ダイクロイックミラーを使用した場合と異なり、光線反
射部材通過時の屈折等に起因した励起光２の照射位置の
ずれ（焦点ずれ）を防止することができ、正確なスポッ
ト照射による緻密な走査が可能になる。

一方、励起光２の照射による発光光８は、励起光２の進
入路をたどる分については、前記孔4aを透過して光源３
側に排除されるが、それ以外の範囲を通る分は、全反射
用の鏡面によって、散乱や吸収を起こすことなく良好に
発光検出装置６側に反射されて、発光の検出がなされ
る。この場合に、唯一、前記孔4aを透過した分だけが減
光の要因として残る。しかし、前記孔4aは、励起光を微
細化することによって、比較的広域の反射面に比して無
視し得る程度まで極小化することが可能であり、孔4aに
比して非常に広大な反射面において良好な反射を確保し
たことによる受光量の増大と比較すれば、孔4aを透過し
た分による減光は無視することができる。

次に、励起光２による走査について説明すると、以下の
如くである。

すなわち、この実施例の放射線画像読取装置において
は、回転駆動機構11によって光路機構10を回転させる
と、励起光２のスポット照射部（蛍光体層1bに当たる部
分）が、光路機構10の回転角（すなわち、反射鏡13の回
転角）に応じて前記蛍光体層1bの表面をその周方向（前
記矢印ロで示した方向で、線ハがその軌跡を示す）に移
動する。また、放射線記録部材１を支持している支持装
置を図示略の駆動機構によって矢印イに示す方向に移動
させれば、励起光２のスポット照射部が蛍光体層1bの表
面をその軸線方向に沿って移動する（線ニがその軌跡を
示す）。

従って、この放射線画像読取装置では、例えば、光路機
構10を回転させるとともに、光路機構10の一回転毎に放
射線画像記録部材１を矢印イ方向に一定ピッチで移動さ
せてゆけば、互いに直交する２軸の座標系での走査（Ｘ
−Ｙ走査）がなされることになり、蛍光対層1bの全域に
亙って走査することができる。

そして、この場合に、光路機構10の回転中心が蛍光体層
1bの中心軸線に一致しているため、励起光２は蛍光体層
1b上のいかなる位置においても円弧板状の蛍光体層1bの
曲率中心から垂直に蛍光体層1bに入射することになり、
したがって、励起光２が蛍光体層1bに対して傾斜状態で
入射することに起因した分解能の低下という不都合が発
生せず、蛍光体層1bに記録されている放射線画像が結晶
性物質のＸ線回析像等で非常に微弱な場合でも、蛍光体
層1bの全域に亙って高い読取り精度を維持し、正確に放
射線画像を読取ることができる。

また、この放射線画像読取装置において、光路機構10
は、光線反射部材４を経た励起光２に対して反射鏡13を
45度傾斜させて配備するという極めて単純な構成で所望
の機能を得ることができ、小型化・軽量化が図り易い。
そして、励起光２の走査のために必要な機械的運動が、
前記光路機構10の回転と、放射線画像記録部材１の中心
線軸に沿った方向への直線移動だけで、例えば給電用あ
るいは信号用のケーブルが付帯して移動させにくい光源
３や発光検出装置６は位置を固定しておくことができる
から、走査用の機械的運動を円滑にするために装置が繁
雑化・大型化するような不都合を避けることもできる。

なお、前述の実施例においては、走査のための動作とし
て、蛍光体層1bを円弧板の軸線方向に移動可能にした
が、蛍光体層1bは固定しておいて、光学装置５に回転運
動とその中心軸線方向の直線運動とを与えるようにして
も良い。

また、この発明に係る装置において、光学装置５におい
て光線の進路を90度方向変換させる手段は、前記実施例
に限定するものではない。例えば、反射鏡13の代わり
に、光ファイバを利用することも考え得る。

「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、この発明に係る放射線
画像読取装置においては、回転駆動機構によって光路機
構を回転させると、励起光のスポット照射部が、光路機
構の回転角に応じて前記蛍光体層の表面をその周方向に
移動する。従って、例えば、光路機構を回転させるとと
もに、光路機構の一回転毎に光路機構と放射線画像記録
部材とを互いに蛍光体層の中心軸線方向に一定ピッチで
移動させてゆけば、互いに直交する２軸の座標系での走
査（Ｘ−Ｙ走査）がなされることになり、蛍光体層の全
域に亙って走査することができる。

そして、この場合に、光路機構の回転中心が蛍光体層の
中心軸線に一致するため、励起光は蛍光体層上のいかな
る位置においても円弧板状の蛍光体層の曲率中心から垂
直に蛍光体層に入射することになり、したがって、励起
光が蛍光体層に対して傾斜状態で入射することに起因し
た分解能の低下という不都合が発生せず、蛍光体層に記
録されている放射線画像が結晶性物質のＸ線回析像等で
非常に微弱な場合でも、蛍光体層の全域に亙って高い読
取り精度を維持し、正確に放射線画像を読取ることがで
きる。

また、この発明に係る放射線画像読取装置において、前
記光路機構は、例えば、光線反射部材を経た励起光に対
して反射鏡を45度傾斜させて配備するなど、極めて単純
な構成で所望の機能を得ることができ、小型化・軽量化
が図り易い。そして、励起光の走査のために必要な機械
的運動が、前記光路機構の回転と、該光路機構と放射線
画像記録部材との間での蛍光体層の中心軸線に沿った方
向への相対移動だけでよく、例えば、給電用あるいは信
号用のケーブルが付帯して移動させにくい光源や発光検
出装置は位置を固定しておくことができるから、走査用
の機械的運動を円滑にするために装置が繁雑化・大型化
するような不都合を避けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線画像読取装置の一実施例の
全体図である。 １……放射線画像記録部材、２……励起光、３……光
源、４……光源反射部材、4a……孔、５……光学装置、
６……発光検出装置、８……発光光、10……光路機構、
11……回転駆動機構、13……反射鏡、14……非球面レン
ズ、15……保持枠。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線を吸収・蓄積するとともにその後に
   励起光が照射されると蓄積した前記放射線の強弱に応じ
   て発光する性質を有する螢光体層を備え、該螢光体層に
   よって放射線画像を記録する放射線画像記録部材であっ
   て前記螢光体層が円筒の内周面に沿う円弧状をなした放
   射線画像記録部材に記録された放射線画像を読取る放射
   線画像読取装置において、 前記励起光を発生する光源と、 この光源からの励起光を前記円弧状の螢光体層の円筒の
   中心軸線の方向から導入してその進路をほぼ90°変えて
   前記螢光体層にほぼ垂直に照射し、かつ、この励起光の
   照射によって前記螢光体層から発光された発光光を導入
   してその進路をほぼ90°変えて前記中心軸線の方向に導
   く光路機構と、 前記中心軸線方向に導かれた発光光を検出する光検出器
   と、 前記光路機構を前記中心軸線を中心に回転させる回転駆
   動機構とを有し、 前記回転駆動機構によって光路機構を回転させ、前記螢
   光体層の各点を励起光で走査して発光光を光検出器で検
   出することにより前記螢光体層に記録された放射線画像
   を読取ることを特徴とした放射線画像読取装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の放射線画像読取装置にお
   いて、 前記光路機構は、前記螢光体層の円筒の中心軸を回転軸
   として回転自在に保持され、かつ、その反射面が前記回
   転軸に対してほぼ45°なすように保持された光線反射手
   段と、この光線反射手段で反射されて前記螢光体層に照
   射された励起光によって発光した発光光を集光して前記
   光線反射手段に入射させ、該光線反射手段によって該発
   光光を反射させて前記回転軸方向に導くように、前記螢
   光体層の近傍における励起光の進路上に配置された集光
   手段とを備えたものであることを特徴とする放射線画像
   読取装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の放射線画像読取装置にお
   いて、 前記光路機構は、一端部が前記中心軸線上に配置され、
   他端部が前記螢光体層に対向して配置され光ファイバを
   その主要部として構成されたものであることを特徴とす
   る放射線画像読取装置。