JP2002090922A - 放射線画像読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線画像読取装置において、輝尽発光光の
集光効率を上げてＳ／Ｎ比を向上する。 【解決手段】 励起光源としてのレーザダイオードアレ
イ11から発せられるファンビーム状の励起光10をシリン
ドリカルレンズ12により集光し、この光を支持体13aの
上に蓄積性蛍光体層13bおよび多層膜フィルタ13cがこの
順に積層された蓄積性蛍光体シート13に線状に照射し、
蓄積性蛍光体シート13の部分から発せられた輝尽発光光
14をそれぞれのレンズの光軸がシート13にほぼ垂直に配
置されたレンズアレイ15により集光し、レンズアレイ15
を通過した輝尽発光光14の光路に配されている励起光カ
ットフィルタ16を透過する輝尽発光光14を光検出器17に
より検出する。多層膜フィルタ13bは、出射角θがほぼ3
0°以内の輝尽発光光は透過し、出射角がほぼ45°以上
の輝尽発光光は反射する性質を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線画像情報が
蓄積記録された蓄積性蛍光体シートに励起光を照射し、
これにより蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発光
光を検出し、これを光電変換して画像信号を得ることに
より、放射線画像情報を読み取る放射線画像読取装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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の一
部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射すると蓄
積されたエネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体
（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦シート状の蓄積性蛍光体（以下、蓄積性
蛍光体シートという）に記録し、この蓄積性蛍光体にレ
ーザ光等の励起光を走査して輝尽発光光を生じせしめ、
得られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を
得、この画像信号に基づき写真感光材料等の記録媒体、
ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像を可視像とし
て出力させる放射線画像記録再生システム（ＣＲ＝Comp
uted Radiography）が知られている。

【０００３】これまで、得られる放射線画像のＳ／Ｎ比
を改善するための種々の提案がなされている。例えば、
本出願人による特開昭60-111568号において、励起光を
蛍光体シートに線状に照射し、発生する輝尽発光光を、
画素分割された光電変換素子からなる光検出器（ライン
センサ）を蛍光体シートに近接させて検出することによ
り、受光立体角を広くして集光効率を高め、Ｓ／Ｎ比を
改善することが提案されている。この方法によれば、光
偏向器および大きな集光光学系が必要無いので装置の小
型化が可能である。また、本出願人による特開昭62-169
145号においては、蓄積性蛍光体シートと光検出器の間
に、蛍光体シートから反射する励起光の入射角増大に応
じて反射率が増大する一方、輝尽発光光をその入射角に
よらず良好に透過させる多層膜フィルタを配置すること
により、励起光の利用効率を向上させるとともに、輝尽
発光光を良好に検出して集光効率を向上させることが提
案されている。また、さらに多層膜フィルタと蛍光体シ
ートの間に集光光学系を用いることにより集光効率を向
上させることが開示されいる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、輝尽発
光光の出射角は広く分布しているため、セルフォックレ
ンズアレイ等の集光レンズをシートに近接させて輝尽発
光光を検出しても、ある角度以上に出射する輝尽発光光
は集光レンズアレイで光検出器に集光されないため、十
分な集光効率を得ることができない。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みて、所定の励起点
から垂直および垂直に近い角度で輝尽発光光が出射する
ようにした蓄積性蛍光体シート、および所定の励起点か
ら垂直および垂直に近い角度で出射する輝尽発光光のみ
を取り出して、高画質な放射線画像を得る、コンパクト
な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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の放射線画像読取
装置は、励起光が照射される側の表面に、出射角の小さ
い輝尽発光光は透過し、出射角が所定の角度以上の輝尽
発光光は反射する性質を有する多層膜フィルタが設けら
れた、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
ートに照射される励起光を射出する励起光源と、励起光
を照射される前記シートの位置に対して励起光照射面側
に配置されて、励起光により励起された該シートから発
せられる輝尽発光光をほぼ垂直方向から検出する光検出
器と、輝尽発光光を該光検出器に集光する、光軸が前記
蓄積性蛍光体シートに対してほぼ垂直となるように配置
された集光レンズとを備えてなることを特徴とするもの
である。

【０００７】本発明の別の放射線画像読取装置は、放射
線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートに照射
される励起光を射出する励起光源と、励起光を照射され
るシートの位置に対して励起光照射面側に配置されて、
励起光により励起された該シートから発せられる輝尽発
光光を検出する光検出器と、輝尽発光光を該光検出器に
集光する集光光学系とを備えてなる放射線画像読取装置
において、シートの励起光が照射される側の面の上方
に、出射角の小さい輝尽発光光は透過し、出射角が所定
の角度以上の輝尽発光光は反射する性質を有する多層膜
フィルタが設けられており、シートに対してほぼ垂直方
向に出射する輝尽発光光のみが多層膜フィルタの外に出
射するようにしたことを特徴とするものである。なお、
多層膜フィルタによって反射された輝尽発光光は、蓄積
性蛍光体シートの中で散乱し所定の角度以下になると、
多層膜フィルタの外に出射することになる。

【０００８】なお、上記「シートの励起光が照射される
側の面の上方に」とは、多層膜フィルタとシートとが非
接触の状態にあることを意味し、読取りを行う際に蛍光
体シートに多層膜フィルタを近接あるいは接触させる。

【０００９】多層膜フィルタは、30°以内の出射角の輝
尽発光光を透過し、45°以上の出射角の輝尽発光光を反
射する性質を有することを特徴とするものである。

【００１０】集光レンズは、セルフォックレンズアレイ
からなるものが適している。

【００１１】なお、多層膜フィルタに、表面に保護層を
設けることが望ましい。

【００１２】また、上記「出射角」とは、蓄積性蛍光体
シートに照射された後、該シートにより反射されて励起
光照射面側に出射する励起光、および照射された励起光
により蛍光体シート内で発生して照射面側に出射する輝
尽発光光の、励起光照射面の垂線からの角度を意味す
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明の上記２つの放射線画像読取装置
によれば、励起光が照射される側の表面に、出射角の小
さい輝尽発光光は透過し、出射角が所定の角度以上の輝
尽発光光は反射する性質を有する多層膜フィルタが設け
られた蓄積性蛍光体シートから、集光レンズの光軸を垂
直にして、ほぼ垂直方向から輝尽発光光を検出すること
としているので、あるいは、蛍光体シートの励起光が照
射される側の面の上方に、出射角の小さい輝尽発光光は
透過し、所定の角度以上の出射角をもって出射する輝尽
発光光は反射する性質を有する多層膜フィルタが設けら
れているので、該シートにほぼ垂直な方向に出射する輝
尽発光光のみを効率良く集光することができる。一方、
角度を持って発せられた輝尽発光光は、多層膜フィルタ
により反射されて、蓄積性蛍光体シート内に戻り、その
後、ほぼ垂直な成分のみ蓄積性蛍光体シートから出射さ
れる。よって、所定の励起点に存在する蛍光体から発せ
られる輝尽発光光を、その励起点に対向する位置にある
画素分割された光電変換素子により集光する効率を向上
させることができるので、Ｓ／Ｎ比を改善でき、高画質
な放射線画像を再現することができる。

【００１４】また、本発明の放射線画像読取装置は、蓄
積性蛍光体シートに多層膜フィルタを設けるだけである
ので実施が容易であり、既存の検出器あるいは集光レン
ズをそのまま用いることができ、コンパクトな装置を実
現することが可能である。

【００１５】多層膜フィルタは、出射角が30°以内の輝
尽発光光を透過し、出射角が45°以上の輝尽発光光を反
射することが望ましく、集光レンズに良好に集光され、
Ｓ／Ｎ比を改善することができる。

【００１６】集光光学系がセルフォックレンズアレイか
らなるときは、該セルフォックレンズは開口角が狭く、
シートにほぼ垂直な成分しか取り入れられないため、本
発明により効果的に集光効率を向上できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。

【００１８】本発明の放射線画像読取装置の一実施の形
態について説明する。その概略構成図を図１に示し、そ
の放射線画像読取装置の読取り光学系の部分の側面図を
図２に示す。

【００１９】図１および図２に示すように、本実施の形
態による放射線画像読取装置は、ファンビーム状の励起
光10を発する励起光源としてのレーザダイオードアレイ
11と、励起光10を蓄積性蛍光体シート13に集光するシリ
ンドリカルレンズ12と、この励起光10が線状に照射され
た領域の蓄積性蛍光体シート13から発せられた輝尽発光
光14を集光する、それぞれのレンズの光軸19が蓄積性蛍
光体シートに垂直な多数のセルフォックレンズからなる
レンズアレイ15と、このレンズアレイ15を通過した輝尽
発光光14の光路に配された励起光カットフィルタ16と、
この励起光カットフィルタ16を透過した輝尽発光光14を
検出する多数の光電変換素子が１列もしくは数列直線状
に配列された光検出器ラインセンサ17と、蓄積性蛍光体
シート13を矢印Ｙ方向、すなわち該シート13上における
励起光照射部分の長さ方向（矢印Ｘ方向）と直交する方
向に定速送りするエンドレスベルト18とを有している。

【００２０】さらに、上記光検出器17から出力されたア
ナログの光検出信号Ｓを増幅する増幅器20と、増幅され
た光検出信号Ｓをデジタル化するＡ／Ｄ変換器21と、こ
のＡ／Ｄ変換器21が出力するデジタル画像信号Ｄを画像
処理する画像処理装置22と、画像処理後のデジタル画像
信号Ｄが入力される画像再生装置23とが設けられてい
る。

【００２１】以下、本実施の形態による放射線画像読取
装置の作用について説明する。蓄積性蛍光体シート13に
は、被写体を透過した放射線が照射され、該被写体の放
射線画像情報が蓄積記録されており、該シート13はエン
ドレスベルト18により矢印Ｙ方向に定速で送られる。そ
れとともに、レーザダイオードアレイ11から発せられた
励起光10が、蓄積性蛍光体シート13の一部に線状に照射
される。この励起光10の照射を受けた蓄積性蛍光体シー
ト13から、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた
光量の輝尽発光光14が発せられる。この輝尽発光光14は
レンズアレイ15により集光されて光検出器17に導かれ、
該光検出器17の各光電変換素子によって光電的に検出さ
れる。なお、蓄積性蛍光体シート13で反射して光検出器
17に向かって進行する励起光10は、励起光カットフィル
タ16によってカットされる。

【００２２】光検出器17は、輝尽発光光14の光量に対応
した（すなわち上記放射線画像情報を示す）アナログの
光検出信号Ｓを出力する。この光検出信号Ｓは増幅器20
により増幅され、次いでＡ／Ｄ変換器21において、デジ
タル画像信号Ｄに変換される。

【００２３】このデジタル画像信号Ｄは次に画像処理装
置22において階調処理等の画像処理を受けた後、画像再
生装置23に送られて、蓄積性蛍光体シート13に記録され
ていた放射線画像の再生に供せられる。この画像再生装
置23は、ＣＲＴ表示装置等からなるディスプレイ手段で
もよく、感光フィルムに光走査記録を行なう記録装置等
であってもよい。

【００２４】次に上記蓄積性蛍光体シート13の詳細につ
いて説明する。図３にその断面図を示す。図３に示すよ
うに、蓄積性蛍光体シート13は、支持体13aの上に蓄積
性蛍光体層13bおよび多層膜フィルタ13cがこの順に積層
されてなるものである。レーザダイオードアレイ11（図
２）からの励起光10の照射により蓄積性蛍光体層13bの
蛍光体が励起されて、輝尽発光光14を発する。

【００２５】ここで、多層膜フィルタ13bの透過率の出
射角θによる変化を示すグラフを図４に示す。図４に示
すように、多層膜フィルタ13bは、出射角θがほぼ30°
以内の輝尽発光光は透過し、出射角がほぼ45°以上の輝
尽発光光は反射する性質を有している。

【００２６】本実施の形態による放射線画像読取装置に
おいて、レンズアレイ15はそれぞれのレンズの光軸19が
蓄積性蛍光体シート13に垂直となるように配置されてお
り、蓄積性蛍光体層13bから発せられる輝尽発光光14の
うち、出射角がほぼ30°以内のシート面に垂直に近い輝
尽発光光は多層膜フィルタ13cを透過し、レンズアレイ1
5のレンズにより効率よく集光されて光検出器17の各光
電変換素子により受光される。また、出射角がほぼ45°
以上の輝尽発光光は多層膜フィルタ13cにより反射され
てシート13内に戻され、シート13内で反射され、その一
部で、出射角がほぼ30°以下の成分のものだけが出射
し、レンズアレイ15のレンズにより集光されて検出器17
に受光される。よって、所定の励起点の蛍光体から発せ
られる輝尽発光光14は、シート13からほぼ垂直な方向に
のみ出射するのでシート13に対向するレンズアレイ15の
集光レンズにはそのレンズの対向する励起点からの輝尽
発光光のみが入射し、隣接する（その集光レンズの両隣
りの）集光レンズには入射しないこととなる。従って、
その両隣りの集光レンズに対向する検出器17の光電変換
素子に入射することがなくなり、隣接する光電変換素子
に斜めに出射した輝尽発光光が受光されることがなくな
って、高画質な放射線画像を得ることができる。また、
多層膜フィルタ13ｃによりシート内に戻された斜めの輝
尽発光光の一部は、シート13の蛍光体層13ｂの中で反射
を繰り返して励起点近傍から垂直に近い角度で出射する
ので、それと同様にその点に対向する前記集光レンズで
集光することができるので、Ｓ／Ｎ比を向上させること
ができる。

【００２７】次に本発明の別の実施の形態による放射線
画像読取装置について説明する。その放射線画像読取装
置の斜視図を図５に示し、その放射線画像読取装置の読
取り光学系の部分の側面図を図６に示す。

【００２８】図５および図６に示すように、本実施の形
態による放射線画像読取装置は、ファンビーム状の励起
光10を発する励起光源としてのレーザダイオードアレイ
11と、励起光10を蓄積性蛍光体シート33に集光するシリ
ンドリカルレンズ12と、この励起光10が線状に照射され
た領域の蓄積性蛍光体シート33から発せられた輝尽発光
光14を特定の出射角で透過するような多層膜フィルタ29
と、該多層膜フィルタ29を透過した輝尽発光光を集光す
る、それぞれのレンズの光軸19が蓄積性蛍光体シートに
垂直な多数のセルフォックレンズからなるレンズアレイ
15と、このレンズアレイ15を通過した輝尽発光光14の光
路に配された励起光カットフィルタ16と、この励起光カ
ットフィルタ16を透過した輝尽発光光14を検出する多数
の光電変換素子が１列もしくは数列直線状に配列された
光検出器ラインセンサ17と、蓄積性蛍光体シート33を矢
印Ｙ方向、すなわち該シート33上における励起光照射部
分の長さ方向（矢印Ｘ方向）と直交する方向に定速送り
するエンドレスベルト18とを有している。多層膜フィル
タ29には移動手段30が備えられており、多層膜フィルタ
29を蓄積性蛍光体シート33に対して上下方向に移動可能
としている。

【００２９】なお、多層膜フィルタ29は、上記実施の形
態による本発明の蓄積性蛍光体シートに備えられた多層
膜フィルタ13bと同じ透過率を示すものであり、出射角
がほぼ30°以内の輝尽発光光は透過し、出射角がほぼ45
°以上の輝尽発光光は反射するものである。

【００３０】さらに、上記光検出器17から出力されたア
ナログの光検出信号Ｓを増幅する増幅器20と、増幅され
た光検出信号Ｓをデジタル化するＡ／Ｄ変換器21と、こ
のＡ／Ｄ変換器21が出力するデジタル画像信号Ｄを画像
処理する画像処理装置22と、画像処理後のデジタル画像
信号Ｄが入力される画像再生装置23とが設けられてい
る。

【００３１】以下、本実施の形態による放射線画像読取
装置の作用について説明する。支持体33aの上に蓄積性
蛍光体層33bが積層された蓄積性蛍光体シート33には、
被写体を透過した放射線が照射され、該被写体の放射線
画像情報が蓄積記録されており、該シート33はエンドレ
スベルト18により矢印Ｙ方向に定速で送られる。それと
ともに、多層膜フィルタ29が、移動手段30によりシート
33に近接され、そして、レーザダイオードアレイ11から
発せられた励起光10が、蓄積性蛍光体シート33の一部に
線状に照射される。この励起光10の照射を受けた蓄積性
蛍光体シート33から、蓄積記録されている放射線画像情
報に応じた光量の輝尽発光光14が発せられる。輝尽発光
光14は、多層膜フィルタ29により出射角がほぼ30°以内
で出射し、レンズアレイ15により集光されて光検出器17
に導かれ、該光検出器17の各光電変換素子によって光電
的に検出される。なお、蓄積性蛍光体シート33で反射し
て光検出器17に向かって進行する励起光10は、励起光カ
ットフィルタ16によってカットされる。

【００３２】光検出器17は、輝尽発光光14の光量に対応
した（すなわち上記放射線画像情報を示す）アナログの
光検出信号Ｓを出力する。この光検出信号Ｓは増幅器20
により増幅され、次いでＡ／Ｄ変換器21において、デジ
タル画像信号Ｄに変換される。

【００３３】このデジタル画像信号Ｄは次に画像処理装
置22において階調処理等の画像処理を受けた後、画像再
生装置23に送られて、蓄積性蛍光体シート33に記録され
ていた放射線画像の再生に供せられる。この画像再生装
置23は、ＣＲＴ表示装置等からなるディスプレイ手段で
もよく、感光フィルムに光走査記録を行なう記録装置等
であってもよい。

【００３４】また、本実施の形態における放射線画像読
取装置では、多層膜フィルタ29を蓄積性蛍光体シート33
に近接させて読取りを行っているが、多層膜フィルタ29
を蓄積性蛍光体シート33に接触させてもよい。

【００３５】また、上記２つの実施の形態において、上
記レンズアレイ15のレンズには設計上セルフォックレン
ズを用いることが望ましい。開口角が狭いセルフォック
レンズにおいて、輝尽発光光を出射角がほぼ30°以内で
効率良く取り込むことは、Ｓ／Ｎ比を向上するためによ
り効果的である。

【００３６】また、上記２つの実施の形態において、光
軸を蓄積性蛍光体シートに対して垂直としたセルフォッ
クレンズにより輝尽発光光を集光しているので、ほぼ30
°以下の出射角で出射する輝尽発光光を効率良く集光す
ることが可能である。

【００３７】また、光検出器としては、固体光電変換素
子からなるラインセンサあるいはＣＣＤラインセンサ
等、独立した微小な受光部が隣接して配列されたライン
センサを用いることができる。

【００３８】また、本実施の形態による蓄積性蛍光体シ
ートとして、放射線を吸収して紫外〜可視領域に発光を
示す蛍光体を含有する放射線吸収性蛍光体層と該発光光
を吸収してそのエネルギーを蓄積し、可視〜赤外領域の
光で励起されて前記エネルギーを輝尽発光光として放出
する輝尽性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体層とを備えた
放射線像変換パネル、あるいは該放射線変換パネルと、
放射線を吸収して紫外〜可視領域に発光を示す蛍光体を
含有する放射線吸収性蛍光体層を有する蛍光体スクリー
ンとが密着されてなる放射線画像形成材料を用いてもよ
い。上記のような蓄積性蛍光体シートを用いる場合、本
発明の多層膜フィルタは放射線画像変換パネルの蓄積性
蛍光体層側表面に形成する。

【００３９】また、多層膜フィルタの蓄積性蛍光体層と
は反対側の面上に、光源による損傷、あるいは外部から
の衝撃から保護するために保護層が設けられていてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による放射線画像情報読取
装置の概略構成図

【図２】図１に示した放射線画像情報読取装置の読取光
学系を示す側面図

【図３】図１に示した蓄積性蛍光体シートの詳細を示す
断面図

【図４】本発明の多層膜フィルタの透過率を示すグラフ

【図５】本発明の別の実施形態による放射線画像情報読
取装置の概略構成図

【図６】図５に示した放射線画像情報読取装置の読取光
学系を示す側面図

【符号の説明】

10 励起光 11 レーザダイオードアレイ 12 シリンドリカルレンズ 13 蓄積性蛍光体シート 14 輝尽発光光 15 レンズアレイ 16 励起光カットフィルタ 17 光検出器 18 エンドレスベルト 20 増幅器 21 Ａ／Ｄ変換器 22 画像処理装置 23 画像再生装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光が照射される側の表面に、出射角
   の小さい輝尽発光光は透過し、出射角が所定の角度以上
   の輝尽発光光は反射する性質を有する多層膜フィルタが
   設けられた、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍
   光体シートに照射される励起光を射出する励起光源と、 前記励起光を照射される前記シートの位置に対して励起
   光照射面側に配置されて、前記励起光により励起された
   該シートから発せられる輝尽発光光をほぼ垂直方向から
   検出する光検出器と、 前記輝尽発光光を該光検出器に集光する、光軸が前記蓄
   積性蛍光体シートに対してほぼ垂直となるように配置さ
   れた集光レンズとを備えてなる放射線画像読取装置。
2. 【請求項２】 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性
   蛍光体シートに照射される励起光を射出する励起光源
   と、 前記励起光を照射される前記シートの位置に対して励起
   光照射面側に配置されて、前記励起光により励起された
   該シートから発せられる輝尽発光光をほぼ垂直方向から
   検出する光検出器と、 前記輝尽発光光を該光検出器に集光する、光軸が前記蓄
   積性蛍光体シートに対してほぼ垂直となるように配置さ
   れた集光レンズとを備えてなる放射線画像読取装置にお
   いて、 前記シートの励起光が照射される側の面の上方に配置さ
   れるように、出射角の小さい前記輝尽発光光は透過し、
   出射角が所定の角度以上の前記輝尽発光光は反射する性
   質を有する多層膜フィルタを備えていることを特徴とす
   る放射線画像読取装置。
3. 【請求項３】 前記多層膜フィルタが、30°以内の出射
   角の前記輝尽発光光を透過し、45°以上の出射角の前記
   輝尽発光光を反射する性質を有することを特徴とする請
   求項１または２記載の放射線画像読取装置。
4. 【請求項４】 前記光検出器が、画素分割された光電変
   換素子を並設してなり、前記集光レンズがセルフォック
   レンズアレイからなることを特徴とする請求項１、２ま
   たは３記載の放射線画像読取装置。