JPH0882879A - 放射線画像情報読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射線画像情報読取装置において、励起光の
利用効率および輝尽発光光の集光効率を向上させるとと
もに、フレアを低減させることができるようにする。 【構成】 光ガイド18Ａ内に光学的界面34Ａを設け、こ
の界面34Ａの励起光17の光路上に、励起光17を反射し輝
尽発光光19を透過するダイクロイック部38Ａを設ける。
光ガイド18Ａに入射した励起光17は、ダイクロイック部
38Ａで反射されて蓄積性蛍光体シート14Ａを照射する。
シート14Ａから発せられた輝尽発光光19は界面34Ａのダ
イクロイック部38Ａおよびこれ以外の部分を透過して光
検出器20に検出される。輝尽発光光19のダイクロイック
部38Ａ以外の部分を透過する割合が高いため、光検出器
20における輝尽発光光の検出効率が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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励起光を照射して放射
線画像情報を担持する輝尽発光光を生じさせ、この輝尽
発光光を光電的に検出して放射線画像を表す画像信号を
得る放射線画像情報読取装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】記録された放射線画像を読み取って画像
信号を得、この画像信号に適切な画像処理を施した後、
画像を再生記録することが種々の分野で行われている。
たとえば、後の画像処理に適合するように設計されたガ
ンマ値の低いフイルムを用いてＸ線画像を記録し、この
Ｘ線画像が記録されたフイルムからＸ線画像を読み取っ
て電気信号に変換し、この電気信号（画像信号）に画像
処理を施した後コピー写真等に可視像として再生するこ
とにより、コントラスト，シャープネス，粒状性等の画
質性能の良好な再生画像を得ることができるシステムが
開発されている（特公昭61−5193号公報参照）。

【０００３】また本出願人により、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蓄積され、その後可視光等の
励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じた光量
の輝尽発光光を放射する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）
を利用して、人体等の被写体の放射線画像を一旦シート
状の蓄積性蛍光体に撮影記録し、蓄積性蛍光体シートを
レーザ光等の励起光で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電的に読み取って画像信号を
得、この画像信号に基づいて被写体の放射線画像を写真
感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力さ
せる放射線記録再生システムがすでに提案されている
（特開昭55-12429号等）。

【０００４】このシステムに用いる放射線画像情報読取
装置は、放射線画像情報が予め蓄積記録された蓄積性蛍
光体シートに励起光を照射するための励起光光学系と、
励起光の照射により蓄積性蛍光体シートから放射される
輝尽発光光を検出するための光検出器と、一端がシート
の近傍に設けられた他端が光検出器に光学的に接続され
て輝尽発光光を光検出器に導くための光ガイドとを備え
ている。

【０００５】上記システムにおいて、励起光の照射によ
って蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発光光のエ
ネルギーは励起光に比べて極めて弱く（約10^-5倍）かつ
無指向性である。このため、読取装置を構成するに当っ
ては、受光立体角を大きくしてできるだけ多くの発光光
を集光し、Ｓ／Ｎを高くする必要が生じる。

【０００６】そこで、本願出願人により、輝尽発光光の
受光立体角を充分に大きくとることにより輝尽発光光を
略完全に受光することが可能であり、Ｓ／Ｎの向上、励
起光源の小型化あるいは走査の高速化を図ることができ
る放射線画像情報読取装置が提案されている（特開昭60
-111238 号）。

【０００７】この読取装置は、導光材の光路途中に励起
光および輝尽発光光のうちの一方を選択的に反射し、他
方を選択的に透過させるダイクロイックな光学面が設け
られており、かつ励起光がこのダイクロイックな光学面
に直接入射し、この光学面での反射あるいは光学面での
透過によって導光材の輝尽性蛍光体近傍の端面から射出
して蓄積性蛍光体シートを励起するように励起光光学系
が配置されるように構成したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭60-111238 号に記載された読取装置においても、励
起光を100 ％透過し、輝尽発光光を100 ％反射するダイ
クロイックな光学面を形成することは困難である。すな
わち、ダイクロイック光学面における励起光の反射率は
90％程度であり、輝尽発光光の透過率も80％程度である
ため、励起光および輝尽発光光の一部が無駄になってし
まうものである。したがって、特開昭60-111238 号に記
載された装置においても、輝尽発光光の集光効率を向上
させることは困難であった。

【０００９】また、ダイクロイック面において励起光を
反射してシート上に走査する読取装置の場合は、励起光
がシートの表面で反射し、その反射した励起光がダイク
ロイック面で反射して再度シートに照射され、シートの
励起光が直接照射された箇所とは異なる箇所を走査して
しまい、得られた画像信号を再生したときに再生画像が
ぼけてしまうフレア現象が生じてしまうため、高画質の
再生画像を得ることができなかった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑み、輝尽発光光の集
光効率を向上させ、さらにはフレアを低減させることが
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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による放射線画像
情報読取装置は、放射線画像情報が蓄積記録された蓄積
性蛍光体シートに励起光を照射するための励起光光学系
と、該励起光の照射により前記蓄積性蛍光体シートから
発せられる輝尽発光光を光電的に検出する光検出器およ
び一端が前記シートの近傍に設けられ、他端が前記光検
出器に光学的に接続された、前記輝尽発光光を前記一端
から前記他端へ導くための光ガイドからなる光電読取手
段とを備え、前記光ガイドの一部に前記励起光および前
記輝尽発光光のうちのいずれか一方を選択的に反射し、
他方を選択的に透過させる光学面を有するダイクロイッ
ク部が設けられており、かつ前記励起光が該ダイクロイ
ック部に直接入射し、該光学面での反射あるいは透過に
よって前記光ガイドの前記一端から出射して前記シート
を励起するように前記励起光光学系が配されてなる放射
線画像情報読取装置において、前記ダイクロイック部
を、前記励起光の光路上にのみ設けたことを特徴とする
ものである。

【００１２】ここで、ダイクロイック部とは、励起光お
よび輝尽発光光のうちのいずれか一方を選択的に反射
し、他方を選択的に透過させるダイクロイックな光学面
が設けられた部分のことをいうものである。

【００１３】また、本発明による第２の放射線画像情報
読取装置は、前記光ガイド内に光学的界面を設け、該界
面の一部に前記ダイクロイック部を設けたことを特徴と
するものである。

【００１４】さらに、本発明による第３の放射線画像情
報読取装置は、前記光ガイド内に光学的界面を設け、該
界面の一部に前記励起光を透過し前記輝尽発光光を反射
するダイクロイック部を設け、該界面の該ダイクロイッ
ク部以外の部分に前記輝尽発光光を反射する反射部を設
けたことを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明による第４の放射線画像情報
読取装置は、前記ダイクロイック部が、前記光ガイドの
表面にダイクロイックコートを部分的に設けたことによ
り形成されていることを特徴とするものである。

【００１６】さらに、上述した本発明による放射線画像
情報読取装置においては、前記光検出器の入射端面に前
記励起光を吸収する励起光吸収フィルタを設けることが
好ましく、また、前記ダイクロイック部と前記光ガイド
の前記一端との間で前記励起光の光路以外の部分に、該
励起光を吸収する励起光吸収フィルタを設けることがさ
らに好ましい。

【００１７】

【作用および発明の効果】本発明による放射線画像情報
読取装置は、ダイクロイック部を励起光の光路上にのみ
設けたため、ダイクロイック部が励起光を反射し、輝尽
発光光を透過するタイプのものである場合、励起光の照
射により蓄積性蛍光体シートから発せられた輝尽発光光
は、ダイクロイック部のみでなく、ダイクロイック部以
外の部分をも通って光検出器に到達して光検出器に検出
されることとなる。このため、ダイクロイック面を光ガ
イド内の光学的な界面全体に設けたものと比較して、輝
尽発光光がダイクロイック面により反射される割合が少
なくなり、輝尽発光光の検出効率を向上させることがで
きる。また、ダイクロイック部が励起光を透過し、輝尽
発光光を反射するタイプのものであっても、シートから
発せられた輝尽発光光はダイクロイック部のみでなく、
ダイクロイック部以外の部分を通って光ガイド内を反射
して光検出器に到達して光検出器に検出されるため、ダ
イクロイック部が励起光を反射し、輝尽発光光を透過す
るタイプのものである場合と同様に、輝尽発光光の検出
効率を向上させることができる。

【００１８】また、光ガイド内に光学的界面を設け、こ
の界面の一部に励起光を透過し、輝尽発光光を反射する
ダイクロイック部を設けた場合に、界面のダイクロイッ
ク部以外に輝尽発光光を光検出器に向けて反射する反射
部を設けることにより、蓄積性蛍光体シートから発せら
れた輝尽発光光のうち反射部に到達した輝尽発光光はこ
こで反射されて光検出器に検出されるため、輝尽発光光
がロスする割合が少なくなり、輝尽発光光の検出効率を
より向上させることができる。

【００１９】さらに、光検出器の入射端面に励起光を吸
収する励起光吸収フィルタを設けることにより、光検出
器に励起光が入射されることを防止できる。

【００２０】また、ダイクロイック部と光ガイドの一端
との間で励起光の光路以外の部分に励起光を吸収する励
起光吸収フィルタを設けることにより、蓄積性蛍光体シ
ートの表面で反射された励起光は、このフィルタに吸収
されるため、励起光がダイクロイック部で再度反射して
シートに照射することによるフレアの発生を防止するこ
とができる。なお、この場合励起光の光路を通って光検
出器の方向に反射する励起光は、ダイクロイック部にお
いて反射されるため、光検出器への入射は阻止されるこ
ととなる。

【００２１】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

【００２２】図１は本発明による放射線画像情報読取装
置の実施例を表す図、図２は図１のIII-III 線断面図で
ある。図１に示すように本発明による放射線画像情報読
取装置においては、放射線画像が蓄積記録された蓄積性
蛍光体シート14には、励起光源16から発せられる励起光
17が照射される。この励起光17は、輝尽発光光19との分
離を容易にするため、その波長ができるだけ輝尽発光光
の波長より離れているもの、すなわちそのスペクトルが
できるだけ輝尽発光光のスペクトルと重ならないもので
あることが必要である。例えば蓄積性蛍光体シート14に
用いる蛍光体として300 〜500 ｎｍの波長の輝尽発光光
を発する希土類元素付活アルカリ土類金属フルオロハラ
イド蛍光体を用いた場合は、励起光として、例えば輝尽
発光光より波長の長いＨｅ−Ｎｅレーザ光（633 ｎ
ｍ）、半導体レーザ光（680 ｎｍ）、半導体レーザ励起
固体レーザ（657 ｎｍ）、ＹＡＧレーザ光（1064ｎ
ｍ）、ルビーレーザ光（694 ｎｍ）等が用いられるのが
好ましい。

【００２３】なお、本実施例においては、蛍光体として
ＢａＦＢｒ：Ｅｕ蛍光体を用いるものとする。ＢａＦＢ
ｒ：Ｅｕ蛍光体に管電圧80ＫＶｐのＸ線を照射した後、
波長の異なる光エネルギーを与えた時に放射される蛍光
の強度変化、すなわち励起スペクトルを図８に示す。ま
た、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ蛍光体に管電圧80ＫＶｐのＸ線を
照射した後、Ｈｅ−Ｎｅレーザで励起したときの発光ス
ペクトルを図９に示す。図８に示すように、ＢａＦＢ
ｒ：Ｅｕ蛍光体はＨｅ−Ｎｅレーザ光の波長を含む500
〜700 ｎｍが最適励起波長範囲であり、図９に示すよう
に、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光の照射により400 ｎｍがピーク
の輝尽発光光を発するものである。

【００２４】図１に示すように、励起光17は光ガイド18
から蓄積性蛍光体シート14に照射され、また輝尽発光光
はこの光ガイド18内を通って光検出器20に導かれる。光
検出器20としては例えば光電子増倍管が好ましい。なお
光ガイド18には、励起光と輝尽発光光とを分離するダイ
クロイックな光学面を有するダイクロイック部を設ける
が、その分離が不完全で僅かな励起光が光検出器20に入
射する場合には、輝尽発光光だけを選択透過させるフィ
ルタを光検出器20の受光面に設けてもよく、またそうす
ることが好ましい。

【００２５】光検出器20が検出した画像情報は、図示し
ない画像処理装置で電気的に画像処理され、再生装置に
より遮光フイルム等の記録材料やＣＲＴ等の表示装置に
可視像として出力される。

【００２６】次に本発明に係る読取装置に用いられる光
ガイドの詳細について説明する。本実施例では蓄積性蛍
光体シート14Ａは平板状の送り台30に保持されている。
また光ガイド18Ａはガラスやアクリル板などの透明な材
料を用いて緩やかに湾曲した板状に形成され、その一方
の端面（入射端面）32Ａは、送り台30の送り方向と直交
するように延在しかつシート14Ａの表面に略平行に近接
して対向する。光ガイド18Ａの他端（射出端面）は光検
出器20の受光面の形状に合わせて円形に巻き重ねられて
いる。また光ガイド18Ａの励起光17が入射される部分お
よび端面32ＡにはＡＲ（Anti-refletion）コート40を施
すことが好ましい。端面32Ａ側の端部には図２に示すよ
うに長手方向に光学的界面34Ａが端面32Ａに対して45°
をなすように設けられている。そしてこの界面34Ａに
は、ダイクロイック部38Ａが設けられている。このダイ
クロイック部38Ａはこの光ガイド18Ａの端面32Ａ側端部
を断面三角形に分割し、この分割面に例えば高屈折率物
質と低屈折率物質との膜を多層に形成した後、この分割
面を再び接合することにより作られる。このダイクロイ
ック部38Ａは例えば45°入射角では図６に示すような分
光特性を持ち、輝尽発光光19に対しては45°の入射角を
中心にできるだけ広い入射角で高い透過率を持つことが
望ましい。

【００２７】励起光源16から放射された励起光17はシー
ト14Ａと略平行に界面34Ａのダイクロイック部38Ａに入
射しこのダイクロイック部38Ａ上を走査するように偏向
器36によって振られる。なお、励起光17をダイクロイッ
ク部38Ａに略一定角で入射させるため、偏向器36Ａとダ
イクロイック部38Ａとの間にレンズまたは凹面鏡を設け
てもよい。

【００２８】本実施例においては、励起光17はダイクロ
イック部38Ａに横方向から45°の入射角で入射し、この
ダイクロイック部38Ａで略90％程度反射されて光ガイド
18Ａの端面32Ａから蓄積性蛍光体シート14Ａに照射され
る。この励起光17により、シート14Ａは予め記録された
放射線画像情報に対応した輝尽発光光19を発生する。こ
の輝尽発光点の上方は、端面32Ａが十分に広い面積で覆
っているため、上方に放射された輝尽発光光19の略全部
が励起光17の蓄積性蛍光体シート14Ａ表面における反射
光の一部と共に端面32Ａから光ガイド18Ａに入る。この
光ガイド18Ａに入った輝尽発光光19は光学的界面34Ａお
よびダイクロイック部38Ａを透過し光ガイド18Ａ内面で
全反射を繰り返しつつ光検出器20に導かれ、その光量が
検出される。この際、ダイクロイック部38Ａは励起光17
の光路上にのみ設けられているため、ダイクロイック部
38Ａの輝尽発光光の透過率が80％以下と低い場合であっ
ても、輝尽発光光はそれほどロスされることなく、光検
出器20に検出される。なお、この際、光ガイド18Ａ内に
反射した励起光17は、励起光カットフィルタ21により、
光検出器20に入射されることが防止される。励起光17に
よる走査が一度終る間に送り台30Ａは走査線間隔分だけ
移動し、再び励起光17による走査が行われる。以上の動
作を繰り返すことにより蓄積性蛍光体シート14Ａに蓄積
記録されている画像情報が順次読み取られる。

【００２９】なお、上述した実施例においては、図３に
示すように光ガイド18Ａの端面32Ａとダイクロイック部
38Ａとの間で、励起光17の光路以外の部分に、励起光17
を吸収する励起光カットフィルタ42を設けるようにして
もよい。このように励起光カットフィルタ42を設けるこ
とにより、シート14Ａで反射された励起光17が光検出器
20に入射することが防止され、反射した励起光17がダイ
クロイック部38Ａで再度反射して蓄積性蛍光体シート14
Ａに照射されることによるフレア現象の発生を防止する
ことができる。なお、シート14Ａで反射された励起光17
の光路を通って戻る励起光17は、ダイクロイック面で光
ガイド18Ａの外方へ反射されることとなるため、フレア
現象は問題とならない。

【００３０】次いで本発明の第２実施例について説明す
る。図４は本発明による放射線画像読取装置の第２実施
例を表す図であり、図５は本発明による放射線画像読取
装置の第２実施例に使用される光ガイドの一部拡大図で
あり、図４のVI-VI 線断面図である。図４に示すように
本発明による放射線画像読取装置の第２実施例は、光ガ
イド18Ｂを、送り台30Ｂに保持された蓄積性蛍光体シー
ト14Ｂと略平行な板状の第１光ガイド18Ｂａと、その一
端面に接合された角棒状の第２光ガイド18Ｂｂとで形成
し、第２の光ガイド18Ｂｂの下の端面（入射端面）32Ｂ
を蓄積性蛍光体シート14Ｂと略平行に近接対向させると
ともに、その上部に光学的な界面34Ｂを形成し、この界
面34Ｂにダイクロイック部38Ｂを形成する。また、界面
34Ｂのダイクロイック部38Ｂ以外の部分には輝尽発光光
19を反射するための反射膜44が設けられている。このダ
イクロイック部38Ｂは45°の入射角の励起光17を透過し
かつ輝尽発光光19を反射するように作られ、その45°入
射角に対する分光特性は図７に示すようになっている。

【００３１】本発明による第２実施例では、励起光源16
から放射された励起光17は偏向器36Ｂで振られつつ上方
から第２光ガイド18Ｂｂに入り、ダイクロイック部38Ｂ
を透過して蓄積性蛍光体シート14Ｂに照射される。また
シート14Ｂからの輝尽発光光Ａは図５に示すように端面
32Ｂから第２の光ガイド18Ｂｂに入り、さらに界面34Ｂ
で反射されて第１光ガイド18Ｂａに入る。そして光ガイ
ド18Ｂａ内で全反射を繰り返しつつ光検出器20に導かれ
る。この際輝尽発光光19はダイクロイック部38Ｂよりも
輝尽発光光19の反射率が大きい反射膜44において反射さ
れる割合が大きいため、光検出器20での輝尽発光光19の
検出効率が向上される。

【００３２】この第２実施例によれば光ガイド18Ｂは蓄
積性蛍光体シート14Ｂと略平行に配設できるので、前述
した第１実施例における光ガイド18Ａのように大きく湾
曲させる必要が無くなり小型化に適する。

【００３３】なお、上述した実施例においては、光ガイ
ド内に光学的界面を設け、この界面にダイクロイック部
を設けるようにしているが、これに限定されるものでは
なく、例えば、図10に示すように光ガイド18Ｃの表面に
ダイクロイック部38Ｃを設け、ここに励起光17を入射せ
しめて、蓄積性蛍光体シート14Ｃを照射し、シート14Ｃ
から発せられる輝尽発光光を光ガイド18Ｃにより光検出
器20に導くようにしてもよいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線画像情報読取装置の第１実
施例を表す図

【図２】光ガイドの詳細を表すための図１のIII-III 線
断面図

【図３】光ガイドの他の実施例を表す図

【図４】本発明による放射線画像情報読取装置の第２実
施例を表す図

【図５】光ガイドの詳細を表すための図４のVI-VI 線断
面図

【図６】第１実施例におけるダイクロイック面の分光特
性を表す図

【図７】第２実施例におけるダイクロイック面の分光特
性を表す図

【図８】本実施例に用いられる蓄積性蛍光体シートの励
起スペクトルを表す図

【図９】本実施例に用いられる蓄積性蛍光体シートの発
光スペクトルを表す図

【図１０】光ガイドの他の実施例を表す図

【符号の説明】

14Ａ，14Ｂ 蓄積性蛍光体シート 17 励起光 18Ａ，18Ｂ，18Ｃ 光ガイド 19 輝尽発光光 20 光検出器 21，42 励起光カットフィルタ 34Ａ，34Ｂ 光学的界面 38Ａ，38Ｂ，38Ｃ ダイクロイック部 40 ＡＲコート

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性
   蛍光体シートに励起光を照射するための励起光光学系
   と、該励起光の照射により前記蓄積性蛍光体シートから
   発せられる輝尽発光光を光電的に検出する光検出器およ
   び一端が前記シートの近傍に設けられ、他端が前記光検
   出器に光学的に接続された、前記輝尽発光光を前記一端
   から前記他端へ導くための光ガイドからなる光電読取手
   段とを備え、前記光ガイドの一部に前記励起光および前
   記輝尽発光光のうちのいずれか一方を選択的に反射し、
   他方を選択的に透過させる光学面を有するダイクロイッ
   ク部が設けられており、かつ前記励起光が該ダイクロイ
   ック部に直接入射し、該光学面での反射あるいは透過に
   よって前記光ガイドの前記一端から出射して前記シート
   を励起するように前記励起光光学系が配されてなる放射
   線画像情報読取装置において、 前記ダイクロイック部を、前記励起光の光路上にのみ設
   けたことを特徴とする放射線画像情報読取装置。
2. 【請求項２】 前記光ガイド内に光学的界面を設け、該
   界面の一部に前記ダイクロイック部を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の放射線画像情報読取装置。
3. 【請求項３】 前記光ガイド内に光学的界面を設け、該
   界面の一部に前記励起光を透過し前記輝尽発光光を反射
   するダイクロイック部を設け、該界面の該ダイクロイッ
   ク部以外の部分に前記輝尽発光光を前記光検出器に向け
   て反射する反射部を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の放射線画像情報読取装置。
4. 【請求項４】 前記ダイクロイック部が、前記光ガイド
   の表面にダイクロイックコートを部分的に設けたことに
   より形成されていることを特徴とする請求項１記載の放
   射線画像情報読取装置。
5. 【請求項５】 前記光検出器の入射端面に前記励起光を
   吸収する励起光吸収フィルタを設けたことを特徴とする
   請求項１から４のいずれか１項記載の放射線画像情報読
   取装置。
6. 【請求項６】 前記ダイクロイック部と前記光ガイドの
   前記一端との間で前記励起光の光路以外の部分に、該励
   起光を吸収する励起光吸収フィルタを設けたことを特徴
   とする請求項１から５のいずれか１項記載の放射線画像
   情報読取装置。