(57)【要約】【課題】受光素子としてフォトダイオードを使用した放射線画像読取装置であって、フォトダイオードの温度制御信号が画像読取り信号に影響を与えることがない放射線画像読取装置の提供。【解決手段】放射線画像情報を記録した輝尽性蛍光体シートに、励起光を照射し輝尽発光を受光して前記放射線画像情報を読み取る画像読取部を有する放射線画像読取装置であって、前記輝尽発光を受光する受光素子に接合された基体と、前記基体を加熱する加熱手段、又は前記基体を冷却する冷却手段と、前記画像読取部の読み取り動作中は、前記加熱手段、又は前記冷却手段の制御を停止する制御手段とを有することを特徴とする放射線画像読取装置の実現。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像情報を記録した輝尽性蛍光体シートに、励起光を照射し輝尽発光を受光して前記放射線画像情報を読み取る画像読取部を有する放射線画像読取装置であって、
前記輝尽発光を受光する受光素子に接合された基体と、
前記基体を加熱する加熱手段、又は前記基体を冷却する冷却手段と、
前記画像読取部の読み取り動作中は、前記加熱手段、又は前記冷却手段の制御を停止する制御手段と
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】
前記受光素子がフォトダイオード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】
前記制御手段は、前記基体が予め設定する温度を維持するように前記加熱手段、又は前記冷却手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像読取装置。
【請求項４】
前記予め設定する温度は、装置の使用環境温度から想定される前記基体の周辺温度の最高値よりも高い、又は最低値よりも低い温度であることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像読取装置。
【請求項５】
前記基体は、前記画像読取部の読み取り動作中における温度上昇又は温度降下が、予め設定する温度範囲に入るような熱容量を有することを特徴とする請求項１〜４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、放射線画像読取装置に関し、特に、輝尽性蛍光体シートに記録された放射線画像情報を読み取る放射線画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像に代表される放射線画像は、従来から病気診断等に広く用いられているものである。
【０００３】
被写体を透過したＸ線を蛍光スクリーンに照射して、蛍光スクリーンから生じた可視光により銀塩フィルムを感光させて放射線画像を得る技術は長い歴史を持ち、病気診断の上で大きな貢献をしてきた。
【０００４】
一方、被爆線量の低減、デジタル画像処理との整合等への要求に対応するために、被写体を透過した放射線を輝尽性蛍光体シートに照射して潜像を形成し、この潜像に励起光を当てることにより出力される輝尽発光を受光して放射線画像を読み出す技術も多用されるようになってきた。
【０００５】
一般に、前記潜像の読み出しは、レーザ光源、ポリゴンミラー、レンズ、ミラー等からなる励起手段と、輝尽発光を受光する受光手段とを有する画像読取部を輝尽性蛍光体シートの面に沿って移動させることにより行われる。
【０００６】
前記輝尽発光を受光する受光手段は、輝尽発光を集光する複数の部材と、受光素子、例えば、光電子増倍管とを含むものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
画像読取部を構成する他の技術手段としては一つの光源から出射された光を光ファイバにより線状の励起光を作り出す励起手段と、輝尽発光光を受光するＣＣＤ等のライン型光電変換器、及び輝尽発光を集光する複数の部材、例えば、レンズアレイ、光ファイバを含む複数の集光部材からなる受光手段とからなる技術手段がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
上述したような受光手段に使用される受光素子や集光用に使用される部材は高価であることから、装置のコスト高の一つの原因となっている。
【０００９】
そこで、高価な受光素子である光電子増倍管の代わりに低価格で入手できるフォトダイオードを使用することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、微弱な輝尽発光を受光するためには、フォトダイオードの受光面積を大きくすることが必要となり、その結果、フォトダイオードの温度特性の低下と暗電流の増加というような不都合を招くことがある。
【００１１】
このような不都合の影響を軽減するためには、フォトダイオードの温度を所定の値に保持するための温度制御が必要になるが、温度制御に関わる電流が画像読取り信号に影響を与える場合がある。
【特許文献１】特開２００１−３５２４３０号公報
【特許文献２】特開昭６２−１０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述したような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、受光素子としてフォトダイオードを使用した放射線画像読取装置であって、フォトダイオードの温度制御信号が画像読取り信号に影響を与えることがない放射線画像読取装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下の発明を実現することにより達成される。
１．放射線画像情報を記録した輝尽性蛍光体シートに、励起光を照射し輝尽発光を受光して前記放射線画像情報を読み取る画像読取部を有する放射線画像読取装置であって、
前記輝尽発光を受光する受光素子に接合された基体と、
前記基体を加熱する加熱手段、又は前記基体を冷却する冷却手段と、
前記画像読取部の読み取り動作中は、前記加熱手段、又は前記冷却手段の制御を停止する制御手段と
を有することを特徴とする放射線画像読取装置。
２．前記受光素子がフォトダイオードであることを特徴とする１項に記載の放射線画像読取装置。
３．前記制御手段は、前記基体が予め設定する温度を維持するように前記加熱手段、又は前記冷却手段を制御することを特徴とする１又は２項に記載の放射線画像読取装置。
４．前記予め設定する温度は、装置の使用環境温度から想定される前記基体の周辺温度の最高値よりも高い、又は最低値よりも低い温度であることを特徴とする３項に記載の放射線画像読取装置。
５．前記基体は、前記画像読取部の読み取り動作中における温度上昇又は温度降下が、予め設定する温度範囲に入るような熱容量を有することを特徴とする１〜４項に記載の放射線画像読取装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による放射線画像読取装置は、受光手段に光電子増倍管のような高価な受光素子を用いず、また、励起手段や受光手段に光ファイバ、レンズアレイ、ラインセンサ等からなる高価な光学系を使用しないとから、装置のコスト低減が実現される。
【００１５】
また、フォトダイオードの特性の補正をするための制御が、画像読取り制御に影響しない放射線画像読取装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図を基にして本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、放射線画像読取装置Ｄの斜視図である。
【００１８】
図に示すように、放射線画像読取装置Ｄは箱状の形状をしており、その上面の外装部２０には、操作部２１と、開口部２３が設けられている。この開口部２３は、後に説明する輝尽性蛍光体シートを収容したカセッテ１００の挿入口である。
【００１９】
図２は、放射線画像読取装置Ｄの制御関係を示すブロック図である。
【００２０】
放射線画像読取装置Ｄの内部に配置された制御手段Ｃは、ＣＰＵ、メモリＭ、入出力Ｉ／Ｏ、通信用インターフェイス、駆動回路等からなるコンピュータシステムである。
【００２１】
制御対象となる各手段の制御は、メモリＭに格納されているプログラムを実行させることによりなされる。また、前記制御手段Ｃは、通信手段を介して、画像処理や画像の保存処理を行う情報処理機器との情報交換を行うことができる。
【００２２】
なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックの記載が省略されている。
【００２３】
図３は、カセッテ１００の概念図である。
【００２４】
カセッテ１００は、フロント板１０１、バック板１０２、輝尽性蛍光体シートＫ、シート保持部材１０３等から構成されている。
【００２５】
４辺が折り曲げられているトレイ状のフロント板１０１とバック板１０２は、図のように向かい合わされて留め金（不図示）にて固定されている。
【００２６】
輝尽性蛍光体シートＫはシート保持部材１０３を介して、前記バック板１０２の内面に固定されている。
【００２７】
前記フロント板１０１の矢印ｅで示す方向の面は、４辺の端部を除き、遮光性を有し放射線は透過する部材が用いられている。また、前記バック板１０２は磁石により吸着可能な部材で作られている。
【００２８】
前記フロント板１０１と前記バック板１０２とは、留め金をはずすことにより、図の矢印ａ、及びｂで示す方向に分離される。前記フロント板１０１と前記バック板１０１とが分離されると、前記バック板１０２に保持された輝尽性蛍光体シートＫが露出される。
【００２９】
図４は、放射線画像読取装置Ｄの内部における輝尽性蛍光体シートＫの移動経路を示す図である。
【００３０】
露光済みの輝尽性蛍光体シートＫを保持した前記カセッテ１００は、矢印ｃで示すように放射線画像読取装置Ｄの上面の開口部２３から挿入され、カセッテ保持手段（不図示）により保持され下方にある所定の位置に固定される。
【００３１】
所定の位置に固定された前記カセッテ１００のバック板１０２は、フロント板１０１と分離され、矢印ｄで示すような往復移動するバック板保持手段のバック板保持板２０１により保持されて、図の点線位置から実線位置に移動し、固定される。
【００３２】
この際、前記フロント板１０１は、前記カセッテ保持手段に保持されたまま、所定位置に残されることから、前記バック板１０２に固定されている輝尽性蛍光体シートＫは、図に示すように露出される。
【００３３】
前記バック板１０２に固定されている輝尽性蛍光体シートＫの表面は、図の双方向矢印ｆで示す間を、図の奥行き方向から手前に進行する画像読取部３００により走査されて、潜像の読み出しが行われる。
【００３４】
図５は、バック板保持板２０１と画像読取部３００の位置関係を示す図である。
【００３５】
バック板保持板２０１の前面には、磁石が貼り付けられており、この磁石によりバック板保持板はバック板１０２を保持する。
【００３６】
前記バック板保持板２０１は、保持板ガイド部材２０２に沿って移動し、画像読取部３００は矢印ｇの方向に移動する。
【００３７】
図６は、バック板保持手段２００の移動機構の概念図である。
【００３８】
移動機構は複数のリンクレバー２１０、ボールジョイント２１１、ボールネジ２１２、モータＭＴ等から構成されている。
【００３９】
前記ボールネジ２１２を介して、前記ボールジョイント２１１は、制御手段Ｃにより回転制御されるモータＭＴの回転と停止により、上下移動と停止とが制御される。
【００４０】
前記ボールジョイント２１１は、前記リンクレバー２１０の一端に接続されており、ボールジョイント２１１の位置により、リンクレバー２１０の支点２１３を中心にした相互の角度αが変わる。
【００４１】
即ち、相互の角度αが予め設定した最小値になるときに、バック板保持板２０１はカセッテ保持手段に保持されているカセッテ１００のバック板１０２に接している位置にあり、最大値のときには、バック板保持板２０１は、バック板１０２に固定されている輝尽性蛍光体シートＫが画像読取部３００によって読み取りが行われる位置にある。
【００４２】
図７は、画像読取部３００の移動手段３５０を説明する概念図である。
【００４３】
移動手段３５０は、台座３５１、ガイドレール３５２、リニアモータ３６０、ワイヤ３７２、ロータリーエンコーダ３７４等から構成されている。
【００４４】
画像読取部３００は、直方体状の外装に覆われており、台座３５１の上部に固定されている。
【００４５】
台座３５１は、ガイドレール３５２に沿って移動可能であり、両端が固定された円形シャフト状のマグネット部３６１と、台座３５１固定された円柱状の可動コイル３６２とから構成されるリニアモータ３６０が制御手段Ｃにより制御されることにより移動が制御される。
【００４６】
前記台座３５１にはワイヤ取り付け部材３７１を介してワイヤ３７２が接続され、前記ワイヤ３７２は、画像読取部３００の移動と共に移動する。
【００４７】
また、前記ワイヤ３７２が巻き付けられたプーリを保持するプーリ保持部３７３に接近して、前記プーリと共に回転するロータリーエンコーダ３７４が取り付けられている。
【００４８】
前記ロータリーエンコーダ３７４の出力信号は制御手段Ｃに送られ、制御手段Ｃは送られた出力信号を基に、画像読取部３００の移動速度と移動距離とを制御する。
【００４９】
なお、上述したような画像読取部３００の移動手段３５０は公知の技術である。
【００５０】
図８は、画像読取部３００の内部を説明する概念図である。また、図９は画像読取部の上面概念図である。
【００５１】
画像読取部３００の外装の内部には、レーザ光源３１０、コリメータレンズ（不図示）、ポリゴンミラー３０１、ｆθレンズ（不図示）、ミラー３０２、３０３、導光体３０４、集光管３０５、受光手段３２０、消去ランプ３０８等が収納されている。
【００５２】
集束されたレーザ光であるレーザビームＬＢは、ポリゴンミラー３０１によって、図８の一点鎖線にて示す範囲を、また図９においては手前から奥行き方向に、又はその逆方向に振られる。レーザビームＬＢはミラー３０２、３０３に導かれてスリット３０７から矢印ｘ方向に出射する。
【００５３】
輝尽性蛍光体シートＫの表面は、振られている前記レーザビームＬＢが、等速移動する画像読取部３００と共に移動することにより走査される。
【００５４】
前記レーザビームの走査により励起された輝尽性蛍光体シートＫの輝尽発光は、反射板３０６、導光体３０４、集光管３０５を介して受光手段３２０の受光素子であるフォトダイオードＰＤに導かれる。
【００５５】
フォトダイオードＰＤによって光電変換された前記輝尽発光は画像の読み取り情報として制御手段Ｃに送られる。
【００５６】
なお、前記スリット３０７の近傍の画像読取部３００の外装の角部には、除電機能を有する軟質素材の布を備えた第１清掃手段３１０が交換可能に取り付けられており、画像読取部３００と共に移動する。
【００５７】
前記第１清掃手段３１０は、レーザビームＬＢによる走査が行われる直前の輝尽性蛍光体シートＫの表面に接しながら移動することによって、表面に付着した画像の読み取りに影響する異物の除去をすることができる。
【００５８】
また、読み取り移動範囲を移動し、輝尽性蛍光体シートＫに記録された画像の読み取りを終えて図９の点線位置にて一旦停止した画像読取部３００は、制御手段Ｃによって消去ランプ３０８の点灯がなされた後、再度、走査開始前のホームポジションに戻る。この際、輝尽性蛍光体シートＫは前記消去ランプ３０８により全面が照射され、記録されている画像は全て消去される。
【００５９】
図１０は、受光手段３２０を説明する概念図である。
【００６０】
受光手段３２０は、受光面３２１を有するフォトダイオードＰＤ、アルミニウム等の金属のブロックである基体Ｂ、加熱手段であるヒータＨ、又は冷却手段である冷却素子Ｌ（例えば、ペルチェ素子）、温度センサＴＳ等から構成される。
【００６１】
フォトダイオードＰＤ、ヒータＨまたは冷却素子Ｌ、温度センサＴＳが接合されている基体Ｂは、温度センサＴＳによる検知信号を基にヒータＨ又は冷却素子Ｌへの出力電力を制御する温度制御手段ＴＳにより設定温度を維持するように制御される。
【００６２】
なお、設定温度は制御手段Ｃから温度制御手段ＴＳに指示情報として送られるものである。
【００６３】
図１１は、フォトダイオードＰＤの温度とＳ／Ｎの関係を示すグラフである。
【００６４】
輝尽性蛍光体シートＫから励起される輝尽光は極めて微弱であることから、フォトダイオードＰＤにて受光して得た画像信号も極めて微弱なものとなり、画像信号のＳ／Ｎが問題となる。
【００６５】
図に示すように、温度上昇と共にＳ／Ｎが低下している。また、さらなる問題として、温度制御手段ＴＣの制御信号によるノイズが前記画像信号に影響を与える場合がある。特に、ヒータＨまたは冷却素子Ｌがパルス制御されている場合にはノイズが大きくなる
本発明は、このような温度制御手段ＴＣの制御信号による影響を除くと共に、フォトダイオードＰＤの温度変化によるＳ／Ｎの変化を予め設定する範囲におさめるものである。
【００６６】
本実施の形態の放射線画像読取装置Ｄにおける読み取り時間は１分である。従って、読み取り開始から１分間、温度制御手段ＴＣの作動を停止させることにより、前記画像信号に影響を与える温度制御手段ＴＣの制御信号によるノイズが防止される。
【００６７】
しかしながら、温度制御手段ＴＣの作動を停止することによりフォトダイオードＰＤの温度変化が起こり、それに伴うＳ／Ｎ変化が懸念される。
【００６８】
フォトダイオードＰＤの温度変化とＳ／Ｎの関係は、図１１にて示すように、温度変化が５℃以内であれば、Ｓ／Ｎの変化は１以下である。
【００６９】
従って、読み取り時間である１分間でのフォトダイオードＰＤの温度変化を５℃以内に収めることができれば実用上の問題は起こらないと想定される。
【００７０】
本発明は、基体Ｂの熱容量を、温度制御手段ＴＣの作動を停止させた後の１分間の温度降下が５℃以内に収められるような値にすることによって、Ｓ／Ｎの変化を１以下に収めている。
【００７１】
図１２は、基体Ｂの熱容量の決定を説明する図である。
【００７２】
本例における基体Ｂのサイズは、１３×１５×ｔである。
【００７３】
また、フォトダイオードＰＤの熱容量、ヒータＨ又は冷却素子Ｌの熱容量は、基体Ｂとの比較において極めて小さいことから、これらを無視して考える。
【００７４】
放熱面は基体Ｂの全面、即ち、フォトダイオードＰＤ、及びヒータＨ又は冷却素子Ｌとの接合面も含むものとする。
【００７５】
基体Ｂの材料は、アルミニウム（比熱０．９Ｊ／ｋｇ・℃、密度２７１０ｋｇ／ｍ3）とする。また、放熱損失係数Ｑは、断熱材無しの場合３００Ｗ／ｍ2、有りの場合４０Ｗ／ｍ2としている。
【００７６】
本例の、放射線画像読取装置Ｄの使用環境温度は１５〜３０℃であり、基体Ｂの周辺温度は、動作中に環境温度よりも約１０℃上昇するものと想定している。即ち、想定される基体Ｂの周辺温度の最高値は４０℃、最低値は１５℃となる。
【００７７】
基体Ｂの周辺温度は、１５℃、又は４０℃と仮定し、その時に基体Ｂは、それぞれの温度に対応して４５℃になるように加熱制御、又は１０℃になるように冷却制御されるものとする。
【００７８】
即ち、基体Ｂの温度と、想定される基体Ｂの周辺温度の最高値、又は最低値との温度差が３０℃となるように制御される。
【００７９】
なお、上述した使用環境温度、及び動作中の基体Ｂの周辺温度の上昇は、機種毎に異なるものであり、基体Ｂの周辺温度の想定値は機種毎に実験により求めるものである。
【００８０】
図１２（ｂ）又は（ｃ）にて示されるように、１分間の温度変化を５℃以内に収めるためには、基体Ｂの厚さｔを６ｍｍ以上とすれば良い。また、基体Ｂの側面に断熱材を設けた場合には、単位時間当たりの放熱量が減ることから更に厚さを減らすことができる。
【００８１】
図１３は、加熱手段又は冷却手段の制御の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
放射線画像読取装置Ｄの電源がオンとなると制御手段Ｃは、温度制御手段ＴＳの作動を開始させる（ステップＳ１）。
【００８３】
温度制御手段ＴＳは、受光手段３２０が予め設定された温度に維持されるように、温度センサＴＳから得た情報を基に、基体Ｂに接合されたヒータＨ又は冷却手段Ｌの制御を行う（ステップＳ２）。
【００８４】
なお、本実施の形態においては、前記予め設定された温度は、制御開始に先立ち制御手段Ｃから送られるように構成している。また、受光手段３２０の温度は、基体Ｂの温度と同じであるとしている。
【００８５】
基体Ｂの温度が予め設定した温度に到達すると（ステップＳ３：Ｙ）、読み取り開始を許可するフラグを立てる（ステップＳ４）。この時、放射線画像読取装置Ｄが読み取りを開始できる状態にあれば、動作が開始される。
【００８６】
読み取り動作開始と同時に、制御手段Ｃは温度制御手段ＴＳの制御動作を停止させる（ステップＳ５）。この停止処理により、温度制御手段ＴＳから出されるノイズはゼロとなり、受光手段３２０による読み取りのＳ／Ｎの低下が防止される。
【００８７】
既に、説明したように読み取り動作中の基体Ｂの温度変化は、所定の範囲内に収められることから、この温度変化によるＳ／Ｎの変化も予め想定されている範囲内に収められる。
【００８８】
読み取り動作が終了すると（ステップＳ６）、制御手段Ｃは、再び、温度制御手段ＴＳの作動を開始させる（ステップＳ２）。
【００８９】
以上、説明したように、本発明により、受光素子としてフォトダイオードを用い、且つ温度制御手段の制御信号の影響を受けない放射線画像読取装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】放射線画像読取装置の斜視図である。
【図２】放射線画像読取装置の制御関係を示すブロック図である。
【図３】カセッテの概念図である。
【図４】輝尽性蛍光体シートＫ移動経路を示す図である。
【図５】バック板保持板と画像読取部の位置関係を示す図である。
【図６】バック板保持手段の移動機構の概念図である。
【図７】画像読取部の移動手段を説明する概念図である。
【図８】画像読取部の内部を説明する概念図である。
【図９】画像読取部の上面概念図である。
【図１０】受光手段を説明する概念図である。
【図１１】フォトダイオードの温度とＳ／Ｎの関係を示すグラフである。
【図１２】基体の熱容量の決定を説明する図である。
【図１３】加熱手段又は冷却手段の制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１００  カセッテ
３００  画像読取部
Ｂ  基体
Ｃ  制御手段
Ｄ  放射線画像読取装置
Ｈ  加熱手段
Ｌ  冷却手段
Ｋ  輝尽性蛍光体シート
ＰＤ  フォトダイオード
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008102317.tif 000011
【図１０】
2008102317.tif 000012
【図１１】
2008102317.tif 000013
【図１２】
2008102317.tif 000014
【図１３】
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