JPH047543A - 放射線画像情報読取方法 - 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、蓄積性蛍光体シートに蓄積記録された放射線
画像情報を読み取る放射線画像情報読取方法に関する。

〈従来の技術〉 ある種の蛍光体は放射線（Ｘ線、α線、β線、ｒ線、電
子線、紫外線等）の照射を受けると、この放射線エネル
ギーの一部を蓄積し、この後、可視光等の励起光の照射
を受けると、蓄積されたエネルギーに応じた輝尽発光を
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。

この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦蓄積性蛍光体からなる層を有するシート
（以下、蛍光体シートという）に蓄積記録し、この蛍光
体シートをレーザ光等の励起光で２次元的に走査して輝
尽発光光を生ぜしめ、この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ぎ写真感光材料
等の記録材料、ＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画
像を可視像として再生させる放射線画像情報記録再生シ
ステムが、本出願人により提案されている（特開昭５５
１２４２９号、同５６−１１３９５号の各公報等）。

このような放射線画像情報記録再生システムにおいて、
蛍光体シートの読み取りは、従来、各種の放射線画像情
報読取装置により下記のように行われていた。

放射線画像情報読取装置（以下、読取装置とする。）に
おいて、Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の励起光光源より射出され
た一定強度の励起光は、ガルバノメータミラー等の光偏
向器によって主走査方向に反射・偏向され、ｆθレンズ
等の各種の光学素子を経て蛍光体シートを照射する。

この蛍光体シートはベルトコンベア、ニップローラ等の
搬送手段によって、先の主走査方向と略直交する副走査
方向に搬送されている。

従って、主走査方向に偏向された励起光は、この蛍光体
シートを２次元的に、全面的に走査することができる。

蛍光体シートの励起光が照射された箇所からは、そこに
蓄積記録された放射線画像情報に応じた輝尽発光光が生
じる。

この輝尽発光光は光ガイドの入射面に直接入射し、ある
いはこの入射面に対向して配される集光ミラーに反射さ
れて光ガイドの入射面に入射し、光ガイドによって導か
れ、励起光の波長域の光をカットするフィルタを経て光
電子増倍管に入射して電気信号に光電変換され、信号処
理された後、ＣＲＴや写真感光材料に可視像として再生
されたり、また、各種の記録媒体に記録され、保管され
る。

ところで、このような蛍光体シートに記録された放射線
画像情報を高速で読み取るためには、励起光の走査速度
を早くする必要があるが、その場合、通常の励起光の強
度では記録された放射線画像情報に応して十分な輝尽発
光光を得ることができず、再生された画像の画質が低下
してしまう。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述のように、蓄積性蛍光体シートに記録された放射線
画像情報の読み取りは、励起光を照射することにより蓄
積性蛍光体を励起させて、蓄積された放射線エネルギー
に応じた輝尽発光光を発生させ、これを光電的に読み取
ることによって行われる。

ところが、励起光の走査速度を上げた場合には、単位面
積当りの励起光の照射時間が短くなるために結果的に励
起光の照射光量が低下、し、蓄積記録された放射線エネ
ルギーに応じた輝尽発光を発生させるのに十分な励起光
光量で読み取りを行うことができない。　従って、読み
取りの感度が低下し、再生された画像の画質も低下して
しまう。

しかも、蛍光体シートに入射する励起光の何％かは必ず
蛍光体シートによって散乱されフレアとなってしまうた
め、光ビームを１００％完全に蓄積性蛍光体の励起に作
用させることは不可能であり、高速読取時における高効
率読取の障害となっている。

そのため、蛍光体シートに蓄積記録された放射線画像情
報を高速で読み取るためには、それに応じた高光量の励
起光を用いる必要があり、従来の高速読取を行う放射線
画像情報読取装置においては、レーザ光源等の励起光光
源の出力を向上することにより、あるいは励起光光源の
出力を向上しても光量が足りない場合には、複数の光源
を用い、光ビームを合波することにより、それぞれ励起
光の光量を増加してこれに対処していた。

しかしながら、励起光光源の出力向上には限界があり、
また出力の向上に伴って光源のコストも向上するという
問題点もある。　また複数の光ビームを合波する場合に
は、そのための光学系が必要となり、しかも装置全体の
コストも高いものとなってしまう。

本発明の目的は前記従来技術の問題点を解決することに
あり、励起光ビームの利用効率を向上することにより、
低出力の励起光光源を適用する場合でも、読み取り感度
の低下、およびそれに伴う再生画像の画質低下を生しる
ことなく、高速での画像情報の読み取りが可能な放射線
画像情報読取方法を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するために、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走査励起光を照
射して、前記蓄積性蛍光体シートから発生する輝尽発光
光を光電的に読み取る放射線画像情報読取方法であって
、前記蓄積性蛍光体シートにより散乱された前記励起光
が到達する位置の少なくとも一部に、位相共役波発生部
材を配置し、この位相共役波発生部材により前記蓄積性
蛍光体シートに散乱された励起光を実質的に散乱点に戻
すことを特徴とする放射線画像情報読取方法を提供する
。

また、前記位相共役波発生部材をボンピングすることに
より位相共役波の発生効率を向上させておくのが好まし
い。

〈発明の作用〉 前記所定の構成を有する本発明の放射線画像情報読取方
法は、位相共役波発生部材を適用することにより、蓄積
性蛍光体シートに散乱された励起光で散乱点に入射する
光を発生させ、例え高速度での読み取りであっても、励
起光光源の出力増加等を行う必要なく十分な励起光光量
での読み取りを可能としたものである。

位相共役波発生部材とは、光が照射されると、非線形効
果により入射光と同一の波面で同の光路をたどって戻る
光を発生する性質を有する材料である。　本発明の放射
線画像情報読取方法は、この位相共役波発生部材を蓄積
性蛍光体シートで散乱された励起光、すなわち従来はフ
レアとなフていた光が到達する位置に配置することによ
り、位相共役波発生部材によりこの散乱光と同一波面で
同光路を逆方向に進行する光を発生させ、この光を蓄積
性蛍光体シートの散乱励起光の散乱点に戻し、蓄積性蛍
光体の励起に作用させるものである。

従って、本発明の放射線画像情報読取方法によれば、従
来の読取方法に比べて励起光を高効率で読み取りに作用
させ、高い光量での蓄積性蛍光体の励起が可能であり、
たとえ高速度ての読み取りであっても、従来の方法に比
べ励起光光源の出力の大幅な向上環を行うことなく、十
分な光量で正確な画像読取を行うことが可能である。

また、好ましくは光の照射等により位相共役波発生部材
をボンピングすることにより、位相共役波発生部材によ
り発生する光出力を増幅させることができ、励起光光源
自体の出力を向上させることなく、高い光量の励起光に
よる正確で効率のよい放射線画像情報の読み取りを行う
ことが可能である。

〈実施態様〉 以下、本発明に係る放射線画像情報読取方法（以下、読
取方法とする。）について、添付の図面に示される好適
実施例を基に詳細に説明する。

第１図に本発明の読取方法を適用する放射線画像情報読
取装置の一例の概略斜視図が示される。

図示例の放射線画像情報読取装置１０（以下、読取装置
１０とする。）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Ａ（以下、蛍光体シートＡとする。）
を励起光して２次元的に走査して、この蛍光体シートＡ
に蓄積記録された画像情報に応じた輝尽発光光を生しさ
せ、この輝尽発光光を光電的に測定することにより蛍光
体シートＡに記録された放射線画像情報を読み取るもの
である。　この読取装置１０は本発明の読取方法を適用
するものであリ、位相共役波発生部材からなるスリット
板５０および反射板５２を有するものである。　このス
リット板５０および反射板５２については後に詳述する
。

図示例の読取装置１０において、励起光りを矢印ａで示
される主走査方向に偏向し、蛍光体シートＡを走査する
走査光学系は、基本的に、レーザ光源１２とガルバノメ
ータミラー１４とｆθレンズ１６とから構成される。

励起光りはレーザ光源１２より射出されガルバノメータ
ミラー１４に入射する。　　レーザ光源１２としては蛍
光体シートＡに適用される蓄積性蛍光体に応して、Ｈｅ
−Ｎｅレーザ等の各種の光源を用いることができる。

ガルバノメータミラー１４に入射した励起光しは、矢印
ａで示される主走査方向に反射・偏向され、立ち下げら
れて、ｆθレンズ１６に入射して、走査線６２（第２図
参照）上に収束するように焦点を調整されて、スリット
板５０のスリット５４を通過して蛍光体シートＡを照射
する。　なお、本発明に適用される光偏向器は図示例の
ガルバノメータミラー２０に限定されるものではなく、
ポリゴンミラー　レゾナントスキャナー等公知の光偏向
器がいずれも適用可能である。

また、このような励起光りの走査光学系には、必要に応
じて、各種の面倒れ補正光学系、光路変更用のミラー等
の各種の光学素子が配されて良いのはもちろんである。

一方、蛍光体シートＡは、エンドレスベルト２０と、こ
れを張架するローラ２２および２４とから構成されるベ
ルトコンベアに載置される。　蛍光体シートＡは、この
ベルトコンベアによって前記主走査方向（矢印ａ方向）
と略直交する副走査方向（矢印す方向）に搬送される。

　これにより、蛍光体シートＡは、主走査方向に偏向さ
れた励起光りによって２次元的に全面を走査される。

蛍光体シートＡの励起光りに照射された位置からは、そ
こに蓄積記録されている放射線画像情報に応じた輝尽発
光光が発せられる。　この輝尽発光光は集光光学系によ
って集光されて、光電変換されて画像情報とされる。

第２図に、読取装置１０の集光系の概略側面図が示され
る。

蛍光体シートＡより発せられた輝尽発光光は、入射面２
６が励起光りの走査線近傍に対応して配される光ガイド
２８に直接、あるいはスリット板５０に支持され、走査
線近傍に対応して配される集光ミラー３０に反射された
後人針して、光ガイド２８内を全反射を繰り返して伝播
し、ダイクロイックミラー５８を通過して出射面５６よ
り出射し、フィルタ６０を通過して含まれる励起光がカ
ットされて光電子増倍管３２に入射して光電変換される
。

変換された電気信号は画像処理装置３４に転送されて処
理され、ＣＲＴ４０等に可視像として再生され、あるい
は記憶媒体４２等に記憶され、保存される。

ここて、高速度での読み取りを行う場合には、励起光り
の走査速度を向上する必要がある。　そのため蛍光体シ
ートの単位面積あたりの光量が不足し、良好な画像の読
み取りを行うことができず、従来の読取装置では、レー
ザ光源１２の出力を向上することにより励起光りの光量
を増加して、あるいは出力の向上によっても所望の励起
光光量が得られない場合には、複数のレーザ光源１２を
用いて光ビームを合波することにより、高速読取時の励
起光の光量不足に対処していた。

しかしながら、レーザ光源の出力向上には限界があり、
また上記の方法では装置のコストアップが避けられない
という問題点があるのは前述のとおりである。

これに対し、図示例の読取装置１０は本発明の読取方法
を適用するものであり、走査線１８および光ガイド２８
の入射面２６を覆うようにして位相共役波発生部材で構
成されるスリット板５０、および光ガイド２８の出射面
５６近傍に位相共役波発生部材で構成される反射板５２
が配されている。　また、反射板５２下方の光ガイド２
８内には、励起光りを反射して輝尽発光光を透過するダ
イクロイックミラー５８が、光ガイド２８内部を進行し
てきた励起光りを上方に反射する角度で配されている。

位相共役波発生部材（Ｐｈａｓｅ　ＣｏｎＪｕｇａｔｅ
　０ｐｔｉｃｓ以下、ｐｃｏとする。）とは非線型効果
により、光が照射される入射光と同一の波面で同の光路
をたどって戻る光を発生する性質を有するものである。

蛍光体シートＡに入射した励起光りは、すべてが蓄積性
蛍光体の励起に作用されるわけではなく、蛍光体シート
Ａで散乱してしまうものも多く、散乱された励起光はフ
レアとなって正確な読み取りの妨害となっている。　本
発明の読取方法は、この散乱された励起光が到達する位
置にＰＣＯを配することにより、ＰＯＣによって入射し
た光と同一の波面で同一の光路を逆方向に進行する光を
発生させ、この光が蛍光体シート上の励起光の散乱点に
入射することにより、蓄積性蛍光体の励起に作用するも
のであり、図示例の読取装置１０においては、ＰＣＯか
ら形成されるスリット板５０および反射板５２を図示例
の位置に配することにより、両者に入射したこの励起散
乱光と同波面の光を同の光路で蛍光体シートＡ上の散乱
点に戻す。

つまり、第３図に示されるように、スリット板５０のス
リット５４を通過して走査線６２に入射した励起光りの
大部分は蓄積性蛍光体の励起に作用せず、蛍光体シート
Ａの表面部分で散乱されてしまう。

しかしながら図示例の装置においては走査線６２および
光ガイドの入射面２６を囲むようにＰＣＯより形成され
るスリット板５０が配されることにより、蛍光体シート
Ａで散乱された励起光の一部はスリット板５０に入射し
、それによりスリット板５０を形成するＰＣＯが、入射
した励起光と同一の光路を逆方向に進行する同波面の光
を発生する。　従って、このスリット板５０　（ＰＣＯ
）が発生した光は、走査線１８上の同位置に入射し、蓄
積性蛍光体の励起に作用する。

方、蛍光体シートＡで散乱され、入射面２６より光ガイ
ド２８に入射した励起光は、輝尽発光光と同様に光ガイ
ド２８内を全反射を繰り返しながら上方に進行する。　
ここで、図示例の光ガイド２８には励起光を反射し、輝
尽発光光を透過するダイクロイックミラー５８が、また
、その上部にはＰＣＯより形成される反射板５２がそれ
ぞれ配されている（第２図参照）ので、進行してきた励
起光はダイクロイックミラー５８によって上方に反射さ
れ、反射板５２に入射する。

前述のように。反射板５２はＰＣＯより形成されるもの
であるので、このＰＣｏは入射した励起光と同一の光路
を逆に進行する同波面を有する光を発生する。　従って
、この光は光ガイド２８内を全反射を繰り返しつつ励起
光と同様の光路な逆方向に進行し、入射面２６より出射
して走査線１８の同位置に入射して蓄積性蛍光体の励起
に作用する。

ここで、ＰＣＯへの入射励起光に対する光の発生強度の
比率をｒ； 蛍光体シートＡに入射した励起光の全量（ＰＯ）に対す
る、蛍光体シートＡで散乱された後ＰＣＯに入射する励
起光の量をａ；とじた場合に、 （ｐｃｏによる発生光量）／Ｐｏ＝ａ−ｒとなる。

従って、蓄積性蛍光体の励起に供される光の総量Ｐｓは
、下記に示される等比級数の和で表される。

Ｐｓ＝　［１＋ａ−ｒ＋　（ａ−ｒ）　２］　＋−−］
１−ａ　　−ｒ 従って、 ａ−ｒ＝０．１であればＰｓ＝１．１　・Ｐ。

ａ−ｒ＝０．５であればＰｓ＝２・Ｐ。

ａ−ｒ＝０．７５であればＰｓ＝４・Ｐ。

となる。　従って、励起光りの出力が低出力であっても
、蓄積性蛍光体の励起に供される全体の光量Ｐｓを増大
させることができる。

本発明の読取方法においては、ｐｃｏを蛍光体シートに
より散乱された励起光の到達位置、例えば図示例の位置
に配すことにより、高い光量での蓄積性蛍光体の励起を
可能とするものであり、たとえ高速での画像読取であっ
ても、レーザ光源の出力を従来の装置のように向上する
必要がない。

本発明の読取方法に適用されるｐｃｏとしては、例えば
、ＬｉＮｂＯ３、Ｂｉ＋２Ｓｉ２ｏ０３（ＢＳＯ）、Ｂ
ａＴｉＯ３、Ｓｒ、　−Ｘ　ＢａＸＮｂ２０ａ（ＳＢＮ
）、気体Ｎａ等が具体的に例示される。

このようなＰＣｏは、そのままの状態で使用してもよい
が、ボンピングを行うことにより、励起光の入射により
発生する光を増幅して使用することが好ましい。　ボン
ピングの方法としては各種の方法が適用可能であるが、
好ましい方法として、スリット板５０や反射板５２等の
ｐｃｏから形成される部材の、励起光が入射する面の裏
側より同種または異種の励起光を照射する方法が例示さ
れる。　また、ＰＣＯから形成される部材に電圧を印加
することにより、ボンピングを行うこともできる。

本発明の読取方法においては、適用されるＰＣＯをボン
ピングすることにより、励起光の照射により発生する光
の光量を増幅することかでき、高出力のレーザ光源を適
用することなく、高い光量で蓄積性蛍光体を励起させる
ことが可能となり、高速度の画像読取りを行っても、よ
り正確な画像情報読取および得られた画像の可視像への
再生を行うことができる。

図示例の読取装置においては、第２図および第３図に示
されるように集光ミラー３０はＰＣＯより形成されるス
リット板５０に固定されているので、蛍光体シートＡに
より散乱されこの位置に入射した励起光を不要な位置に
反射せず、また、この励起光によってもＰＣＯによりて
光を発生させるために、集光ミラー３゜は輝尽発光光を
反射して、励起光を透過するダイクロイックミラーであ
るのが好ましい。

このようにして励起光Ｌ５およびスリット板５０、反射
板５２を形成するＰＣＯより発生した光によフて励起さ
れ、発生した輝尽発光光は、入射面２６より光ガイド２
８に入射し、光ガイド内部を全反射を繰り返しつつ進行
して、ダイクロイックミラー５８を通過して出射面５６
より出射し、フィルタ６０によフて含まれる励起光がカ
ットされた後に光電子増倍管３２に入射し、光電変換さ
れる。

ここで得られた電気信号は、画像処理装置３４に転送さ
れて処理され、ＣＲＴ４０等に可視像として再生され、
あるいは記憶媒体４２等に記憶され、保存される。

以上、本発明に係る放射線画像情報読取方法について詳
細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の変
更および改良を行っても良いのはもちろんのことである
。

〈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
取方法によれば、蛍光体シートにより散乱された励起光
が到達する位置に位相共役波発生部材を配置することに
より、従来の読取方法に比べて励起光を高効率で読み取
りに作用させ、高い光量での蓄積性蛍光体の励起が可能
であり、たとえ高速度での読み取りであっても、従来の
方法に比べ励起光光源の出力の大幅な向上を行うことな
く、十分な光量でさせる正確な画像読取を行うことが可
能である。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明に係る放射線画像情報読取方法を適用
する放射線画像情報読取装置を示す概略斜視図である。 第２図は、第１図に示される放射線画像情報読取装置の
集光系を概念的に示す図である。 第３図は、第１図に示される放射線画像情報読取装置の
走査線近傍の構成を概念的に示す図である。 符号の説明 １０・・・放射線画像情報読取装置、 １２・・・レーザ光源、 １４・・・ガルバノメータミラー １６・・・ｆθレンズ、 ２０・・・エンドレスベルト、 ２２２４・・・ローラ、 ２６・・・入射面、 ２８・・・光ガイド、 ３０・・・集光ミラー ３２・・・光電子増倍管、 ３４・・・画像処理装置、 ４０・・・ＣＲＴ。 ４２・・・画像記録媒体、 ５０・・・スリット板、 ５２・・・反射板、 ５４・・・スリ・ント、 ５６・・・出射面、 ５８・・・ダイクロイックミラー ６０・・・フィルタ、 ６２・・・走査線、 Ａ・・・蓄積性蛍光体シート、 し・・・励起光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
   ートに走査励起光を照射して、前記蓄積性蛍光体シート
   から発生する輝尽発光光を光電的に読み取る放射線画像
   情報読取方法であって、 前記蓄積性蛍光体シートにより散乱された前記励起光が
   到達する位置の少なくとも一部に、位相共役波発生部材
   を配置し、この位相共役波発生部材により前記蓄積性蛍
   光体シートに散乱された励起光を実質的に散乱点に戻す
   ことを特徴とする放射線画像情報読取方法。