JPS62213364A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パネル
を用いる放射線画像情報読取装置。

更に詳しくは前記放射線画像情報の読取に係る輝尽宛先
の集光・伝達及び光電変換に特異性をもつ放射線画像情
報読取装置に関するものである。

〔発明の青畳〕

Ｘ線画像のような放射線画像は病気診断用などに多く用
いられる。このＸ線画像を得るために、被写体を透過し
たＸ線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射し、これに
より可視光を生じさせて、この可視光を通常の写真を撮
るときと同じように銀塩を使用したフィルムに照射して
現像した。いわゆる放射線写真が利用されていル、シか
し、近年、銀塩を塗布したフィルムを用いないで蛍光体
層から直接画像を取り出す方法が工夫されるようになっ
た。

この方法としては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、この蛍光体を例えば光又は熱エネ
ルギーで励起することにより、この蛍光体が前記吸収に
より蓄積している放射線エネルギーを坪尽発光光として
放射せしめ、この輝尽発光を検出して画像化する方法が
ある。具体的には例えば米国特許第３．８５９，５２７
号及び特開昭５５−１２１４４号には輝尽性蛍光体を用
い、可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射線画像
変換方法が示されている。この方法は支持体上に輝尽性
蛍光体層を形成した放射線画像変換パネル（以後「変換
パネル」と略称する）を使用するもので、この変換パネ
ルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放射線を当てて
被写体各部の放射線透過度に対応する放射線エネルギー
を蓄積させて潜像を形成し、しかる後にこの輝尽性蛍光
体層を前記輝尽励起光で走査することによって各部に蓄
積された放射線エネルギーを放射させてこれを光に変換
し、この光の強弱による光信号により画像を得るもので
ある。この最終的な画像はハードコピーとして再生して
もよいし、ＣＲＴ上に再生してもよい。

前記米国特許第３．８５９，５２７号に記載の放射線画
像変換方法を実施する装置には輝尽性蛍光体としてＳｒ
Ｓ　：　Ｃｅ、Ｓｍ　、　ＳｒＳ　：　Ｅｕ＋Ｓｍ　、
　Ｔｈ０ｚ　：Ｅｒ　、　ＬａｚＯｚＳ　：　Ｅｕ、Ｓ
ｍ　　が使用され、走査方式としてドラム型スキャナー
若しくはフラントベッド型スキャナーが使用され、読取
光学系としてレジズ系が使用されているが、この装置で
は輝尽蛍光体の発光輝度が極めて低く、実用的な怒度が
得られないし、読取方式がレンズ系であるので集光効率
が悪い等の欠点があった。

一方、特開昭５６−１１３９５号公報には前記特許の改
良技術が開示されている。それによれは輝尽性蛍光体と
して希土類元素付活バリウムオロハライドを使用し、励
起光光源としてＨｅ−Ｎｅレーザを用い、導光性シート
を用いた集光体を使用している。この特開昭５６−１１
３９５号に係る装置では蛍光体や集光体の改良により、
実用的な画像が得られるようになったが、蛍光体の応答
速度は未だ充分でなく、高速読取ができず、しかも励起
光光源としてガスレーザを使用しているため装置が大型
化し、安価にならない欠点があった。また、集光体に導
光性シートを用いたためにフレキシビリティがなく、集
光系の占める部分が大となって装置が小型化できないと
いう欠点があった。さらに、希土類元素付活バリウムオ
ロハライドを使用した蛍光体はこれに蓄積記録された画
像が消去し難いため、繰り返し使用する際に長時間待機
する必要があるとの欠点もあった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の現状に鑑みてなされたものであり１本発
明の目的は読取速度の速い放射線画像読取装置を提供す
ることにある９本発明の他の目的は小型で安価な放射線
画像読取装置を提供することにある。更に他の目的は繰
り返し使用する時間（スループット）の短い放射線画像
読取装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記の目的を達成するため１本発明は放射線画像を蓄積
記録するアルカリハライド蛍光体を主成分とする輝尽性
蛍光体層を有する放射線画像記録媒体、該放射線画像記
録媒体に蓄積記録された放射線画像を励起し発光させる
半導体レーザ光源、該半導体レーザ光源からのレーザ光
を前記放射線画像記録媒体上に主走査させる走査光学系
、前記放射線画像記録媒体の副走査機構、前記主走査の
走査光に沿って前記放射線画像記録媒体の表面に臨設さ
れた直線状の入射端面と円状の射出端面とを有し、かつ
両端面間に導光性ファイバー束を持つ集光体、該集光体
の射出端面に受光面を臨設し、輝尽発光光を電気信号に
変換する光電変換器により構成したものである。

本発明の装置に使用する記録媒体の主成分となる輝尽性
蛍光体にはアルカリハライド蛍光体を使用する。この蛍
光体は下記一般式 ％式％： （但し１ＭＩ　　はＬｉ、　Ｎａ、　Ｋ、　Ｒｂ及びＣ
ｓから選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属であり。

Ｍ！　はＢｅ、　Ｍｇ、　Ｃａ、　Ｓｒ、　Ｂａ、　Ｚ
ｎ、　Ｃｄ＋　Ｃｕ及びＮｉから選ばれる少なくとも一
種の二価金属である０Ｍ厘　はＳｃ、　ｙ、　Ｌａ、　
Ｃｅ＋　Ｐｒ、　Ｎｄ＋　Ｐｍ、　Ｓｍ。

Ｅｕ、　Ｇｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈｏ、　Ｅｒ、　Ｔ
ｍ、　Ｙｄ、　Ｌｕ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎから選ばれる
少なくとも一種の三価金属である。ｘ、ｘ’及びＸ“は
Ｆ、ＣＬ　Ｂｒ及び■から選ばれるすくなくとも一種の
ハロゲンである。ＡはＥｕ、　Ｔｂ＋　Ｃｅ、　Ｔｍ、
　Ｄｙ＋　Ｐｒ、　Ｈｏ＋　Ｎｄ。

Ｙｂ＋　Ｅｒ、　Ｇｄ、　Ｌｕ、　Ｓｍ、　Ｙ、　ＴＩ
、　Ｎａ＋　Ａｇ、　Ｃｕ及びＭｇから選ばれる少なく
とも一種の金属である。

また、ａは　Ｏ≦ａ＜Ｑ、５の範囲の数値であり、ｂは
　Ｏ≧ｂ＜ｏ、ｓの範囲の数値であり。

Ｃは　０＜　ｃ　＜０．２の範囲の数値である。）で表
わされるアルカリハライド蛍光体が挙げられる。アルカ
リハライド蛍光体は蒸着・スパッタリング等の方法で輝
尽性蛍光体層を形成させたものであってもよい。

前記アルカリハライド蛍光体は単独で用いる必要はなく
、他の輝尽性螢光体と混合して用いてもよい、ただし、
アルカリハライド蛍光体を他の輝尽性螢光体と混合して
用いる場合には前記アルカリハライド蛍光体の混合比は
５０ｗｔ％以上、更には７０ｗ　ｔ％以上とすることが
好ましい。

このアルカリハライド蛍光体は第５図の実線で示す輝尽
励起スペクトル、輝尽発光スペクトルの如＜、ＳＯＯ〜
９００ｎｍの波長の励起光によって２５０〜５００ｒ＋
＋＋＋の波長の光を輝尽発光するもので９発光感度は従
来装置に使用する螢光体（破線）に比して良好であり、
半導体レーザの発振波長領域とのマツチングがよく好ま
しい。

また１本発明装置に使用する螢光体は第６図示の如く励
起光を破線で示す時間（１０μ５ｅｃ）だけ励起したと
ころ、実線の如く立上り、立下りの曲線（ａｌが急勾配
になっている。これは一点鎖線で示す従来装置に使用す
る螢光体の曲線（ｂ）及び（Ｃ）に比して輝尽発光の応
答特性が良好で、しかも（ａ）はＴｂ）に対して二倍以
上の高速読取が可能となる。また１本図から本発明装置
に使用する螢光体は従来装置に使用する螢光体に比して
螢光残光が少なく、螢光残光の寿命の短いことが判る。

更に９本発明装置に使用する螢光体の層を有する変換パ
ネルと、その比較例として従来装置に使用する螢光体の
層を有する変換パネルに管電圧８０ＫｖのＸ線を５００
ｄ照射した後の残像消去特性を比較して第７図に示す。

第７図において、（ａ）は本発明の放射線画像変換方法
に用いられるアルカリハライド蛍光体に放射°線を一定
量照射した後、タングステンランプ光で蓄積エネルギー
を消去した時の蓄積エネルギーの減衰特性を半導体レー
ザ（７Ｂ０ｎｓ）で輝尽励起して輝尽発光輝度を検出す
ることによって求めたものであり、　（ｂ）は輝尽励起
光源として半導体レーザの代わりにＨｅ−Ｎｅレーザ（
６３３ｎｍ）を使用すること以外は前記と同様にして測
定した場合の蓄積エネルギーの減衰特性であり、（Ｃ）
及び（ｄ）は従来の方法に用いられる輝尽性螢光体Ｂａ
ＦＢｒ　：　Ｅｕ　　及び　ＢａＦＣｌ：　Ｅｕを輝尽
励起光源としてｆ（ｅ−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ）を使
用して前記と同様にして測定した場合の蓄積エネルギー
の減衰特性である。

本グラフから本発明装置に使用する螢光体は比較例に比
して残像の消去が１０００倍以上効率よく行われ、繰り
返し使用する場合の待ち時間も大幅に短縮することが判
る。

〔実施例〕

次に１本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は円形の受光面を有する光電変換器を備えた放射
線画像情報読取装置の略示的斜視図である０図において
、１は励起光発生用の半導体レーザ光源で、該半導体レ
ーザ光源１はレーザドライバ回路２によってドライブさ
れる。半導体レーザ光源１より発生したレーザ光束ＬＢ
は単色光フィルタ３．ミラー４．ビーム整形光学系５．
ミラー６を経て偏向器７に達す名、偏向器７は偏向器ド
ライバ８によってドライブされるカルバノミラーを備え
、レーザビームＬＢを走査領域内に一定角度で偏向する
。偏向されたレーザビームＬＢはｆθレンズ９によって
走査線上で一定速度となるよう調整されたミラー１０を
経て上記したアルカリハライド蛍光体を支持体上に成層
してなる変換パネル１１上を矢印Ｚ方向に走査する９画
像変換パネル１１は平面上を直線運動可能な移動台１２
の表面に装着されていて、該移動台１２と共に矢印Ｙ方
向に副走査される。

前記レーザ光束ＬＢによって走査されて画像変換パネル
１１から発生する輝尽発光は該変換パネル１１に集光面
１３ａが近接して配置されている集光伝達体１３で集光
される。該集光伝達体１３の伝達面１３ｂには輝尽励起
光と輝尽発光とを分離するためのフィルタ２２が密着し
ており、該フィルタ２２の他方の面は光電子倍増管等の
光電変換器１４の受光面に密着して配されている。集光
伝達体１３で集光された輝尽発光は光電変換器１４にお
いてアナログ電気信号に変換される。１５は光電子倍増
管である光電変換器１４に高圧を供給する光電変換電源
である。光電子倍増管から電流として出力された画像信
号は図示しない電流−電圧変換増幅器を通って電圧増幅
され、さらに発光強度信号を画像濃度信号に変換するＬ
ｏｇ変換変換器２ク像クロツク信同期して信号を一定期
間維持するサンプルホールド回路を通ってＡ／Ｄ変換器
によってデジタル信号に変換された後、メモリに蓄えら
れ、デジタル演算等を行うＣＰＵからインターフェース
を介して外部の機器１例えばデータを保存、加工するた
めの大型コンピュータ、ミニコンピユータ、画像を出力
するＣＲ７表示装置、各種ハードコピー作成装置等に連
結されている。

前記半導体レーザ光源１は外筐体内に配置した冷却器に
固定した銅ブロックに取付けられ。

電流を注入したときに半導体内で誘導放出される光を増
幅して出射する。この半導体レーザは集積化され、かつ
、各出射光が相互に光学的に一定の位相関係を保つ位相
同期式のものであることが好ましい、この例として多重
ストライブ構造の集積半導体レーザやＶＳＩＳ構造の集
積半導体レーザ等がある。これらの集積半４体し一部は
単峰性遠視野像を与えられ、単一スポットに収束可能な
ものがより優れていることは言うまでもない。

前記集光伝達体１３は第２図に示す如く一方の端面であ
る集光面１３ａは直線状であり、他の端面である伝達面
１３ｂは光電変換器１４の形状に合わせて作られている
０本図において。

１３１は光ファイバ束、１３２は前記光ファイバ束１３
１の集光面を直線状に形成・保持するための口金、１３
３は光電変換器の受光面形状に前記光ファイバ束を形成
、保持するための口金、１３４は光ファイバ束１３１を
保護するための布などのカバーである。

第３図（ａ）は集光面１３ａの一部拡大図、同図（ｂ）
は伝達面１３ｂの拡大図を示す１本図において、１３１
ｉｊは光ファイバ束１３１の一本一本の光フアイバ素線
であり、最密充填になるように配置した方が輝尽発光を
集光する際に損失が少なくなり、また光電変換器１４の
受光面も小さくなるので好ましい。

本発明にかかる光ファイバは光通信等に用いられるステ
ップインデックス型、グレーデッドイッデソクス型等の
いずれのタイプの光ファイバも使用可能であるが、輝尽
発光が完全拡散光に近く、集光伝達体１３の集光面１３
ａの受光立体角は大きいことが要求される。

−ｉに、光ファイバの受光立体角は開口数によって与え
られ、開口数は０．３以上あれば実用できる。しかし２
本発明においては０．３５以上。

さらに好ましくは０．４以上である。

なお、開口数（ＮＡ）及び受光立体角（θ）は光ファイ
バを構成する芯材及び鞘材の屈折率をそれぞれｎ、＋　
　ｎｇとすれば９次式で与えられる。

ＮＡ−４百こ；７ θ＝２Ｓｉｎ　−’　（ＮＡ）　　＝２Ｓｉｎ　−’（
ｎ、”−ｎ、）従って２本発明に係る光ファイバの材質
、構成は前記開口数を満足させるものであれば本発明に
適用することができる。

開口数の大きい光ファイバを与える素材としては導光性
プラスチックがあり、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン
樹脂、軟質塩化ビニル樹脂。

塩化ビニリデン樹脂、透明ポリアミド樹脂、ポリカーボ
ネイト樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、弗素樹
脂、ポリエチレン樹脂等が挙げられ＋　　ｎｌ及びｎ２
について芯材及び鞘材の樹脂として組み合わされ使用さ
れる。

また、プラスチック光ファイバは安価でありかつ加工が
容易である利点を有す。

前記プラスチック光フアイバ以外に開口数の大きな光フ
ァイバとしては、前記導光性プラスチックと石英ガラス
とからなる複合光ファイバ等がある。

本発明において光ファイバの芯材の外径Φ１と鞘材の外
径Φ２との比（ΦＩ／Φ２）は大きいほど集光伝達体の
集光面での輝尽発光の入射ロスが減少し、集光効率が向
上するので好ましい、ΦＩ／Φ２は　Φｌ／Φ２≧０．
６４であれば実用上問題はなく、Φｌ／Φ２≧０．７で
あればさらに好ましい。

なお、光ファイバの直径Φ２　（鞘材の外径に等しい）
は０．０５〜４龍、好ましくは０．１〜２龍であり、ま
た光ファイバの直径は集光伝達体の集光面の厚さｄの０
．４以下であることが好ましい。

本発明において、光エネルギーで輝尽励起する際、ｖｉ
尽励起光の反射光と輝尽性蛍光体層から放出される輝尽
発光とを分離する必要があることと、輝尽性蛍光体層か
ら放出される輝尽発光を受光する光電変換器は一般に６
００ｎｍ以下の短波長の光エネルギーに対して感度が高
くなるという理由から、輝尽性蛍光体層から放射される
輝尽発光はできるだけ短波長領域にスペクトル分布をも
ったものが望ましく　、３００ｎｍ〜５００ｒ＋ｎ＋に
輝尽発光波長領域を有する輝尽性蛍光体が一般に用いら
れる。このような輝尽性蛍光体からの輝尽発光を効率よ
く伝達するためには、前記光ファイバの３００〜５００
ｎｍにおける伝達損失を小さくする必要があり、前記輝
尽性蛍光体の輝尽発光スペクトルの最大となる波長にお
いて２０ｄｂ／ｍ以下の伝達損失であれば使用できる。

好ましくは１０ｄｂ／ｍ以下である。

本発明は第１図に示す実施例の放射線画像情報読取装置
に限定されるものではなく、第４図（ａ）〜（ｄ）の如
く集光手段の異なる他の装置を用いる場合であってもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は放射線画像を蓄積記録
するアルカリハライド蛍光体を主成分とする輝尽性蛍光
体層を有する放射線画像記録媒体、該放射線画像記録媒
体に蓄積記録された放射線画像を励起し発光させる半導
体レーザ光源、該半導体レーザ光源からのレーザ光を前
記放射線画像記録媒体上に主走査させる走査光学系、前
記放射線画像記録媒体の副走査機構。

前記主走査の走査光に沿って前記放射線画像記録媒体の
表面に臨設された直線状の入射端面と円状の射出端面と
を有し、かつ両端面間に導光性ファイバー束を持つ集光
体、該集光体の射出端面に受光面を臨設し、１尽発光光
を電気信号に変換する光電子倍増管からなることを特徴
としているので、読取速度が速く、小型で安価な装置を
提供できる上に、高感度、高速度、かつ低ノイズの読取
りができ、しかも、消去特性がよい螢光体を使用するか
ら繰り返し使用する時間（スループット）が短くなるな
ど各種の優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す放射線画像情報読取装置
の略示的斜視図、第２図は集光伝達体の斜視図、第３図
（ａ）は集光面の一部拡大図。 同図世）は伝達面の拡大図、第４図（ａｌ〜（ｄ）は放
射線画像情報読取装置の集光時の他の例を示す説明図、
第５図は輝尽励起スペクトル及び輝尽発光スペクトルを
示すグラフ、第６図は輝尽発光の応答特性を示すグラフ
、第７図は消去特性を示すグラフである。 １・−半導体レーザ光源 １０−・−放射線画像情報記録媒体（変換パネル）１２
−副走査手段（移動台） １３−集光伝達体 １３ａ　−−一集光面 １３ｂ　−伝達面 １４−光電変換器 １３１・−光ファイバ 特　許　出願人　　小西六写真工業株式会社第１図 第２図 第３図 （ｂ） 第４図 第６図 会１本慨乞爵６）警性 ＋ａ１本Ｖ鴨の噴愁体　ＲしらＩＴＩ”（ｂ）＆ｌＦＢ
＋：ε♂中 ＜ｃｒ　　ＢａＰＯ３二Ｅｍ” ｔｏ　／′ｓｅｃ　　　　　　　　　　６．１ＪＩ第７
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線画像を蓄積記録するアルカリハライド蛍光体を主
   成分とする輝尽性蛍光体層を有する放射線画像記録媒体
   、該放射線画像記録媒体に蓄積記録された放射線画像を
   励起し発光させる半導体レーザ光源、該半導体レーザ光
   源からのレーザ光を前記放射線画像記録媒体上に主走査
   させる走査光学系、前記放射線画像記録媒体の副走査機
   構、前記主走査の走査先に沿って前記放射線画像記録媒
   体の表面に臨設された直線状の入射端面と円状の射出端
   面とを有し、かつ両端面間に導光性ファイバー束を持つ
   集光体、該集光体の射出端面に受光面を臨設し、輝尽発
   光光を電気信号に変換する光電変換器からなることを特
   徴とする放射線画像読取装置。