JPH08248542A

JPH08248542A - 放射線画像読取装置

Info

Publication number: JPH08248542A
Application number: JP7052591A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Tsuchiya; 元春土屋
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】放射線画像の画質を向上する。【構成】Ｘ線管１から被写体Ｍを透過し蛍光体パネル21
に変換された可視光の光像を、ミラー22，鉛ガラス23を
介して複数個のレンズ24とＣＣＤ素子26からなる複数の
撮像系により複数の領域に分割して撮像し、各領域毎に
読み取った画像を、合成して１枚の画像に再構築して読
み取る。これにより、大きな面積を有する人体診断用等
の画像を粒状性, 鮮鋭性を満たす高画質で得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被写体を透過した放射線
を蛍光体パネルにより可視光に変換し、増幅を行うこと
なくＣＣＤ素子により撮像して読み取る放射線画像読取
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のように被写体を透過した放射線像
を可視光像に変換して読み取る放射線画像読取装置とし
ては、従来よりＩ．Ｉ管を用いた装置が知られている。
これは、被写体を透過した放射線をＩ．Ｉ管の入射蛍光
面に入射させ、放射線強度に応じた光を出力蛍光面から
増幅して放出させ、その出力蛍光面での光像をカメラで
撮影するというものである。

【０００３】しかし、上記Ｉ．Ｉ管を用いた従来の装置
では、撮影できる面積が限られており、例えば人体胸部
の撮影等には面積的に不十分であった。これは、鮮鋭
性，コントラスト，歪み特性を保ったままＩ．Ｉ管を大
面積化することが困難であるからである。したがって、
大面積の放射線画像を得ようとするには、Ｉ．Ｉ管を用
いない系の方が有利であると考えられる。

【０００４】一方、Ｉ．Ｉ管等による増幅を行わずに、
蛍光体パネルの光をそのまま撮影する装置としては、特
開昭６３−１７７０４８号公報に開示されたようなもの
がある。この装置は、被写体を透過した放射線を蛍光体
パネルにより可視光に変換し、蛍光体パネルから出射さ
れる光像を増幅を行うことなくＣＣＤカメラで読み取る
ものである。

【０００５】しかし、このシステムにおいても十分な画
質を維持した大面積の読取装置は現在得られていない。
それは以下の理由による。上記装置では、蛍光体パネル
から放出される光を増幅せずに撮影するため、Ｉ．Ｉ．
管の出力光に比べ極めて光量の小さい光を検出すること
になる。このような微小な光をＣＣＤで撮影する場合に
は、蛍光体パネルからの発光光をいかに多くＣＣＤの受
光面に導くことができるかで読み取られた画像の粒状が
大きく変化することになる。それは、このような微小光
量領域では、ＣＣＤで発生するノイズの影響を強く受け
るためで、ＣＣＤの受光面に入射する光量を増やしてい
けばノイズの影響が小さくなり、粒状が良好になる。

【０００６】ところで、ＣＣＤの受光面に入射する光量
を増やすには、レンズに入射する光量を増やさねばなら
ず、そのためにはレンズを大きくする必要がある。ま
た、蛍光体パネルの面積が大きくなれば、それにつれて
レンズもより大きなものが必要となってしまう。例え
ば、３００ｍｍ×３００ｍｍ以上の蛍光体パネルからの
光を効率良くＣＣＤに導くには、直径数十ｃｍにも及ぶ
巨大なレンズが必要となってしまう。このような大きな
レンズは製造が困難でコストも非常に高くなる。

【０００７】このように、従来の非増幅の装置におい
て、良好な粒状を保って大面積の画像の読取を行おうと
すると、非常に高価な大口径のレンズが必要となってし
まっていた。また、上記装置において、読み取られた画
像の鮮鋭性を良好に保つためには、レンズでの鮮鋭性低
下を低く抑える必要があり、そのためには光学系の横倍
率を大きくする必要がある。横倍率を大きくすることは
ＣＣＤ上に結像される像高が大きくなることを意味し、
それを撮影するために受光面積の大きなＣＣＤ素子が必
要となる。そして、蛍光体パネルの面積が大きくなれ
ば、それにつれて更に大きな受光面積を持つＣＣＤ素子
が必要になる。例えば、３００ｍｍ×３００ｍｍ以上の
大面積画像を高い鮮鋭性で読み取ろうとすると、受光面
積６０ｍｍ×６０ｍｍ以上のＣＣＤ素子が必要となる。
このような大きなＣＣＤ素子は製造が非常に困難であ
る。

【０００８】このように、従来の非増幅の装置におい
て、良好な鮮鋭性を保って大面積画像の読み取りを行お
うとすると、製造が非常に困難な大面積のＣＣＤ素子が
必要となってしまっていた。本発明は、このような従来
の問題点に鑑みなされたもので、製造が容易でコストも
安いレンズ、ＣＣＤ素子を用いて、診断可能な画質を保
ったまま、診断に十分な面積の読み取り面積を持った放
射線画像読取装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため請求項１に係る
発明は、被写体を透過した放射線を可視光領域の光に変
換する蛍光体パネルと、前記蛍光体パネルから放出され
る光像を読み取るＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネルから
放出される光像を増幅することなく前記ＣＣＤ素子に結
像させるレンズからなる光学手段と、を備えた放射線画
像読取装置において、前記光学手段とＣＣＤ素子を複数
個設け、前記蛍光体パネルから放出される光像を各々の
光学手段とＣＣＤ素子により分割して読取を行い、該分
割された画像を一枚の画像に再構築する画像再構築手段
を備えたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、前記光学手
段の集光効率を０．０００７以上、横倍率を０．０５以
上に設定したことを特徴とする。また、請求項３に係る
発明は、前記ＣＣＤ素子が、後方入射型の素子であるこ
とを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に係る発明は、前記ＣＣＤ
素子を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とす
る。また、請求項５に係る発明は、前記ＣＣＤ素子への
撮像タイミングと放射線照射タイミングとの同期をとる
ことを特徴とする。

【００１２】また、請求項６に係る発明は、ＣＣＤ素子
の受光面を覆うマイクロレンズアレイを含んで構成した
ことを特徴とする。また、請求項７に係る発明は、前記
画像再構築手段が、前記光学手段による歪みを補正する
ための歪み補正手段と、該歪み補正手段により歪み補正
された画像を用いて画像重複部分の画像信号を生成する
重複部画像生成手段を含んでいることを特徴とする。

【００１３】また、請求項８に係る発明は、前記画像再
構築手段が、前記ＣＣＤ素子により読み取られた画像信
号から所望位置の画像信号を補間により求める補間手段
と、該補間手段により求められた画像信号を用いて画像
重複部分の画像信号を生成する重複部画像生成手段とを
含んでいることを特徴とする。

【００１４】また、請求項９に係る発明は、前記画像再
構築手段が、前記光学手段による歪みを補正するための
歪み補正手段と、前記ＣＣＤ素子により読み取られた画
像信号から所望位置の画像信号を補間により求める補間
手段と、該歪み補正手段と補間手段とにより補正された
信号を用いて画像重複部分の画像信号を生成する重複部
画像生成手段とを含んでいることを特徴とする。

【００１５】また、請求項１０に係る発明は、前記画像
再構築手段が、前記被写体を通さずに予め読み取られた
再構築放射線画像データから感度分布補正データを作成
する感度分布作成手段と、該感度分布補正データにより
再構築放射線画像の感度分布の補正を行う感度分布補正
手段とを含んでいることを特徴とする。

【００１６】また、請求項１１に係る発明は、被写体を
透過した放射線を可視光領域の光に変換する蛍光体パネ
ルと、前記蛍光体パネルから放出される光像を読み取る
ＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネルから放出される光像を
増幅することなく前記ＣＣＤ素子に結像させるレンズか
らなる光学手段と、を備えた放射線画像読取装置におい
て、前記蛍光体パネル表面にピント調整用光学像を映し
出すための光学像生成手段と、該ピント調整用光学像を
前記光学手段と前記ＣＣＤ素子により撮像した画像をも
とにピント調整を行うピント調整手段と、を備えたこと
を特徴とする。

【００１７】また、請求項１２に係る発明は、被写体を
透過した放射線を可視光領域の光に変換する蛍光体パネ
ルと、前記蛍光体パネルから放出される光像を読み取る
ＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネルから放出される光像を
増幅することなく前記ＣＣＤ素子に結像させるレンズか
らなる光学手段と、を備えた放射線画像読取装置におい
て、前記蛍光体パネルが、発光の平均波長が６００ｎｍ
〜８００ｎｍの蛍光体を含んでいることを特徴とする。

【００１８】また、請求項１３に係る発明は、被写体を
透過した放射線を可視光領域の光に変換する蛍光体パネ
ルと、前記蛍光体パネルから放出される光像を読み取る
ＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネルから放出される光像を
増幅することなく前記ＣＣＤ素子に結像させるレンズか
らなる光学手段と、を備えた放射線画像読取装置におい
て、前記蛍光体パネルが、３価のＥｕを不活した蛍光体
を含んでいることを特徴とする。

【００１９】

【作用】請求項１に係る発明によると、被写体を透過し
た放射線は蛍光体パネルで可視光に変換され、該被写体
の光像が複数に分割された画像領域毎に複数個のレンズ
からなる光学手段を介して増幅されることなく複数のＣ
ＣＤ素子に夫々結像される。ＣＣＤ素子毎に読み取られ
た各領域の画像は、画像再構築手段により合成されて一
枚の画像に再構築される。

【００２０】このように、大面積の画像を複数に分割し
て、各分割領域毎に複数の光学手段と複数のＣＣＤ素子
で撮像することにより、個々のレンズ，ＣＣＤ素子は実
用範囲の大きさのものを用いることが可能となり、以
て、低コストで実現できる構成で人体診断用等の大きな
面積な画像を良好な画質で得ることができる。請求項２
に係る発明によると、ＣＣＤカメラにおける光学系の集
光効率を０．０００７以上とすることでＣＣＤ素子に入
射する光量を十分確保することができ、光量子ノイズを
低減でき粒状を良好なものとすることができる。好まし
くは、集光効率を０．００１４以上とするのがよく、光
量子ノイズはＸ線量子ノイズと同等程度まで低減され、
より粒状を良好なものとすることができる。また、光学
系の横倍率を０．０５以上に設定することにより、光学
系のＭＴＦ値を十分大きくすることができ、良好な鮮鋭
性が得られる。

【００２１】請求項３に係る発明によると、後方入射型
ＣＣＤ素子では、電極層の後方から入射してきた光は電
極層を通過することなく光電変換層で光電変換されるた
め高い量子効率が得られ、光量子ノイズが軽減されて粒
状が良化する。請求項４に係る発明によると、ＣＣＤ素
子が冷却手段によって冷却されることにより、暗電流ノ
イズを低減することができ、粒状が良化する。

【００２２】請求項５に係る発明によると、撮像タイミ
ングを放射線照射タイミングと同期をとることにより、
放射線の変換画像信号のみを効率よく撮像することがで
き、粒状が向上する。請求項６に係る発明によると、マ
イクロレンズアレイによってＣＣＤ素子の各画素の受光
面に集光させることができるので、ＣＣＤ素子の量子効
率を可及的に高めることができ、以て光量子ノイズを低
減でき、粒状が良化する。

【００２３】請求項７に係る発明によると、歪み補正手
段で光学手段による歪みを補正してから重複部画像生成
手段で画像重複部分の画像が生成されるため、再構築さ
れた合成画像の画質が向上する。請求項８に係る発明に
よると、複数の光学系とＣＣＤ素子を使用したことによ
る各ＣＣＤ素子間の画素のズレを補間手段によって補正
してから重複部画像生成手段で画像重複部分の画像が生
成されるため、再構築された合成画像の画質が向上す
る。

【００２４】請求項９に係る発明によると、歪み補正手
段で光学手段による歪みを補正し、かつ、補間手段によ
り複数の光学系とＣＣＤ素子を使用したことによる各Ｃ
ＣＤ素子間の画素のズレを補間によって補正してから重
複部画像生成手段で画像重複部分の画像が生成されるた
め、再構築された合成画像の画質がより向上する。請求
項１０に係る発明によると、感度分布作成手段により被
写体に放射線を通さずに予め読み取られた再構築放射線
画像データから感度分布補正データを作成し、感度分布
補正手段が該感度分布補正データにより再構築放射線画
像の感度分布の補正を行うことができる。

【００２５】請求項１１に係る発明によると、光学像生
成手段により蛍光体パネル表面に映し出された光学像
を、光学手段とＣＣＤ素子とからなる撮像系で撮像しつ
つ、ピント調整手段によってピント調整を行うことによ
り、ＭＴＦ値の低下を防止して良好な鮮鋭性を確保でき
る。請求項１２に係る発明によると、電極層が発光側に
あるＣＣＤ素子を使用した場合に高感度域が長波長側に
ずれるため、発光の平均波長が長波長域である６００μ
ｍ〜８００μｍの蛍光体を含む蛍光体パネルを使用する
ことにより、ＣＣＤ素子を高感度域で使用することがで
きる。

【００２６】請求項１２に係る発明によると、３価のＥ
ｕを不活した蛍光体は、発光の平均波長が長波長域であ
る６００μｍ〜８００μｍであるため、ＣＣＤ素子を高
感度域で使用することができる。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は本発明にかかる放射線画像読取装置の一実施
例におけるハードウェア構成を示す概要図であり、例え
ば医療用としての人体の胸部放射線撮影等に適用した場
合を示す。

【００２８】放射線源としてのＸ線管１から放射線とし
てＸ線を被写体Ｍに照射し、該被写体Ｍを透過したＸ線
を読取装置２に内蔵された蛍光体パネル２１により可視
光領域の光の像に変換する。ここで、蛍光体パネルと
は、放射線のエネルギーを吸収し、それにより可視光領
域の光を発光する物質を含んでなるパネルをいい、スク
リーンフィルム系で使われている蛍光スクリーンのよう
に蛍光体を塗布したものや、蛍光体を蒸着により形成さ
せたものや、単結晶のもの、又、気体や液体のシンチレ
ータを閉じ込めたものをいう。

【００２９】尚、可視光領域の光とは、波長が１００ｎ
ｍ〜１０００ｎｍである光のことを意味する。該光画像
はミラー２２に反射され、下方に配設された鉛ガラス２
３を通った後、二次元的に３×３個配設されたレンズ２
４により、二次元的に３×３個配設されたＣＣＤ素子２
６の受光面上に夫々結像され、撮像される。尚、前記各
レンズ２４と各ＣＣＤ素子２６との間には、撮像タイミ
ングで開閉される機械式のシャッタ２５が介装されてい
る。

【００３０】次に、前記各構成要素について詳細に説明
する。まず蛍光体パネル２１は、基板上に蛍光体Ｇｄ₂
Ｏ₂Ｓ：Ｔｂが膜厚が１９０μｍ、蛍光体の充填率が７
０％で塗布されたものである。光学系については、図２
に示すように各レンズ２４は直径Ｄ＝５９．５ｍｍ、焦
点距離ｆ＝８３．３ｍｍ (Ｆ値＝１．４) のものが使用
され、該レンズ２４と蛍光体パネル２１までの距離Ｓは
５００ｍｍに、レンズ２３から結像位置までの距離Ｓ’
は１００ｍｍにセットされる。このとき、横倍率βは
０．２となり、集光効率ζは０．００３５程度となる。
なお、集光効率ζは、蛍光体パネルから放出された光の
うちＣＣＤの受光面に到達する光の割合を表している。
例えば、集光効率０．００３５とは、蛍光体パネルから
放出された光のうち、０．３５％の光がＣＣＤの受光面
に到達することを意味している。なお、結像された像の
像高により集光効率は多少異なり、像高が高くなるにつ
れ集光効率は低下するが、本明細書では像高０ｍｍの値
を集光効率とする。

【００３１】各ＣＣＤ素子２６については、１ｋ×１ｋ
画素、ピクセルサイズ２２．５μｍ、受光面積２３ｍｍ
×２３ｍｍの後方入射型ＣＣＤが使用される。後方入射
型ＣＣＤとは、図３に示すように光の入射側にシリコン
層等の光電変換層２６ａ、遠い側に電極層２６ｂを有し
ており、電極層が発光源に近い側にある通常タイプに比
較して光線が電極層を通過しない状態で光電変換層で光
電変換されるので高い量子効率が得られる。例えば、波
長５５０ｎｍの光に対する量子効率は８０％程度を確保
できる。このように、光の入射側に光電変換層を設けた
タイプのＣＣＤを後方入射型ＣＣＤと呼ぶ。

【００３２】また、ＣＣＤ素子２６の裏面にはペルチェ
素子２７が張り付けられ、該ペルチェ素子２７を通電す
ることによりＣＣＤ素子２６を冷却する。該冷却により
ＣＣＤ素子２６を０°Ｃ以下に冷却する。また、前記し
たように縦横３×３＝９個のレンズ２４とＣＣＤ素子２
６を二次元的に配設するが、光学系とＣＣＤ素子からな
る各撮像系で撮像される蛍光体パネル２１の撮像領域
は、図４に示すように境界部分で１０ｍｍずつ重複する
ようにする。９個の撮像系での撮影面積は蛍光体パネル
面で、３２５．６ｍｍ×３２５．６ｍｍとなる。

【００３３】次に本実施例装置の動作を説明する。ま
ず、ＣＣＤ制御ユニット３０により、機械シャッタ２５
とＣＣＤの電子シャッタを開き、Ｘ線管球によりＸ線を
放射させる。そして、Ｘ線放射終了と同期をとって機械
式シャッタ２５とＣＣＤの電子シャッタを閉じる。そし
て、ＣＣＤの電荷蓄積部に蓄積された電荷の読み取りを
行い、９個のＣＣＤによる９画像分の画像データを得
る。その９画像分の画像データは処理回路３１に送ら
れ、一枚の画像データとして再構築される。

【００３４】次に、本実施例装置により撮像され読み取
られる画像の画質評価結果を示す。まず、粒状について
述べる。粒状を決定する要因としては、蛍光体パネルの
単位面積当りに吸収されるＸ線フォトン数の空間分布に
起因するＸ線量子ノイズと、ＣＣＤの光電面で光電変換
される際に起きる光量子ノイズと、撮影時間内にＣＣＤ
で発生する暗電流ノイズとがある。

【００３５】光量子ノイズについて、Ｘ線画像の粒状解
析に一般的に使われているウィナースペクトル値 (値が
小さいほど粒状は良い) によって評価すると、集光効率
ζ＝０．００３５のレンズを使った本実施例装置では、
Ｘ線管１の管電圧１２０ｋＶで０．１３ｍＲのＸ線照射
を行ったときの光量子ノイズのウィナースペクトル値は
２×１０^-5 (ｍｍ²) となり、実用上問題ないレベルと
なった。

【００３６】Ｘ線量子ノイズは蛍光体パネルでのＸ線吸
収量により決まるが、本実施例の蛍光体パネルのＸ線吸
収率は、管電圧１２０ｋＶにおいて５５％程度であり、
十分な吸収量となる。暗電流ノイズは、ＣＣＤの温度を
０°Ｃにし、ＭｕｌｔｉＰｉｎｎｅｄＰｈａｓｅモ
ードで読み取りを行ったとき約３０ (ｅ／ｐｉｘｅｌ／
ｓｅｃ) となる。通常の人体撮影は０．１ｓｅｃ程度で
行われるので、その時の暗電流ノイズは約３ (ｅ／ｐｉ
ｘｅｌ／ｓｅｃ) となる。一方、通常の撮影条件で人体
胸部を撮影したときに最も信号値が低くなる腹部におけ
る信号値は約１０００ (ｅ／ｐｉｘｅｌ) 程度であり、
前記暗電流ノイズはその０．３％となり、問題ないレベ
ルとなった。

【００３７】以上のように、本実施例装置は、光量子ノ
イズ，Ｘ線量子ノイズ，暗電流ノイズのいずれも十分低
レベルに抑えることができ、良好な粒状が得られる。次
に、鮮鋭性について述べる。鮮鋭性の指標として、空間
周波数２ (ｌｐ／ｍｍ) でのＭＴＦ値を用いて評価し
た。評価の結果、装置全体のＭＴＦ値は約３０％とな
り、十分な鮮鋭性を有した。

【００３８】鮮鋭性の低下は、主に蛍光体パネルと光学
系で起こるが、本実施例の蛍光体パネルのＭＴＦ値は約
５０％であり、光学系のＭＴＦ値は図５の１０ (ｌｐ／
ｍｍ) の値となり、約６０％でなった。尚、光学系で１
０ (ｌｐ／ｍｍ) の周波数を使うのは、この実施例の光
学系の横倍率が０．２なので蛍光体パネル面での２ (ｌ
ｐ／ｍｍ) が、ＣＣＤの結像面では１０ (ｌｐ／ｍｍ)
になるためである。

【００３９】以上のように、本実施例装置では、レンズ
径５９．５ｍｍと製造が容易なサイズのレンズと、受光
面積２３ｍｍ×２３ｍｍと製造が容易なサイズのＣＣＤ
を用いながら、粒状、鮮鋭性ともに人体診断に必要なレ
ベルを維持したまま３２５ｍｍ×３２５ｍｍにも及ぶ大
面積の放射線画像を読み取ることができた。尚、本実施
例装置では、集光効率ζ＝０．００３５のレンズを使用
したが、ウィナースペクトル値１０×１０^-5 (ｍｍ²)
以下の条件を満たすには集光効率ζ０．０００７以上が
必要であり、好ましくは０．００１４以上とするのがよ
く、このレベルだと光量子ノイズをＸ線によるＸ線量子
ノイズと略同等のレベルまで低減することができる。

【００４０】また、鮮鋭性を高める一つの方法として光
学系の横倍率を大きくすることがある。例えば、横倍率
０．０５の光学系を使用した場合、蛍光体パネル上での
２ (ｌｐ／ｍｍ) の空間周波数 (以下に述べる各値は、
同一の空間周波数に対する値として説明する) は、レン
ズでは４０ (ｌｐ／ｍｍ）となるが、横倍率０．２の光
学系を使用した場合、レンズでは１０ (ｌｐ／ｍｍ）と
なる。レンズのＭＴＦ値を図５に示すが、このように空
間周波数が大きくなるほどＭＴＦ値が低下する特性を有
しているので、横倍率を大きくすることによってＭＴＦ
値を大きくすることができる。

【００４１】一方、診断用の蛍光体パネルとして必要な
Ｘ線吸収率を得るためには蛍光体パネルの膜厚は１００
μｍ以上は必要であり、その場合、蛍光体パネルでのＭ
ＴＦ値は２ (ｌｐ／ｍｍ）で７０％以下となる。診断用
としては、装置のＭＴＦ値は２ (ｌｐ／ｍｍ）で２０％
以上とするのが望ましく、該条件を満たすには光学系の
横倍率を０．０５以上にするのが望ましい。

【００４２】また、本実施例装置では、ＣＣＤを冷却す
る構成を採用したことにより暗電流ノイズを十分低減で
きたが、ＣＣＤを冷却しなかった場合でも暗電流ノイズ
は実用レベルとなる。例えば、ＣＣＤ温度２０°Ｃで使
用したとき暗電流ノイズは約３００ (ｅ／ｐｉｘｅｌ）
となり、０．１ｓｅｃ間の暗電流ノイズは約３０ (ｅ／
ｐｉｘｅｌ）となり、ノイズが増加するものの実用レベ
ルとなる。

【００４３】上記のようにＣＣＤでの暗電流ノイズを低
く抑えるためには、ＣＣＤの撮影時間をなるべく短くす
る必要がある。そのため本実施例装置ではＣＣＤ制御ユ
ニット３０により、Ｘ線源１のＸ線照射と同期をとって
必要な時間だけ撮影を行うようにしている。なお、放射
線照射とＣＣＤ撮影との同期の取り方としては、放射線
照射と撮影開始のタイミングは一致させるが、放射線照
射後も暫くの間は蛍光体パネル２１からの発光があるの
で、かかる緩和時間を考慮に入れて、放射線照射終了か
ら所定時間遅らせてＣＣＤの撮影を終了させるのが好ま
しい。

【００４４】また、光量子ノイズを低減させたり、光学
系の設計を簡単にするには、蛍光体パネルとしてＣＣＤ
の感度に合った波長の光を発する蛍光体を使用すること
が望ましい。例えば、図６に示すように本実施例装置で
使用する後方入射型ＣＣＤで高い感度 (量子効率) が得
られる光の波長は、５００ｎｍ〜７００ｎｍであり、該
波長域の光の発生率が高い蛍光体としてＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：
Ｔｂを使用している。

【００４５】しかし、電極層が発光側にある通常型のＣ
ＣＤを使用した場合は、図６に示すように高感度域が長
波長側にずれるため、該通常型のＣＣＤを使用する場合
は、蛍光体パネルの材料として平均の発光波長が６００
ｎｍ〜８００ｎｍの蛍光体を使うのが良く、例えばＧｄ
₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ，Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ，ＹＶＯ₄：Ｅｕ等の
３価のＥｕを不活した蛍光体を用いれば良い。

【００４６】更にＣＣＤによっては、特にインタライン
型のＣＣＤなどでは、１ピクセルの面積の中で光を受光
して信号を検出できる面積が３０％程度しかないものも
ある。このようなＣＣＤを使う場合には、図７のような
ＣＣＤの上にマイクロレンズアレイ３２を設けることに
より、効率良く光を受光面に導くことができる。また、
本実施例装置においては処理回路３１により９枚分の画
像データから１枚の画像データに再構築しているが、再
構築する際には、以下の点を考慮に入れる必要がある。
一つは、各ＣＣＤ素子で読み取られる画像は、レンズ２
４を通ることにより歪みを持つことであり、もう一つは
各レンズや各ＣＣＤ素子の設置のズレにより、所望の位
置とは少しずれた位置の画像データを読み取ることであ
る。したがって、それらの画像データから一枚の画像に
再構築する際には、９枚の各々の画像データに対し、レ
ンズによる歪みを補正するための補正処理、及び所望位
置の画像信号を求めるための補間処理を行い、それらの
処理を行った画像データを用いて一枚の画像データに再
構築する必要がある。なお、重複部分の画像データの作
成は、重なり合う各画像データの平均をとったり、重み
付け平均を行ったり、あるいはどれか１つの画像データ
で代表させたりして行えばよい。

【００４７】更に、上記で再構築された画像は、蛍光体
パネルの感度分布や、レンズでの集光効率の分布、それ
にＣＣＤ素子の画素毎の感度の違い等により、読み取り
感度が一様にならない。したがって、この読み取り感度
分布を補正する必要がある。補正方法としては、まず蛍
光体パネルに空間的に一様のＸ線を照射し、読み取りを
行い、上記方法で一枚の再構築画像データを得、その再
構築画像データに基づいて前記読み取り感度分布を補正
するための補正データを予め作成しておく。そして、実
際の撮影を行うとき、再構築された画像データに対し該
補正データを作用させて、読み取り感度分布の補正を行
うようにすればよい。

【００４８】したがって、上記処理回路３１は、歪み補
正手段、補間手段、重複部画像生成手段、感度分布補正
手段を含んでなり、これらの処理を行うことにより精度
の良い再構築画像を得ることができる。また、本実施例
装置においては、光画像の結像位置とＣＣＤ素子２６の
受光面とが一致するように、レンズ若しくはＣＣＤ素子
を移動してピント調整を行うピント調整手段２９が設け
られている。

【００４９】ピント調整方法としては、図８に示すよう
に、光学像投影手段３３により蛍光体パネル２１の光出
射面にチャート像等の光学像を映し出し、その強制的に
映し出された光学像をレンズ２４とＣＣＤ素子２６によ
り読み取りを行いながらピント調整を行うようにすれば
よい。このようにすれば、放射線を照射せずに精度の良
いピント調整を行うことができる。なお、ピント調整を
行うタイミングとしては、装置の電源をＯＮしたときに
行うようにしてもよいし、定期的に行うようにしてもよ
いし、操作者からピント調整の要望入力があったときに
行うようにしてもよい。

【００５０】更に、蛍光体パネルや光学系に塵等が付着
すると画質が低下したり、画像の中に欠陥が現れたりす
るが、蛍光体パネル及びレンズに帯電防止加工を施す構
成とすれば、静電気による塵付着を防止でき、画質の低
下や欠陥の発生を防止を図れる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明してきたように請求項１に係る
発明によれば、被写体を透過した放射線を変換した光像
の増幅を行うことなくＣＣＤ素子に結像させた画像を読
み取る放射線画像読み取り装置において、画像領域を複
数に分割して各分割領域毎に複数の光学手段と複数のＣ
ＣＤ素子で撮像することにより、個々のレンズ，ＣＣＤ
素子は実用範囲の大きさのものを用いることが可能とな
り、以て、低コストで実現できる構成で人体診断用等の
大きな面積な画像を良好な画質で得ることができる。

【００５２】請求項２に係る発明によると、ＣＣＤカメ
ラにおける光学系の集光効率を０．０００７以上とする
ことで光量子ノイズを低減でき粒状を良好なものとする
ことができ、また、光学系の横倍率を０．０５以上に設
定することにより、光学系のＭＴＦ値を十分大きくする
ことができ、良好な鮮鋭性が得られる。請求項３に係る
発明によると、ＣＣＤ素子に入射された光は電極層を通
過することなく光電変換層で光電変換されるため高い量
子効率が得られ、光量子ノイズが軽減されて粒状を良化
することができる。

【００５３】請求項４に係る発明によると、ＣＣＤ素子
が冷却されることにより、暗電流ノイズを低減すること
ができ、粒状を良化することができる。請求項５に係る
発明によると、撮像タイミングを放射線照射タイミング
と同期をとることにより、放射線の変換画像信号のみを
効率よく撮像することができ、粒状を向上することがで
きる。

【００５４】請求項６に係る発明によると、マイクロレ
ンズアレイによってＣＣＤ素子の各画素の受光面に集光
させることができるので、ＣＣＤ素子の量子効率を可及
的に高めることができ、以て光量子ノイズを低減でき、
粒状を良化することができる。請求項７に係る発明によ
ると、分割された各領域の画像に対して、各光学手段に
よる歪みを補正してから画像重複部分の画像が生成され
るため、再構築された合成画像の画質を向上することが
できる。

【００５５】請求項８に係る発明によると、分割された
各領域の画像に対して、光学系とＣＣＤ素子を使用した
ことによる各ＣＣＤ素子間の画素のズレを補間によって
補正してから画像重複部分の画像が生成されるため、再
構築された合成画像の画質を向上することができる。請
求項９に係る発明によると、分割された各領域の画像に
対して、光学手段による歪みを補正し、かつ、光学系と
ＣＣＤ素子を使用したことによる各ＣＣＤ素子間の画素
のズレを補間によって補正してから画像重複部分の画像
が生成されるため、再構築された合成画像の画質をより
向上することができる。

【００５６】請求項１０に係る発明によると、被写体に
放射線を通すことなく予め読み取られた再構築放射線画
像データから感度分布補正データを作成し、感度分布補
正手段が該感度分布補正データにより再構築放射線画像
の感度分布の補正を行うことができ、画質を向上でき
る。請求項１１に係る発明によると、光学像生成手段に
より蛍光体パネル表面に映し出された光学像を、光学手
段とＣＣＤ素子とからなる撮像系で撮像しつつ、ピント
調整手段によってピント調整を行うことにより、ＭＴＦ
値の低下を防止して良好な鮮鋭性を確保できる。

【００５７】請求項１２に係る発明によると、電極層が
発光側にあるＣＣＤ素子を使用した場合に高感度域が長
波長側にずれるため、発光の平均波長が長波長域である
６００μｍ〜８００μｍの蛍光体を含む蛍光体パネルを
使用することにより、ＣＣＤ素子を高感度域で使用する
ことができる。請求項１２に係る発明によると、３価の
Ｅｕを不活した蛍光体は、発光の平均波長が長波長域で
ある６００μｍ〜８００μｍであるため、ＣＣＤ素子を
高感度域で使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放射線画像読取装置のシステム構
成を示す図。

【図２】同上実施例の光学系を説明するための図。

【図３】同上実施例のＣＣＤ素子の断面図。

【図４】同上実施例の複数のＣＣＤカメラの撮像領域を
示す図。

【図５】レンズのＭＴＦ値特性を示す線図。

【図６】ＣＣＤの種類による量子効率の相違を示す線
図。

【図７】別の実施例を示す要部断面図。

【図８】ピント調整手段の一例を示す斜視図。

【符号の説明】

１Ｘ線管２読取装置２１蛍光体パネル２４ＣＣＤカメラ２５レンズ２６ＣＣＤ素子２６ａ光電変換層２６ｂ電極２７ペルチェ素子２８ファン２９ピント調整手段３０ＣＣＤ制御ユニット３１処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を透過した放射線を可視光領域の光
に変換する蛍光体パネルと、前記蛍光体パネルから放出
される光像を読み取るＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネル
から放出される光像を増幅することなく前記ＣＣＤ素子
に結像させるレンズからなる光学手段と、を備えた放射
線画像読取装置において、前記光学手段とＣＣＤ素子を複数個設け、前記蛍光体パ
ネルから放出される光像を各々の光学手段とＣＣＤ素子
により分割して読取を行い、該分割された画像を一枚の
画像に再構築する画像再構築手段を備えたことを特徴と
する放射線画像読取装置。
【請求項２】前記光学手段の集光効率を０．０００７以
上、横倍率を０．０５以上に設定したことを特徴とする
請求項１に記載の放射線画像読取装置。
【請求項３】前記ＣＣＤ素子は、後方入射型の素子であ
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の放射
線画像読取装置。
【請求項４】前記ＣＣＤ素子を冷却する冷却手段を備え
ていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
１つに記載の放射線画像読取装置。
【請求項５】前記ＣＣＤ素子への撮像タイミングと放射
線照射タイミングとの同期をとることを特徴とする請求
項１〜請求項４のいずれか１つに記載の放射線画像読取
装置。
【請求項６】ＣＣＤ素子の受光面を覆うマイクロレンズ
アレイを含んで構成したことを特徴とする請求項１〜請
求項５のいずれか１つに記載の放射線画像読取装置。
【請求項７】前記画像再構築手段が、前記光学手段によ
る歪みを補正するための歪み補正手段と、該歪み補正手
段により歪み補正された画像を用いて画像重複部分の画
像信号を生成する重複部画像生成手段を含んでいること
を特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載
の放射線画像読取装置。
【請求項８】前記画像再構築手段が、前記ＣＣＤ素子に
より読み取られた画像信号から所望位置の画像信号を補
間により求める補間手段と、該補間手段により求められ
た画像信号を用いて画像重複部分の画像信号を生成する
重複部画像生成手段とを含んでいることを特徴とする請
求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の放射線画像読
取装置。
【請求項９】前記画像再構築手段が、前記光学手段によ
る歪みを補正するための歪み補正手段と、前記ＣＣＤ素
子により読み取られた画像信号から所望位置の画像信号
を補間により求める補間手段と、該歪み補正手段と補間
手段とにより補正された信号を用いて画像重複部分の画
像信号を生成する重複部画像生成手段とを含んでいるこ
とを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記
載の放射線画像読取装置。
【請求項１０】前記画像再構築手段が、前記被写体を通
さずに予め読み取られた再構築放射線画像データから感
度分布補正データを作成する感度分布補正データ作成手
段と、該感度分布補正データにより再構築放射線画像の
感度分布の補正を行う感度分布補正手段とを含んでいる
ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに
記載の放射線画像読取装置。
【請求項１１】被写体を透過した放射線を可視光領域の
光に変換する蛍光体パネルと、前記蛍光体パネルから放
出される光像を読み取るＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネ
ルから放出される光像を増幅することなく前記ＣＣＤ素
子に結像させるレンズからなる光学手段と、を備えた放
射線画像読取装置において、前記蛍光体パネル表面にピント調整用光学像を映し出す
ための光学像生成手段と、該ピント調整用光学像を前記
光学手段と前記ＣＣＤ素子により撮像した画像をもとに
ピント調整を行うピント調整手段と、を備えたことを特
徴とする放射線画像読取装置。
【請求項１２】被写体を透過した放射線を可視光領域の
光に変換する蛍光体パネルと、前記蛍光体パネルから放
出される光像を読み取るＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネ
ルから放出される光像を増幅することなく前記ＣＣＤ素
子に結像させるレンズからなる光学手段と、を備えた放
射線画像読取装置において、前記蛍光体パネルが、発光の平均波長が６００ｎｍ〜８
００ｎｍの蛍光体を含んでいることを特徴とする放射線
画像読取装置。
【請求項１３】被写体を透過した放射線を可視光領域の
光に変換する蛍光体パネルと、前記蛍光体パネルから放
出される光像を読み取るＣＣＤ素子と、前記蛍光体パネ
ルから放出される光像を増幅することなく前記ＣＣＤ素
子に結像させるレンズからなる光学手段と、を備えた放
射線画像読取装置において、前記蛍光体パネルが、３価のＥｕを不活した蛍光体を含
んでいることを特徴とする放射線画像読取装置。