JPH0776800B2

JPH0776800B2 - 放射線画像変換パネル及び放射線画像読取方法

Info

Publication number: JPH0776800B2
Application number: JP62092082A
Authority: JP
Inventors: 勝行芥川
Original assignee: 化成オプトニクス株式会社
Priority date: 1987-04-16
Filing date: 1987-04-16
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPS63259500A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、放射線画像変換パネル及び該パネルに記憶さ
れた放射線画像を読出す方法に関し、特に輝尽発光を示
す蓄積性蛍光体に放射線画像を記憶させ該蛍光体に励起
エネルギーを照射することにより生ずる電荷の移動を検
知して放射線画像を読み取る方式に好適に適用される放
射線画像変換パネル及び放射線画像読取方法に関する。

［従来の技術及びその問題点］ある種の蛍光体は、Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、
紫外線等の放射線の照射を受けると、そのエネルギーの
一部を一旦内部に吸収蓄積し、該蛍光体に対し後に可視
光線、赤外線等の電磁波を照射したり、昇温加熱したり
して励起すると、上記放射線照射により蓄積されたエネ
ルギー量に応じて蛍光（輝尽光）を発する。この様な蛍
光体は蓄積性蛍光体と呼ばれる。この蓄積性蛍光体をシ
ート状に成形して放射線画像変換パネルを形成し、該パ
ネルに人体等の適宜の被写体を通過した放射線を吸収さ
せて該被写体の放射線画像を蓄積記憶させ、その後該パ
ネルに対しレーザ光等の励起光をスポット照射して走査
し、上記パネルに記憶されている画像情報を該励起光の
スポット径程度の大きさの画素に分解して、パネルの各
画素位置での発光光を適宜の光検出器たとえば光電子増
倍管等で読み取って時系列的電気信号に変換し、そして
該電気信号に基づき写真フィルムやCRT等の記録、表示
媒体に画像を再生することができる。この様な放射線画
像読取方式は、直接写真フィルムに放射線画像を形成記
録する方式に比べて電気信号の段階で所望の画像処理が
できるという大きな利点があり、この様な利点を生かし
て医療の分野において極めて有効に利用されている。

しかして、この様な従来の放射線画像読取方式において
は、放射線画像変換パネルに対し励起光を照射して発光
させ該発光を電気信号に変換する際に、パネル表面から
外部へと出射する各画素ごとの輝尽発光光を検出してい
た（特開昭56−64651号公報、特開昭61−156250号公
報、特公昭61−29490号公報参照）。この際の光検出は
適宜の光集束光学系を用いて光検出器へと導くことによ
り行なわれている。上記特開昭56−64651号公報及び特
公昭61−29490号公報記載の方法ではハーフミラー及び
集束レンズ等からなる光集束光学系が採用されており、
上記特開昭61−156250公報記載の方法では導光性シート
からなる光集束光学系が採用されている。

この様な光集束光学系及び光検出器は発光位置に対し所
定の配置をとることが必要であり、高精度のアライメン
トが必要となる。また、これら光集束光学系及び光検出
器を上記励起光照射スポットの走査に対し発光を十分に
取り出す位置に設定することが困難であり、更に集光の
必要性から装置の大型化を招き装置構成が複雑となりコ
スト高になるという問題がある。

更に、以上の様な従来の放射線画像読取方式では、照射
励起光の一部が反射して発光光とともに光検出器に導か
れるので、十分正確な発光光量検出が困難であるという
難点もある。そこで、励起光と発光光とを分離するため
のフィルターを用いることも提唱されているが、フィル
ターの能力上十分に分離ができず、この不十分な分離が
ノイズとして感知され、性能向上がはばまれていた。

そこで、本発明は、上記の様な従来技術における問題点
を解決し、簡単な構成で正確且つ高解像度の放射線画像
読取が可能な放射線画像変換パネル及び該パネルに記憶
されている放射線画像を読み取る方法を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、少なくとも一方が透明な１対の電極と蓄積性蛍光体層と
を有し、上記１対の電極の間に上記蓄積性蛍光体層が配
置されていることを特徴とする、放射線画像変換パネ
ル、が提供される。

また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するもの
として、少なくとも一方が透明な１対の電極と蓄積性蛍光体層と
を有し上記１対の電極の間に上記蓄積性蛍光体層が配置
されている放射線画像変換パネルの上記蓄積性蛍光体層
に記録されている放射線画像を、上記蓄積性蛍光体層を
形成する蓄積性蛍光体の励起エネルギーを上記蓄積性蛍
光体層に間欠的にスポット状に照射し、該照射エネルギ
ースポットを上記蓄積性蛍光体層上で走査させ、この際
に少なくとも上記１対の電極間に発生する電気的情報と
して時系列的画素信号列を検出することにより、読み取
ることを特徴とする、放射線画像読取方法、が提供される。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明による放射線画像変換パネルの第１の実
施例を示す模式的断面図である。

第１図において、２は蓄積性蛍光体からなる層である。
該蓄積性蛍光体としては、300〜500nmの波長域の光を発
光する蛍光体が好ましく、この様な蓄積性蛍光体として
は、たとえば以下に示されるものが例示される。

LaOBr:Ce,Tb SrS:Ce,Sm SrS:Ce,Bi BaO・SiO₂:Ce BaO・6Al₂O₃:Eu （0.9Zn,0.1Cd）S:Ag BaFBr:Eu BaFCl:Eu BaFI:Eu 蓄積性蛍光体としては、上記300〜500nmの波長域の光を
発光するもの以外も使用できる。この様な蓄積性蛍光体
としては、たとえば以下に示されるものが例示される。

ZnS:Pb ZnS:Mn,Cu （0.3Zn,0.7Cd）S:Ag ZnS,KCl:Mn CaS:Ce,Bi 該蛍光体は常法により適宜のバインダーを用いてシート
状に成形され、厚さたとえば50μｍ〜500μｍとされ
る。

第１図において、4,6はそれぞれ上記蛍光体層２の下面
及び上面に付された１対の電極層である。下方の電極層
４は適宜の金属たとえばAl,Au等からなり、上方の電極
層６はITO等の透明導電体からなる透明電極である。該
電極層６の厚さはたとえば数百Å〜数万Å程度であり、
特に6000Å以上が好ましい。

第２図は本発明による放射線画像読取方法の一実施例を
示す説明図である。

第２図において、10は上記第１図に示される放射線画像
変換パネルであり、該パネルは蓄積性蛍光体層２及び１
対の電極層4,6からなる。該パネル10はｘ方向に長辺を
有しｙ方向に短辺を有する矩形状であり、不図示の駆動
手段により駆動されてｘ方向に移動することができる。
該パネル10の電極6,4にはそれぞれリード線12,14が接続
されており、該リード線はバイアス電源16に接続されて
いる。該電源の電圧は、蓄積性蛍光体層２の厚さや誘電
率等によっても異なるが、たとえば0.1V〜5V程度であ
る。また、該リード線14の途中には微弱電流検出器18が
接続されている。そして、該検出器には画素信号抽出回
路20が接続されており、該抽出回路には制御回路22が接
続されている。24は磁気記録媒体等を用いたメモリーで
あり、上記制御回路22に付設されている。

第２図において、26は励起エネルギーたるレーザ光を発
するレーザ光源であり、該光源はｙ方向にレーザ光を出
射する。28は反射鏡であり、該反射鏡は不図示の駆動手
段により駆動されてｘ方向の軸のまわりに回動すること
ができる。上記光源26から出射したレーザ光束は該反射
鏡28により反射偏向せしめられ、上記放射線画像変換パ
ネル10に入射し、該パネルの透明電極６を透過して蛍光
体層２上において微小スポットを形成する。上記反射鏡
28の回転角θがθ_１からθ_２へと変化すると該スポート
は蛍光体層２の位置P₁から位置P₂へとｙ方向に走査せし
められる。

上記レーザ光源26としては、発光波長域が500〜1100nm
のものが好ましい。この様なレーザ光源としてはたとえ
ばKrレーザ、He−Neレーザ、YAGレーザが例示される。
もちろん、発光波長域が上記以外のものを使用すること
もできる。これら励起光源は放射線画像変換パネルの蛍
光体に対し輝尽発光を生ぜしめるものであれば用いるこ
とができる。

第３図は本実施例における各部分の動作タイミング及び
信号を示す図である。

第３図において、（ａ）は上記パネル10のｘ方向位置Ｘ
を示し、（ｂ）は上記反射鏡28の回転角θを示し、
（ｃ）は上記光源26から出射される光の強度を示し、
（ｄ）は上記パネル蛍光体層２の輝尽発光の強度を示
す。

尚、上記パネル10には予め放射線照射がなされて、蛍光
体層２に適宜のパターンの放射線画像が記憶されてい
る。

時刻０において、パネル10の位置Ｘは０であり、反射鏡
28の回転角θは０である。そして、反射鏡28は時刻t₃ま
で一定の角速度で回転角が増加する様に回転せしめられ
る。

時刻t₁から時刻t₂までの間において、光源26は一定時間
Ｔごとにパルス的に点滅せしめられる。そして、時刻t₁
において、上記反射鏡28の回転角θがθ_１となり、この
時レーザ光スポツトがパネル蛍光体層２の位置P₁に存在
する。そして、時刻t₂において、上記反射鏡28の回転角
θがθ_２となり、この時レーザ光スポットがパネル蛍光
体層２の位置P₂に存在する。かくして、時刻t₁から時刻
t₂までの間に、パネル蛍光体層２の位置P₁から位置P₂ま
でのｙ方向に沿ったライン状部分が間欠的にスポット照
射される。従って、上記時間Ｔは読取画素のｙ方向配列
ピッチに対応している。

以上の様な励起レーザ光によるパネル蛍光体層２の照射
スポットの走査にともない、各画素部分が第３図（ｄ）
の様な輝尽発光を示す。該発光強度は各画素部分が予め
照射を受けた放射線量に対応している。

該各画素部分の時系列的発光にともない、パネル蛍光体
層２中に該発光量に応じた量の電荷の移動が生ずる。該
電荷は電極4,6間に印加されているバイアス電圧により
一方向へ移動せしめられ、かくして微弱電流が流れる。
該電流は検出器18により検出される。従って、該電流検
出器18では上記第３図（ｄ）に対応した時系列検出信号
が得られる。

該検出器18により検出された信号は抽出回路20に入力さ
れる。該抽出回路では、たとえば、上記各画素部分に対
応する電流信号からピーク値を抽出して当該画素部分の
画素信号が形成される。該抽出回路は制御回路22により
動作制御され、該制御回路では以上の様にして得られた
画素信号を、不図示のパネル移動駆動手段及び反射鏡回
動駆動手段から得られる各画素アドレス特定信号ととも
にメモリ24に記録する。第３図（ｅ）はかくして記録さ
れた位置P₁から位置P₂までのライン状部分の画素信号を
示す図であり、これは予めパネル蛍光体層２の位置P₁か
ら位置P₂までのライン状部分に記憶された画像パターン
に対応している。

時刻t₃において、上記パネル10はステップ的に距離ｘだ
け移動せしめられる。該距離は読取画素のｘ方向配列ピ
ッチに対応する。また、同時に時刻t₃において、上記反
射鏡28はそれ迄と同一の角速度で但し回転角が減少する
様に反転する。

第４図はパネル10に対する励起レーザ光照射スポットの
走査経路を示す図である。時刻t₄において、スポットは
パネル10上にて上記位置P₂からｘ方向に距離ｘだけ移動
した位置である位置P₃に存在し、以下ｙ方向に走査移動
せしめられ位置P₄に到達する。この間においても上記位
置P₁から位置P₂への走査移動の間と同様の動作がなされ
る。

以下、同様にしてスポット走査が行なわれ、これにより
所望の領域の画像読み取りを行なうことができる。

第５図は本発明による放射線画像変換パネルの第２の実
施例を示す模式的断面図である。本図において、上記第
１図におけると同様の部材には同一の符号が付されてい
る。

本実施例は、蓄積性蛍光体層２と電極層４との間に光導
電体の層８が介在している点のみ上記第１実施例のもの
と異なる。

光導電体としては、波長300〜500nmの光に対する感度
（Ａ）と波長600〜800nmの光に対する感度（Ｂ）との間
にＡ＞Ｂなる関係があるものが好ましい。この様な光導
電体としては、たとえばセレン系のものが例示できる。
光導電体としては、その他セレン・テルル系のものや有
機系のものやアルモファスシリコン等を用いることもで
きる。光導電体の選択に際しては、蓄積性蛍光体の材料
及び励起光源に応じて、該励起光に対してできるだけ感
度が低く且つ蛍光体層２の輝尽発光光に対してできるだ
け感度が高いものを選択するのがよい。この観点から、
上記Ａ＞Ｂなる条件のものは、上記の300〜500nmの波長
域の光を発光する蛍光体を採用し、且つ該蛍光体の励起
波長域が500〜1100nmの励起光源を用いた場合に極めて
有効である。

本実施例においては、励起光照射時に蛍光体層２が輝尽
発光すると、該発光光が入射する光導電体層８において
も上記輝尽発光光に応じた電荷が発生する。従って、上
記第２図に示される様な構成で画像読み取りを行なう場
合には、蛍光体層２内で発生する電荷とともに該光導電
体層８内で発生する電荷が電極4,6間に印加されている
バイアス電圧により吸引され、かくして第２図の実施例
よりも増幅された電流が流れる。該電流は検出器18によ
り検出される。

第６図は本発明による放射線画像変換パネルの第３の実
施例を示す模式的断面図である。本図において、上記第
５図におけると同様の部材には同一の符号が付されてい
る。

本実施例は、蓄積性蛍光体層２と光導電体層８との間に
更に透明電極層6aが介在している点のみ上記第２実施例
のものと異なる。

本実施例においては、上記第２実施例の場合と同様に、
励起光照射時に蛍光体層２が輝尽発光すると、該発光光
が入射する光導電体層８においても上記輝尽発光光に応
じた電荷が発生する。従って、上記第２図に示される様
な構成で画像読み取りを行なう場合に、部分的に第７図
に示される様な回路構成に変更することにより、蛍光体
層２内で発生する電荷が電極6,6a間に印加されているバ
イアス電圧により移動せしめられ、かくして流れる電流
は検出器18aにより検出され、且つ光導電体層８内で発
生する電荷が電極4,6a間に印加されているバイアス電圧
により移動せしめられ、かくして流れる電流は検出器18
bにより検出され、更に、上記検出器18a,18bの出力情報
が加算された上で抽出回路20に入力される。本実施例に
よれば、上記第５図のパネルを用いる場合に比べて更に
多くの情報量を得ることができる。

尚、本実施例においては、透明電極層6aとして励起光に
対する透過率が低く且つ輝尽発光光に対する透過率が高
いものを採用するのが好ましい。

第８図は本発明による放射線画像変換パネルの第４の実
施例を示す模式的断面図である。本図において、上記第
１図におけると同様の部材には同一の符号が付されてい
る。

本実施例は、透明電極層６上に透明保護層９が付されて
いる点のみ上記第１実施例のものと異なる。該透明保護
層の材料としては、各種有機ポリマーたとえばポリエチ
レンテレフタレート、ポリエステル、セルロースアセテ
ート、エチルセルロース、ニトロセルロース等を用いる
ことができる。

第９図は本発明による放射線画像変換パネルの第５の実
施例を示す模式的斜視図である。尚、本図においては画
像読み取りの際の回路も一部示されている。本図におい
て、上記第１図におけると同様の部材には同一の符号が
付されている。

本実施例においては、透明電極層６がｙ方向の分割線に
より２等分されて分割部分6c,6dを形成している。そし
て、電源16により該分割部分ごとにバイアス電圧が印加
され、分割部分6cに対応する領域の画素情報読み取りの
際には電流検出器18cが用いられ、分割部分6dに対応す
る領域の画素情報の読み取りの際には電流検出器18dが
用いられる。各検出器には第２図に示される抽出回路以
下が接続されている。上述の如く電極を分割することに
より、読出し部分以外で発生する電荷の移動によるノイ
ズの影響を減少できるし、以下の様に走査数を増加させ
ることもできる。

励起レーザ光照射スポットの走査は、第９図にａで示さ
れる様にｘ方向に往復させて、あるいは第９図にb,cで
示される様にｙ方向に往復移動させて行なうことができ
る。尚、上記b,cの往復移動を同時に行なうことにより
同時に２つの領域の読み取りを行なうことができ、この
場合は読み取り速度は２倍となる。

［発明の効果］以上の様な本発明によれば、蓄積性蛍光体の励起エネル
ギーに対して全くノイズを含まない蓄積信号情報が電極
を用いて検出できるので、従来の如き光検出部（光ロッ
ドや光電子増倍管等）が不要であり、且つ検出誤差が極
めて少なく、正確な画素情報の読み取りが可能となる。

また、本発明によれば、励起エネルギー照射のスポット
径に正確に対応した信号が得られるので、励起エネルギ
ー照射系の精度を向上させることにより、十分に高い解
像度の画像読み取りが可能となる。

更に、本発明によれば、大がかり且つ精密な光検出手段
及びその移動機構が不要であるので、読み取り装置の構
成が簡単となり、低コスト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第５図、第６図及び第８図はいずれも本発明に
よる放射線画像変換パネルを示す模式的断面図である。第２図は本発明による放射線画像読取方法を示す説明図
であり、第３図はその際の各部分の動作タイミング及び
信号を示す図である。第４図はパネルに対する励起レーザ光照射スポットの走
査経路を示す図である。第７図は画像読み取りの際の回路の一部を示す図であ
る。第９図は本発明による放射線画像変換パネルを示す模式
的斜視図である。 2:蓄積性蛍光体層、 4:電極層、6,6a:透明電極層、 8:光導電体層、9:透明保護層、 10:放射線画像変換パネル、 26:励起光源、28:反射鏡。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方が透明な１対の電極と蓄積
性蛍光体層とを有し、上記１対の電極の間に上記蓄積性
蛍光体層が配置されていることを特徴とする、放射線画
像変換パネル。
【請求項２】上記１対の電極の間に上記蓄積性蛍光体層
のみが挟持されている、特許請求の範囲第１項の放射線
画像変換パネル。
【請求項３】上記１対の電極の間に透明電極側から上記
蓄積性蛍光体層及び光導電体層が順に配置されている、
特許請求の範囲第１項の放射線画像変換パネル。
【請求項４】上記１対の電極がともに透明電極であり、
該電極間に上記蓄積性蛍光体層が配置されており、上記
１対の透明電極のうちの一方の上記蓄積性蛍光体層側と
反対の側に、該透明電極側から光導電体層及び付加的電
極が順に配置されている、特許請求の範囲第１項の放射
線画像変換パネル。
【請求項５】上記透明電極の表面に透明保護層が付され
ている、特許請求の範囲第１項の放射線画像変換パネ
ル。
【請求項６】上記光導電体層が、波長300〜500nmの光に
対する感度（Ａ）と波長600〜800nmの光に対する感度
（Ｂ）との間にＡ＞Ｂなる関係があるものである、特許
請求の範囲第３項または第４項の放射線画像変換パネ
ル。
【請求項７】上記光導電体層を形成する光導電体がセレ
ン系化合物からなる、特許請求の範囲第３項または第４
項の放射線画像変換パネル。
【請求項８】上記１対の電極のうちの少なくとも一方が
内面方向に関し複数に電気的に絶縁されている、特許請
求の範囲第１項の放射線画像変換パネル。
【請求項９】少なくとも一方が透明な１対の電極と蓄積
性蛍光体層とを有し上記１対の電極の間に上記蓄積性蛍
光体層が配置されている放射線画像変換パネルの上記蓄
積性蛍光体層に記録されている放射線画像を、上記蓄積
性蛍光体層を形成する蓄積性蛍光体の励起エネルギーを
上記蓄積性蛍光体層に間欠的にスポット状に照射し、該
照射エネルギースポットを上記蓄積性蛍光体層上で走査
させ、この際に少なくとも上記１対の電極間に発生する
電気的情報として時系列的画素信号列を検出することに
より、読み取ることを特徴とする、放射線画像読取方
法。
【請求項１０】上記１対の電極間に直流バイアス電圧が
印加される、特許請求の範囲第９項の放射線画像読取方
法。
【請求項１１】上記励起エネルギーが500〜1100nmの波
長領域の電磁波である、特許請求の範囲第９項の放射線
画像読取方法。