(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を担持した記録用の電磁波の照射により前記画像情報が記録された固体検出器に読取用の電磁波を主走査方向および副走査方向に照射する読取光照射手段と、該読取用の電磁波の照射により前記固体検出器から前記画像情報に応じた画素毎の画素信号を複数の線状電極が前記主走査方向に配列されてなるストライプ電極により読み取る読取手段とを備えた画像読取装置において、
前記読取光照射手段が、前記読取用の電磁波を前記主走査方向に導光する線状の光導波路が前記副走査方向に複数本配列されてなる導光部と、前記読取用の電磁波を発光して前記光導波路の長手方向の端面に前記副走査方向に順次前記読取用の電磁波を入射させる発光部とを有することを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記光導波路が前記副走査方向の画素ピッチ内に複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
前記発光部が、各光導波路毎にそれぞれ設けられた複数の発光素子を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記発光部が、前記導光部の前記端面を前記読取用の電磁波により走査するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用の電磁波の照射により画像情報が記録された固体検出器から読取用の電磁波の照射により画像情報に応じた画素毎の画素信号を読み取る画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、医療診断等を目的とする放射線撮影において、放射線を検出して放射線画像情報を表す画像信号を出力する放射線固体検出器を使用した放射線画像記録読取装置が知られている。この装置に使用される固体検出器としては、種々のタイプのものが提案、実用化されている。
【０００３】
例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出して得た信号電荷を光電変換素子の蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の放射線固体検出器（例えば特開昭５９−２１１２６３号、特開平２−１６４０６７号、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ９２／０６５０１号、ＳＰＩＥ Ｖoｌ.１４４３ ＭｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ Ｖ;Ｉｍａｇｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ(１９９１) ，ｐ.１０８−１１９等）、あるいは、放射線が照射されることにより放射線導電体内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の放射線固体検出器（ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ ＩＮ ＴＨＩＣＫ ＨＹＤＲＯＧＥＮＡＴＥＤ ＡＭＯＲＰＨＯＵＳ ＳＩＬＩＣＯＮＲＡＤＩＡＴＩＯＮＤＥＴＥＣＴＯＳ、Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｌ.Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｏｉａ、Ｂｅｒｋｅｌｅｙ.ＣＡ ９４７２０ Ｘｅｒｏｘ Ｐａｒｃ.Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ.ＣＡ ９４３０４、Ｍｅｔａｌ／Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｉｌｌｉｃｏｎ Ｍｕｔｉｌａｙｅｒ Ｒａｄｉａｔｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ、ＩＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＮＵＣＬＥＡＲ ＳＣＩＥＮＣＥ.ＶＯＬ.３６.ＮＯ.２.ＡＰＲＩＬ １９８９、特開平１−２１６２９０号等）等がある。
【０００４】
また、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスとしては、読取光（読取用の電磁波）を放射線検出器に照射して読み出す光読出方式がある。
【０００５】
本願出願人は、特開２０００−１０５２９７号公報において改良型直接変換方式の放射線固体検出器を提案している。改良型直接変換方式の放射線固体検出器とは、直接変換方式、且つ光読出方式のものであり、記録用の放射線に対して透過性を有する第１の電極層、該第１の電極層を透過した記録用の放射線の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、第１の電極層に帯電される電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層、読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の電極層を、この順に積層して成るものであり、記録用光導電層と電荷輸送層との界面に、画像情報を担持する潜像電荷を蓄積するものである。
【０００６】
この改良型直接変換方式の放射線固体検出器において潜像電荷を読み出す方式としては、第２の電極層を平板状のものとし、この第２の電極層にレーザ等のスポット状の読取光を走査して潜像電荷を検出する方式と、第２の電極層をクシ歯状のストライプ電極からなるものとし、ストライプ電極の長手方向と略直角な方向に延びたライン光を該ストライプ電極の長手方向に走査して潜像電荷を検出する方式とがある。
【０００７】
また、本願出願人は、上記ストライプ電極を利用した放射線固体検出器として特開２０００−２８４０５６号公報において読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しを両立させることを可能ならしめる放射線固体検出器を提案している。この特開２０００−２８４０５６号公報に記載の放射線固体検出器は、記録用の放射線または放射線の励起により発せられる光に対して透過性を有する第１の電極層、記録用の放射線または前記光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を潜像電荷として蓄積する蓄電部、読取用の電磁波の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、読取用の電磁波が照射される第２の電極層を、この順に有して成り、第２の電極層が、読取用の電磁波を透過する多数の線状電極からなる第１ストライプ電極と、読取用の電磁波を遮光する第２ストライプ電極とを有し、第１ストライプ電極と第２ストライプ電極とが交互に略平行に配列されてなるものである。
【０００８】
さらに、本出願人は上記ストライプ電極を利用した光読出方式として、特開２０００−１６２７２６号公報において面状光源を利用した方式を提案している。上記方式における面状光源は、上記ストライプ電極に略直交するようにクシ歯状に形成された導電層と平板状の導電層との間にＥＬ発光体を挟んだものである。各クシ歯はＥＬ発光体から発光されるＥＬ光を透過するもので形成されており、平板状の導電層はＥＬ光を全反射するもので形成されている。そして、上記クシ歯状の導電層と平板状の導電層との間に、クシ歯を順次切り替えながら電圧を印加することにより、上記ＥＬ発光体からライン状の読取光を順次発光させるものである。
【０００９】
上記のような光読出方式により読み出された信号は、サンプリングなどにより画素信号として得られ、この画素信号に基づく再生画像がモニタなどの表示装置に表示されて画像診断などに利用される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ような光読出方式において、平板状の第２の電極をスポット状の読取光により走査する方式では読取光を走査するための装置が大型なものとなり、コストアップにもなる。また、ストライプ電極とライン光源を利用した方式においても、スポット状の読取光により走査する方式に比較すると小型化は可能であるが、やはりライン光を走査するための装置が必要である。また、上記のような走査装置では、高速な走査を実現することが困難である。
【００１１】
また、特開２０００−１６２７２６号公報に記載の面状光源を利用した方式では、第２の電極層の真下に絶縁層を介してクシ歯状の導電層が設けられるが、この導電層のクシ歯を順次切り替える際、この切り替えに伴って電磁的なスイッチングノイズが発生し、このノイズが第２の電極層に飛び込むため、再生画像の画質を劣化させる原因となる。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点に鑑み、小型化および読取用の電磁波の走査の高速化を図ることができるとともに、高画質な再生画像を得ることができる画像読取装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像読取装置は、画像情報を担持した記録用の電磁波の照射により画像情報が記録された固体検出器に読取用の電磁波を主走査方向および副走査方向に照射する読取光照射手段と、読取用の電磁波の照射により固体検出器から画像情報に応じた画素毎の画素信号を複数の線状電極が主走査方向に配列されてなるストライプ電極により読み取る読取手段とを備えた画像読取装置において、読取光照射手段が、読取用の電磁波を主走査方向に導光する線状の光導波路が副走査方向に複数本配列されてなる導光部と、読取用の電磁波を発光して光導波路の長手方向の端面に副走査方向に順次読取用の電磁波を入射させる発光部とを有することを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、上記「光導波路」は、読取用の電磁波を主走査方向に導光するとともに導光した読取用の電磁波を固体検出器に線状に照射するものであれば如何なる形状でもよいが、例えば、主走査方向に延びた直方体の形状とし、読取用の電磁波が入射される面および固体検出器側の面以外の内側の面は読取用の電磁波を反射するように反射膜を設けたものとすればよい。
【００１５】
また、光導波路を副走査方向の画素ピッチ内に複数設けるようにしてもよい。
【００１６】
また、発光部を各光導波路毎にそれぞれ設けられた複数の発光素子により構成するようにしてもよい。
【００１７】
ここで、上記「発光素子」とは、例えば発光ダイオードやＥＬ発光体などがある。
【００１８】
また、発光部を導光部の端面を読取用の電磁波により走査するものにより構成するようにしてもよい。
【００１９】
ここで、上記「導光部の端面を読取用の電磁波により走査するもの」とは、例えば、１つの光源から発せられる読取用の電磁波によりポリゴンなどを利用して上記端面を走査するものをいう。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の画像読取装置によれば、副走査方向に複数配列されてなる線状の光導波路の端面に副走査方向に順次発光部により発光された読取用の電磁波を入射し、その入射された読取用の電磁波を各光導波路が主走査方向に導光することにより固体検出器に読取用の電磁波を照射するようにしたので、装置の小型化、コストの削減および読取用の電磁波の走査の高速化を図ることができるとともに、上述した面状光源を利用した方式と比較すると、スイッチングノイズのよる再生画像の画質の劣化も回避することができる。
【００２１】
また、光導波路は副走査方向の画素ピッチ内に複数設けるようにした場合には、同じ光導波路を画素ピッチに１本設ける場合と比較するとより効率よく画素信号の読取りを行うことができる。
【００２２】
また、発光部を各光導波路毎にそれぞれ設けられた複数の発光素子から構成するようにした場合には、より簡易な構成により読取用の電磁波の照射を行うことができるとともに装置の小型化を図ることができる。
【００２３】
また、発光部は導光部の端面を読取用の電磁波により走査するものとした場合には、走査機構は必要となるが、上述した固体検出器の平板状の電極をスポット状の読取光により走査する方式やストライプ電極とライン光源を利用した方式と比較すると走査機構の簡略化が図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明による画像読取装置の一実施形態を適用した放射線画像読取装置および該放射線画像読取装置により放射線画像が読み取られる放射線固体検出器の概略構成を示す図であり、図１（Ａ）は斜視図、図１（Ｂ）はＸＺ断面図、図１（Ｃ）はＹＺ断面図である。
【００２５】
まず、本放射線画像読取装置により放射線画像が読み取られる放射線固体検出器１０について説明を行う。放射線固体検出器１０は、記録用の電磁波（例えばＸ線等の放射線。以下記録光という。）Ｌ１を透過する第１の電極層１１、この第１の電極層１１を透過した記録光Ｌ１の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層１２、潜像電荷（例えば負電荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷（上述の例においては正電荷）に対しては略導電体として作用する電荷輸送層１３、読取用の電磁波（以下読取光という）Ｌ２の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層１４、読取光Ｌ２を透過する第２の電極層１５をこの順に積層してなるものである。
【００２６】
第２の電極層１５の電極は、多数のエレメント（線状電極）１５ａをストライプ状に配列したストライプ電極として形成されている。多数のエレメント１５ａは読取光を透過するＩＴＯにより形成されているが、読取光を透過する導電材料であれば他の材料を利用してもよい。エレメント１５ａの間には、Ａｌの薄膜が形成されており、後述する発光素子２１ａから発せられた読取光を後述する光導波路２２ａ内に反射する。なお、Ａｌ以外にも読取光を反射する材料であれば他の材料を用いてもよい。なお、第２の電極層１５は放射線固体検出器の一部であるとともに本実施形態の放射線画像読取装置の一部でもある。
【００２７】
次に、本実施形態の放射線画像読取装置について説明を行う。本放射線画像読取装置は読取光照射手段２０と読取手段３０とから構成されている。
【００２８】
読取光照射手段２０は、読取光を発光し、該読取光を後述する光導波路２２ａの入射端面２２ｂに入射させる発光部２１と、発光部２１から入射された読取光を主走査方向に導光する線状の光導波路２２ａが副走査方向（Ｙ方向）に複数本配列されてなる導光部２２とから構成されている。発光部２１は、光導波路２２a語とに設けられた多数の発光素子２１ａと該発光素子２１ａを副走査方向に順次切り替えて発光させる発光制御手段２１ｂとから構成されている。
【００２９】
導光部２２は、ガラス基板とガラス基板内に形成された複数本の光導波路２２ａとから構成されている。そして、導光部２２の光導波路２２aにおける第２の電極層１５と接している面以外の面には、発光部２１aから入射された読取光を光導波路２２ａ内で反射して主走査方向に導光するための反射膜２２ｃが形成されている。また、光導波路２２ａは副走査方向の１画素ピッチあたり１本の割合で設けられている。
【００３０】
読取手段３０は、放射線固体検出器１０の一部であるストライプ電極からなる第２の電極層１５と電流検出部３１とから構成されている。電流検出部３１はストライプ電極の各エレメント１５ａ毎に接続され、読取光の照射により各エレメント１５ａに流れる電流を検出する多数の電流検出アンプ３２と、電源３３と、電流検出アンプ３２と第１の電極層１１または電源３３とを切り替えて接続するスイッチ３４とを有している。
【００３１】
次に、上記放射線固体検出器１０に放射線画像情報を静電潜像として記録する作用について説明する。
【００３２】
まず、スイッチ３４を電源５３側に切り替えて接続し、第１の電極層１１と第２の電極層１５の各エレメント１５ａとの間に直流電圧を印加し両電極層を帯電させる。これにより放射線画像検出器１０内の第１の電極層１１と各エレメント１５ａとの間に、エレメント１５ａをＵ字の凹部とするＵ字状の電界が形成される。
【００３３】
次に記録光を不図示の被写体に爆射し、被写体を透過した記録光、すなわち被写体の放射線画像を担持する放射線を放射線固体検出器１０の第１の電極層側から照射する。すると、放射線固体検出器１０の記録用光導電層１２内で正負の電荷対が発生し、そのうちの負電荷が上記電界分布により記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に蓄積される。このとき負電荷は上記電界分布によりエレメント１５ａに応じた界面に集中して蓄積される。この蓄積される負電荷の量は照射された放射線量に略比例するので、この負電荷の蓄積により放射線画像が放射線固体検出器に記録されたことになる。一方、記録用光導電層１２内で発生した正の電荷は第１の電極層１１に引き寄せられて、電源３３から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。
【００３４】
次に、上記のようにして放射線固体検出器１０に記録された放射線画像を本実施形態の放射線画像読取装置により読み取る作用について説明する。
【００３５】
まず、スイッチ３４を電源３３側から放射線固体検出器１０の第１の電極層１１側に切り替えて接続する。次に、発光制御手段２１ｂが発光素子２１ａを１つずつ副走査方向に順次切り替えながら発光させる。すると図２に示すように各発光素子から発せられた読取光は光導波路２２ａの入射端面２２ｂから入射し、光導波路２２ａ内の反射膜２２ｃおよび第２の電極層１５の各エレメント１５ａ間のＡｌ薄膜により連続して反射されて導光されることにより光導波路２２ａの入射端面２２ｂとは反対側の端面まで到達するとともに、光導波路２２ａと各エレメント１５ａとが接する面から出射され、各エレメント１５ａを透過した読取光は読取用光導電層１４に照射される。上記のようにして発光制御手段２１ｂが発光素子２１aを制御することにより、主走査方向に延びたライン状の読取光が副走査方向に順次照射されることになる。
【００３６】
各エレメント１５ａを透過した読取光の照射により読取用光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、そのうちの正電荷が記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に蓄積された負電荷に引きつけられるように電荷輸送層１３内を急速に移動し、上記負電荷と電荷再結合し消滅する。一方、読取用光導電層１４内で発生した負電荷は電源３３から第２の電極層１５に注入された正電荷と電荷再結合し消滅する。
【００３７】
上記のよう放射線固体検出器１０内に蓄積されていた負電荷は電荷再結合により消滅し、この電荷再結合の際の電荷の移動による電流が放射線固体検出器１０内に生じる。この電流を各エレメント１５ａに接続された電流検出アンプ３２により検出することにより放射線固体検出器１０に記録された放射線画像の画素毎の画素信号を読み取ることができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態ではＩＴＯにより形成されたエレメント１５ａを透過した読取光により読取用光導電層１４を照射するようにしたが、エレメント１５ａをＡｌなどの読取光を反射する材料により形成し、エレメント１５ａ間を読取光透過する材料により充填し、該材料を透過した読取光により読取用光導電層１４を照射するようにしてもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態においては第２の電極層１５をＩＴＯのストライプ電極からなるものとしたが、第２の電極層１５を、読取光を透過する多数の線状電極からなる第１ストライプ電極と読取光を反射する第２ストライプ電極とが交互に略平行に配列されてなるものとしてもよい。第２の電極層１５を上記のように構成した場合には、光導波路２２ａの入射端面２２ｂから入射した読取光は、光導波路２２ａ内の反射膜２２ｃおよび第２の電極層１５における第２ストライプ電極により連続して反射されて導光されることにより光導波路２２ａの入射端面２２ｂとは反対側の端面まで到達する。また、上記のように第２の電極層１５を構成した場合には、第１ストライプ電極と第２ストライプ電極との間は、絶縁性を有しかつ読取光を透過する材料で充填するようにしてもよいし、絶縁性を有しかつ読取光を反射する材料で充填するようにしてもよい。
【００４０】
上記実施の形態の放射線画像読取装置によれば、副走査方向（Ｙ方向）に複数配列されてなる線状の光導波路２２ａの入射端面２２ｂに発光素子２１ａにより発光された読取光を入射し、その入射された読取光を各光導波路２２ａが主走査方向（Ｘ方向）に導光することにより放射線固体検出器１０に読取光を照射するようにしたので、装置の小型化、コストの削減および読取光の走査の高速化を図ることができるとともに、上述した面状光源を利用した方式と比較すると、スイッチングノイズのよる再生画像の画質の劣化も回避することができる。
【００４１】
また、上記実施の形態では、１画素ピッチ内に１本の光導波路２２ａを設けるようにしたが、光導波路２２ａは１画素ピッチ内に複数設けるようにしてもよく、この場合には、同じ光導波路を画素ピッチ内に１本設ける場合と比較するとより効率よく画素信号の読取りと行うことができる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、各光導波路２２ａ毎に発光素子２１ａを設けるようにしたが、図３に示すように発光素子２３を副走査方向（Ｙ方向）に走査することにより各光導波路２２ａの入射端面２２ｂに副走査方向に順次読取光を入射させるようにしてもよい。
【００４３】
図３に示すような構成とした場合には、走査機構は必要となるが、上述したストライプ電極とライン光源を利用した方式と比較すると光源自体を小型化することができるとともに、光源の重量も軽くできるので走査速度の高速化を図ることができる。
【００４４】
また、図４に示すように発光素子２４から発光した読取光をポリゴン４０などにより走査させることにより、各光導波路２２ａの入射端面２２ｂに副走査方向に順次読取光を入射させるようにしてもよい。
【００４５】
図４に示すような構成とした場合には、上述した固体検出器の平板状の電極をスポット状の読取光により走査する方式と比較すると走査機構の簡略化を図ることができる。
【００４６】
また、上記実施の形態では、読取光を光導波路２２aの一方の入射端面２２ｂから入射するようにしたが、光導波路２２ａの両端面から入射するようにしてもよい。なお、このような構成とする場合には、両端面からの読取光の入射について同期をとる必要がある。
【００４７】
また、上記実施の形態において、光導波路２２ａの入射端面２２ｂから反対側の端面までに読取光が到達するまでにその強度が減衰したり、各光導波路２２ａから読取用光導電層１４に入射される読取光が一様な強度でない場合には、適宜シェーディング補正などの補正を施すようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像読取装置の一実施形態を適用した放射線画像読取装置の概略構成図
【図２】図１に示す放射線画像読取装置における光導波路の構成を説明する図
【図３】図１に示す放射線画像読取装置のその他の実施形態を示す図
【図４】図１に示す放射線画像読取装置のその他の実施形態を示す図
【符号の説明】
１０    放射線固体検出器
１１    第１の電極層
１２    記録用光導電層
１３    電荷輸送層
１４    読取用光導電層
１５    第２の電極層
１６    ストライプ電極
２０    読取光照射手段
２１ａ，２３，２４    発光素子
２２ａ    光導波路
２２ｂ    入射端面
２２ｃ    反射膜
３０    読取手段
３１    電流検出部
３２    電流検出アンプ
３３    電源
３４    スイッチ
４０    ポリゴン
【図１】
0003715247.tif 000002
【図２】
0003715247.tif 000003
【図３】
0003715247.tif 000004
【図４】
0003715247.tif 000005