JPH02308238A - ディジタルｘ線撮像装置の画像読取り方式 - 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】 〔概　要〕 被写体の潜像形成のために、画素毎に他の画素との間の
光学的干渉の防止を図り得る輝尽蛍光体板を被写体の像
形成再生に用いるディジタルＸ線撮像装置の画像読取り
方式に関し、 輝尽蛍光体に放射線を照射後、励起光を照射して輝尽発
光光を受光するときに、励起光が輝尽蛍光体層中で散乱
することによって空間分解能の悪化を完全に防止して被
写体像を鮮明に読み取ることを目的とし、 Ｘ線エネルギーを用いて被写体の潜像をエネルギー分布
パターンとして輝尽蛍光体板に形成し、その潜像を励起
光を用いて読み取るディジタルＸ線装置において、前記
被写体の潜像形成に際して、等しい大きさで、且つ少な
くとも励起光不透過性に加工された穴形成部内に輝尽蛍
光体を埋設した微小穴を交差方向の各交差位置に形成し
て成る輝尽蛍光体板の対応する１以上の整数個の微小穴
に前記被写体像の１画素の各々を形成し、それら１以上
の整数個の微小穴に蓄積されている画素の各々を読み出
して再生に供するようにして構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、被写体の潜像形成のために、画素毎に他の画
素との間の光学的干渉の防止を図り得る輝尽蛍光体板を
被写体の像形成再生に用いるディジタルＸ線撮像装置の
画像読取り方式に関する。

Ｘ線画像のような放射線画像は、病気診断用などに多く
用いられている。このＸＩＩＡ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、そこから可視光を生じさせてこの可視光を、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るが、この従来の銀塩感光剤をシー
ト状に塗布したフィルムに間接、あるいは直接に放射線
の二次元像を記録するＸ線撮像装置に代わるシステムと
して、高感度、高解像度のＸ線撮像システムが開発され
ている。

〔従来の技術〕 その高感度、高解像度のＸ線撮像装置は、蓄積性蛍光体
を使用するシステムである。このような方式に関しての
基本的な方式は、米国特許第３゜８５９．５２７号に詳
しく述べられている。このシステムに使用される蛍光体
は、Ｘ線などの放射線のエネルギーをうけると、そのエ
ネルギーの一部を蓄積する。この状態は比較的安定であ
り、しばらくあるいは長時間にわたって保持される。こ
の状態にある蛍光体に、励起光として働く第一の光を照
射すると、蓄積されているエネルギーが第二の光となっ
て放出される。この時、第一の光は、可視光に限らず、
赤外線から紫外線の範囲の広い波長の光が使われる。た
だし、その選択は、使われる蛍光体材料によって異なる
。第二の光も赤外線のものから紫外線のものまで各種あ
る。その違いも、使用する蛍光体材料に依存する。この
第二の電磁波を受光し、光電変換器で電気信号に変換し
た後ディジタル信号化してディジタル画像情報として得
るようにして成るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

この第二の電磁波を受光し、光電変換器で電気信号に変
換した後ディジタル信号化してディジタル画像情報とし
て得るシステムは、上述の如く知られている。そのシス
テムで用いられている輝尽蛍光体層は第一の光即ち励起
光に対しても、第二の光即ち輝尽発光光に対しても完全
には透明ではなく、強度の散乱現象を示すものである。

そのため１画素と同じ程度あるいは以下の大きさの励起
光光束を輝尽蛍光体層に照射しても励起光光束は非常に
幅広く散乱し、例えば０．３ｍｍの厚さの蛍光体層に直
径０．１ｍの励起光光束を照射すると、照射面と反対の
面においては直径１ｍｍ以上の大きさ、場合によっては
直径３閣以上にまで広がってしまうことが観測されてい
る（第２図の（Ａ）参照）。

このような励起光の散乱が生ずる結果として、前記例の
場合にもし１画素の大きさが０．１ｍ＋ｎ角の大きさで
あるとすると、１画素を読み取るとき隣接する１００〜
９００画素の部分情報も取り込むため、得られる画像の
空間分解能は著しく劣化し、画像は著しく不鮮鋭となる
。

前記システムで用いられている輝尽蛍光体層の励起光散
乱現象に起因する低空間分解能を向上させるための技術
改良手段は、既にいくつか提案されている。

例えば特開昭５５−１４６４４７号、特開昭５８〜５８
５００号公報に示されている蛍光体層の中に白色微粒子
を分散させる方法、あるいは特開昭６１−１７０７４０
号公報に示されている励起光を吸収するような着色剤を
添加する方法、あるいは特開昭６２−２１１６００号公
報に示されているような輝尽蛍光体の支持基板に着色剤
あるいは白色微粒子を形成する方法などがある。このよ
うな方法は従来のＸ線フィルムの増感紙に対しても為さ
れてきた鮮鋭度改良のための方法ではあるが、励起光散
乱を完全に除去する方法でないことは明らかである。ま
た、特開昭６０〜１７１５００号公報などに示されてい
る輝尽蛍光体の層の中に垂直方向に亀裂を形成させたり
、ハニカム構造を形成する方法あるいは基板表面に凹凸
パターンやモザイクパターンを形成して、散乱を防ごう
とする試みもある。しかし、これらの方法も完全に励起
光の散乱を防止するものではないだけでなく、得られた
画像にモアレパターンを形成する可能性を生じさせる。

本発明は、斯かる問題点に鑑みて創作されたもので、輝
尽蛍光体に放射線を照射後、励起光を照射して輝尽発光
光を受光するときに、励起光の輝尽蛍光体層中への散乱
による空間分解能の悪化を完全に防止して被写体像を鮮
明に読み取り得るディジタルＸ線撮像装置の画像読取り
方式を提供することをその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理ブロック図を示す。

この図に示すように、本発明は、Ｘ線エネルギーを用い
て被写体の潜像をエネルギー分布パターンとして輝尽蛍
光体板１０５に形成し、その潜像を励起光を用いて読み
取るディジタルＸ線装置において、前記被写体の潜像形
成に際して、等しい大きさで、且つ少なくとも励起光不
透過性基板に加工された穴形成部２内に輝尽蛍光体を埋
設した微小穴２を交差方向の各交差位置に形成して成る
輝尽蛍光体板の対応する１以上の整数個の微小穴に前記
被写体像の１画素の各々を形成し、それら１以上の整数
個の微小穴に蓄積されている画素の各々を読み出して再
生に供するようにして構成される。

第１図中の１０は走査装置、１２は受光装置、１４は再
生装置である。

〔作　用〕

被写体に照射されたＸ線は、これを透過し、被写体パタ
ーンはそのＸ線エネルギー分布パターンとして、画素毎
に微小穴内の輝尽蛍光体に蓄積される。

その輝尽蛍光体は励起光不透過性の穴形成部２内に入っ
ているから、前記エネルギー分布パターンの読出しのた
めに走査装置１０によって、走査される励起光は、他の
穴形成部２内へ散乱することはない。又、各画素は、他
の画素と微小穴の共有をしないようにして用いられるか
ら、前記走査される励起光の照射で輝尽蛍光体から放出
される輝尽蛍光光を受光装置１２で受光し、再生装置１
４で再生される画像の空間分解能の劣化を完全に防止し
得る。

〔実施例］ 厚さ０．０４ｍｍ、大きさが３６０ｍｍＸ　４４０＋＋
ｏのステンレス仮に直径０．０４０ｍｍ、縦横のピッチ
が０．０４４ｍｍの微小穴（第３図の２０参照）を全面
にエツチングによって形成した。熱硬化型エポキシ樹脂
を有機溶剤に溶解し、グラファイト粉末を分散させた溶
液を、スクリーン印刷によって微小穴部を除く両面（穴
壁）（第３図の２２参照）に塗布。

乾燥後、このステンレス板を４枚と一面だけに樹脂を塗
布したステンレス板を重ね、さらに穴を形成していない
厚さ０．２ｍｍのステンレス板を片面に置き、重しを乗
せてｉ　ｓ　ｏ　’ｃで硬化し、接着した。

ステンレス板は励起光及び矧尽発光光を反射するので好
ましい。従って、他の微小穴への散乱は完全に防止する
ことができる（第２図の（Ａ）参照）。一方、結合剤で
あるエポキシ樹脂を含む有機溶剤溶液に粒径が５μｍ以
下のＢａＣｌＢｒ　：ＥＵからなる蛍光体粉末を分散さ
せ、減圧中で前記ステンレス板の上に流し、穴中に埋め
込み、乾燥した。この操作を３回繰り返し、穴の表面ま
で輝尽蛍光体が埋め込まれたことを確認してから、表面
の輝尽蛍光体とエポキシ樹脂の混合物を拭い取り、１８
０°Ｃで硬化し、さらに、表面に保護層として透明のポ
リエステルシートを接着して輝尽蛍光体板を得た（第３
図参照）。

上述のようにして製造した輝尽蛍光体板は、次のように
ディジタルＸ線撮像装置において用いられる。

そのディジタルＸ線撮像装置にセットされた輝尽蛍光体
板に、該被写体へＸ線を照射されることによって被写体
の潜像が形成されるが、その潜像はエネルギー分布パタ
ーンとしてである。

そのエネルギー分布パターンの潜像は次のようにして励
起光照射によって輝尽発光光の強度分布として輝尽蛍光
体板から読み出すことができる。

第４図に示すように、励起光光源１０１からのレーザビ
ームはガルバノミラ−又はポリゴンミラーから成るスキ
ャナー１０２によって走査される。

その走査されるレーザビームは、ｆθレンズ等のビーム
形状補正のための光学部品１０３及び反射ミラー１０４
等を介して、輝尽蛍光体板１０５上へ照射されて輝尽蛍
光体板１０５が走査される。

１０１．１０２，１．０３，１０４が第１図の走査装置
ｌＯに対応する。

その輝尽蛍光体板表面におけるレーザビーム径は副走査
方向で１７０μｍ、主走査方向で４０μｍとした。その
レーザビーム径の大きさは、−ｉには、副走査方向は１
画素の副走査方向の長さより小さい必要があり、その程
度はウォブルの程度から決められる。主走査方向の長さ
は１画素の主走査方向の長さより小さいことが望ましい
。

前記レーザビーム径のレーザビームで走査されることに
よって、輝尽蛍光体板１０５から放出される輝尽蛍光光
は、ファイバアレイ等１０７の集光体によって集光され
る。

この集光される標準的な１画素を１７６μｍ角とし、こ
の１画素内には１６個の穴（第５図の（■）参照）が存
在する。１画素を１３２μｍ角とする場合は、１画素内
には９個の穴（第５図の（■）参照）が存在し、副走査
方向のレーザビーム径は１２５μｍとする。１画素を８
８μｍ角とする場合は、１画素内には４個の穴（第５図
の（ＩＩＩ）参照）が存在し、副走査方向のレーザビー
ム径は８３μｍとする。１画素を４４μｍ角とする場合
は、工画素内には１個の穴（第５図の（ＩＶ）参照）が
存在し、副走査方向のレーザビーム径を３９μｍ、主走
査方向は２０μｍとする。その整数は１乃至４００とさ
れる。４００あれば、本発明の目的は達成されるが４０
０以上であってもよい。このような１画素に整数個の微
小穴を用いる理由は、整数個の微小穴を１画素として用
いる理由は、もし成る微小穴の１部分を２つの画素が共
有するならその分だけ空間分解能が低下するからである
。

又、１画素の形状は正方形もしくは長方形を取り得る。

この形状は読取面積あるいは形状と使用するメモリの数
等によって決定される。

上述のような走査方向毎のビーム径の相違により、４４
，８８，１３２．１７６μｍ角の４種類の画素の大きさ
を選択できるが、１画素が１７６μｍ角以上の大きさの
画素は４４μｍ間隔で幾らでも選択できる。ただし、こ
れ以外の別の大きさの画素が必要なときには、微小穴の
大きさを変える必要がある。

又、前記集光のためのファイバアレイ等１０７とは別の
ファイバアレイによって壁面からの励起光の反射光を集
光し、ＣＣＤによって受光し、同期を取り、パルスレー
ザ出力のタイミングを得た。

この同期は一つ一つの微小穴をＩ１１！認することが可
能となるので、各画素毎の読取信号の判別あるいはパル
ス光励起の場合はパルス出力の制御に用いることができ
る。励起光走査の過程で１画素内に１回以上の励起光の
強い反射光を受光することになり、同期の取り方は穴と
画素の大きさの関係から決められる。同期を取るための
励起光の反射光を集光受光する受光系と輝尽発光光を集
光受光する受光系は別のものであることが必要である。

すなわち、同期を取るための受光系には輝尽発光光を吸
収もしくは反射するフィルタが系内に設けられ、輝尽発
光光の受光系には励起光を吸収もしくは反射するフィル
タが系内に設けられる。

集光された光は、ファイバアレイ等１０７からの励起光
は通さず、輝尽発光光だけを通すフィルタを介して光電
子増倍管等の光電変換器１０８に導かれる。光電変換器
１０８において受光量は電気信号に変換され、増幅器１
０９によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１１０におい
てディジタル信号に変換される。１０７，１０８，１０
９，１１０が第１図の受光装置１２に対応する。ディジ
タル信号はフレームメモリＩＩＩに一旦記憶され、ある
いはフレームメモリを通さずに光デスクメモリ１１２に
記憶される。この後、任意のときに画像処理部１１３で
階調処理等の処理を行なってＣＲＴ等の画像表示部１１
４にＸ線画像として表示されるか、あるいはフィルム書
込み装置でＸ線フィルムに直接書き込み、現像してＸ線
撮影像を得ることができるものである。１１１，１１２
，１１３．１１４が第１図の再生装置１４に対応する。

前記フレームメモリ１１１への一時記憶を介しての画像
表示において、標準の線量のＸ線を照射し、各画素の標
準の出力をメモリに入力しておき、輝尽発光光量の経時
変化の補正、各画素間の形状等のバラツキ等の補正を行
なって、正常な画像を得た。その補正には、画素の大き
さが決定された後、各画素毎に変動の程度の測定、又は
予め代表的な幾つかの大きさの画素に対応した補正係数
を求めておく等の技法を用いる。

なお、前記実施例における微小穴は、薄い金属板あるい
はプラスチックシート等の面に垂直な方向に、これらの
小分割された領域にそれぞれ領域の一辺より小さな直径
の円形あるいは正方形にして形成されてもよい。ただし
、穴の形状は円形あるいは正方形に限定されず、楕円あ
るいは長方形などであってもよい。また、穴の形状はス
トレートであっても、上下の大きさが異なっていてもよ
い。穴を形成する材料も穴を形成した後、ある程度の機
械的強度があるものならなんでもよい。穴を形成する方
法も手段を問わない。材料の種類と穴の形成手段によっ
て結果的に多様なものとなる。

たとえば厚さ０　、１　ｍｍのステンレス板に直径０．
０８ｍｍの穴を縦横のピッチがそれぞれ０．１朧でエツ
チングによって形成したとすると、穴の形状は完全にス
トレートなものとなることはなく、エツチングの方法た
とえば片面からのみエツチングする場合は片方が大きく
なり、両面からエツチングする場合は中央がくびれだ形
状になったり、あるいはマスクの穴の形成の仕方によっ
ては別の形状にもなる。あるいは放電加工によって穴を
形成するときには比較的ストレートな形状になるなど、
多様な形状を取り得るが、形状に無関係に本発明を実施
することは可能である。

又、穴壁又はその壁面は、上述のように励起光又は励起
光及び輝尽蛍光光に対し不透過性を呈する必要があるが
、穴壁の材料自身が励起光を透過するものである場合は
励起光を透過しないものを塗布したり、蒸着するなどで
励起光の透過を防ぐことが可能である。壁面は励起光又
は励起光及び輝尽発光光を反射するものであることが好
ましい。

そうすることで励起光の効率よい働きが可能であり、輝
尽発光光を効率よく利用できる。穴の壁面が光学的な意
味で面精度が出ていないときには樹脂の塗布によって滑
らかにし、その上に金属など反射率の高い層を形成する
ことが有効である。

輝尽蛍光体の材料としては、励起光の散乱が起きるよう
な不透明のものであっても、励起光あるいは輝尽発光光
に対し透明なものであってもよく、その組成は限定され
ない。

用いられる画素の大きさと、微小穴の大きさとの関係に
ついての例示としては、その輝尽蛍光体板に、たとえば
、標準的な１画素の大きさを０．４閣角とし、その中を
４００個の領域に等分割すると、１つの小分割された領
域の大きさは０．０２ｍｍ角となる。その０．０２ｒｒ
ｒｍ角の中に、直径０．０２ｍｍ以下の穴を形成する。

このとき使用できる最小の大きさの１画素は０．０２鵬
角であるａ　Ｏ，０２ＩｎＩ！１角以上の大きさの取り
得る画素の大きさは、０．０２ｍｍ角の整数倍である。

上限は限定する必要はないが、通常Ｘ線写真に要求され
る空間分解能から微小穴は１篩用以下とされる。

微小穴を形成する薄い平板の板材としては、輝尽発光光
を透過するものであってもよく、その逆の場合も使用の
仕方すなわち励起光の照射方向と輝尽発光の集光の方向
の選択によっては可能である。選択ミラーの働きを有す
るカバーは両面に接着等によって形成することも効果的
である。カバーの種類は特に限定はないが、Ｘ線の後方
散乱線を防ぐため、励起光と輝尽発光光は通し、Ｘ線を
吸収するたとえば鉛ガラスを用いることも有効である。

あるいは鉛板を貼ることも有効である。

輝尽蛍光体板の走査方式としては、励起光走査系および
集光受光系を固定し、輝尽蛍光体板を移動させる場合で
もその逆の場合であっても、輝尽蛍光体板と副走査方向
との角度は励起光走査の効率と１画素の大きさに関係し
て一義的に決定される。すなわち、１ライン上の起点と
終点の位置は、１画素の大きさに走査効率を乗じたもの
となり、その分のずれが起点と終点の間に生じるように
輝尽蛍光体板を副走査方向に対して傾けなければならな
い。この角度は、最大でも１画素分であるから少なくと
も所望撮影部がはみ出すような面積的な問題は生じない
。１画素の大きさを頻繁に変えることは少ないが、自動
的に設定することは容易である。

〔発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、励起光不透過性の微
小領域を形成し、その微小領域内に輝尽蛍光体を埋設し
た構造の輝尽蛍光体板と、その微小領域を他の画素と共
有しない使用法とにより、空間分解能の悪化を完全に防
止し、被写体の鮮明な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は輝尽蛍光体での励起光散乱説明図、第３図は微
小穴円形の輝尽蛍光体板を示す図、第４図はディジタル
Ｘ線読取装置の構成図、第５図は画素形成型態とその中
の微小穴数とを示す図である。 第１図、第３図乃至第５図において、−２は穴形成部、 １０５は輝尽蛍光体板、 １０は走査装置、 １２は受光装置、 １４は再生装置である。 オヘ発ｅ日Ｊ、ｚ啄フ”ｏ／７「回 第１図 （Ａ）ｖ−ｉｔ○鳩な　　　　　（Ｂ）緩（の偽金テ倹
フル×緑叱升超良罹−の杉１）（圓第４図 （Ａ）　　そ開面 クコ 旧）１門碩＃１″和山 ムＩｖ？、こた口、ブ℃う、ヒぐの　中・　イ紋・トヂ
ミブ（り〜ン２ｔ・Ｉ「Ｇろ第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線エネルギーを用いて被写体の潜像をエネルギ
   ー分布パターンとして輝尽蛍光体板（１０５）に形成し
   、その潜像を励起光を用いて読み取るディジタルＸ線装
   置において、 前記被写体の潜像形成に際して、等しい大きさで、且つ
   少なくとも励起光不透過性に加工された穴形成部（２）
   内に輝尽蛍光体を埋設した微小穴（２）を交差方向の各
   交差位置に形成して成る輝尽蛍光体板の対応する１以上
   の整数個の微小穴に前記被写体像の１画素の各々を形成
   し、 それら１以上の整数個の微小穴に蓄積されている画素の
   各々を読み出して再生に供することを特徴とするディジ
   タルＸ線装置の画像読取り方式。