JPS62208041A - 放射線画像情報読取装置 - Google Patents

放射線画像情報読取装置

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JPS62208041A
JPS62208041A JP61051664A JP5166486A JPS62208041A JP S62208041 A JPS62208041 A JP S62208041A JP 61051664 A JP61051664 A JP 61051664A JP 5166486 A JP5166486 A JP 5166486A JP S62208041 A JPS62208041 A JP S62208041A
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excitation light
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light
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雄一 細井
Kenji Takahashi
健治 高橋
Satoru Arakawa
哲 荒川
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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@膜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あり、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l局発光光を生ぜ
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冑、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
線画像を可禍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e 
(特開昭55−12429@、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
っ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、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に
対して蓄積後に動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摸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
体撮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画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る。
(発明の構成) 本発明の放射線画像情報読取装置は、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射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、 前記シートと前記光検出器の間に、前記励起光を良好に
反射し、前記輝尽発光光を良好に透過させる多@模フィ
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、本発明装置における検
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60−111568号に示されるように遮
光性基板上に電極1.光導電体@および分割された透明
電極饗を積層して形成したもの等が利用でき乞 また、上述の多@模フィルターは、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1./4程宴の厚さで数1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。なお低屈折率物質としては例えばS ! 02
 、MCI F2等、一方高印折率物質としては例えば
TfOz、ZrO2、Zn S等が用いられる。また、
上記のような透過および反射特性を有する多11!!フ
ィルターとしては、ダイクロイツタフィルター等を挙げ
ることができる。
なお多@膜フィルターを蓄積性蛍光体シートと光検出器
の間に配するとは、該フィルターを光検出器の表面に接
するように取り付けてもまた反対に蓄積性蛍光体シート
の表面に接するように取り付けてもよいし、ざらには蓄
積性蛍光体シートと光検出器の双方から微小距離ずつ離
してもよい。
(作  用) 上記のような多層膜フィルターが蓄積性蛍光体シートと
光検出器の間に設けられていると、シート中から輝尽発
光光を励起することなくシートを通過した一部の励起光
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
蛍光体シートを通過した励起光が、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って蓄積性蛍光体シートか
ら発せられた輝尽発光光も該シートから出射するが、こ
の輝尽発光光は前述のような特性の多層膜フィルターを
良好に透過するので、光検出器によって効率良く検出さ
れうる。
(実施態様) 以下、図面に示す実aS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実施態様装置を示す
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10
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ヤ半導体レ
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、
N@光導電体@8、透明電極@9を積りして形成されて
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、この積層体は画
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。そして蓄積性蛍光体シート
10に対向する上記透明電極19の表面には、侵に詳述
する多層膜フィルター30が設けられている。
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、透明電極層
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Elllが輝尽発
光光15のエネルギー h c 、/λ2 (−hν2
)よりも小ざいものが用いられる。
また、透明電極!!i9(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N9と透明電極@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、暉尽発光光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極
毎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う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8a、8
b、8C内のキャパシタC1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
できるヨ画像信号は、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。
なお、スイッチ部17およびシフトレジスタ16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、以上述べた実施態様におけるも
のの伯、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
列に並べたうインセンサとされているが、本発明におけ
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、前述の多層膜フィルター30による作用について
詳しく説明する。この多層膜フィルター30は一例とし
て、第5図に示すような分光透過率特性を示すグイクロ
イッタフィルターであり、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多
@1l130Bとからなる。
また、本実施態様において該フィルター30は、ライン
センサ3の透明電極1f9と上記基板30Aを密着させ
、多@11230Bが蓄積性蛍光体シート10から微小
距離離れるように配置されている。
上記多@幌フィルター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1(100%)がら
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、He−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、波長633 nmのビームに対
する多@幌フィルター30の光反射率は90%程度とな
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、360〜420 nm (主に39
0 nm)の波長の輝尽発光光15を発するものである
。第5図に示すように波長390 nmのビームに対す
る多層膜フィルター30の光透過率は80%程度となっ
ている。
励起光としての光ビーム14は前述のように蓄積性蛍光
体シート10に入射せしめられ、蓄積性蛍光体シート1
0を励起する。このレーザビーム14はその一部が蓄積
性蛍光体シート10を励起することなくシート10を透
過してこのシート10の下側に放出される。この励起光
の透過光14a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(おいては、励起光であるレー
ザビーム14が多1膜フィルター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も多層膜フィルター30に入射す
るが、該多層膜フィルター30は、第5図に示すように
、輝尽発光光を良好に透過させるから、該輝尽発光光は
ラインセンサ3により効率的に検出される。このように
上記多層膜フィルターを用いたことにより、本実1M態
様の装置によれば、暉局発光光の検出に影響を与えるこ
となく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て装置の感度を従来より顕著に
高めることができる。また、この多@膜フィルター30
を設けたことにより、該フィルターを励起光は透過ぜず
@r尽発光光のみが透過して検出されるから、ラインセ
ンサにより輝尽発光光を検出する際に、輝尽発光光のみ
を選択的にラインセンサに入射させて励起光をカットす
るカットフィルター等、特別な手段を設ける必要がない
なお、上記実施M様における多WIIフィルターは入射
する輝尽発光光を80%程度透過し、また励起光は90
%程度反射する極めて好ましい特性を有するものである
が、一般的には励起光の反射率が60%以上であり、か
つ輝尽発光光の透過率が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、多層膜を
支持する基板としては前記ガラス基板の弛にポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン
、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。
ところで前記レーザビーム14は、前述のようにその一
部がシートを励起することなしにシートを通過してしま
うとともに、別の一部はシート10の表面において反射
してしまい、シートの励起を行なわないことが知られて
いる。また、輝尽発光光15はシート10からラインセ
ンサ3側(シートの下側)に発するとともに、シート1
0の上側にも発する。そこで、前記多@幌フィルター3
0とともに前記シート10に近接した、上記レーザビー
ム14の光路中に、レーザビームの反射率がその入射角
の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@幌フィルターを設ければレ
ーザビームを一1有効に使うことができるとともに輝尽
発光光の集光も効率的に行なうことができる。以下、第
6図以下の図面により、シートの上下にそれぞれ多1i
喚フィルターを備えた実施態様について説明する。なお
、上述した実施態様と同一部8分には同一番号を付し、
その説明を省略する。
シート10の下側には前述のようにラインセンサ3と接
するように配された多@幌フィルター(以下、第1の多
111フィルターと称する)30が、上側には第2の多
@Il!フィルター40がそれぞれ配されている。この
第2のフィルター40は一例としてフィルターへの入射
角がOoである際に第7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6図に示すよ
うにガラス基板40Aとその表面に形成された多111
g140Bとからなる。この第2の多@模フィルター4
0は前述した第1の多@幌フィルター30と同様の材料
を用いて同様の方法により製造することができる。また
レーザビーム14は通常シート10、すなわち第2の多
1幌フィルター40に略垂直な方向(入射角が略O。
となる方向)から入射せしめられる。
上記第2の多−幌フイルター40は光をほとんど吸収せ
ず、従ってこの第7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fM態様におい
ては、レーザビーム14の波長は前述のように8330
111であるので、このレーザビーム14に対する第2
の多weフィルター40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9
0%程度となっている。一方上記第2の多@幌フィルタ
ー40の、励起光としてのレーザビーム14および輝尽
発光光15(波長390nm>に対する透過率の入射角
依存性は第8図に示すとおりである。
前記レーザビーム14は前記のように、0°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。従
ってこのレーザビーム14は、透過率90%程度で第2
の多lII!lフィルター40を良好に透過し、蓄積性
蛍光体シート10上”に到達し、蓄積性蛍光体シート1
0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、第2の多@横フィル
ター40側に戻る。この反射は乱反射であり、反射光1
4bは第2の多@吸フィルター40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14bのう
ち大きな入射角で第2の多@幌フィルター40に入射す
る光は、前述のような特性を備えた第2の多@唆フィル
ター40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。すなわちこの装置おいては、励起光であるレー
ザビーム14が第2の多@慢フィルター40と蓄積性蛍
光体シート10との間にも閉じ込められる形となり、蓄
積性蛍光体シート10の励起のために一層有効に利用さ
れるようになる。
また輝尽発光光15もまちまちの角度で第2の多@唆フ
ィルター40に入射するが、該多@膜フィルター40は
、第8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のうち第2の多層唆フィルター40側に
発散した光は第6図に示すようにその多くが第2の多@
幌フィルター40に反射され、蓄積性蛍光体シート10
の下側に配されたラインセンサ3に入射せしめられる。
このように、第1の多@幌フィルター30とともに上記
第2の多@嗅フィルター40@用いれば励起光であるレ
ーザビームを一1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、この輝尽発光光の検出を効率良く行
ない、装置の感度およびS 、/ !’Qを従来より顕
著に高めることができる。
なお、上記実施態様にあける多@幌フィルターは入射す
るi!!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%程啜透過する等慢めて
好ましい特性を有するものであるが、一般的には励起光
の光透過率が入射角度O〜5゜の場合に70%以上であ
り、励起光の反射率が入射角腐30°以上の場合に60
%以上であり、かっ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模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、上述ように第1の多@幌フ
ィルターを設けて励起光の利用効率を高めることにより
、この多@吸フィルターを設けない場合に比べ読取感度
を1.5倍程度に高めることができ、また第1の多@幌
フィルターとともに第2の多@模フィルターを設けた場
合にはざらに読取感度を上昇させることができることが
分かった。
なあ、ラインセンサ3に取り付けられた多@幌フィルタ
ー30と蓄積性蛍光体シート1Gとの間には、輝尽発光
光集光用のレンズ光学系(例えばロッドレンズアレイ等
)が配されてもよい。この場合、蓄積性蛍光体シート1
0を透過してレンズ光学系を通って多@幌フィルター3
0に入射した励起光(透過光)14aは、咳多@嘆フィ
ルター30で反射し再度上記レンズ光学系内のほぼ同じ
光路を通って蓄積性蛍光体シート10上に戻るので、該
シート10上のほぼ同じ位置に折り返されることになり
、励起効率が向上する。
また以上説明した例においては、多層膜フィルター30
がラインセンサ3に接するように配置されているが、多
層膜フィルター30は蓄積性蛍光体シート10に接する
ように配されてもよい。ざらに第9図に示されるように
、多@幌フィルター30をラインセンサ3と蓄積性蛍光
体シート10の双方から離した上で、両者に近接配置し
てもよい。
また、多@幌フィルターは、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@嘆フィルターを一時的に密着ざぜ、シート
の副走査手段とともにフィルター送り手段を設けて多@
模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111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重ねる操作を礫り返すよ
うにすれば、多@幌フィルターは1つだけ設ければよい
ことになるヨ (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、各画素の信号を光点の走査によってでは
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、放射線画像情報読取速
度を十分に高めることができ、また光点走査用の光偏向
器や集光光学系が不要であるから、装置の小型化が達成
できる。
また本発明装置においては、蓄積性蛍光体シートと光検
出器の間に配置した多喘嗅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可能となっている。従
っ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枚eA線画像情報読取りの感度を十
分に上げることができる。ざらに、不発明装置は、上記
のような効果を奏する多苦暎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@吸フィルターを被着させ
る場合に比へ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@幌フィルターの
分光透過率特性を示すグラフ、第6図は本発明の他の実
施態様装置を示す側面図、 第7図は第6図に示す装置に用いられる第2の多1幌フ
ィルターの分光透過率特性を示すグラフ、第8図は上記
第2の多@吸フィルターの、励起光およびIVi!!尽
発光光に対する透過率の入射角依存性を示すグラフ、 第9図は本発明の他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1 9・・・画素分割された透明電極1 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・・・多層嗅フィルター  30A・・・蟇 
  仮303・・・多 @ 嗅

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、 前記励起光を良好に反射し、前記輝尽発光光を良好に透
    過させる、前記シートと前記光検出器の間に配された多
    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、前記励起光の光反射率
    が60%以上であり、前記輝尽発光光の透過率が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。
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