JPS62203464A - 放射線画像情報読取装置 - 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】 （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蛍光
体シートに励起光を照射し、それによって該蓄積性蛍光
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＠吸フィルターを用いて上記励
起光の利用効率向上を図っ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） ある種の蛍光体にｔｌｉｔＡ線（Ｘ線、α線、β線、Ｔ
線、電子線、紫外線等）を照射すると、この牧ＩＪＪ線
エネルギーの一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光体に
可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギー
に応じて蛍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のシートに記録し、この蓄
積性蛍光体シートに励起光を照射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
み取って画像信号を１停、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１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ユ
　（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ｌｄに
わたって画像を記録しつるという実用的な利点を有して
いる。すなわち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光
量に対して蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の
光量が極めて広い範囲にわたって比例することが認めら
れており、従っ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、蓄積性蛍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って電気信号に変換し、
この電気信＠を用いて写真感光材料等の記録材料、ＣＲ
Ｔ等の表示装置に放射線画像を可視像として出力させる
ことによって、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、輝尽発光光の読取りは大別して２つの方法により行
なわれる。すなわちその一方は、画素分割を励起光走査
によって行ない、輝尽発光光の検出は広い受光面を有す
る受光素子（例えば光電子増倍管等）により行なうもの
であり、他方は、画素分割を受光素子（例えば２次元固
体搬像素子や半導体ラインセンサ等）において行ない、
電気回路によって時系列画像信号を形成するものである
。

しかし前者の方法においては、励起光走査を行なうため
に光偏向器が必要となって装置が複雑、大型化し、また
励起光走査により１＠素ずつ順に処理するので、全体の
処理時間が長くなり高速読取りが困難であるという不具
合がある。そして光電子増倍管を用いる場合には増倍管
本体およびその集光光学系のために特に装置が大型化し
やすいという難点がある。

また後者の方法においては、高速読取りが可能で読取装
置を小型に形成できるという利点が有るものの、２次元
固体撮像素子や半導体ラインセンサの感度、Ｓ　、／　
Ｎが良くない、という欠点がある。

（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
、小型に形成可能で読取処理速度も速く、ざらに感度、
Ｓ　、／　Ｎの点でも優れた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乞 （発明の、構成〉 本発明の放射線画像情報読取ＶＣ置は、基本的には前述
の画素分割された光電変換素子からなる光検出器によっ
て輝尽発光光検出を行なうようにし、この光検出器を蓄
積性蛍光体シートの励起光照ＯＡ面と反対の面側に該シ
ートに対向するように配置して用い、 そしてシートに近接した励起光光路に、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反射する多１幌フィル
ターを配置したことを特徴とするものである。

上記の検出器は、シートを介して励起光源と反対側に設
けられているので、励起光の光路との関係においてその
配置を考慮する必要がない：従って上記光検出器は効率
的に輝尽発光光を入射せしめることのできる任意の位置
に配されることができる。また、本発明装置にあける検
出器は、その構造においても励起光を通過させたりする
ことのない、一般的な光検出器を用いることができる。

例えば特開昭６０−１１１５６８Ｍに示されるように遮
光性基板上に電極層、光導電体＠および分割された透明
電極曙を積重して形成したもの等が利用できる。

また、上述の多＠膜フィルターは、光屈折率が異なる２
種類以上の物質を真空蒸着等によって、基板上に光の波
長のコ／４程度の厚さで数１から数＋１逐次積層してな
るものでめる。この場合、各物質の光屈折率および嗅厚
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。、、なお低回折率物質としては例えば３ｉ０ｚ、
ＭＱＦｚ等、一方高曲折率物質としては例えばＴＩＣｈ
、ＺｒＯ２、Ｚｎ　Ｓ等が用いられる。

また、多＠摸フィルターを蓄積性蛍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、咳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１！ＩＩフィルターが蓄積性蛍光体シー
トに近接して励起光光路に配設されている場合、入射角
を十分量ざくして（通常はできるだけＯｏに近くして）
蓄積性蛍光体シート上に入射せしめられる励起光は、多
＠嗅フィルターを良好に透過して該シート上に到達する
。そしてこの蓄積性蛍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＠幌フィルター側
に戻るが、この際大きな入射角で多＠膜フィルターに入
射する励起光は該フィルターにおいて多量が反射し、再
度蓄積性蛍光体シート側に折り返されることになる。つ
まり蓄積性蛍光体シート上で反射した励起光が、いわば
該シートと多＠膜フィルターとの間に閉じ込められる形
となり、励起光が蓄積性蛍光体のＦｊｊＪ起のために有
効に利用されるようになる。

一方、上記多＠膜フィルターを設けたことにより、上記
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
た輝尽発光光のうち、光検出とは逆方向、すなわち多＠
幌フィルターが設けられた側に発した発光光が検出され
ないことによる輝尽発光光の損失も防ぐことができる。

すなわち、光検出と逆方向に発した輝尽発光光は、多１
１１ｆｌフィルターによりその入射角度に依らず良好に
反射されるので、この輝尽発光光を光検出器に入射せし
めることができ、ｑｌ尽発光光を従来よりも効率良く検
出することができる。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明の詳細な説
明する。

第１．２および３図は本発明の第１実ｍ態様装置を示す
ものである。この実施態様装置は一例として、読取部が
ラインセンサとして形成されたものである。例えばＸ？
Ｊ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牧射線画像情報を蓄積記録した
蓄積性蛍光体シート１０は、第１図に示されるように２
対のニップローラ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。そして上記蓄積性
蛍光体シート１０に下方側から近接させて、ラインセン
サ３が配されている。このラインセンサ３は、上記副走
査の方向Ｙと略直角な方向に、シート１０の記録領域全
幅に亘って延びるように配されている。そしてシート１
０の上方には、このラインセンサ３に、シート１０を介
して対向して延びる線状の励起光源２が配されている。

この線状の励起光源２としては例えば、ＬＥＤや半導体
レーザを列状に連ねて同時に発光させるアレイ又は無指
向性の光源、例えば蛍光灯、Ｘｅランプ等にスリットも
しくは小孔の列を有するアパーチャーを組合せたもの等
が使用できる。

第２図、第３図はそれぞれ、上記ラインセンサ３の正断
面形状、側断面形状を示すものであり、以下これら第２
．３図を参照してラインセンサ３について詳しく説明す
る。ラインセンサ３は遮光性基板６上に透明電極＠７、
簿１光導電体＠８、透明電極１！９を横１して形成され
ている。ここで透明電極＠７もしくは９のいずれか又は
その双方を画素毎に分割することにより、この積１体は
画素に対応した多数の固体光電変換素子の連なりを形成
することになる。本装置は一例として、透明電極＠９を
画素毎に分割したものである。

蓄積性蛍光体シート１０から放射線画像情報を読み取る
際には、励起光源２から該シートに励起光１４が線状に
照射される。この励起光照射によりシート１から発生さ
れる画像情報を担持した輝尽発光光１５は、透明電極！
！！９を透過して光導電体＠８に受光される。該光導電
体、＠８としては、そのエネルギーギャップＥＣＩが輝
尽発光光１５のエネルギーｉｌｃ／λｚ（−ｈν２）よ
りも小ざいものが用いられる。

また、透明電極＠９（例えばＩＴＯで形成される）はラ
インセンサ３の長手方向に微小単位に分割されており、
分割された１つの透明電極＠９と透明電極台７との間に
生じた電位差（２つの電極＠７．９の間の光導電体＠８
内で、輝尽発光光１５の受光により発生するフォトキャ
リアによる信号が蓄積されて生じた電位差）が１画素分
の画像信号に相当する。このように分割されたＮ種部に
取り出されるフォトキャリアによる信号を、後述のシフ
トレジスタを用いて順次時系列的に読み出す。

これにより１走査線分の画像信号を得ることができる。

この後、蓄積性蛍光体シート１０を前記光源２およびラ
インセンサ３に対して矢印Ｙ方向に１走査線ピツチづつ
移動させる度に上述した操作を操り返せば、シート１０
の全面にわたる画像情報を時系列的な画像信号として読
み取ることができる。

次にラインセンサ３に続く走査回路について説明する。

第４図は光導電体を用いたラインセンサおよび走査回路
の等価回路である。光導電体を用いた固体光電変換素子
８ａ、８ｂ、８Ｃに輝尽発光光（ｈν２）が当たって発
生するフォトキャリアによる信号は、光導電体３ａ　、
Ｆ３ｂ　、　８ｃ内のキャパシタＣ！に蓄積される。蓄
積されたフォトキャリアの信号は、シフトレジスタ１６
によって行なわれるスイッチ部１７の順次開閉により順
次読み出され、これにより時系列化された画像信号を得
ることができる。画像信号は、この後増幅器１２で増幅
されてその出力端子１３から出力される。

なあ、スイッチ部１７およびシフトレジス９１らからな
るＭ２Ｓ部は、ＣＯＤに置き替えてもよい。

またラインセンサ３は、以上述べた実ｆ１１．態様にお
けるものの他、例えば特開昭６０−１１１５６８号に示
されるようにフォト・ダイオードのアレイからなるもの
等が使用されてもよい。

また上記の例で光検出器は、固体光電変換素子を多数１
列に並べたラインセンサとされているが、本発明に６け
る光検出器はこれに限られるものではなく、固体光電変
換素子を１つ有する点状センサとしてもよいし、固体光
電変換素子を二次元的アレイ状に並べた面状センサとし
てもよい。

次に、前述の多＠嗅フィルター３０による作用について
詳しく説明する。この多＠暎フィルター３０は一例とし
て、フィルターへの入射角がＯｏである際に第５図に示
すような分光透過率特性を有するバンドパスフィルター
であり、第２図および第３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ＩＩ
！１１１３０Ｂとからなる。この多＠嗅フィルター３０
はその多−ｊｌｉ３０３が前記シート１０と直接接する
ように配されている。

またレーザビーム１４は多Ｔａ慢フィルター３０に略垂
直な方向、すなわち入射角が略Ｏ°となるように入射せ
しめられる。上記多１慢フィルター３０は光をほとんど
吸収せず、従ってこの第５図に示される透過率を”ｌ　
（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１４として、）−
１ｅ−Ｎｅレーザから射出された波長６３３　ｎｍのビ
ームが用いられている。第５図に示すように、このレー
ザビーム１４に対する多１模フィルター３０の光透過率
は、入射角がＯｏの際、すなわち、シート１０の励起の
ために入射する際には９０％程度となっている。また波
長６３０〜６５０　ｎｍ以外の入射角がＯｏの光に対す
る多ＩＩｍフィルター３０の光透過率はほぼ０％となっ
ている。

−力木実施態様装置において放射線画像情報読取りにか
けられる蓄積性蛍光体シート１０は、上記レーザビーム
１４の励起により、３６０〜４２００ｍ　（主に３９０
　ｎｍ）の波長の輝尽発光光１５を発するものである。

第６図に、多＠嗅フィルター３０による上記３９０　ｎ
ｍと６３３０ｍの光の透過率の入射角依存性を示す。

励起光としてのレーザビーム１４は前述のように、Ｏｏ
に近い入射角で蓄積性蛍光体シート１０上に入射せしめ
られるユしたがってこのレーザビーム１４は、透過率９
０％程度で多１＃！Ａフィルター３０を良好に透過し、
蓄積性蛍光体シート１０上に到達し、前述のように蓄積
性蛍光体シート１０を励起する。このレーザビーム１４
は蓄積性蛍光体シート１０の表面である程度反射し、多
層膜フィルター３０側に戻る。

この反射は乱反射であり、反射光１４ａ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１４ａのうち大きな入射角で多＠幌フ
ィルター３０に入射する光は、前述のような特性を備え
た該フィルター３０によって高い反射率で反射され、再
度蓄積性蛍光体シート１０側に戻って蓄積性蛍光体シー
ト１０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１４が多＠幌フィルター３０と蓄
積性蛍光体シート１０との間に閉じ込められる形となり
、蓄積性蛍光体シート１０の励起のために有効に利用さ
れるようになる。

また輝尽発光光１５もまちまちの角度で多＠喚フィルタ
ー３０に入射するが、該多層膜フィルター３０は、第６
図に示すように、輝尽発光光１５についてはその入射角
に依らずに常に１００％近くを反射する。従って輝尽発
光光１５のうち多層膜フィルター３０側に発散した光は
第２図に示すようにその多くが多＠嗅フィルター３０に
反射され、蓄積性蛍光体シート１０の下側に配されたう
インセンサ３に入射せしめられる。このように上記多＠
膜フィルターを用いたことにより、本実施態様の装置に
よれば励起光であるレーザビームを有効に利用して輝尽
発光光の光量を増大させるとともに、この、ｌｖ！尽発
光光の検出を効率良く行ない、装置の感度およびＳ／Ｎ
を従来より顕著に高めることができる。

なお、上記実ｔｆ＆態様における多＠嗅フィルターは入
射する輝尽発光光を１００％近く反射し、また励起光は
入射角がＯｏである場合に９０％程度透過する等極めて
好ましい特性を有するものでおるが、一般的には励起光
の光透過率が入射角度０〜５゜の場合に７０％以上であ
り、励起光の反射率が入射角１ｇ　３０’以上の場合に
６０％以上であり、かつ輝尽発光光の反射率が６０％以
上であれば好ましい感度上昇の効果を達成することがで
きる。また、多１摸を支持する基板としては前記ガラス
基板の他にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
、ポリ塩化ごニリデン、ポリアミドなどからなる透明な
プラスチックシートを用いてもよい。

本発明者らの実験によれば、上述のように多―摸フィル
ター３０を設けて励起光の利用効率を高めることにより
、該多層膜フィルター３０を設けない場合に比べて読取
感度を２倍程度に高められることか分かった。

なお以上説明した例においては、多鳴暎フィルター３０
か蓄積性蛍光体シート１０に接するように配置されてい
るが、第７図に示すように多１幌フィルター３０＠、蓄
積性蛍光体シート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
、蓄積性蛍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＠唄フィルター３０を蓄積性
蛍光体シート１０から離して配置してあけば、蓄積性蛍
光体シート１０および多ｖＩ！ａフィルター３０の１ｆ
粍が防止されて好ましい。

また、多１ｖＡフィルターは、蓄積性蛍光体シートに近
接した励起光光路にあればよく、上述のようにシートに
対して相対的に移動するものの他に、例えばシートの走
査領域全体に多１ｖＡフィルターを一時的に密着させ、
シートの副走査手段とともにフィルター送り手のを設け
て多苦嗅フィルターをシートとともに副走査方向に送る
ようにしてもよい。この場合には画像情報読取り済みの
蓄積性蛍光体シート上から多＠ＩＩ！フィルターを読取
開始位置まで戻して、次に読取りを行なうシート上に垂
ねる操作を繰り返すようにすれば、多＠犠フィルターは
１つだけ設ければよいことになる。

（弁明の効果） 以上詳細に説明しに通り本発明の放射線画像情報読取装
置においては、各画素の信号を光点の定歪によってでは
なく電気回路によって時系列化する、光電変換素子から
なる光検出器を用いているから、敢ｅＡ線画像情報読取
速度を十分に高めることかでき、また光点走査用の光偏
向器や集光光学系か不要であるから、装置の小型化か達
成で８るユまた不弁明装置に６いては、蓄積性蛍光体シ
ーｉに近接する励起光光路に配置した多―膜フィルター
の作用で、励起光の利用効率を十分に高めることができ
、同時に輝尽発光光の検出効率も高めることができる。

従って不弁明装置によれば、小出力の励起光源を用い、
消費電力も少なくして牧射線画像情報読取りの感度を十
分に上げることかでき、また読取信号の８．／Ｎを高め
ることができる。

ざらに、本弁明装＠は、上記のような効果を秦する多層
幌フィ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、すべての蓄積性蛍光体シートに高価な
多１模フィ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かできる。

【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図および第３図はそれぞれ、上記実施態様装置の要
部を示す正断面図と側断面図、第４図は上記実施態様装
置に用いられた走査回路を示す回路図、 第５図は、本発明装置に用いられる多層嗅フィルターの
分光透過率特性を示すグラフ、第６図は上記多層膜フィ
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、 第７図は本発明の別の実施態様装置を示す側面図である
。 ２・・・励起光源　　　　　　３・・・ラインセンサ６
・・・遮光性基板　　　　　７・・・透明電極１８・・
・光導電体層 ９・・・画素分割された透明！［！ １０・・・蓄積性蛍光体シート　１１・・・シート搬送
手段１４・・・励　起　光　　　　　１５・・・輝尽発
光光３０・・・多＠膜フィルター　　３ＯＡ・・・基　
　　仮３０３・・・多　＠　喚 第１図 第′２図 ｚ１″′４　図 第６図 第７図 入４１角度

Claims (2)

【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
   ートに励起光を照射する励起光源と、画素分割された光
   電変換素子からなり、前記シートの励起光照射面と反対
   の面側に該シートに対向して配された光検出器と、 前記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
   に反射する、前記シートに近接した励起光光路に配され
   た多層膜フィルターとからなる放射線画像情報読取装置
   。
2. （２）前記多層膜フィルターが、入射角度が０〜５°の
   励起光の光透過率が７０％以上であり、入射角度が３０
   °以上の励起光の反射率が６０％以上であり、かつ前記
   輝尽発光光の反射率が６０％以上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
   。