JPH0551218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（発明の分野） 本発明は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄
積性螢光体シートに励起光を照射し、それによつ
て該蓄積性螢光体シートから発せられた輝尽発光
光を光電的に検出して上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関し、特に詳細に
は多層膜フイルターを用いて上記励起光の利用効
率向上を図つた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先行技術） ある種の螢光体に放射線（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（輝尽性螢光体）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のシートに
記録し、この蓄積性螢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、得られた輝尽発光光を光検出器により光電的
に読み取つて画像信号を得、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
置に被写体の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55−12429
号、同56−11395号など。） 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
域にわたつ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、蓄積性螢光体におい
ては、放射線露光量に対して蓄積後に励起によつ
て輝尽発光する発光光の光量が極めて広い範囲に
わたつて比例することが認められており、従つて
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、蓄積性螢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つて電気信号に
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つて、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。 ところで上述の放射線画像情報記録再生システ
ムにおいては従来より、励起光の利用効率が低い
という問題が認められていた。すなわちレーザ光
等の励起光は、その多くが蓄積性螢光体シート表
面において反射してしまい、蓄積性螢光体の励起
に有効に利用され得ないのである。したがつて、
特に高感度で読取りを行ないたい場合には、大出
力の励起光源が必要で、またその消費電力も大き
くなるという不都合が生じる。 （発明の目的） 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、励起光の利用効率を十分に高め、よつ
て小出力の励起光源で高感度読取りを可能にする
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。 （発明の構成） 本発明の放射線画像情報読取装置は、前述した
ように蓄積性螢光体シート上に励起光を２次元的
に走査させ、それによつて発せられた輝尽発光光
を光検出器によつて光電的に読み取るようにした
放射線画像情報読取装置において、 上記蓄積性螢光体シートに近接した励起光光路
に、該励起光に対する反射率がその入射角増大に
応じて増大する一方、輝尽発光光をその入射角に
よらず良好に透過させる多層膜フイルターを配設
したことを特徴とするものである。 上述の多層膜フイルターは、光屈折率が異なる
２種類以上の物質を真空蒸着等によつて、基板上
に光の波長の1/4程度の厚さで数層から数十層逐
次積層してなるものである。この場合、各物質の
光屈折率および膜厚を適宜設定することにより、
種々の特性を得ることができる。なお低屈折率物
質としては例えばSiO₂、MgF₂等、一方高屈折率
物質としては例えばTiO₂、ZrO₂、ZnS等が用い
られる。 また、多層膜フイルターを蓄積性螢光シートに
対して近接させて配設するとは、該シートに接触
させて配設することと、該シートとの間に微小間
隙を置いて配設することの双方を含むものとす
る。 （作用） 上記のような多層膜フイルターが蓄積性螢光体
シートに近接して励起光光路に配設されている場
合、入射角を十分小さくして（通常はできるだけ
0°に近くして）蓄積性螢光体シート上に入射せし
められる励起光は、多層膜フイルターを良好に透
過して該シート上に到達する。そしてこの蓄積性
螢光体シート上に到達しそこで乱反射した励起光
は、まちまちの角度で多層膜フイルター側に戻る
が、この際大きな入射角で多大膜フイルターに入
射する励起光は該フイルターにおいて多量が反射
し、再度蓄積性螢光体シート側に折り返されるこ
とになる。つまり蓄積性螢光体シート上で反射し
た励起光が、いわば該シートと多層膜フイルター
との間に閉じ込められる形となり、励起光が蓄積
性螢光体の励起のために有効に利用されるように
なる。 一方、上記励起光の照射によつて蓄積性螢光体
シートから発せられた輝尽発光光も該シートから
まちまちの角度で出射するが、この輝尽発光光は
前述のような特性の多層膜フイルターを良好に透
過するので、光検出器によつて効率良く検出され
うる。 （実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。 第１図および第２図は本発明の第１実施態様装
置を示すものである。例えばＸ線等の放射線が人
体等の被写体を介して照射されることによりこの
被写体の透過放射線画像情報を蓄積記録した蓄積
性螢光体シート１０は、第１図に示されるように
エンドレスベルト等のシート搬送手段１１によ
り、副走査のために矢印Ｙ方向に搬送される。ま
たレーザ光源１２から射出された励起光としての
レーザビーム１３は、往復揺動するガルバノメー
タミラー１４によつて偏向され、後述する多層膜
フイルター３０を透過して、蓄積性螢光体シート
１０上を上記副走査方向Ｙと略直角な矢印Ｘ方向
に主走査する。こうしてレーザビーム１３が照射
されたシート１０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１
５が発散される。この輝尽発光光１５は、上記多
層膜フイルター３０を透過して集光体１６によつ
て集光され、光検出器としてのフオトマルチプラ
イヤー（光電子増倍管）１７によつて光電的に検
出される。上記集光体１６はアクリル板等の導光
性材料を整形して作られたものであり、直線状を
なす入射端面１６ａが蓄積性螢光体シート１０上
のビーム走査線に沿つて延びるように配され、円
環状に形成された出射端面１６ｂに上記フオトマ
ルチプライヤー１７の受光面が結合されている。
上記入射端面１６ａから集光体１６内に入射した
輝尽発光光１５は、該集光体１６の内部を全反射
を繰り返して進み、出射端面１６ｂから出射して
フオトマルチプライヤー１７に受光され、前記放
射線画像情報を担持する輝尽発光光１５の光量が
このフオトマルチプライヤー１７によつて検出さ
れる。なお蓄積性螢光体シート１０の表面近傍に
は、該シート１０上の主走査線に沿つて集光ミラ
ー３１が配されており（第２図参照）、直接集光
体１６側に向かわない輝尽発光光１５も該ミラー
３１において反射して、効率良く集光体１６側に
集められる。 フオトマルチプライヤー１７のアナログ出力信
号（読取画像信号）Ｓは対数増幅器２０によつて
増幅され、Ａ／Ｄ変換器２１において所定の収録
スケールフアクターでデジタル化される。こうし
て得られたデジタルの読取画像信号Sdは、画像
処理装置２２を通して例えばCRT、光走査記録
装置等の画像再生装置２３に入力され、該画像再
生装置２３において、蓄積性螢光体シート１０が
蓄積記録していた放射線画像が再生される。 次に、前述の多層膜フイルター３０による作用
について詳しく説明する。この多層膜フイルター
３０は一例として、第３図に示すような分光透過
率特性を有するシヨートパスフイルターであり、
第２図に示されるようにガラス基板３０Ａと、そ
の表面に形成された前述のような多層膜３０Ｂと
からなる。そして本実施態様においては、蓄積性
螢光体シート１０の支持体（例えばカーボン入
PET：ポリエチレンテレフタレート等からなる）
１０Ａ上に形成された蓄積性螢光体層１０Ｂに、
上記多層膜３０Ｂが直接接するように多層膜フイ
ルター３０が配置されている。なおこの多層膜フ
イルター３０は光をほとんど吸収せず、したがつ
てこの第３図に示される透過率を１（100％）から
引いた値が反射率となる。本実施態様においては
励起光であるレーザビーム１３として、He−Ne
レーザから射出された波長633nｍのビームが用
いられている。第３図に示すように、このレーザ
ビーム１３に体する多層膜フイルター３０の光透
過率は、上記の入射角が0°、30°、45°のときそれ
ぞれ約90％、20％、５％と、入射角増大にともな
つて急激に低下（すなわち反射率が増大）するよ
うになつている。一方本実施態様装置において放
射線画像情報読取りにかけられる蓄積性螢光体シ
ート１０は、上記レーザビーム１３の励起によ
り、360〜420nｍ（主に390nｍ）の波長の輝尽発
光光１５を発するものである。第３図に示される
ように多層膜フイルター３０はこの波長域の光
を、その入射角によらず90％前後の透過率で良好
に透過させる。なお上記390nｍと633nｍの光の
透過率の入射角依存性を、分かりやすく第８図に
示す。 励起光としてのレーザビーム１３は第２図図示
のように、0°に近い入射角で蓄積性螢光体シート
１０上に入射せしめられる。したがつてこのレー
ザビーム１３は、透過率90％程度で多層膜フイル
ター３０を良好に透過し、蓄積性螢光体シート１
０上に到達し、前述のように蓄積性螢光体１０Ｂ
を励起する。このレーザビーム１３は蓄積性螢光
体シート１０の螢光体層１０Ｂ表面である程度反
射し、多層膜フイルター３０側に戻る。この反射
は乱反射であり、反射光１３ａは多層膜フイルタ
ー３０に対して種々の入射角で入射することにな
る。このような反射光１３ａのうち大きな入射角
で多層膜フイルター３０に入射する光は、前述の
ような特性を備えた該フイルター３０によつて高
い反射率で反射され、再度蓄積性螢光体シート１
０側に戻つて蓄積性螢光体１０Ｂを励起する。す
なわちこの装置においては、励起光であるレーザ
ビーム１３が多層膜フイルター３０と蓄積性螢光
体シート１０との間に閉じ込められる形となり、
蓄積性螢光体１０Ｂの励起のために有効に利用さ
れるようになる。 なお輝尽発光光１５もまちまちの角度で多層膜
フイルター３０に入射するが、該多層膜フイルタ
ー３０は先に説明した通りこの輝尽発光光１５を
その入射角によらず良好に透過させるから、該輝
尽発光光１５は効率良く集光体１６に入射する。 ここで、以上述べた多層膜フイルター３０によ
る効果について、具体的数値を挙げて詳しく説明
する。比較例として以下の〜の装置で読取り
を行ない、それぞれの場合の読取感度を測定し
た。なお各例で特に記載の無い部分は、前記第１
図の装置におけるのと同様である。 多層膜フイルター３０を設けない装置。 多層膜フイルター３０の代わりに前記基板ガ
ラス３０Ａのみを配設した装置。 多層膜フイルター３０の代わりに第４図に示
す分光透過率を有する多層膜フイルターを用い
た装置。 上記と同じ多層膜フイルターを用い、ガラ
ス基板３０Ａを蓄積性螢光体シート１０側に配
した装置（第５図参照）。 前記実施態様の装置。 下表に各場合の読取感度を示す。なおこの感度
は、従来装置であるの装置における感度を100
とした相対感度である。また読取画像の鮮鋭度
CTF（Contrast Transfer Function）も測定し
た。なおCTF₁、CTF₂はそれぞれ１ライン／mm、
２ライン／mmについてのCTFである。測定はす
べて１ライン走査のデータを８ライン分取り、そ
の平均値を測定値とした。

【表】 この表に示されるように本発明装置（、、
の装置）によれば、従来装置と比べて励起光エ
ネルギーは同じとしたまま、読取感度を２倍程度
まで向上させることができる。なお本発明装置を
用いた場合、従来装置を用いる場合に比べて読取
画像の鮮鋭度が低下する。これは一度蓄積性螢光
体シート１０上に散乱した励起光が蓄積性螢光体
シート１０の励起に利用されるので、いわば一部
のボケた励起光により励起がなされるため、と考
えられる。この鮮鋭度は、例えば蓄積性螢光体シ
ート１０の螢光体層１０Ｂを薄くする等して高め
ることができるし、また特に高い鮮鋭度が求めら
れずその代わりに高感度が求められる場合には、
特に上述のような鮮鋭度向上のための処置が施さ
れなくても構わない。 なお以上説明した例においては、多層膜フイル
ター３０が蓄積性螢光体シート１０に接するよう
に配置されているが、第６図に示すように多層膜
フイルター３０を、蓄積性螢光体シート１０との
間に微小間隙を置いて配置するようにしてもよ
い。一般に放射線画像情報の読取りは、蓄積性螢
光体シートを副走査のために搬送して行なわれる
ので、上記のように多層膜フイルター３０を蓄積
性螢光体シート１０から離して配置しておけば、
蓄積性螢光体シート１０および多層膜フイルター
３０の摩耗が防止されて好ましい。多層膜フイル
ター３０をこのように配置した場合には鮮鋭度が
さらに低下するので、必要に応じて前述の鮮鋭度
向上のための処置を施せばよい。 また以上説明した実施態様においては多層膜フ
イルターとして、第３図あるいは第４図に示す分
光透過率特性を有するシヨートパスフイルターが
用いられているが、本発明装置においては、いわ
ゆるバンドパスフイルターとしての多層膜フイル
ター（第７図に概略の分光透過率特性を示す）を
用いることもできる。すなわちこのようなバンド
パスフルタータイプの多層膜フイルターとして、
励起光に対する反射率がその入射角増大に応じて
増大する一方、輝尽発光光はその入射角によらず
良好に透過させる分光透過率特性を有するものを
用いれば、先に述べたのと同様の効果が得られ
る。なおこのバンドパスフイルターである多層膜
フイルターの光透過率の入射角依存性の例を、第
９図に示す。 なお本発明装置においては多層膜フイルターと
して、入射角5°以内で励起光透過率が70％以上さ
らに望ましくは80％以上（つまり励起光反射率が
30％以下さらに望ましくは20％以下）、かつ入射
角30°以上で励起光反射率が60％以上さらに望ま
しくは70％以上で、輝尽発光光透過率が入射角０
〜40°で60％以上さらに望ましくは80％以上のも
のを用いるのが好ましい。 （発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の放射線画像情
報読取装置においては、蓄積性螢光体シートに近
接する励起光光路に配置した多層膜フイルターの
作用で、励起光の利用効率を十分に高めることが
可能となつている。したがつて本発明装置によれ
ば、小出力の励起光源を用い、消費電力も少なく
して放射線画像情報読取りの感度を十分に上げる
ことができる。また本発明装置は、上記のような
効果を奏する多層膜フイルターを励起光光路に配
置したものであるから、本装置によれば、すべて
の蓄積性螢光体シートに高価な多層膜フイルター
を被着させる場合に比べて放射線画像情報読取シ
ステムをより安価に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様装置を示す概略斜
視図、第２図は上記実施態様装置の要部を拡大し
て示す側面図、第３図および第４図は、本発明装
置に用いられる多層膜フイルターの分光透過率特
性の例を光入射角毎に示すグラフ、第５図および
第６図はそれぞれ、本発明の別の実施態様装置を
示す側面図、第７図は本発明装置に用いられうる
別の多層膜フイルターの分光透過率特性を示すグ
ラフ、第８図および第９図は本発明装置に用いら
れる多層膜フイルターの、励起光および輝尽発光
光に対する透過率の入射角依存性の例を示すグラ
フである。 １０……蓄積性螢光体シート、１１……シート
搬送手段、１２……レーザ光源、１３……レーザ
ビーム、１４……ガルバノメータミラー、１５…
…輝尽発光光、１７……フオトマルチプライヤ
ー、３０……多層膜フイルター、３０Ａ……ガラ
ス基板、３０Ｂ……多層膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射線画像情報が蓄積記録されている蓄積性
   螢光体シート上に励起光を２次元的に走査させ、
   この励起光の走査を受けたシートの箇所から発す
   る輝尽発光光を光検出器によつて光電的に読み取
   る放射線画像情報読取装置において、 前記シートに近接した励起光光路に、該励起光
   に対する反射率がその入射角増大に応じて増大す
   る一方、前記輝尽発光光をその入射角によらず良
   好に透過させる多層膜フイルターが配設されたこ
   とを特徴とする放射線画像情報読取装置。 ２ 前記多層膜フイルターが、シヨートパスフイ
   ルターであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の放射線画像情報読取装置。 ３ 前記多層膜フイルターが、バンドパスフイル
   ターであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の放射線画像情報読取装置。