JPH02214254A - 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、画像が記録された記録シートから得られた画
像を表わす光を読み取って画像信号を得る画像読取装置
に関するものである。

（従来の技術） 記録された画像を読み取って画像信号を得、この画像信
号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記録するこ
とは種々の分野で行なわれている。

たとえば、後の画像処理に適合するように設計されたガ
ンマ値の低いＸ線フィルムを用いてＸ線画像を記録し、
このＸ線画像が記録されたフィルムからＸ線画像を読み
取って電気信号に変換し、この電気信号（画像信号）に
画像処理を施した後コピー写真等に可視像として再生す
ることにより、コントラスト、シャープネχ１粒状性等
の画質性能の良好な再生画像を得ることのできるシステ
ムが開発されている（特公昭６１−５１９３号公報参照
）。

また本願出願人により、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ーに応じて輝尽発光
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を一部シート状の蓄積性蛍光体
に撮影記録し、この蓄積性蛍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
信号に基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等の記
録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力させる放射線画像
記録再生システムがすでに提案されている（特開昭５５
−１２４２９号、同５８−１１３９５号。

同５５−１６３４７２号、同５Ｂ−１０４８４５号、同
５５−１１６３４０号等）。

このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真シ
ステムと比較して極めて広い放射線露出域にわたって画
像を記録しうるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、この電気信
号を用いて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ことによっ
て、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を得
ることができる。

上記Ｘ線フィルムや蓄積性蛍光体シート等の記録シート
を用いる上記システムにおいて、記録シートに記録され
た画像を読み取って画像信号を得るには、通常、画像読
取装置を用い、記録シートに光を照射してこの光の照射
により該記録シートから得られた画像を表わす光（たと
えば、Ｘ線フィルムを透過し又はＸ線フィルムから反射
した光や、蓄積性蛍光体シートから発せられた輝尽発光
光等）を光検出器で受光して、波光の光量と対応する信
号を得、該信号を対数増幅器に入力して対数圧縮するこ
とにより行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにして画像読取装置を用いて画像信号を得た
後、画像処理装置により該画像信号に適切な画像処理が
施され、画像再生装置により、上記画像が可視画像とし
て再生表示され該可視画像が観察に供される。

ところが、記録シートから得られた画像を表わす光は、
微弱な光から強い光まで（たとえば強度比で１７１０４
程度）の極めて広範囲の光量幅を有している。この程度
の光量幅であっても、上記光検出器としてたとえば高性
能の光電子増倍管等を用いると十分な精度および十分な
速度で各光量に対応する電気信号に変換することができ
る。しかしながら、この電気信号を対数変換するために
対数増幅器に入力する場合、通常対数増幅器は微弱な入
力信号に対しては応答性が悪く１．シたがって上記のよ
うな広範囲の信号を対数変換するためには最も微弱な信
号であっても十分な精度で対数変換できる程度に、記録
シートから画像を読み取る速度を制限する必要があった
。このため、装置全体の速度が制限され、単位時間あた
りの処理能力が制限されていた。

本発明は上記事情に鑑み、微弱な入力信号に対する対数
増幅器の応答性が悪いという条件を克服して、単位時間
あたりの処理能力を高めた画像読取装置を提供すること
を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像読取装置は、 画像が記録された記録シートから得られた該画像を表わ
す光を受光する光検出器と、該光検出器の出力信号を入
力して対数圧縮する対数増幅器とを備えた画像読取装置
において、 前記出力信号を前記対数増幅器の所望とする入力信号範
囲内の信号に変換するためのバイアスを前記出力信号に
付加するバイアス付加手段を備えたことを特徴とするも
のである。

ここで、「前記対数増幅器の所望とする入力信号範囲」
とは、対数増幅器の入力信号に対する周波数応答特性の
ほぼ平坦な範囲を中心とした、応答特性の比較的良好な
入力信号の範囲をいう。

（作　　用） 対数増幅器の一般的性質として、入力信号の大きさが所
定範囲内ならば、所定の高周波数まで精度良く対数変換
され、上記所定範囲より微弱な入力信号に対しては、入
力信号が微弱になればなるほど、上記所定の高周波数よ
りも低い周波数までしか精度良く対数変換されないとい
う性質を有する。またもちろん入力信号が大きすぎ対数
増幅器の規格を超えた場合は対数増幅器は正常には作動
しない。

ここで、対数増幅器の入力信号にバイアスを付加すると
対数増幅器の出力信号が歪むため、これまで対数増幅器
の入力信号にバイアスを付加することは行なわれていな
かった。ところが放射線画像読取再生システムにおいて
は、対数増幅器から出力された信号にはその後アナログ
及び／又はディジタル的に画像処理が施されることが常
であるため、もし上記歪みを除去することが必要ならば
そのときに除去し得るものであることに着目し、また、
対数増幅器の入力信号にバイアスを付加すると対数増幅
器の入力信号の信号範囲を、該対数増幅器の応答性の良
好な上記所定範囲に押えることができることに着目して
本発明に想到したものである。

本発明の画像読取装置は、光検出器の出力信号を対数増
幅器の所望とする入力信号範囲内の信号に変換するため
のバイアスを上記出力信号に付加するバイアス付加手段
を備えたため、対数増幅器の応答特性の良好な範囲のみ
が使用され、したがって読取の速度をあげても十分な精
度で対数変換される。尚、対数増幅器から出力された信
号の歪みは、前述したようにして必要に応じて除去され
る。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

第２図は、本発明の画像読取装置の一例を示した斜視図
である。

この画像読取装置は前述した蓄積性蛍光体シートを用い
る装置である。

放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シー）１１は、画
像読取装置１００の所定位置にセットされる。

この所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート１１は
、図示しない駆動手段により駆動されるエンドレスベル
ト等のシート搬送手段１３により、矢印Ｙ方向に搬送（
副走査）される。一方、レーザー光源１４から発せられ
た光ビーム１５はモータ２３により駆動され矢印方向に
高速回転する回転多面鏡１０によって反射偏向され、ｆ
θレンズ等の集束レンズ１７を通過した後、ミラー１８
により光路を変えて前記シートｌｌに入射し副走査の方
向（矢印Ｙ方向）と略垂直な矢印Ｘ方向に繰り返し主走
査する。この励起光１５が照射されたシートｌｌの箇所
からは、蓄積記録されている画像情報に応じた光量の輝
尽発光光１９が発散され、この輝尽発光光１９は光ガイ
ド２０によって導かれ、フォトマルチプライヤ（光電子
増倍管）２１によって光電的に検出される。上記光ガイ
ド２０はアクリル板等の導光性材料を成形して作られた
ものであり、直線状をなす入射端面２０ａが蓄積性蛍光
体シート１１上の主走査線に沿って延びるように配され
、円環状に形成された出射端面２０ｂにフォトマルチプ
ライヤ２１の受光面が結合されている。入射端面２０ａ
から光ガイド２０内に入射した輝尽発光光１９は、該光
ガイド２０の内部を全反射を繰り返して進み、出射端面
２０ｂから出射してフォトマルチプライヤ２１に受光さ
れ、画像を表わす輝尽発光光１９の光量がフォトマルチ
プライヤ２１によって電気信号に変換される。

輝尽発光光１９は、蓄積性蛍光体シート１１の各部分に
照射された放射線の線量と広範囲にわたってほぼ比例し
ており、該シート１１に蓄積記録された画像を表わす輝
尽発光光の光量は約４桁の範囲（読み取るべき輝尽発光
光のうちの最も微弱な光の強度を１．０としたとき、読
み取るべき輝尽発光光のうちの最も光量の大きい光が約
１．ＯＸ１０４の強度を有する範囲）にわたっている。

また、フォトマルチプライヤ２１の出力も入力された輝
尽発光光の光量と比例するため、フォトマルチプライヤ
２１の出力も約４桁（本実施例では約１０″Ｔアンペア
〜約１０４アンペア）にわたっている。尚、実際にはフ
ォトマルチプライヤ２１に電流が流入するが、ここでは
信号の流れを追っているため、フォトマルチプライヤ２
１の出力または出力電流と呼ぶ。

フォトマルチプライヤ２１から出力されたアナログ出力
信号Ｓ　（ｔ）は本発明のバイアス付加手段の一例を構
成する加算器２５に入力される。該加算器２５には一定
電流Ｓ’　　（本実施では、９．ＯＸＩＯ°７アンペア
）も入力され、これら５（ｔ）、Ｓ’が加算され、加算
された信号ｓ（ｇ＋ｓ’が出力されて対数増幅器２Ｇに
入力される。加算された信号５（ｔ）＋Ｓ’は対数増幅
器２６で対数的に増幅され、Ａ／Ｄ変換器２７でディジ
タル化され、画像信号Ｓ０が得られる。得られた画像信
号ＳＱは一旦記憶手段２８に記憶された後、画像処理装
置２００に送信される。

画像処理装置２００では、受信した画像信号ＳＱに適切
な画像処理が施される。

画像処理の施された画像信号ＳＲは画像再生装置３００
に送信され、画像再生装置３００ではこの画像信号ＳＲ
に基づく放射線画像が再生記録される。

ここで対数増幅器２６の特性について説明する。

第１図は、対数増幅器の特性の一例を表わしたグラフで
ある。

この対数増幅器は入力信号（入力電流）がｌＯ″５アン
ペア〜１Ｏ−３アンペアの２桁の間は、約２００ＫＩＩ
ｚの周波数まで応答する。ところがこの範囲より入力信
号が微弱になるほど、図に示すように良好に応答する最
高の周波数が低下し、ｔｏ’アンペアでは約１００ＫＨ
ｚ、　ｔｏ°７アンペアでは約２５ＫＨｚにまで応答速
度が低下する。

ここで、もしフォトマルチプライヤ２１から出力された
ｌＯ°７アンペア〜ｌ０−３アンペアの範囲の電流信号
を精度良く対数変換するには、対数増幅器２６のｌＯ゛
７アンペアのときの応答は２５Ｋｌｌｚまでであるため
、輝尽発光光１９が担持する放射線画像を表わす情報が
２５にＨｚ以下になるように、シート搬送手段１３によ
るシートｌｌの搬送速度（副走査の速度）、および回転
多面鏡１６の回転速度（主走査の速度）を定める必要が
ある。

ところがここでは加算器２５によりフォトマルチプライ
ヤ２１からの出力信号ｓ　（ｇに一定量のバイアスＳ’
　　（９，ＯＸＩＯ°７アンペア）を加算しているため
、対数増幅器に人力される信号５（ｔ）＋ｓ’は下限が
、約ｌＯ°７アンペア＋９．ＯＸＩＯ°１アンペア−”
１０４アンペア、上限が約１Ｏ−３アンペア＋９，０×
ｌロー７アンペアー約１０−３アンペアの約３桁の範囲
となる。したがって対数増幅器２６は約１００ＫＨｚま
で良好に応答しく第１図参照）、輝尽発光光１９が担持
する放射線画像を表わす情報が１００Ｋ）Ｉｚ以下とな
るように主走査、副走査の速度を定めればよく、バイア
スＳ′を付加しない場合と比べて読取りの速度を１００
ＫＨｚ／　２５Ｋｌｌｚ　−４倍にあげることができる
。

第３Ａ図は、フォトマルチプライヤ２１から出力された
信号Ｓ　（ｔ）と対数増幅器２Ｇから出力された信号Ｓ
Ｐとの関係を示した図である。横軸はフォトマルチプラ
イヤ２１の出力信号Ｓ　（ｔ）の対数ｌｏｇＳ（ｔ）、
縦軸は対数増幅器２Ｂの出力信号Ｓｐを表わしている。

横軸は対数であるため、加算器２５でバイアスＳ′がも
し加算されなかった場合は、図の破線のグラフ３１に示
すようにＩｏｇＳ（ｔ）とＳＰとは比例関係にある。し
かしながらバイアスＳ′が加算されているため、対数増
幅器２Ｂに実際に入力される信号はバイアスの加算され
たｓ（ｇ＋ｓ’であり、したがってＳＰはｌｏｇ　　（
Ｓ（ｔ）　＋Ｓ’　）とは比例するがｌｏｇ　Ｓ　（ｔ
）とは比例せず、特に微小入力信号領域りにおいて図の
実線のグラフ３２に示すように歪みが生じている。

第３Ｂ図のグラフ３３は、対数増幅器２６から出力され
た信号ＳＰの、バイアスＳ′が加算されたことによる歪
みを補正するための補正曲線を示した図である。このグ
ラフ３３は、画像処理装置２００にテーブル化されて記
憶されており、ディジタル化された画像信号ＳＱに基づ
いて画像処理を施す際に補正される。

本実施例では約１ｏ−ｖアンペア−１Ｏ−３アンペアの
４桁の信号に対し９．ＯＸＩＯ°マアンペアのバイアス
を加算しているため、対数増幅器２Ｂからの出力信号Ｓ
Ｐは、最小信号を１．０としたときに、最大信号が４．
０となり、したがって４．０−１．０−３．０の幅の信
号をＡ／Ｄ変換すればよいため、全体として分解能が向
上する。なだし微小入力信号領域りではその分解能が低
下する。しかし、この領域は通常の放射線画像において
はその重要性が多少低い領域であるため、多少の分解能
の低下は通常は問題とはならない。加算器２５で信号Ｓ
　（ｔ）に加算するバイアスＳ′の量を増やすと、対数
増幅器２Ｂに入力される信号の範囲が狭くなり読取りの
速度をさらに向上させることができるが、−万機小信号
入力領域りにおける歪みが大きくなり、Ａ／Ｄ変換した
際の分解能が低下する結果となる。したがって、バイア
スＳ′の量は、読取の速度、および歪みの大きさ（微小
信号入力領域りの信号の分解能の低下の程度）等を考慮
して適切に定められる。

尚、上記実施例においてはバイアスＳ′を加算して対数
増幅することにより生ずる歪みを画像処理装置２００で
除去しているが、この除去は画像処理の際に行なう必要
はなく、対数増幅器２Ｂの出力信号Ｓ、がＡ／Ｄ変換器
２７に入力される前にアナログ的に処理してもよく、ま
た画像再生装置３００において画像再生用写真フィルム
の特性を考慮して再生用の画像信号を生成する際に行な
ってもよい。また対象とする放射線画像の性質やその撮
影目的、および上記歪みの程度等によりこの歪みが特に
問題とならない場合は、あえてこの歪みを補正する必要
はない。

また、蓄積性蛍光体シートを用いた放射線画像読取装置
には、蓄積性蛍光体シートに照射された放射線の線量等
に応じて最適な読取条件で読み取って画像信号を得る前
に、予め低レベルの光ビームにより蓄積性蛍光体シート
を走査してこのシートに記録された放射線画像の概略を
読み取る先読みを行ない、この先読みにより得られた先
読画像信号を分析し、その後上記シートに上記先読みの
際の光ビームよりも高レベルの光ビームを照射して走査
し、この放射線画像に最適な読取条件で読み取って画像
信号を得る本読みを行なうように構成された装置もある
（特開昭５８−６７２４０号、同５８−Ｂ７２４１号、
同５ｇ−８７２４２号等）。このような先読みを行なう
装置における先読み時および本読み時のいずれにも本発
明の放射線画像読取方法を適用することができることは
いうまでもない。ここで、先読み時は画像の概略を知れ
ばよいため、バイアスＳ′の量を大きくして読取速度を
向上させ本読み時には精密な読取りを行なうためにバイ
アスＳ′の量を減らして読取速度を多少犠牲にする等、
先読み時と本読み時とでそのバイアスＳ′の量を変えて
もよい。

また、本発明は、蓄積性蛍光体シートを用いる装置のほ
か、従来のＸ線フィルムを用いる装置等にも用いること
ができる。

第４図は、Ｘ線フィルムに記録されたＸ線画像を読み取
るＸ線画像読取装置の一実施例の斜視図である。

所定位置にセットされた、Ｘ線画像が記録されたＸ線フ
ィルム４０がフィルム搬送手段４Ｉにより図に示す矢印
Ｙ′方向に搬送（副走査）される。

また、−次元的に長く延びた光源４２から発せられた読
取光４３は、シリンドリカルレンズ４４により収束され
、Ｘ線フィルム上を矢印Ｙ′方向と略直角なＹ′方向に
直線状に照射する。読取光４３が照射されたＸ線フィル
ム４０の下方には、Ｘ線フィルム４０を透過しＸ線フィ
ルム４０に記録されたＸ線画像により強度変調された読
取光４３を受光する位置に、上記Ｘ線画像のＹ′方向の
各画素間隔に対応した多数の固体光電変換素子が直線状
に配置されたＭＯＳセンサ４５が設けられている。この
ＭＯＳセンサ４５は、Ｘ線フィルムが読取光４３により
照射されながら矢印Ｙ′方向に搬送される間、Ｘ線フィ
ルム４０を透過した読取光をＸ線画像のＹ′方向の各画
素間隔に対応した所定の時間間隔で受光する。このＹ′
方向に連続した受光が主走査となる。

第５図は、上記ＭＯＳセンサ４５の等価回路を示した回
路図である。

多数の固体光電変換素子４Ｂに読取光４３が当たって発
生するフォトキャリアによる１号は、固体充電変換素子
４Ｂ内のキャパシタＣＩ　　（１−１，２，・・・・・
・ｎ）に蓄積される。蓄積されたフォトキャリアの信号
は、シフトレジスタ４７によって制御されるスイッチ部
４８の順次開閉により順次読み出され（主走査され）、
これにより゛時系列化された画像信号が得られる。この
画像信号は、その後増幅器４９で増幅されてその出力端
子５０から出力される。出力されたアナログ画像信号は
、第２図に示した実施例と同様に対数増幅器で対数変換
される。この対数増幅器の応答性の良好な範囲を使用す
るために、第２図を用いて説明した場合と同様に、出力
端子５０から信号が出力された後該信号にバイアスが付
加され、読取速度の向上が図られる。尚、本実施例にお
いて、ＭＯＳセンサ４４の代わりにＣＣＤ。

ＣＰ　Ｄ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｐｒｌｍｌｎｇ　Ｄｅｖｉ
ｃｅ）等を用いることができることはいうまでもない。

またＸ線フィルムの読取りにおいても、前述した蓄積性
蛍光体シートの読取りと同様に光ビームで２次元的に走
査して読取りを行なってもよいことももちろんである。

また本実施例ではＸ線フィルム４０を透過した光を受光
しているが、Ｘ線フィルム４０から反射した光を受光す
るように構成することができることももちるんである。

このように、本発明の画像読取装置は、画像が記録され
た記録シートから得られた該画像を表わす光を受光する
光検出器と、該光検出器の出力信号を入力して対数圧縮
する対数増幅器とを備えた画像読取装置一般に適用する
ことができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の画像読取装置は、
光検出器の出力信号を対数増幅器の所望とする入力信号
範囲内の信号に変換するためのバイアスを上記出力信号
に付加するバイアス付加手段を備えたため、記録シート
から画像を高速で読取ることができ、画像読取装置の単
位時間あたりの処理能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、対数増幅器の特性の一例を表わしたグラフ、 第２図は、本発明の画像読取装置の一例を示した斜視図
、 １３Ａ図は、フォトマルチプライヤの出力信号と対数増
幅器の出力信号との関係を示した図、第３Ｂ図は、対数
増幅器の出力の補正曲線を示した図、 第４図は、Ｘ線フィルムに記録されたＸ線画像を読み取
るＸ線画像読取装置の一実施例の斜視図、第５図はＭＯ
Ｓセンサの等価回路を示した回路図である。 １１・・・蓄積性蛍光体シー）　　　１９・・・輝尽発
光光２１・・・フォトマルチプライヤ ２５・・・加算器　　　　　　　　２Ｂ・・・対数増幅
器２７・・・Ａ／Ｄ変換器　　　　　２８・・・記憶手
段４０・・・Ｘ線フィルム　　　　　４５・・・ＭＯＳ
センサ１００・・・画像読取装置 ２００・・・画像処理装置　　　　３００・・・画像再
生装置第１図 入カイ息号Ｃ７シＲ了）→ 第 図 第３Ａ図 ｐ 第３８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 画像が記録された記録シートから得られた該放射線画像
   を表わす光を受光する光検出器と、該光検出器の出力信
   号を入力して対数圧縮する対数増幅器とを備えた画像読
   取装置において、 前記出力信号を前記対数増幅器の所望とする入力信号範
   囲内の信号に変換するためのバイアスを前記出力信号に
   付加するバイアス付加手段を備えたことを特徴とする画
   像読取装置。