JPS6177841A - 放射線画像情報読取装置 - 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】 （発明の分野） 本発明は蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射線画
像情報を読み取るための装置に関し、さらに詳細には、
蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射線画像情報に
応じて該シートより放射される輝尽発光光を正確に読み
取ることのできる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従来技術） ある種の螢光体に放射線（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
の一部が螢光体中に蓄積され、この螢光体に可視光等の
励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに応じて螢
光体が輝尽発光を示すことが知られており、このような
性質を示す螢光体は蓄積性螢光体と呼ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦蓄積性螢光体からなる層を有するシート
（以下、［蓄積性螢光体シート」あるいは単に「シート
」と言う。）に蓄積記録し、この蓄積性螢光体シートを
レーザー光等の励起光で走査して輝尽発光せしめ、生じ
た輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この
画像信号を処理して診断適正の良い被写体の放射線画像
を得る放射線画像情報記録再生方法が提案されている。

（例えば特開昭５５−１２４２９号、同５６−１１３９
５号、同５５−１６３４７２号、同５６−１０４６４５
号、同５５−１１６３４０号など） 以下に、上述の如く提案されている放射線画像情報記録
再生方法に用いられる放射線画像情報読取装置を第３図
に示し、これによりその機構を説明する。

励起光としてレーザー光源１０１から一定強度のレーザ
ー光１０１ａをガルバノメータミラー１０２に入射させ
、このガルバノメータミラー１０２によって、ガルバノ
メータミラー１０２の下方に置かれたシート１０３の幅
方向にレーザ光が主走査（矢印へ方尚の走査）するよう
に、レーザ光を偏向してシート１０３に照射する。シー
ト１０３は、例えばエンドレスベルト装置１０９上に吸
着されて、矢印Ｂ方向へ搬送されるため、副走査とほぼ
直交する角度で主走査が繰り返され、シート１０３の全
面にわたるレーザ光１０１ｂによる２次元的走査が行な
われる。

レーザ光１０１ｂによる走査に従ってレーザ光１０１ｂ
の照射されたシートの個所は、そこに蓄積記録された画
像情報に応じて輝尽発光し、この発光光が、シート近傍
において主走査線に平行に入射端面１０４ａが配された
透明な集光体１０４の入射端面１０４ａから集光体１０
４に入る。この集光体１０４はシート１０３近傍に位置
する前端部１０４ｂが平面状に形成されるとともに、後
端側に向かって次第に円筒状になるように形成され、そ
の後端部１０４Ｃにおいてほぼ円筒状となってフォトマ
ル１０５と結合しているので、入射端面１０４ａから入
った輝尽発光光は後端部１０４Ｃに集められ、輝尽発光
光を選択的に透過するフィルタ（図示せず）を介してフ
ォトマル１０５に伝えられる。フォトマル１０５におい
て、輝尽発光光は電気信号に変換され、得られた電気信
号は画像情報読取回路１０６に送られて処理された後、
例えばＣＲＴ１０７に可視像として出力せしめられたり
、磁気チー７１０８に記録されたり、あるいは直接写真
感光材料等にハードコピーとして記録されたりする。

上記読取りの際、集光体１０４は、その入射端面１０４
ａが主走査線に平行でシート１０３のほぼ全幅にわたる
幅を有するため、入射端面１０４ａを見込むことができ
る個所からの光はすべて読み取ることになり、レーザ光
１０１ｂが入射した個所からの輝尽発光光だけでなく、
入射端面１０４ａを見込むことのできるシート１０３上
の他の個所からの光も全て読み取ってしまう。この入射
端面１０４ａに入射して読み取られる輝尽発光光以外の
光として、シート１０３の発する残光が問題となってく
る。この残光には、瞬時発光残光と輝尽発光残光とがあ
る。

瞬時発光残光とは、シートに画像情報を記録するために
放射線を照射した時のシートの瞬時発光光が、放射線の
照射を断った後もその発光が消えないで減衰しながら発
光し続ける現象を言う。このＩＩＲ発光残光の特性は、
シートに用いられる蓄積性螢光体の種類によって異なる
が、一般的には第４図に示すようなものである。第４図
は縦軸に発光強度、横軸に時間（１）を示したグラフで
あり、放射線照射を時刻ｔ１からｔ２までの６１２時間
行なった後、照射を断つと、発光強度のＡ″の瞬時発光
光はその強度が直ちにＯとはならず、徐々に時定数が大
きくなる指数関数に沿ってその強度が低下する瞬時発光
残光が示されている。

この瞬時発光残光の発光強度の減衰は、具体的には、た
とえば放射線照射後約１８０秒（すなわち、（ｊｌ　−
ｔ２　）＝１８０秒）の時点゛ｔ３″における瞬時発光
残光の発光強度“Ｂ″が、オーダー的には励起光走査に
より発生する輝尽発光光の強度の約１０４倍程度となる
。

このため、シートに被写体を通して放射線を照射して画
像情報を記録した後、この画像情報を読み取るまでに所
定時間経過すれば瞬時発光残光はその強度が十分低下し
、無視できる位になる。しかしながら、放射線画像情報
を記録後直ちに読み取りを行なう場合、たとえば本出願
人が既に出願した特願昭５８−６６７３０号に開示され
ているような放射線画像情報読取装置に画像情報記録部
が一体的に組込まれたもの（すなわち、放射線画像情報
記録読取装置）を用いて、記録および読み取りを連続的
に、高速且つ大量に行なう場合には、輝尽発光光ととも
に瞬時発光残光をその発光強度が十分減衰しないうちに
読み取ることとなり、読み取った画像情報に対する瞬時
発光残光の影響が大きくなる。

また、輝尽発光光は、励起光が入射した極く小さな面積
の個所から発光するのに対し、瞬時発光残光は放射線が
照射された全面から発光するため、第３図において示し
た集光体１０４の入射端面１０４ａからは、輝尽発光光
と、入射端面１０４ａを見込むことのできる個所すべて
からの瞬時発光残光とが同時に取り込まれてフォトマル
１０５に送られる。この場合、シート１０３のレーザ光
が照射される個所の面積に比べて、集光体１０４の入射
端面１０４ａを見込むことのできる個所の面積が桁外れ
に大きいため、前述のように放射線の照射後所定時間経
過して、瞬時発光残光の強度が輝尽発光光の強度と比較
して無視できる程小さくなったとしても、フォトマル１
０５に伝わる光量としては、瞬時発光残光の光量は無視
できなくなる。

一方、輝尽発光残光とは、シートに蓄積記録された放射
線透過画像を読み取るために励起光（たとえばレーザ光
）を照射して輝尽発光させた後励起光を遮断しても、輝
尽発光光が遮断と同時には消えないで減衰しながらも発
光し続ける現象を言う。この輝尽発光残光の特性は、シ
ートに用いられる蓄積性螢光体の種類によって異なるが
、一般的には第５図に示すようなものである。第５図は
縦軸に発光強度、横軸に時間（１）を示したグラフであ
り、励起光を時刻ｔ１からｔ、までの６℃。

時間照射した後、これを遮断すると、発光強度゛Ｃ°”
の輝尽発光光はその強度が直ちにＯとはならず、徐々に
時定数が大きくなる指数関数に沿ってその強度が低下す
る。（すなわち、最初は急速に強度が低下し、その後徐
々に低下率が小さくなる。） −この輝尽発光残光の発光強度の減衰は、具体的には、
たとえば初期の時定数が１マイクロ秒程度である。すな
わち発光強度が１／ｅ　（Ｄ／Ｇ＝１／ｅ）になる時間
（ｉｌｌ　−ｔｓ　）が１マイクロ秒程度である。とこ
ろで一般にガルバノメータミラーによって励起光を蓄積
性螢光体シート上に走査（主走査）させる時の速度は、
約５０ヘルツ程度であるので、１回の走査に約２０，０
００マイクロ秒要する。このため、初期時定数１マイク
ロ秒の指数関数に沿って減衰する輝尽発光残光の強度は
輝尽発光光の強度と比較して桁違いに小さくなり、各点
における輝尽発光残光は強度としてはほとんど無視でき
る程度のものとなる。

しかしながら輝尽発光光は励起光が入射した極く小さな
面積の個所から発光するのに対し、輝尽発光残光は励起
光により走査された面すべてから発光するため、第３図
において示した集光体１０４の入射端面１０４ａからは
、輝尽発光光と、入射端面１０４ａを見込むことのでき
る個所すべてからの輝尽発光残光とが同時に取り込まれ
てフォトマル１０５に送られる。この場合シート１０３
に励起光が入射して輝尽発光する個所の面積に比べて、
励起光の走査により輝尽発光残光が生じている個所の面
積が瞬時発光残光の場合と同様桁外れに大きいため、前
述のように輝尽発光残光の強度が、輝尽発光光の強度と
比較して無視できる程小さくても、フォトマル１０５に
伝わる光量としては、輝尽発光残光の光量は無視できな
くなる。

このように輝尽発光光と同時に読み取られる残光は、放
射線透過画像の画像信号のノイズ成分となり正確な放射
線画像情報の読み取りが困難となる。

と（に瞬時発光残光は放射線画像情報を蓄積性螢光体シ
ートへ記録後直ちに読み取りを行なう場合に問題となり
、輝尽発光残光は放射線透過画像が記録された蓄積性螢
光体シート上を励起光が走査するスピードが速くなると
特に問題となってくる。

次に残光が自他情報に与える影響を第６Ａ図及び第６Ｂ
図を用いて具体的に説明する。第６Ａ図はシート１０３
ａに例えば人体頭部の放射線画像情報を記録したものを
示し、第６Ｂ図には線ａに沿って励起光（レーザ光）に
よって走査した時の集光体を介してフォトマルに伝わる
光量が、横軸に線ａの走査に対応する位置をとって示さ
れている。第６Ｂ図において、実際にフォトマルに伝わ
る先山は破線９．ｓで示され、この破線Ｊ２．ｔで示さ
れる光量のうち残光（１１時発光残光および輝尽発光残
光を合わせたちの）Ｍを鎖線ｆＬ３で、輝尽発光量を実
線９．ｚで示す。すなわち、残光量２．と、＊尽発光量
見２を加え合わせたものが、フォトマルに伝わる光ｉｌ
ｌ　９．　ｔである。この光量ｚ！はフォトマルで電気
信号に変えられた後対数変換（ＬＯＧ変換）され、この
対数変換された信号によって再生画像が得られる。この
場合、フォトマルに伝わる光量９，１を電気信号に変え
対数変換した時と、輝尽発光１ｈのみを電気信号に変え
これを対数変換した時とではその値が異なり、フォトマ
ルに伝わる光ｉｔ　９Ｊ五による値を用いて画像再生を
行なえば、再生画像は実際の画像とは異なった画像にな
る。すなわち、再生画像が不正確もしくは不明瞭になり
診断適性上重大な問題となる。

上記のような残光問題の他に、レーザ光１０１ｂの一部
がシート１０３の表面で反射し、この反射光が更に集光
体１０４の入射端面１０４ａで反射してシート１０３の
不特定の表面へ回帰して、その部分の螢光体を励起して
輝尽発光を起してしまう場合がある。かかる被走査部外
から発生する輝尽発光光が読み取られると画像信号のノ
イズ成分となり、画像の鮮鋭度を低下させてしまう。

（発明の目的） 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、瞬時発光残光、輝尽発光残光および被走査部外から
発生する輝尽発光光が集光体に入射するのを防止し、読
取りに対する影響を減少させることにより高精度な読取
りを行なうことのでき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シート表面と集光体
の入射端面との間にボリュームホログラムを設け、疋査
位置から発せられる輝尽発光光をボリュームホログラム
に入射させて回折させ、集光体の入射端面に入射させる
ようにしたことを特徴とするものである。すなわち、走
査位置から発せられた所定の角度で入射する輝尽発光光
を集光体の入射端面に入射可能に回折するように予め記
録されたボリュームホログラムを用いることにより必要
な輝尽発光光のみを集光体に導き、前記輝尽発光光の発
する位置以外から発する、輝尽発光光とは異なった角度
で入射する残光等は集光体に至らないようにしたもので
ある。

（実ＩＭ態様） 以下、図面を参照して本発明の実施態様について説明す
る。

第１図は本発明の一実施態様による読取装置の走査部近
辺の構造を示す断面図である。

蓄積性螢光体シート３は矢印Ｂ方向に副走査のために移
動される。励起光としてのレーザ走査光１ｂは前記シー
ト３上を走査線３ａに沿って主走査され、レーザ走査光
１ｂが照射されたシート３上の走査位置からは輝尽発光
光１Ｃが発せられる。

この輝尽発光光１Ｃの波長は約３９０ｎｍであり、前記
レーザ走査光１ｂは輝尽発光光とは異なる波長（例えば
６３３．７８０．８３０ｎｍなど）のものとなっている
。前記シート３の上方には、所定の波長を有し、所定の
角度で入射した光を所定の方向に高効率（例えば８０％
以上）で回折させて集束させる位相型のボリュームホロ
グラム５が主走査方向に延びて設けられており、前記輝
尽発光光１Ｃは前記ボリュームホログラムに入射して回
折され、集光体４の入射端面４ａの手前で集束する。ま
た前記レーザ走査光１ｂは前記輝尽発光光とは異なった
波長を有していることから、位相型のボリュームホログ
ラム５はレーザ走査光に対してはほぼ透明になっている
。前記ボリュームホログラム５゛は厚さが例えば３５μ
ｍであり所定の入射角から±５°の範囲内で入射する光
を上記の方向に回折するようになっている。従って輝尽
発光光を入射させたいシート上の幅をＳとするとシート
３表面からボリュームホログラム５までの距離ａがｓ／
２／１ａｎ５°となるようにボリュームホログラム５を
配すればよい。またボリュームホログラムの厚みを１１
０μｍとすると回折する光の範囲は所定の入射角から±
２°の範囲になるなど、回折する光の範囲はボリューム
ホログラムの厚みにより変えることができる。

ところで、望ましいボリュームホログラムを得るための
、ホログラム記録材料への記録は、第２図に示すように
、重クロム酸ゼラチン、ハロゲン化銀、ｌ、１Ｎｂ０３
などの媒体７に回折したい輝尽発光光と同様の波長をも
つ第１のレーザビーム８および第２のレーザビーム９を
干渉させることによって行なうことができる。すなわち
平行光である第１のレーザビーム８は、シリンドリカル
レンズ１０に入射して線光源となって集束した後再び広
がって前記媒体７に矢印すの範囲で入射する。

一方第２のレーザビーム９は前記第１のレーザビーム８
と同じ範囲（矢印すの範囲）で媒体７に入射し、媒体７
を通過後、所定の位置で集束するものとなっている。こ
のように２つのレーザビームを媒体上で干渉させると前
記第１のレーザビーム８の集束位置に対応する走査位置
から発せられた光を回折して前記第２のレーザビーム９
の集束位置に集束させるボリュームホログラムが得られ
る。

従って２つのレーザビームの入射の角度等を変化させて
媒体に記録を行なえば、作られたボリュームホログラム
により、任意の走査位置から発する光を任意の位置に集
束させることができる。なおボリュームホログラムの媒
体に記録を行なう際に走査線に相当する長さの線光源を
１つのシリンドリカルレンズにより得ることができない
場合には短い長さの線光源を走査線の長さになるまでく
り返して用いて記録するようにすればよい。また２つの
光ビームの波長は輝尽発光光と同じ３９０ｎｍであるこ
とが望ましいが波長が３９０ｎｍであるレーザビームは
現状ではないので例えば３９０ｎｍに近い４４２ｎｍの
波長をもツＨｅ−Ｃｄ　Ｌ／−ザを用いて記録を行ない
、波長の異なる分だけ２つのレーザビームの方向を調整
することにより望ましいボリュームホログラムを得るこ
とができる。

上記のようなボリュームホログラムにより回折されて集
束した後、輝尽発光光１Ｃは、集束位置のすぐ上方に入
射端面４ａを向けて設けられた集光体４に入射する。ま
た集光体４の下方には、前記輝尽発光光１Ｃの集束位置
に主走査方向に延びたスリットを有する遮光部４材６が
設けられている。

ところで、シート３は走査前の部分３Ａから蓄積記録詩
の瞬時発光の残光１Ａを発し、走査直後の部分３Ｂから
輝尽発光の残光１Ｂを発している。

これらの残光は前記ボリュームホログラムに、回折され
うる角度で入射することはほとんどないので、ボリュー
ムホログラムに回折されて前記集光体に入射してしまう
という可能性はほとんどなくなる。また前記遮光部材６
により、残光のうちでボリュームホログラムの回折に拘
らずに集光体方向に光路をとったものを遮光することが
できるので集光体に、入射させたい輝尽発光光以外の残
光等が入射する可能性は著しく低いものとなる。なお、
ボリュームホログラムの作用だけで残光の影響を充分軽
減させることができる場合には遮光部材は省略してもよ
い。また本実施態様においては位相型のボリュームホロ
グラムを用いているためにレーザ走査光はボリュームホ
ログラムの上方からボリュームホログラムを通過してシ
ート上に入射するようになっているが、ボリュームホロ
グラムとしては撮巾型のものを用いてもよく、その場合
にはレーザ走査光はボリュームホログラムを通過しない
ように斜め上方から入射させればよく、波長は輝尽発光
光と同様のものであってもよい。

なお、本発明の放射線画像情報読取装置を構成する集光
体の形状は、第３図に示される形状に限られるものでは
なく、例えば本出願人が先に出願した特願昭５８−２２
７５４３号に記載されているように、射出端面が複数に
区画され、各々の区画に７オトマル等の光検出器が接続
されているような形状であってもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の放９ＡＩ！画像情
報読取装置によれば、シート表面と集光体との間に角度
選択性のあるボリュームホログラムを設けたことにより
、所定の入射角で入射する輝尽発光光のみを集光体の入
射端面方向へ回折して集束させることができるので、残
光および励起光の反射により被走査位隨外から発せられ
る輝尽発光光が集光体に入射することを防止し、読取り
におけるこれらの残光等の影響を大きく低下させること
が可能となり、鮮鋭度の高い画像を得ることができる。

また、ボリュームホログラムはその記録に応じて輝尽発
光光を任意の方向に回折させることができるので集光体
の配置を状況に応じて決めることができ装置の設計上大
変有効であるなどその実用上の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様による読取装置の走査部近
辺の構造を示す断面図、 第２図はボリュームホログラムの記録材料に記録を行な
う方法を示す概略図、 第３図は従来の放射線画像情ｔ／ｆｉ読取装置の一例を
示す概略図、 第４図は瞬時発光残光の経時特性を示すグラフ、第５図
は輝尽発光残光の経時特性を示すグラフ、第６Ａ図は人
体頭部の放射線画像情報を記録したシートを示し、 第６ＢＩＪは第６Ａ図の放射線画像情報の記録されたシ
ート上を励起光により走査した時の集光体を介してフォ
トマルに伝わる発光強度を示すグラフである。 １ｂ・・・レーザ走査光　　　　１Ｃ・・・輝尽発光光
３・・・蓄積性螢光体シート　　４・・・集光体５・・
・ボリュームホログラム ６・・・遮光部材　　　　　　　６ａ・・・スリット＠
１　図 第２図　　、７ と 第３図 第４図　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性螢光体シート上
   を励起光により主走査して輝尽発光光を生ぜしめる主走
   査手段、前記シートと励起光を相対的に主走査方向とほ
   ぼ直角な方向に移動させて副走査する副走査手段、前記
   主走査の方向に該主走査線と平行に延びた入射端面を有
   し、この入射端面から入射した光を射出端面まで案内す
   る集光体、この集光体の射出端面に接続された光検出器
   、および、前記シート表面と前記集光体の入射端面との
   間に配設され、前記シート表面上の走査位置から発せら
   れた輝尽発光光を前記集光体の入射端面に入射させるボ
   リュームホログラムを備えたことを特徴とする放射線画
   像情報読取装置。