JP2879487B2 - 放射線画像情報読取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線画像情報が蓄積
記録されている蓄積性蛍光体シートに励起光を照射して
放射線画像情報を読み取る装置に関し、特に詳細には、
励起光として、縦シングルモードの半導体レーザーから
発せられたレーザービームを用いる放射線画像情報読取
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ある種の蛍光体に放射線（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蛍光体中に蓄積され、この蛍光
体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエルネ
ギーに応じて蛍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蛍光体は蓄積性蛍光体（輝尽
性蛍光体）と呼ばれる。

【０００３】この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の放
射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体の層を有するシートに
記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光
で２次元走査して輝尽発光光を生ぜしめ、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材料、ＣＲＴ等の表示
装置に放射線画像を可視像として出力させる放射線画像
情報記録再生システムが本出願人によりすでに提案され
ている（特開昭55-12492号、同56-11395号等）。

【０００４】ところで、以上述べたシステムにおいて
は、励起光源として半導体レーザーを使用することも考
えられている。この半導体レーザーは、ガスレーザー等
に比べると小型、安価で消費電力も少なく、放射線画像
情報読取装置をコンパクトに形成する上で有利なものと
なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが縦シングルモ
ードの半導体レーザーにおいては、周囲温度の変化、駆
動電流の変化等によってモードホッピングという現象が
起こることが知られている。このモードホッピングが起
こると、光量が変動したり、発振波長が変動したりす
る。上記放射線画像情報読取装置の励起光源として用い
られた半導体レーザーにおいてこのモードホッピングが
起きると、読み取られた放射線画像に濃度ムラが生じる
ことがある。すなわち蓄積性蛍光体シートの感度（これ
は一定光量の励起光に対する輝尽発光光量で規定され
る）は、例えば図２に示すように波長依存性を有するの
で、励起光の波長が変動すると、励起光量が一定であっ
ても輝尽発光光量が変動してしまうのである。また、モ
ードホッピングによって半導体レーザーの発光量が変動
すれば、この場合は励起光量自体が変動することにな
る。

【０００６】このモードホッピング対策として従来よ
り、例えば特開昭59-9086 号公報等に示されるように、
半導体レーザーの駆動電流に高周波電流を重畳して、縦
シングルモード半導体レーザーを多重縦モード発振させ
ることが考えられている。

【０００７】しかしそのようにする場合、高周波電流の
周波数は通常５０ＭＨz 以上程度と、極めて高いものに
しなければならない。そのように周波数が著しく高い高
周波電流を発生させる回路は、コストもかなり高いもの
となるので、この従来の高周波重畳の技術を前述の放射
線画像情報読取装置に適用すると、読取装置が少なから
ずコストアップすることになる。

【０００８】また上記のような高周波電流を扱うと、高
レベルの放射ノイズが生じるので、それを抑制するため
に各種の強力な電磁シールドを施す必要があり、それに
よる放射線画像情報読取装置のコスト上昇もかなりのも
のとなる。

【０００９】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、励起光源として縦シングルモードの半導
体レーザーを用いても、読み取られた放射線画像に濃度
ムラが生じることがなく、そしてこの濃度ムラ対策のた
めに大幅なコストアップを招くことのない放射線画像情
報読取装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による放射線画像
情報読取装置は、蓄積性蛍光体シートを走査する励起光
として、縦シングルモードの半導体レーザーから発せら
れたレーザービームを用いるようにした放射線画像情報
読取装置において、上記半導体レーザーの駆動電流に、
半導体レーザーを多重縦モード発振させない周波数範囲
で、蓄積性蛍光体シートの発光応答遅れ時間の逆数より
も高い周波数の高周波電流を重畳する手段が設けられた
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用および発明の効果】上記の構成において、半導体
レーザーは当然多重縦モード発振することはなく、相異
なる縦シングルモードが繰返し切り換わる状態で駆動す
るが、それでも、モードホッピングによる濃度ムラが目
立ち難くなる。以下その点について、図３および図４を
参照して詳しく説明する。

【００１２】図３は、高周波重畳がなされていない場合
について示したものであり、例えば半導体レーザーの温
度が同図の(1) に示すように時間ｔ₁ から上昇し始め、
半導体レーザーの縦モードが同図の(2) に示すように時
間ｔ₂ でモード１からモード２にホップすることを考え
る。このモードホッピングにより、励起光走査を受けて
いる蓄積性蛍光体シートが受ける励起エネルギーは、同
図(3) に示すようにステップ状に変化する。なおこの励
起エネルギーは、励起光量変化に加えて、図２に示した
蓄積性蛍光体シート感度の波長依存性も含めて考慮した
実効的なものとする。このように励起エネルギーが変化
すると、蓄積性蛍光体シートからの輝尽発光光量つまり
その検出信号Ｓは、図３の(4) に示すように変化する
（説明容易化のため、蓄積性蛍光体シートには一様な放
射線エネルギーが蓄積されているものとする）。

【００１３】ここで、輝尽発光光量の変化は励起エネル
ギー変化に対して応答が遅れ、この応答遅れ時間は通常
の蓄積性蛍光体シートで約１μsec 程度である。それに
対して、輝尽発光量検出信号Ｓをサンプリングして各画
素毎の画像信号を得るための画素クロックＣが図３の
(5) のように規定されていると（その周期は通常数μse
c である）、クロックＣn-1 以前にサンプリングされた
画素と、クロックＣn 以降にサンプリングされた画素と
の間に濃度段差が生じることになる。

【００１４】それに対して、上記の応答遅れ時間の逆数
よりも高い周波数の高周波電流を半導体レーザー駆動電
流に重畳しておくと、発振モードは図４の(2) に示すよ
うに交互に切り換わるようになる。そしてこの場合、半
導体レーザーの温度が同図の(1) に示すように時間ｔ₁
から上昇し始めると、モード２のデューティ比が次第に
増大する。蓄積性蛍光体シートが受ける励起エネルギー
は、この縦モードの切換わりに従って同図(3) に示すよ
うにパルス状に変化する。しかし蓄積性蛍光体シートに
は前述の通りの応答遅れがあるから、輝尽発光光量つま
りその検出信号Ｓはパルス状には変化せず、上記デュー
ティ比の変化に応じて同図(4) に示すように漸次増大す
る。

【００１５】したがってこの場合は、輝尽発光量検出信
号Ｓを同図(5) の画素クロックＣに基づいてサンプリン
グしたとき、クロックＣn-1 以前にサンプリングされた
画素と、クロックＣn 以降にサンプリングされた画素と
の間に大きな濃度段差が生じることがなくなる。

【００１６】なお前述した通り、蓄積性蛍光体シートの
応答遅れは通常約１μsec 程度であり、そのような蓄積
性蛍光体シートを使用する際には、高周波電流の周波数
を最低１ＭＨｚを上回る値とすればよい。またこの高周
波電流の、半導体レーザーを多重縦モード発振させない
周波数範囲は一般に、５０ＭＨｚを下回る程度の範囲で
ある。

【００１７】半導体レーザーの駆動電流に重畳させる高
周波電流の周波数を上記のような値とする場合、この高
周波電流を扱う回路は汎用のＴＴＬ、Ｃ−ＭＯＳ等のロ
ジックＩＣを用いて構成することができるから、極めて
高い周波数の高周波電流を利用して半導体レーザーを多
重縦モード発振させる場合に比べれば、この回路は比較
的安価に形成可能となる。また、従来装置におけるほど
高くはない周波数の高周波電流を扱う本発明装置におい
ては、放射ノイズを抑制するための電磁シールドも比較
的簡単なもので済む。本発明による放射線画像情報読取
装置は、以上の２点により、モードホッピングによる濃
度ムラ対策のために半導体レーザーを多重縦モード発振
させる従来装置よりは安価に形成可能となる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例による放射
線画像情報読取装置を示している。図示されるように本
装置においては、励起光源として縦シングルモードの半
導体レーザー30が設けられている。そこから発散光状態
で出射した励起光としてのレーザービーム31は、コリメ
ーターレンズ36によって平行光化された後、ガルバノメ
ータミラー等の光偏向器32に入射する。なお、半導体レ
ーザー30は駆動回路34によって駆動される。

【００１９】被写体を透過した放射線を照射する等によ
り、この被写体の放射線画像情報が蓄積記録された蓄積
性蛍光体シート１は、エンドレスベルト等の副走査手段
11により矢印Ｙ方向に移動される。それとともに上記レ
ーザービーム31が光偏向器32によって偏向され、通常ｆ
θレンズからなる走査レンズ33を通過して、シート１上
をＸ方向に主走査する。この励起光走査を受けた蓄積性
蛍光体シート１の箇所からは、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13が発散する。こ
の輝尽発光光13は、透明なアクリル板を成形して作られ
た光ガイド14の一端面14ａからこの光ガイド14の内部に
入射し、その中を全反射を繰返しながら進行して、円形
に丸められた端面14ｂから出射し、フォトマルチプライ
ヤー（光電子増倍管）15に受光される。このフォトマル
チプライヤー15からは、輝尽発光光13の発光量に対応し
た、つまり上記放射線画像情報を示すアナログ信号Ｓが
出力される。

【００２０】上記の信号Ｓは対数増幅器16により対数増
幅され、次いでＡ／Ｄ変換器17において所定の画素クロ
ックに基づいてサンプリングされて、デジタル画像信号
Ｄに変換される。このデジタル画像信号Ｄは次に画像処
理回路20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21に送られて、放射線画像の再生に供せられ
る。この画像再生装置21は、ＣＲＴ等からなるディスプ
レイ手段でもよいし、感光フィルムに光走査記録を行な
う記録装置であってもよい。

【００２１】次に、半導体レーザー30のモードホッピン
グにより再生放射線画像に濃度ムラが生じることを防止
する点について説明する。半導体レーザー駆動回路34に
は高周波発振回路35から高周波電流ＲＦが入力され、半
導体レーザー30の駆動電流Ｉにはこの高周波電流ＲＦが
重畳される。本例で使用されている蓄積性蛍光体シート
１の前述した応答遅れ時間は約１μsec である。そして
半導体レーザー30は、その駆動電流Ｉに５０ＭＨｚ以上
程度の高周波電流が重畳されると多重縦モード発振す
る。そこで本実施例においては、高周波電流ＲＦの周波
数を、上記応答遅れ時間の逆数よりも大で、かつ半導体
レーザー30が多重縦モード発振しない範囲にある１０Ｍ
Ｈｚに設定してある。

【００２２】このようにして、励起光源である半導体レ
ーザー30を高周波重畳駆動すると、デジタル画像信号Ｄ
に基づいて画像再生装置21で再生される放射線画像に、
半導体レーザー30のモードホッピングによる濃度ムラが
生じることが防止され得る。その理由は先に詳しく述べ
た通りである。

【００２３】また、前述の通り高周波発振回路35は比較
的安価に形成可能で、放射ノイズ対策のための電磁シー
ルドも比較的簡単なもので済むから、この放射線画像情
報読取装置は、上記濃度ムラ対策のために半導体レーザ
ーを多重縦モード発振させる従来装置よりは安価に形成
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による放射線画像情報読取装
置を示す概略斜視図

【図２】蓄積性蛍光体シートの分光感度特性の一例を示
すグラフ

【図３】従来の放射線画像情報読取装置における、半導
体レーザー温度と、半導体レーザーの発振モードと、蓄
積性蛍光体シートの励起エネルギーと、輝尽発光光量検
出信号と、画像信号サンプリング用画素クロックとの関
係を示すグラフ

【図４】本発明の放射線画像情報読取装置における、半
導体レーザー温度と、半導体レーザーの発振モードと、
蓄積性蛍光体シートの励起エネルギーと、輝尽発光光量
検出信号と、画像信号サンプリング用画素クロックとの
関係を示すグラフ

【符号の説明】

１ 蓄積性蛍光体シート 11 副走査手段 13 輝尽発光光 14 光ガイド 15 フォトマルチプライヤー 17 Ａ／Ｄ変換器 18 平均化処理回路 30 半導体レーザー 31 レーザービーム 32 光偏向器 34 半導体レーザー駆動回路 35 高周波発振回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性
   蛍光体シートを励起光により２次元走査し、それにより
   該シートから発せられた輝尽発光光を光検出器により検
   出して前記放射線画像情報を読み取る放射線画像情報読
   取装置において、 前記励起光を発する光源として縦シングルモードの半導
   体レーザーが用いられた上で、 この半導体レーザーの駆動電流に、半導体レーザーを多
   重縦モード発振させない周波数範囲で、前記蓄積性蛍光
   体シートの発光応答遅れ時間の逆数よりも高い周波数の
   高周波電流を重畳する手段が設けられたことを特徴とす
   る放射線画像情報読取装置。