(57)【要約】【課題】一般的なヘッドオン型の光電子増倍管を用いた放射線画像読取装置における尾引きの現象を低減し、画像再現性を向上させた低価格の放射線画像読取装置を得る。【解決手段】放射線画像情報が記録された輝尽性蛍光体シートに励起光を照射し、光ガイドにより導かれた輝尽光を光電子増倍管により電気信号に変換する放射線画像読取装置において、光電子増倍管の光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段又は減衰させる減衰手段の少なくとも一方を設けたこと放射線画像読取装置とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像情報が記録された輝尽性蛍光体シートに励起光を照射する光源と、
前記輝尽性蛍光体シートの幅より大きい幅の入射開口部と輝尽光を受光する光電子増倍管の光電面に対向し前記光電面より小さい面積の出射開口部とを有し、前記輝尽性蛍光体シートより発せられる輝尽光を導く光ガイドと、
前記光ガイドの出射開口部と前記光電子増倍管との間に、前記光電子増倍管の光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段又は減衰させる減衰手段の少なくとも一方と、を有することを特徴とする放射線画像読取装置。
【請求項２】
前記光電子増倍管は、ヘッドオン型の光電子増倍管である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】
前記遮蔽手段は、前記光電面と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられた遮光部材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】
前記遮蔽手段は、前記光電面と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられ、前記光ガイドの出射開口部に対し傾斜した反射面を有する反射部材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５】
前記減衰手段は、前記光ガイドの出射開口部の周辺部又は前記光電子増倍管の光電面側の面の周辺部の少なくとも一方を粗面としたもの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６】
前記減衰手段は、前記光電子増倍管と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられ、中央部が平滑面で、周辺部に粗面が形成されたフィルタ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７】
前記減衰手段は、前記光電子増倍管と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられ、中央部で輝尽光の透過率が高く、周辺部で輝尽光の透過率の低いグラデーションのフィルタ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像情報が記録された輝尽性蛍光体シートに励起光を照射し、輝尽性蛍光体シートより発せられる輝尽光を、光電変換素子である光電子増倍管により電気信号に変換する放射線画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線写真法に代る方法として、輝尽性蛍光体を用いる放射線像変換方法が知られている。この方法は、輝尽性蛍光体を含有する放射線像変換パネル（以下、輝尽性蛍光体シートと称す）を利用するもので、被写体を透過した、あるいは被検体から発せられた放射線を該パネルの輝尽性蛍光体に吸収させ、その後に輝尽性蛍光体を可視光線、赤外線などの電磁波（励起光）で時系列的に励起することにより、輝尽性蛍光体中に蓄積されている放射線エネルギーを蛍光（輝尽発光光）として放出させ、この蛍光を光電変換素子により電気信号に変換し、得られた電気信号に基づいて被写体あるいは被検体の放射線画像を可視像として再生するものである。
【０００３】
この放射線像変換方法に用いられる光電変換素子としては、ヘッドオン型の光電子増倍管が用いられるのが一般的である。このような光電子増倍管を用いた放射線画像読取装置においては、輝尽発光光の光量が所定量より大きい状態が継続すると、光電子増倍管より得られる出力が、光量に対応した出力状態を継続できず、低下してしまう現象が知られている（以下、この現象を「尾引き」と称す）。
【０００４】
この「尾引き」の現象の解消を課題として、輝尽性蛍光体シートの両面に光電子増倍管を配設した放射線画像読取装置において、表面側にカソードリニアリティの大きな直線状の受光面を有する光電子増倍管を配設し、裏面側に直線状の入射端面と円環状の射出端面を有する光ガイドに接続されたヘッドオン型の光電子増倍管を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−９２０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の放射線画像読取装置は、単に輝尽発光の光量の大きい方にカソードリニアリティの大きな直線状の受光面の長尺の光電子増倍管を使用するものであり、一般的なヘッドオン型の光電子増倍管を用いる放射線画像読取装置の解決策とはならない。また、さほど一般的でない光電子増倍管となれば、高価となり、ひいては放射線画像読取装置が高価格となるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑み、一般的なヘッドオン型の光電子増倍管を用いた放射線画像読取装置における尾引きの現象を低減し、画像再現性を向上させた低価格の放射線画像読取装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、下記の構成により達成される。
【０００９】
１．放射線画像情報が記録された輝尽性蛍光体シートに励起光を照射する光源と、
前記輝尽性蛍光体シートの幅より大きい幅の入射開口部と輝尽光を受光する光電子増倍管の光電面に対向し前記光電面より小さい面積の出射開口部とを有し、前記輝尽性蛍光体シートより発せられる輝尽光を導く光ガイドと、
前記光ガイドの出射開口部と前記光電子増倍管との間に、前記光電子増倍管の光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段又は減衰させる減衰手段の少なくとも一方と、を有することを特徴とする放射線画像読取装置。
【００１０】
２．前記光電子増倍管は、ヘッドオン型の光電子増倍管であることを特徴とする前記１に記載の放射線画像読取装置。
【００１１】
３．前記遮蔽手段は、前記光電面と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられた遮光部材であることを特徴とする前記１又は前記２に記載の放射線画像読取装置。
【００１２】
４．前記遮蔽手段は、前記光電面と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられ、前記光ガイドの出射開口部に対し傾斜した反射面を有する反射部材であることを特徴とする前記１又は前記２に記載の放射線画像読取装置。
【００１３】
５．前記減衰手段は、前記光ガイドの出射開口部の周辺部又は前記光電子増倍管の光電面側の面の周辺部の少なくとも一方を粗面としたものであることを特徴とする前記１又は前記２に記載の放射線画像読取装置。
【００１４】
６．前記減衰手段は、前記光電子増倍管と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられ、中央部が平滑面で、周辺部に粗面が形成されたフィルタであることを特徴とする前記１又は前記２に記載の放射線画像読取装置。
【００１５】
７．前記減衰手段は、前記光電子増倍管と前記光ガイドの出射開口部の間に設けられ、中央部で輝尽光の透過率が高く、周辺部で輝尽光の透過率の低いグラデーションのフィルタであることを特徴とする前記１又は前記２に記載の放射線画像読取装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一般的なヘッドオン型の光電子増倍管を用いて、尾引きの現象を低減し、画像再現性を向上させた低価格の放射線画像読取装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る放射線画像読取装置の概略の構成を示す図である。
【図２】輝尽性蛍光体シート、光ガイド、光電子増倍管の光電面の寸法関係を示す図である。
【図３】光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段の例を示す図である。
【図４】遮光部材に形成される孔の形状例を示す図である。
【図５】光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段のその他の例を示す図である。
【図６】光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を減衰させる減衰手段の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る放射線画像読取装置の概略の構成を示す図である。
【００２０】
同図に示す放射線画像情報読取装置は、不図示のモータにより回転移動させられるエンドレスベルト４０上に輝尽性蛍光体シート３０が配置されている。輝尽性蛍光体シート３０の上方には、所定の波長の励起光（レーザ光）Ｌを発する光源１１と、励起光Ｌを反射偏向させる回転多面鏡１２と、この回転多面鏡１２を回転させるモータ１３と走査光学系１４が配置されている。走査光学系１４は、回転多面鏡１２で反射偏向された励起光Ｌを輝尽性蛍光体シート３０上に収束させ、かつ等速度で走査させるものである。
【００２１】
励起光Ｌが走査される輝尽性蛍光体シート３０の直上には、励起光Ｌによる励起により、輝尽性蛍光体シート３０の上面から発せられる輝尽発光光Ｍを上方より集光する光ガイド２１が近接配置されている。光ガイド２１には、集光した輝尽発光光Ｍを光電的に検出してアナログ画像信号に変換するヘッドオン型の光電子増倍管２２が接続されている。また、光電子増倍管２２と光ガイド２１の間には、励起光Ｌが光電子増倍管２２に入射しないよう励起光の波長の光をカットするフィルタ２３が配置されている。
【００２２】
更に、同図においては不図示であるが、光電子増倍管２２の光電面と光ガイド２１の出射開口の間には、光電子増倍管２２の光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽するための遮蔽手段か減衰させるための減衰手段の少なくとも一方が形成されている。
【００２３】
光電子増倍管２２には対数増幅器２４が接続されている。対数増幅器２４は光電子増倍管２２から出力されるアナログ画像信号をログ変換して対数化画像信号を出力する。対数増幅器２４にはアナログ／デジタル変換回路（以下、Ａ／Ｄ変換回路という）２５が接続され、このＡ／Ｄ変換回路２５により対数化画像信号はデジタル画像データに変換され、外部の画像処理装置に出力される。
【００２４】
以下、同図に示す放射線画像読取装置の動作概略について簡単に説明する。
【００２５】
放射線画像情報が蓄積記録された輝尽性蛍光体シート３０は、エンドレスベルト４０上の所定の位置にセットされ、エンドレスベルト４０により、矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される。
【００２６】
一方、光源１１から発せられた励起光（レーザ光）Ｌは、モータ１３により高速回転する回転多面鏡１２によって反射偏向される。この反射偏向された励起光Ｌは走査光学系１４により輝尽性蛍光体シート３０の表面上で収束され、かつ等速度で輝尽性蛍光体シート３０の表面を矢印Ｘ方向に主走査する。励起光Ｌの主走査と輝尽性蛍光体シート３０の矢印Ｙ方向への副走査とにより、輝尽性蛍光体シート３０は全面に亘って励起光Ｌが照射される。
【００２７】
輝尽性蛍光体シート３０の、励起光Ｌが照射された部分からは、輝尽性蛍光体シート３０に蓄積記録されている放射線画像情報に応じた輝尽発光光Ｍが発せられる。輝尽性蛍光体シート３０の各部分から順次発せられる輝尽発光光Ｍは輝尽性蛍光体シート３０の上面に近接して配された光ガイド２１によって光電子増倍管２２に導かれる。なお、輝尽性蛍光体シート３０により反射された励起光Ｌは、フィルタ２３により光電子増倍管２２には入射しないようカットされる。
【００２８】
光電子増倍管２２は入射した輝尽発光光Ｍを光電的に検出し、検出した輝尽発光光Ｍの光量に対応したアナログ画像信号に変換し、対数増幅器２４に出力する。対数増幅器２４は、アナログ画像信号を対数的に増幅し、対数化画像信号に変換する。対数化画像信号はＡ／Ｄ変換回路２５に入力され、Ａ／Ｄ変換回路２５により、励起光Ｌの走査に同期して所定のサンプリング間隔でサンプリングされ、量子化により画素ごとのデジタル画像データに変換される。
【００２９】
図２は、輝尽性蛍光体シート３０、光ガイド２１、光電子増倍管２２の光電面２２ｋの寸法関係を示す図である。同図（ａ）は主走査方向の概略断面を示し、同図（ｂ）は光ガイド２１の出射開口部２１Ｓと光電子増倍管２２の光電面２２ｋとを、光電面２２ｋに垂直な方向から見た模式図である。
【００３０】
同図（ａ）に示すように、光ガイド２１の入射開口部２１ｎは、輝尽性蛍光体シート３０の主走査方向（図１に示すＸ方向）の幅Ｈ１より大きい幅Ｈ２を有して形成されている。
【００３１】
また、同図（ｂ）に示すように、光電子増倍管２２の光電面２２ｋに対向するよう配置された光ガイド２１の出射開口部２１ｓは、光電面２２ｋに垂直な方向から見て、光電面２２ｋより小さい面積で、光電面２２ｋの外円周部より内側に位置して配置されている。
【００３２】
上記のような本実施の形態に係る放射線画像読取装置は、光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の光電面２２ｋとの間に、光電面２２ｋの周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段や減衰させる減衰手段が形成されている。以下、この遮蔽手段と減衰手段の例について説明する。
【００３３】
図３は、光電面２２ｋの周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段の例を示す図である。同図（ａ）は光ガイド２１と光電子増倍管２２の接続部周辺を示す分解斜視図であり、同図（ｂ）は光ガイド２１と光電子増倍管２２の接続部周辺の断面を示す模式図である。
【００３４】
同図に示すように、光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の光電面２２ｋの間には、励起光の波長の光をカットするフィルタ２３と、孔５１ａが形成された遮光部材５１が配置されている。遮光部材５１に形成された孔５１ａは、同図（ｂ）に示すように、光電面２２ｋの径より小さく、光電面２２ｋの周辺部を遮光部材５１が覆うように形成されている。これにより、光電面２２ｋの周辺領域へ入射する輝尽光が、遮光部材５１により遮蔽される。
【００３５】
このように、輝尽光を光電面２２ｋの周辺領域へ入射させないようにすることで、尾引きの現象を低減させることができる。
【００３６】
これは、光電面の周辺領域は電極に近いがこと及び、蒸着膜厚が中央領域より薄く形成されているため、電極からの抵抗値がより高くなっている。このような光電面の周辺領域に輝尽光が入射すると、光電面の電極から補充される電子の欠乏がより早期に発生し、尾引きの現象が早期に発生する。しかし本実施の形態のように、周辺領域を遮蔽することで、抵抗値差の小さい中央領域のみに輝尽光を入射させ、光電面に電極から電子が適切に補充されるようにすることで、尾引きの現象が低減すると推察される。
【００３７】
なお、図３においては、光ガイド２１、フィルタ２３、遮光部材５１、光電子増倍管２２の順に配置した例を示したが、光ガイド２１、遮光部材５１、フィルタ２３、光電子増倍管２２の順に配置してもよい。また、光電子増倍管２２内の光電面２２ｋの前面に配置してもよい。また、遮光部材５１を２つ使用し、光ガイド２１、遮光部材５１、フィルタ２３、遮光部材５１、光電子増倍管２２の順に配置してもよい。
【００３８】
図４は、遮光部材５１に形成される孔５１ａの形状例を示す図である。
【００３９】
同図（ａ）に示す遮光部材５１は、破線で示す光電面２２ｋの周辺領域を覆うように、光電面２２ｋより小径の円形の孔５１ａを形成したものである。
【００４０】
同図（ｂ）に示す遮光部材５１は、破線で示す光電面２２ｋの周辺領域を覆うように、光電面２２ｋより小さい略矩形の孔５１ａを形成したものである。
【００４１】
同図（ｃ）に示す遮光部材５１は、破線で示す光電面２２ｋの周辺領域の一部を覆うように、光電面２２ｋより小面積の小判型の孔５１ａを形成したものである。
【００４２】
その他、遮光部材５１に形成される孔５１ａは、楕円形等であってもよい。
【００４３】
孔５１ａの形状としては、いずれも上記の効果を奏するが、光電面２２ｋの全周にわたって周辺領域を覆う形状である同図（ａ）、同図（ｂ）に示すような形状がより好ましい。
【００４４】
また、図３及び図４に示すような遮光部材を用いた場合、光電面２２ｋの面積の略３／４程度を遮蔽する、すなわち、例えば光電面２２ｋが半径Ｒの円形の場合１／２Ｒ程度の半径の孔５１ａを形成することが好ましい。なお、輝尽性蛍光体シート、光ガイド、光電子増倍管等の仕様に基づいて、光電面に対する遮光部材の孔の大きさ及び形状を、実験等により最適値に設定すれば、より好ましい。
【００４５】
図５は、光電面２２ｋの周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段のその他の例を示す図である。同図（ａ）は光ガイド２１と光電子増倍管２２の接続部周辺を示す分解斜視図であり、同図（ｂ）は光ガイド２１と光電子増倍管２２の接続部周辺の断面を示す模式図である。
【００４６】
同図に示すように、光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の光電面２２ｋの間には、励起光の波長の光をカットするフィルタ２３と、孔５２ａが形成され、出射開口部２１ｓに対し傾斜した反射面５２Ｒを内側に形成した反射部材５２が配置されている。反射部材５２に形成された孔５２ａは、同図（ｂ）に示すように、光電面２２ｋの径より小さく、光電面２２ｋの周辺部は反射部材５２が覆うように形成されている。これにより、光電面２２ｋの周辺領域へ向かう輝尽光は、反射面５２Ｒにより反射され、光電面２２ｋの中央領域に導かれ、光電面２２ｋの周辺領域へ輝尽光を入射させないようにすることができる。
【００４７】
本例においては、光電面２２ｋの周辺領域へ向かう輝尽光は、反射面５２Ｒにより光電面２２ｋの中央領域に到達し、光電面２２ｋでの受光量は反射部材５２が配置されていない場合より効率的に輝尽光を受光することが出来る。
【００４８】
このように、光ガイドの出射開口部から出射する輝尽光を光電面の周辺部に到達させず、中央部に到達させるよう構成しても、尾引きの現象を低減させることができる。
【００４９】
なお、図５においては、光ガイド２１、フィルタ２３、反射部材５２、光電子増倍管２２の順に配置した例を示したが、光ガイド２１、反射部材５２、フィルタ２３、光電子増倍管２２の順に配置してもよい。また、反射面５２Ｒを反射部材５２の外側に形成し、光電面２２ｋの周辺領域へ向かう輝尽光を外側に反射させ、光電面２２ｋに到達できないように構成してもよい。また、孔５２ａの形状及び反射面５２Ｒ等の形状についても円形に限るものでないのはもちろんである。
【００５０】
すなわち、本願でいう、光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を遮蔽する遮蔽手段とは、光電面の周辺部に輝尽光を到達させないように構成したものをいう。
【００５１】
図６は、光電面２２ｋの周辺領域へ入射する輝尽光を減衰させる減衰手段の例を示す図である。同図（ａ）は光ガイド２１と光電子増倍管２２の接続部周辺を示す分解斜視図であり、同図（ｂ）は光ガイド２１と光電子増倍管２２の接続部周辺の断面を示す模式図である。
【００５２】
同図に示すように、光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の光電面２２ｋの間には、励起光の波長の光をカットするフィルタ２３が配置されている。
【００５３】
同図（ａ）に示すように、光ガイド２１の出射開口部２１ｓの周辺部２１ｓｓが、粗面に形成されている。このように、粗面に形成することで光ガイド２１の出射開口部２１ｓの周辺部２１ｓｓから出射される輝尽光は、散乱し、光電面２２ｋの周辺領域に入射する輝尽光を減衰させることができる。このように、光電面の周辺領域へ入射する輝尽光を減衰させることでも、尾引きの現象を低減させることができる。
【００５４】
なお、光電子増倍管２２の光電面２２ｋの周辺領域に対応する外面に粗面を形成してもよいし、光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の双方に形成してもよい。
【００５５】
また、中央部が平滑面で、周辺部に粗面が形成されたフィルタを光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の間に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、中央部で輝尽光の透過率が高く、周辺部で輝尽光の透過率の低いグラデーションのフィルタを光ガイド２１の出射開口部２１ｓと光電子増倍管２２の間に配置しても同様の効果を得ることができる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態に係る放射線画像読取装置は、光ガイドの出射開口部から出射する輝尽光の光量に対し、ＮＤフィルタ等を用いて光電子増倍管の光電面の全面の受光量を一律に低下させようとするものでなく、輝尽光を光電面の周辺部に到達させないようにする、もしくは到達するとしても極めて微少な量とすることで、尾引きの現象を低減させるものである。
【００５８】
なお、上記の遮光部材又は反射部材等による遮蔽手段と、粗面に形成する減衰手段の両方を併用してもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５９】
１１  光源
１２  回転多面鏡
１３  モータ
１４  走査光学系
２１  光ガイド
２１ｎ  入射開口部（光ガイド）
２１ｓ  出射開口部（光ガイド）
２２  光電子増倍管
２２ｋ  光電面（光電子増倍管）
２３  フィルタ
２４  対数増幅器
２５  アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）
３０  輝尽性蛍光体シート
４０  エンドレスベルト
５１  遮光部材
５１ａ  孔（遮光部材）
５２  反射部材
５２ａ  孔（反射部材）
５２Ｒ  反射面（反射部材）
Ｍ  輝尽発光光
Ｌ  励起光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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