JPH0448022B2

JPH0448022B2 -

Info

Publication number: JPH0448022B2
Application number: JP59171227A
Authority: JP
Inventors: Masaru Noguchi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1984-08-17
Filing date: 1984-08-17
Publication date: 1992-08-05
Also published as: JPS6149556A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）本発明は蓄積性螢光体シートに蓄積記録された
放射線画像情報の読取装置に関し、さらに詳細に
は、蓄積性螢光体シートに蓄積記録された放射線
画像情報に応じて該シートより放射される輝尽発
光光を正確に読み取ることのできる放射線画像情
報読取装置に関するものである。

（発明の技術的背景および従来技術）ある種の螢光体に蓄積性（Ｘ線、α線、β線、
γ線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネ
ルギーの一部が螢光体中に蓄積され、この螢光体
に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエ
ネルギーに応じて螢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螢光体は蓄
積性螢光体と呼ばれる。

この蓄積性螢光体を利用して、人体等の被写体
の放射線画像情報を一旦蓄積性螢光体からなる層
を有するシート（以下、「蓄積性螢光体シート」）
あるいは単に「シート」と言う。）に記録し、こ
の蓄積性螢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、その輝尽発光光
を光電的に読み取つて画像信号を得、この画像信
号を処理して診断適正の良い被写体の放射線画像
を得る放射線画像情報記録再生方法が提案されて
いる。（例えば特開昭55−12429号、同56−11395
号、同55−163472号、同56−104645号、同55−
116340号など）以下に、上述の如く提案されている放射線画像
情報記録再生方法に用いられる放射線画像情報読
取装置を第５図に示し、これによりその機構を説
明する。

励起光としてレーザー光源１０１から一定強度
のレーザー光１０１ａをガルバノメータミラー１
０２に入射させ、このガルバノメータミラー１０
２によつて、ガルバノメータミラー１０２の下方
に置かれたシート１０３の幅方向にレーザ光が主
走査（矢印Ａ方向の走査）するように、レーザ光
を偏向してシート１０３に照射する。さらにシー
ト１０３は、例えばエンドレスベルト装置１０９
とに吸着されて、矢印Ｂ方向へ搬送されるため、
副走査とほぼ直交する角度で主走査が繰り返さ
れ、シート１０３の全面にわたるレーザ光１０１
ｂによる２次元的走査が行なわれる。このため、
レーザ光１０１ｂによる走査に従つてレーザ光１
０１ｂの照射されたシートの個所は、蓄積記録さ
れた画像情報に応じた強度で輝尽発光し、この発
光光が、シート近くで主走査線に平行に入射端面
１０４ａが形成された透明な集光体１０４の入射
端面１０４ａから集光体１０４に入る。この集光
体１０４はシート１０３近くに位置する前端面１
０４ｂが平面状に形成されるとともに、後端側に
向かつて次第に円筒状になるように形成されてい
て、その後端部１０４ｃにおいてほぼ円筒状とな
つてフオトマル１０５と結合しているので、入射
端面１０４ａから入つた輝尽発光光を後端部１０
４ｃに集めてフオトマル１０５に伝える。フオト
マル１０５において、輝尽発光光が電気信号に変
換された後、画像情報読取回路１０６に送られ
る。この画像情報読取回路１０６によつて前記電
気信号が処理され、例えばCRT１０７に可視像
として出力させたり、磁気テープ１０８に記録さ
せたり、あるいは直接写真感光材料等にハードコ
ピーとして記録させたりすることができる。

上記読取りの際、集光体１０４は、その入射端
面１０４ａが主走査線に平行でシート１０３のほ
ぼ全幅にわたる幅を有するため、入射端面１０４
ａを見込むことができる個所からの光はすべて読
み取ることになり、レーザ光１０１ｂが入射した
個所からの輝尽発光光だけでなく、入射端面１０
４ａを見込むことのできるシート１０３上の他の
個所からの光も全て読み取つてしまう。この入射
端面１０４ａに入射して読み取られる輝尽発光光
以外の光として、シート１０３の発する残光が問
題となつてくる。この残光には、瞬時発光残光と
輝尽発光残光とがある。

瞬時発光残光とは、シートに画像情報を記録す
るめに放射線を照射した時のシートの瞬時発光光
が、放射線の照射を断つた後もその発光が消えな
いで減衰しながら発光し続ける現象を言う。この
瞬時発光残光の特性は、シートに用いられる蓄積
性螢光体の種類によつて異なるが、一般的には第
６図に示すようなものである。第６図は縦軸に発
光強度、横軸に時間(t)を示したグラフであり、放
射線照射を時刻t₁からt₂までの△t₂時間行なつた
後、照射を断つと、発光強度“Ａ”の瞬時発光光
はその強度が直ちに０とはならず、徐々に時定数
が大きくなる指数関数に沿つてその強度が低下す
る瞬時発光残光が示されている。

この瞬時発光残光の発光強度の減衰は、具体的
には、たとえば放射線照射後約180秒（すなわち、
（t₃−t₂）＝180秒）の時点“t₃”における瞬時発光
残光の発光強度“Ｂ”が、オーダー的には励起光
走査により発光する輝尽発光光の強度の約10^-4倍
程度となる。

このため、シートに被写体を通して放射線を照
射して画像情報を記録した後、この画像情報を読
み取るまでに所定時間経過すれば瞬時発光残光は
その強度が十分低下し、残光が無視できる位にな
る。しかしながら、放射線画像情報を記録後直ち
に読み取りを行なう場合、たとえば本出願人が先
に出願した特願昭58−66730号に開示されている
ような放射線画像情報読取装置に画像情報記録部
が一体的に組込まれたもの（すなわち、放射線画
像情報記録読取装置）を用いて、記録および読み
取りを連続的に、高速且つ大量に行なう場合に
は、輝尽発光光とともに瞬時発光残光をその発光
強度が十分減衰しないうちに読み取ることとな
り、読み取つた画像情報に対する瞬時発光残光の
影響が大きくなる。

また、輝尽発光光は、励起光が入射した極く小
さな面積の個所から発光するのに対し、瞬時発光
残光は放射線が照射された全面から発光するた
め、第５図において示した集光体１０４の入射端
面１０４ａからは、輝尽発光光と、入射端面１０
４ａを見込むことのできる個所すべてからの瞬時
発光残光とが同時に取り込まれてフオトマル１０
５に送られる。この場合、シート１０３のレーザ
光が照射される個所の面積に比べて、集光体１０
４の入射端面１０４ａを見込むことのできる個所
の面積が桁外れに大きいため、前述のように放射
線の照射後所定時間経過して、瞬時発光残光の強
度が輝尽発光光の強度と比較して無視できる程小
さくなつたとしても、フオトマル１０５に伝わる
光量としては、瞬時発光残光の光量は無視できな
くなる。

一方、瞬時発光残光とは、シートに蓄積記録さ
れた放射線透過画像を読み取るために励起光（た
とえばレーザ光）を照射して輝尽発光させた後励
起光を遮断しても、輝尽発光光が遮断と同時には
消えないで減衰しながらも発光し続ける現象を言
う。この輝尽発光残光の特性は、シートに用いら
れる蓄積性螢光体の種類によつ異なるが、一般的
には第７図に示すようなものである。第７図は縦
軸に発光強度、横軸に時間(t)を示したグラフであ
り、励起光を時刻t₄からt₅までの△t₅時間照射し
た後、これを遮断すると、発光強度“Ｃ”の輝尽
発光光はその強度が直ちに０とはならず、徐々に
時定数が大きくなる指数関数に沿つてその強度が
低下する。（すなわち、最初は急速に強度が低下
し、その後徐々に低下率小さくなる。）この輝尽発光残光の発光強度の減衰は、具体的
には、たとえば初期の時定数が１マイクロ秒程度
である。すなわち発光強度が１／ｅ（Ｄ／Ｃ＝
１／ｅ）になる時間（t₆−t₅）が１マイクロ秒程
度である。ところで一般にガルバノメータミラー
によつて励起光を蓄積性螢光体シート上に走査
（主走査）させる時の速度は、約50ヘルツ程度で
あるので、１回の走査に約20000マイクロ秒要す
る。このため、初期時定数１マイクロ秒の指数関
数に沿つて減衰する輝尽発光残光の強度は輝尽発
光光の強度と比較して桁違いに小さくなり、各点
における輝尽発光残光は強度としてはほとんど無
視できる程度のものとなる。

しかしながら輝尽発光光は励起光が入射した極
く小さな面積の個所から発光するのに対し、輝尽
発光残光は励起光により走査された面すべてから
発光するため、第５図において示した集光体１０
４の入射端面１０４ａからは、輝尽発光光と、入
射端面１０４ａを見込むことのできる個所すべて
からの輝尽発光残光とが同時に取り込まれてフオ
トマル１０５に送られる。この場合シート１０３
に励起光が入射して輝尽発光する個所の面積に比
べ、励起光の走査により輝尽発光残光が生じてい
る個所の面積が瞬時発光残光の場合と同様桁外れ
に大きいため、前述のように輝尽発光残光の強度
が、輝尽発光光の強度と比較して無視できる程小
さくても、フオトマル１０５に伝わる光量として
は、輝尽発光残光の光量は無視できなくなる。こ
のように輝尽発光光と同時に読み取られる残光
は、放射線透過画像の画像信号のノイズ成分とな
り正確な放射線画像情報の読み取りが困難とな
る。

とくに瞬時発光残光は放射線画像情報を蓄積性
螢光体シートへ記録後直ちに読み取りを行なう場
合に問題となり、瞬時発光残光は放射線透過画像
が記録された蓄積性螢光体シートを励起光が走査
するスピードが速くなると特に問題となつてく
る。

次に残光が画像情報に与える影響を第８Ａ図及
び８Ｂ図を用いて具体的に説明する。第８Ａ図は
シート１０３ａに例えば人体頭部の放射線画像情
報を記録したものを示し、第８Ｂ図には線ａに沿
つて励起光（レーザ光）によつて走査した時の集
光体を介してフオトマルに伝わる光量が、横軸に
線ａの走査に対応する位置をとつて示されてい
る。第８Ｂ図において、実際にフオトマルに伝わ
る光量は破線l₁で示され、この破線l₁で示される
光量のうち残光（瞬時発光残光および輝尽発光残
光を合わせたもの）量を鎖線l₃で、輝尽発光量を
実線l₂で示す。すなわち、残光量l₃と輝尽発光量
l₂を加え合わせたものが、フオトマルに伝わる光
量l₁である。この光量l₁はフオトマルで電気信号
に変えられた後対数変換（LOG変換）され、こ
の対数変換された信号によつて再生画像が得られ
る。この場合、フオトマルに伝わる光量l₁を電気
的信号に変え対数変換した時と、輝尽発光量l₂の
みを電気信号に変えこれを対数変換した時とでは
その値が異なり、フオトマルに伝わる光量l₁によ
る値を用いて画像再生を行なえば、再生画像は実
際の画像とは異なつた画像になる。すなわち、再
生画像が不正確もしくは不明瞭になり診断適性上
重大な問題となる。

上記のような残光問題の他に、レーザ光１０１
ｂの一部がシート１０３の表面で反射し、この反
射光が更に集光体１０４の入射端面１０４ａで反
射してシート１０３の不特定の表面へ回帰して、
その部分の螢光体を励起して輝尽発光を起してし
まう場合がある。かかる被走査部外から発生する
輝尽発光光が読み取られると画像信号のノイズ成
分となり、画像の鮮鋭度を低下させてしまう。

そこで、上記のような、励起光の走査個所から
の輝尽発光光以外の残光等を集光体の入射端面に
入射させないような手段を備えた時間の開発が望
まれており、残光の問題を解決する１つの方法を
提案する発明が本出願人により既に出願されてい
る（特願昭58−153691号）。

上記の発明による読取装置においては、残光が
集光体に達しないように、励起光のシートへの照
射およびシートからの輝尽発光光の集光体への入
射のみを許す幅のスリツトを有し、前記シートの
走査前および走査済の走査線に沿つた部分を覆う
遮光部材を集光体の入射端面とシートの間に設け
たことを特徴とするものである。しかしながら集
光体は輝尽発光光の集光効率を高めるためにシー
トに近接して配されているために実際に遮光部材
をシートと集光体の間に設けることは空間的に難
しいこと、さらに遮光部材によつて必要な輝尽発
光光をカツトしてしまうことなく集光体が拾うシ
ートの範囲を小さくするためには遮光部材のスリ
ツトを前記シートの範囲と同程度まで小さくする
とともに遮光部材をシートにほとんど接するよう
に配されなければならず、配置が難しくまたスリ
ツト幅の微小な遮光部材作りにくい等の問題があ
つた。

（発明の目的）本発明は上記のような問題点に鑑みてなされた
ものであり、容易に設計、製造することのできる
手段により瞬時発光残光や輝尽発光残光および被
走査部外から発生する輝尽発光光が集光体に入射
するのを防止し、読取りに対する影響を減少させ
ることにより高精度な読取りを行なうことのでき
る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。

（発明の構造）本発明の放射線画像情報読取装置は、シートと
集光体の入射端面との間に主走査方向に延びたス
リツトを有した輝尽発光光以外の光が入射端面に
達することを防止する遮光部材を備え、さらに前
記シートの走査点から発せられた輝尽発光光を副
走査方向にのみ前記スリツト内に集束させて、こ
のスリツトを通して前記集光体の入射端面に前記
輝尽発光光を入射させる光学系を備えたことを特
徴とするものである。上記光学系は、走査点から
の輝尽発光光をシリンドリカルレンズに入射させ
て、前記スリツト内で副走査方向にのみ集束させ
るものであり、シリンドリカルレンズを通過した
輝尽発光光をミラーにより反射させる等して輝尽
発光光が前記スリツト内において集束するまでに
任意の光路を通るように設計することができる。

従つて、本発明の読取装置は残光等が集光体に
達することのないようにするとともに、読取装置
の設計をより容易にかつ多様にするものである。

（実施態様）以下、図面を参照して本発明の実施態様につい
て説明する。

第１図は本発明の一実施態様による読取装置の
走査部近辺の構造を示す断面図である。

蓄積性螢光体シート３は矢印Ｂ方向に副走査の
ために移動される。励起光としてのレーザ走査光
１ｂは前記シート３上を走査線３ａに沿つて主走
査し、レーザ走査光１ｂが照射されたシート３上
の走査位置からは輝尽発光光１ｃが発せられる。
また前記シート３の上方にはこの輝尽発光光１ｃ
を画角θの範囲で入射させ、副走査方向にのみ集
束させるシリンドリカルレンズ５が設けられお
り、輝尽発光光１ｃはこのシリンドリカルレンズ
５により、シリンドリカルレンズ５の上方で集束
し、この集束位置のすぐ上方に設けられた集光体
４の入射端面４ａに入射する。

シート３は走査前の部分３Ａから蓄積記録時の
瞬時発光の残光１Ａを発し、走査直後の部分３Ｂ
から輝尽発光の残光１Ｂを発している。これらの
残光前記集光体４に入射することを防ぐために集
光体４の下方には遮光部材６が設けられている。
この遮光部材６はその中央部に主走査方向に延び
た主走査の幅以上の長さを有するスリツト６ａを
有しており、前記輝尽発光光１ｃのシリンドリカ
ルレンズ５による集束位置がスリツト６ａ内にく
るように配置されている。このスリツト６ａの幅
Ｗは、走査位置からシリンドリカルレンズ５まで
の距離をａとし、シリンドリカルレンズ５から輝
尽発光光の集束位置までの距離をｂとし、ｂ／ａ
で表されるシリンドリカルレンズの結像倍率をＭ
とし、さらに発光光を集光したいシート３の幅を
ＳとするＳ×Ｍにより規定される。従つて結像倍
率Ｍを大きくすれば集光範囲の幅Ｓを小さくして
もスリツト６ａの幅Ｗを十分に大きくすることが
でき、スリツトの作成が容易となる。なおシリン
ドリカルレンズ５は、集光範囲からの輝尽発光光
をもれなく入射させるためにはできるだけシート
３に近づけて配する（画角θを大きくする）必要
があるため焦点距離が小さいものを用いるのが好
ましく、比較的焦点距離の小さいものを得ること
ができる丸棒レンズまたは半丸棒レンズを用いる
とよい。また、上記の本実施態様においてはレー
ザ走査光１ｂは図示のとおり、遮光部材６の下方
に配された反射鏡７により反射された後シリンド
リカルレンズ５を経てシート３上を走査するよう
になつているがレーザ走査光１ｂに対してはシリ
ンドリカルレンズ５はレンズ作用をする必要はな
いことから第２図に示すように、シリンドリカル
レンズ５の、レーザ走査光１ｂの入射部分は平坦
にしてもよい。

次に第３図を参照して本発明の他の実施態様に
よる輝尽発光光を集光体に集める光学系について
説明する。

第３図ａに示す実施態様においては、焦点距離
の等しい２つのシリンドリカルレンズ５Ａ，５Ｂ
が副走査方向に連続して配されている。これは１
つのシリンドリカルレンズを用いたのでは画角θ
を十分大きくとることができない場合に有効であ
り、それぞれのシリンドリカルレンズを経た輝尽
発光光はそれぞれの光路上に設けられた反射鏡８
Ａ，８Ｂによつて反射され、遮光部材６のスリツ
ト６ａ内の同一位置で集束するように導かれる。
また第３図ｂに示す他の実施態様も画角θを大き
くするために有効なものであり、軸が同一である
３つのシリンドリカルレンズ５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを
連続して設け、スリツト６ａ内に３つのレンズを
それぞれ経た輝尽発光光を集束させるものであ
る。

さらに、第１図に示した本発明の第１の実施態
様においてはレーザ走査光１ｂは遮光部材６の下
方からシート３上に照射していたが、レーザ走査
光１ｂは第４図に示すように、遮光部材６の上方
から照射することも可能である。すなわち、遮光
部材６の遮光部分６Ａをレーザ走査光１ｂの波長
の光を透過し、輝尽発光光および残光の波長の光
をカツトするダイクロ膜とし、遮光部材６のスリ
ツト部分６Ｂを透明の膜もしくは輝尽発光光の波
長の光を通し、レーザ走査光の波長の光をカツト
するダイクロ膜とすることにより、残光を遮光し
つつレーザ走査光を遮光部材の上方から照射する
ことを可能にしたものである。以上本発明の実施
態様について説明したが、本発明は上記の実施態
様以外にも光学系の配置や組み合わせ等により
種々の態様の装置を設計することが可能であり、
極めて応用範囲の広いものである。

なお、本発明の放射線画像情報読取装置を構成
する集光体の形状は、第５図に示される形状に限
られるものではなく、例えば本出願人が先に出願
した特願昭58−227543号に記載されているよう
に、射出端面が複数に区画され、各々の区画にフ
オトマル等の光検出器が接続されているような形
状であつてもよい。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明の放射線画
像情報読取装置によれば、遮光部材により残光が
集光体の入射端面に達するのが防止され、輝尽発
光光のみがスリツトを通して集光体に導かれるの
で、読取りにおける残光の影響を大きく低下させ
ることができるとともに、レーザ走査の一部がシ
ートの表面で反射して集光体の入射端面に到達す
るのが防げられ、または前記反射光が入射端面か
らシートへ回帰するのが防止されるため、被走査
部外で輝尽発光が発生することがなくなり、鮮鋭
度の高い画像を得ることができる。また、シリン
ドリカルレンズを含む光学系の遮光部材とシート
の間に配したことにより遮光部材および集光体を
シートに近接して配する必要がなくなり、設計が
容易になるとともに、シリンドリカルレンズの結
像倍率を大きくするとスリツト幅が大きくても十
分な残光の遮光効果が得られ、遮光部材の作成が
容易になるなどその実用上の価値は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様による読取装置の
走査部近辺の構造を示す断面図、第２図は第１図
に示す実施態様におけるシリンドリカルレンズの
形状を示す第１図の一部拡大図、第３図は本発明
の他の実施態様による走査部の光学系を示す断面
図、第４図は本発明の他の実施態様による走査部
近辺の構造を示す断面図、第５図は従来の放射線
画像情報読取装置の一例を示す概略図、第６図は
瞬時発光残光の経時特性を示すグラフ、第７図は
輝尽発光残光の経時特性を示すグラフ、第８Ａ図
は人体頭部の放射線画像情報を記録したシートを
示し、第８Ｂ図は第８Ａ図の放射線画像情報の記
録されたシート上を励起光により走査した時の集
光体を介してフオトマルに伝わる発光強度を示す
グラフである。１ｂ……レーザ走査光、１ｃ……輝尽発光光、
４……集光体、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５
Ｅ……シリンドリカルレンズ、６……遮光部材、
６ａ……スリツト。

Claims

【特許請求の範囲】

１放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性螢光
体シート上を励起光により主走査して輝尽発光光
を生ぜしめる主走査手段、前記シートと励起光を
相対的に主走査方向とほぼ直角な方向に移動させ
て副走査する副走査手段、前記主走査の方向に該
主走査線と平行に延びた入射端面を有し、この入
射端面から入射した光を射出端面まで案内する集
光体、この集光体の射出端面に接続された光検出
器、前記シートの表面と前記集光体の入射端面と
の間に配設された、主走査方向に延びたスリツト
を有する遮光部材、および前記シートの走査点か
ら発せられた輝尽発光光を前記シート上方に設け
られたシリンドリカルレンズにより副走査方向に
のみ集束させて、前記スリツトを通して前記集光
体の入射端面に入射させる光学系を備えたことを
特徴とする放射線画像情報読取装置。