JPS6152067A - 放射線画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、人体を透過した放射線を吸収した輝尽性螢光
体に励起光を照射して、その時に発生した輝尽光の強度
を測定することにより、輝尽性螢光体に記憶されている
放射線画像情報を読み取る読取装置に関するものである
。

〔発明の技術的背景〕

輝尽とは、入射放射線エネルギーソ螢光体中の格子欠陥
に貯え、放射線停止後、励起光を照射すると貯えている
エネルギーに比例した強度の発光をする現象であり、こ
の時発生する光を輝尽光という。

この輝尽性螢光体をシート状に成をしてそれに人体等の
被写体を通過した放射線を吸収させて、被写体の放射線
画＠を蓄積記録し、後でこれにレーザ光等の励起光で走
査して、その時発光した輝尽光を適当な光検出器で読み
取り、その読み取つた信号を電気信号に変換してから再
び写真フィルムやＣＲＴ等に放射線画像として記録再生
する装置が知られている。（米国特許ｇ３．ｓ　５９，
５２７号） 第５図のシステム構成図で説明すると以下のようになる
。Ｘ線管１から出た放射線は、被写体２を通って輝尽性
螢光体をシート状に成壓しｆこ螢光体シート３に記録さ
れる。この螢光体シート３を放射線画像読取装置４で電
気信号として画は情報を取り出し、データ処理装置５で
診断適性の優れた画像になるようデータ処理？した後、
画像記録装置６で供給されたフィルム７に焼き込み、自
動現＠機８を通して、Ｘ線写真９を作るものである。

Ｘ線管１から放出される放射線は、被写体２の各部の放
射線透過率の変化に応じて透過し、その透過像が螢光体
シート３に入射する。この入射した透過像は、螢光体シ
ート３の輝尽性螢光体層に吸収され、これによって螢光
体層に吸収した放射線量に比例した数の電子または正孔
が発生し、これが螢光体の格子欠陥に蓄積される。これ
により放射線透過像が形成される。

放射線画（ａ読取装置４では放射線透過像が記憶されて
いる螢光体シート３に励起光を照射して、格子欠陥に蓄
積されている電子あるいは正孔を追出し輝尽光として発
光させる。この輝尽光の強度は螢光体シート３に吸収さ
れた放射線のエネルギーに比例しており、この輝尽光を
例えば光電子増倍管て電気信号に変換している。

〔背景技術の問題点〕

第６図に従来の放射線画像読取装置の構成を示す。図示
しないレーザ発振器から出たレーザ光１０はレンズ１１
で集束され、１００μ風程度の細いビームに絞られて、
ガルバノメータ１２により螢光体シート３上を走査する
。螢光体シート３はローラ１３ａ＠工３ｂにより走行し
ているベル）１４上に置かれ、レーザ光１０の走査と同
期して矢印の方向に移動する。このようにして、螢光体
シート３はレーザ光１０により全面を一様に走査される
ことになる。

レーザ光１０が螢光体シート３を照射すると、螢光体シ
ート３は記録している放射線のエネルギー罠比例した強
度の輝尽光を発生する。励起光の波長と輝尽光の発光強
度の一例は、例えば特開昭５８−１０９８９７等で開示
されている通りである。

発光された輝尽光は集光器１５で集光された後、光電子
増倍管１６で光電変換され、第５図のデータ処理装置５
に送られる。光電子増倍管１６の出力は連続信号である
ため、データ処理装置５で時分割されて画素信号を出力
している。

しかしながら上記構成の装置ではレーザ光をガルバノメ
ータで螢光体シート上をスキャンするため装置全体が大
きくなり、また、スキャンスピードを上げると各画素を
通過する時間が短くなるため、輝尽光の発光量が小さく
なりＳ／Ｎ比が悪化する。したがって１６取速度が遅く
、更に、高価なレーザ発振器やガルバノメータを使って
いるという問題点があっに０ 〔発明の目的〕 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり。

レーザ発振器やガルバノメータを用いることなく。

小皿で安価、読取速度が速く、しかも検出器の見かけの
感度を調整できる放射線画像読取装置を提供することを
目的とするものである。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するための本発明の概安は、輝尽性螢光
体を有する螢光体シートに励起光を照射して輝尽性螢光
体に記録されている放射線画像情報を読み出す放射線画
像読取装置において、前記螢光体シートの移動方向に父
差する方向における前記螢光体シートの１ライン分に相
当する線状の　　　□励起光を発する線状励起光発生手
段と、この線状励起光発生手段より発する線状の励起光
を前記螢光体シートの１ライン同時に照射した際に、こ
の螢光体シートより生ずる輝尽光を集光可能な集光手段
と、その輝尽光を１ライン同時に検出できる検出器と、
その入力データを基にした判断機能を有するコントロー
ラと、そのコントローラに同期して駆動する駆動回路と
を有することを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の構成を示す図である。２０は照射面を
ほぼ一様の照度で照射できる棒状のランプであり、例え
ばハロゲンランプの場合、照度斑を±５％以内に容易に
設計できる。２１は拷円鏡であり、楕円の一方の焦点位
置にランプ２０を配置し、他方の焦点位置に入力光を線
状に絞ることのできるシリンドリカルレンズ２２を配置
して。

ランプ２０の光を効率良くシリンドリカルレンズ２２に
集光させる。

２３はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）であり、輝尽光の
波長領域の光及び螢光体シート３の励起に不要な赤外＃
ｉｌを遮断する。輝尽光のスペクトル曲線及び励起光の
波長と輝尽光の発光強度の関係を示す図面は、例えば特
開昭５８−１０９８９７等で開示されている。

２４ａ、２４ｂはシリンドリカルレンズ２２０元路上に
適当な寸法のスリット２５を有する遮光部材であり、不
要な光が外部に漏れないようにランプ２０の光を遮光す
る。

２６は入力端面から所定の距離にある物体の王立等倍像
な、出力面から所定の距離に結像するロッドレンズアレ
ーである。第３図はロッドレンズアレー２６の一列を示
す断面図である。３０は入射光を中心軸から外周面に向
かって放射状に反射する光学ガラス体であり、３１はセ
ルフォックレンズ同志及びセルフォックレンズと側板３
２を接着するためのシリコン樹脂である。

２７は螢光体シート３から発光される輝尽光の波長領域
の光のみを通すＢＰＦであワ、輝尽光のスペクトル曲ａ
！を考えて透過波長帯域に３５０〜４５０７１轟に設定
されている。

螢光体シート３から発光される輝尽光は、ロッドレンズ
アレー２６の設定位置を適当に選ぶことにより、ライン
センサ２８の受光面に結像できるため、ラインセンサ２
８は、輝尽元乞画素毎に同時に受光できる。また、螢光
体シート３はローラー３ａ　　１３ｂにより駆動される
ベルト１４上にフ 置かれて副走査されるため、シリンドリカルレンズ２２
による線照射とあわせて、螢光体シート３の全面を照射
することができる。

第２図に、ラインセンサ２３の概略ブロック図を示す。

ラインセンサ２８は感光部４０、転送部４１、出力部４
２の３つのブロックで構成されており、光信号が２イン
センサ２８に入力されると感光部４０で電気信号に変換
され、得られた信号電荷を一時的に蓄積される。以下、
蓄積された信号電荷を一定間隔で読み出す時間を蓄積時
間と呼ぶ。転送部４１は感光部４０で光電変換、蓄積さ
れた信号電荷を転送する機能２有しており、アナログレ
ジスタで構成され、各々の画素で発生する信号電荷を並
列上：き込み、直列読み出しをするモードで動作する。

出力部４２は、伝送部４１のアナログレジスタで転送さ
れ１こ信号電荷を正圧信号に変換する機能を有する。

５０は発振器（図示しない）を内蔵するタイミング発生
回路であり、発振器の出力信号を分周することによって
、感光部４０の蓄積時間を決める信号、転送部４１のア
ナログシフトレジスタを駆動して感光部４０の各々の画
素で発生した信号電荷を次々に出力部４２に転送する転
送パルス。

及び、転送終了後、転送部４１のアナログシフトレジス
タを初期状態に戻すリセットパルス等、ラインセンサ２
８のデータ読み出しに必袂な信号を出力する。タイミン
グ発生回路内の発振器の発振パルス間隔は、後述のコン
トローラ５５で制御できるように構成しであるため、ラ
インセンサ２８の感光部の蓄積時間はコントローラ５５
で制御できる。

５１はセンサ駆動回路であり、例えばＣ−ＭＯ８電圧レ
ベルで出力されたタイミング発生回路５０の信号を、ラ
インセンサ２８＋：駆動できるレベルに変換する。５２
はラインセンサ２８の出力部４２からの出力信号を適当
な値まで増幅する増幅器、５３は時系列的に増幅器５２
から出力された信号をタイミング発生回路５０から出力
される転送パルスに同期して保持するサンプリングホー
ルド回路、５４はサンプリングホールド回路５３が保持
している信号をタイミング発生回路５０から出力される
転送パルスに同期してディジタル量に変換するＡＤ変換
器をそれぞれ示す。ＡＤ変換器５４の出力信号は、コン
トローラ５５に送られる。

５５は判Ｕｒ機能を有するコントローラであり、μｍＣ
ＰＵを内蔵しており、プログラムにより動作する。

コントローラ５５はＡＤ変換器５４から出力されたデー
タをランプ２００光量斑やラインセンサ２８の各画素の
感度斑及び蓄積時間を基に補正した後、データ処理装置
５に出力し、データ処理装置において、特開昭５５−８
７９７０．同５６−１１０３８等で開示されている周波
数処理、特開昭５５−１１６３３９、同５５−１１６３
４０等で開示されている階調処理をほどこし、診断適正
の優れた画像になるようにデータ処理を行なう。

また、ドライバ５６はタイミング発生回路５０かもの信
号を電流増幅して七−夕５７に送り、モータ５７は減速
機等（図示しない）を介してローラ１３ａ、１３ｂを駆
動する。

第１図に示す装置を動作させると以下のようになる。

楕円鏡２１の一方の焦点位置に設定されたランプ２０か
ら放射された励起光は、楕円鏡２１の他方の焦点位置に
設置されているシリンドリカルレンズ２２によって、例
えば線幅１００μｍの線状ビームに絞られ、スリット２
５を通過して螢光体シート３を照射する。第４図にＢｒ
Ｆ３３の動作を示す。励起プｔの波長はＢｒＦ３３？：
介してシリンドリカルレンズ２２に入光−５″るために
第４図に示す通り、約４５０７ｔＪＬ〜７５橿肩となっ
ており、シリンドリカルレンズ２２の焦点距離を適当に
選べば線幅１００Ｂｎに絞ることができる。また、螢光
体シート３から発光される輝尽光の波長領域及び赤外線
がカットできる。

螢光体シート３は、励起光が照射されると記録している
Ｘ線の線量に応じた強さの輝尽光を発生する。この輝尽
光はロッドレンズアレー２６で集光され、ラインセンサ
２８の受光面上に結像する。　　　　□コンドレンズア
レー２６とラインセンサ２８の間にはＢｒＦ２７が設置
されており、螢光体シート３から発光された輝尽光のみ
がラインセンサ２８に入力する。

タイミング発生回路５０かもの信号はセンナ駆動回路５
１を介してラインセンサ２８に入力し、ラインセンサ２
８はその信号に応じて蓄積していた電荷を出力する。増
幅器５２は、ラインセンサ２８からの信号電荷を増幅し
、後段の回路に出力する。サンプリングホールド回路５
３は、タイミング発生回路５０からの転送パルスに同期
して増幅器５２かもの信号を保持し、ＡＤ変換器５４は
、同じく転送パルス（同期して、サンプリングホールド
回路５３が保持している信号をディジタル変換し、コン
トローラ５５に出力する。

コントローラ５５はＡＤ変換器５４から入力された信号
を、ランプ２００ｆｔ、母斑や、ラインセンサ２８の各
画素素子間の感度の差異、及び蓄積時間により補正した
後、その１ライン分のデータからヒストグラムを作成し
、ラインセンサ２８の各画素に入力される輝尽光の光量
の分布を調べる。

ラインセンサ２８の感度は一定であるが、コントローラ
５５がタイミング発生回路５０に内蔵されている発振器
の周波数な操作することにより、ラインセンサ２８の見
かけの感度を変えることができる。　− 即ち、光量が少ない場合は、発振周波数を低くしてライ
ンセンサ２８の蓄積時間を長くすることにより、次ライ
ンからラインセンサ２８に出力される輝尽光の光量ぞ増
加させたことと同様となる。

また逆に光量が多い場合は、発振周波数を高くして蓄積
時間を短くすることにより、輝尽光の元撤を減少させた
ことと同様になる。

これは、１ラインの線幅が、隣り合うライン同志が連続
的に情報を蓄積していると見なせる程十分小さい場合に
は、診断のための適正な画像情報を得るに有効な手段で
あり、また、発振周波数を制御する方法は、公知の技術
で容易に実現できる。

つまり、ＣＲ発振器のコンデンサの容量、あるいは抵抗
の大きさを変えるか、または１発振器の出力を分周する
場合は分局比率を変えればよい。

上記の通りコントローラ５５では、ＡＤ変換器５４から
の出力信号乞補正後、データ処理装置５へ出力すると同
時に、ヒストグラムを作成して、それを基にタイミング
発生回路５０を制御し、また、ドライバ５６、モータ５
７を介してローラ１３ａ＊１３ｂをＶＡ勤し、螢光体シ
ート３を幅走査する。

ここで、本装置に用いるランプ２０とラインセンサの評
価を行なう。

螢光体シート３０幅を３６０〔朋〕とすると、螢光体シ
ート３？：幅１００（μ風〕で照射するエネルギーは３
．ｓｌ：ＷＥである。

エネルギーＣＷ）と光束Ｃ１ｍ〕との間には、１（Ｗ）
＝６８０ｘＶ（λン　　［：ｌｒｎ〕■（λ）：波長λ
の比視感度 の関係が成り立つ。ここでＨｅ−Ｎｅレーザ光の場合、
波長は６３３ｎｍであり、■（λ＝６３３）は約０．４
であるから、 １（Ｗ：］＝６８０ｘ０．４申２７０ＣＪｍ）従って３
．６ＣＷ：］は約１０００〔１ＴｒＬ〕となる。

光源に棒状のハロゲンランプを使用する場合、ハロゲン
ランプの発光効率を２０ＣわＶ賀〕、ＢＰＦ２３等の使
用で効率がｌ／１００になるとすれば、５（Ｉ（ＷＥの
〕・ロゲンランプが必要となるが、これは容易に入手で
きる。

マタ、ロンドレンズアレー２６の集光効率ヲ０．０５．
ＢＰＦ２７の透過ゐを０．７、ラインセンサ２８の輝尽
光４００ｎｍの分光感度ｆｆ：０．４、蓄積時間を２（
ｍｓ］とすると、螢光体シート３が１００μｍφのレー
ザ光によって出力するエネルギーは１０　　（Ｗ：ｌで
あるから、ラインセンサ２８０単位面積当たりに入力す
るエネルギーＥは、＝３．５Ｘ１０　　（μＪ　／ａｎ
”　］ここで、ライン七セッサ８の感度ｆ２１：Ｖ／１
ｘ−ｓｅｃ　）、飽和出力電圧を１〔ｖ〕とすれば、飽
和出力電圧１〔ｖ〕の露光量は０．５Ａｔｘ−８である
から、照度とエネルギーの換算公式 ％式％：］ より、飽和出力電圧を発生させろエネルギーは２．６〔
μＪ／Ｃ１ｒｌ〕であり、これはラインセッサ２８の単
位面積当たりに入力するエネルギーＥの約７５０倍であ
る。

１［ｍＲ）のＸ線ａ量は、一般に背部単純撮影の透過線
量といわれており、蓄積時間が２〔１ｒＬＳ〕のライン
センサの暗時出力電圧を１　’（＠Ｖ　）とすると、こ
のラインセンサのダイナミックレンジは、であるから、
上記感度２　［：Ｖ／７ｘ−ｓｅｃ　］、飽和出力電圧
１〔Ｖ〕のラインセンサは、本発明に十分使用でき、ま
た、一般に市販されているものである。

以上のことから、本発明は、小型で、尚かつ安価な部品
で容易に構成できることがわかる。

また、従来の方式では、例えば画素を照射する時間？：
ｌＯ（μｓ〕とし、画素数を１ライン当たり２０００個
とすると、１ラインをスキャンするには２０（ｍｓ］必
要となる。それに対して本発明では、１００〔μｍ〕の
線状ビームで従来の２００倍の１ライン当たり２Ｃｍ８
）照射すると仮定しても、処理速度は１０倍になること
がわかる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、従来の方式に比゛　して
、小型で安価、読取速度が速く、しかも検出器の見かけ
の感度の調整が可能な放射線画ｇ１．読取装置を提供す
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例を示す概略ブロック図、第２
図は本発明の検出器であるラインセンサの構成を示す概
略ブロック図、第３図はロッドレンズアレーの構成を示
す一部切欠斜視図、第４図は本発明に用いるＢＰＦの動
作を示す特性図、第５図は従来の放射線画像情報読取装
置の構成を示す概略ブロック図、第６図は従来の放射縁
画像読取装置の構成を示す概略図である。 ３・・・螢光体シート、　　２２・・・シリンドリカル
レンズ、　２６・・・ロッドレンズアレー、　　２８０
３．うインセンサ、　　５０・・・タイミング発生回路
、５５・・・コントローラ。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほか１名）第３図 第　　５　図 第　　６　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）輝尽性螢光体を有する螢光体シートに励起光を照
   射して輝尽性螢光体に記録されている放射線画像情報を
   読み出す放射線画像読取装置において、前記螢光体シー
   トの移動方向に交差する方向における前記螢光体シート
   の１ライン分に相当する線状の励起光を発する線状励起
   光発生手段と、この線状励起光発生手段より発する線状
   の励起光を前記螢光体シートの１ライン同時に照射した
   際に、この螢光体シートより生ずる輝尽光を集光可能な
   集光手段と、その輝尽光を１ライン同時に検出できる検
   出器と、その入力データを基にした判断機能を有するコ
   ントローラと、そのコントローラに同期して駆動する駆
   動回路とを有することを特徴とする放射線画像読取装置
   。
2. （２）検出器はラインセンサであり、その蓄積時間は、
   その直前に読み取つた輝尽光の光量の強度のヒストグラ
   ムを基に調整す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読取装置。