(57)【要約】【課題】簡単な構成で効果的にＳ／Ｎを改善する光電変換信号処理回路を提供する。【解決手段】光電変換素子から入力された信号電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、信号電流が減少すると前記電流電圧変換部により変換された電圧に応じて電流電圧変換部の出力する電圧の周波数帯域（カットオフ周波数）を減少させる帯域制御部と、を有することを特徴とする光電変換信号処理回路。【選択図】図２
2008148207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子から入力された信号電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、
前記信号電流が減少すると前記電流電圧変換部により変換された前記電圧に応じて前記電流電圧変換部の出力する電圧の周波数帯域（カットオフ周波数）を減少させる帯域制御部と、
を有することを特徴とする光電変換信号処理回路。
【請求項２】
前記帯域制御部は、
前記信号電流が減少するとインピーダンスが増加する非線形素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換信号処理回路。
【請求項３】
前記帯域制御部は、
前記信号電流が減少するとインピーダンスが増加する容量非線形素子を含んで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換信号処理回路。
【請求項４】
前記帯域制御部は、対数変換素子からなる前記非線形素子と、前記非線形素子に並列に接続されたコンデンサから構成され、
前記光電変換信号処理回路の出力電圧の振幅をＢ、
前記出力電圧の規格化Ｓ／Ｎの値をＸとし、
Ｂ＝Ｘになる前記コンデンサの容量をＣ１、
√Ｂ＝Ｘになる前記コンデンサの容量をＣ２とした場合、
前記コンデンサの容量Ｃｘは式（Ａ）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の光電変換信号処理回路。
Ｃ１≦Ｃｘ≦Ｃ２・・・・・（Ａ）
【請求項５】
請求項１〜４に記載の光電変換信号処理回路を用いたことを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光電変換信号処理回路、および画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像等の放射線画像は、病気診断などに多く用いられている。近年、Ｘ線画像を画像データとして読み取る放射線画像読取装置が利用されるようになってきた。
【０００３】
放射線画像読取装置では、Ｘ線画像を得るために、Ｘ線照射部からの被写体を透過した放射線をシート状の輝尽性蛍光体に吸収させている。その後、この輝尽性蛍光体を例えばレーザ光で走査しながら励起することによりこの輝尽性蛍光体が上記吸収により蓄積している放射線エネルギ（放射線画像情報）を蛍光として発光せしめる。この蛍光を光電変換した放射線画像信号をＡ／Ｄ変換し画像データとして読み取る方法が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。
【０００４】
従来は、この蛍光の光電変換をフォトマルチプライヤによって行っていた（例えば、特許文献３参照）。また、光電変換した電気信号（入力電流）は、対数変換回路で対数変換し、このアナログ信号から変換したデジタル信号に基づいて画像処理することにより放射線画像を読み取っていた。
【特許文献１】米国特許３，８５９，５２７号公報
【特許文献２】特開昭５５−１２１４４号公報
【特許文献３】特開２００２−２７７５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、フォトマルチプライヤは大変高価な素子であり、周辺回路も複雑になることから、近年では光電変換素子として安価で取り扱いの容易な半導体素子であるフォトダイオード、ＣＣＤ、及び、Ｃ−ＭＯＳセンサ等の利用が検討されるようになってきた。しかしながら、例えば半導体素子であるフォトダイオードを利用した光電変換信号処理回路では、フォトダイオードが発生する熱雑音やショット雑音、及び、光電変換信号を増幅するための演算増幅器（オペアンプ）の入力電圧ノイズや入力電流ノイズや増幅抵抗の熱雑音等によるノイズのため、入力光量が少ないときにフォトマルチプライヤに比べて著しくＳ／Ｎが悪化することが知られている。そのため、フォトダイオードを用いた光電変換信号処理回路で放射線画像を読み取ると、入力光量が少ない低線量域でノイズの目立つ画質性能が低下した画像になってしまう、という課題がある。
【０００６】
このような入力光量が少ない低線量域でノイズの目立つ画像を、デジタル画像処理によって改善することが考えられる。しかしながら、デジタル画像処理によるノイズ改善を行った場合は次のような問題がある。
【０００７】
例えば、Ａ／Ｄ変換後の画像データをデジタル画像処理により信号レベルに応じてフィルタリングする方法が考えられるが、演算誤差等により階調の一部が失われるおそれがあり好ましくない。演算誤差等が生じないようにするためには、高精度で高分解能のＡ／Ｄ変換器や大規模な演算処理回路が必要になり、多くの処理時間を必要とし、装置のコストアップに繋がる。
【０００８】
また、動画の場合、複数のフレームの画像を加算合成してノイズの低減を図る方法も考えられるが、動きのある画像では画像にボケが生じるため画質が低下診断画像には適さない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で効果的にＳ／Ｎを改善する光電変換信号処理回路、及び、光電変換信号処理回路を用いた画像読取装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
１．
光電変換素子から入力された信号電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、
前記信号電流が減少すると前記電流電圧変換部により変換された前記電圧に応じて前記電流電圧変換部の出力する電圧の周波数帯域（カットオフ周波数）を減少させる帯域制御部と、
を有することを特徴とする光電変換信号処理回路。
【００１２】
２．
前記帯域制御部は、
前記信号電流が減少するとインピーダンスが増加する非線形素子を含むことを特徴とする１に記載の光電変換信号処理回路。
【００１３】
３．
前記帯域制御部は、
前記信号電流が減少するとインピーダンスが増加する容量非線形素子を含んで構成されることを特徴とする１または２に記載の光電変換信号処理回路。
【００１４】
４．
前記帯域制御部は、対数変換素子からなる前記非線形素子と、前記非線形素子に並列に接続されたコンデンサから構成され、
前記光電変換信号処理回路の出力電圧の振幅をＢ、
前記出力電圧の規格化Ｓ／Ｎの値をＸとし、
Ｂ＝Ｘになる前記コンデンサの容量をＣ１、
√Ｂ＝Ｘになる前記コンデンサの容量をＣ２とした場合、
前記コンデンサの容量Ｃｘは式（Ａ）を満たすことを特徴とする２に記載の光電変換信号処理回路。
【００１５】
Ｃ１≦Ｃｘ≦Ｃ２・・・・・（Ａ）
５．
１〜４に記載の光電変換信号処理回路を用いたことを特徴とする画像読取装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光電変換素子の信号電流が減少すると、光電変換信号処理回路の周波数帯域（カットオフ周波数）を減少させるので、簡単な構成で効果的にＳ／Ｎを改善することができ、高画質の画像読取装置ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本欄における説明は、定義的又は断定的な表現もあるが、これらは発明のベストモードを特定するものであり、本発明の範囲を限定したり、特許請求項の範囲に記載された用語の意義を特定したりするものではない。
【００１８】
図１は本発明に係わる放射線画像読取装置１００が適用された放射線撮影システムのブロック図である。
【００１９】
図１に示す放射線画像読取装置１００は、輝尽性蛍光体プレート２、走査光学部４、光電変換素子で半導体素子からなるフォトダイオード１、光電変換信号処理回路１０２、Ａ／Ｄ変換回路９、画像処理部１０などから構成される。光電変換信号処理回路１０２は、電流電圧変換部８、帯域制御部１１から構成される。
【００２０】
Ｘ線撮影装置６０において、Ｘ線照射制御部６２はＸ線照射部６１を制御し、Ｘ線照射部６１から被写体Ｍに放射線を照射して、被写体Ｍを透過した放射線が輝尽性蛍光体プレート２に放射線画像として記録される。次に、放射線画像読取装置１００の制御部１０１は走査光学部４を制御し、放射線画像の記録された輝尽性蛍光体プレート２に励起光であるレーザ光４ａを照射する。レーザ光４ａは、図の紙面垂直方向に主走査され、副走査手段により矢示Ｙ方向に副走査することで２次元上を走査する。レーザ光４ａを副走査する方法として、輝尽性蛍光体プレート２及び／又はフォトダイオード１、光ガイド３，走査光学部４、消去ランプ６，励起光カットフィルタ７が構成されている画像読取部６４をモータ等により相対的に移動させることで実現することができる。すると、輝尽性蛍光体プレート２から輝尽性発光光２ａが発生するので、その光２ａを励起光カットフィルタ７，光ガイド３を介してフォトダイオード１で受光する。
【００２１】
フォトダイオード１で発生した電流は電流電圧変換部８に入力され電圧に変換される。次に帯域制御部１１で、フォトダイオード１で発生した電流に応じた周波数帯域に制限された帯域の出力信号として出力し、Ａ／Ｄ変換回路９でデジタル値に変換される。このデジタル信号に基づいて画像処理部１０で画像処理を行い、放射射線画像を読み取る。この読み取り後に、制御部１０１は次の放射線画像記録に支障がないように輝尽性蛍光体プレート２に対し消去ランプ６から消去光を照射し、輝尽性蛍光体プレート２の残像を消去する。
【００２２】
図２は本発明の第１の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路ブロック図である。光電変換素子であるフォトダイオード１により受光された輝尽性発光光２ａが信号電流Ｉｓに変換されて出力され、電流電圧変換部８により出力電圧Ｖｓに変換される。
【００２３】
図２の電流電圧変換部８は、フォトダイオード１からの信号電流Ｉｓが入力する入力部１４ａを有する第１の演算増幅器１４、非線形素子からなるトランジスタ１３とを備える。帯域制御部１１は、電流電圧変換部８を構成する非線形素子からなるトランジスタ１３に並列にコンデンサ７０を接続することにより構成される。
【００２４】
第１の演算増幅器１４の入出力間にはトランジスタ１３が接続されている。トランジスタ１３のコレクタとベース間は接続されており、トランジスタ１３はベースからエミッタに流れる電流を対数圧縮した電圧に変換するダイオードとして機能する。入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓはトランジスタ１３のＰＮ接合部の特性により対数変換された出力電圧Ｖｓに変換される。第１の演算増幅器１４とトランジスタ１３は本発明の電流電圧変換部８であり、トランジスタ１３は本発明の非線形素子である対数変換素子である。
【００２５】
また、第１の演算増幅器１４の入出力間にはトランジスタ１３と並列にコンデンサ７０が接続されている。トランジスタ１３のベース−エミッタ間の電圧は、ＰＮ接合部の特性により信号電流Ｉｓが減少するとＰＮ接合部間の電圧は対数圧縮されて減少する。そのため、信号電流Ｉｓが減少してもＰＮ接合部間の電圧はあまり下がらないのでトランジスタ１３のベース−エミッタ間の抵抗成分によるインピーダンスが増加したことと等価である。このことにより、トランジスタ１３とコンデンサ７０は、信号電流Ｉｓが減少すると周波数帯域が減少する（カットオフ周波数が低下する）帯域制御部として機能する。すなわち、第１の演算増幅器１４の入出力特性は、フォトダイオードから入力された信号電流の電流量が減少すると、ノイズの多い高周波成分に対する利得が減少する。このようにして、フォトダイオード１への入力光量が少ないとき、高周波に含まれるノイズを除去し、低線量時の画像のＳ／Ｎを改善することで高画質の画像を得ることができる。
【００２６】
第１の演算増幅器１４とトランジスタ１３とコンデンサ７０は本発明の帯域制御部でありローパスフィルタを構成する。なお、対数変換素子はトランジスタに限定されるものではなく、ダイオードなどＰＮ接合を有する素子であれば良い。
【００２７】
また、光電子変換素子であるフォトダイオード１の信号電流Ｉｓを電流電圧変換部８に直接入力しているが、フォトダイオード１と電流電圧変換部８の間に電流増幅部を構成してフォトダイオード１の信号電流Ｉｓを増幅した信号電流Ｉｓとして電流電圧変換部８に入力する構成としても良い。
【００２８】
次に、トランジスタ１３またはダイオードに並列に接続するコンデンサ７０の容量Ｃｘ（寄生容量も含む）を求める方法について説明する。
【００２９】
容量Ｃｘを大きくすると帯域制御部１１の周波数帯域であるカットオフ周波数ｆｃが低下し、高周波のノイズが除去されて出力電圧ＶｓのＳ／Ｎが高くなる。一方、高周波成分が低減されるため出力電圧Ｖｓの振幅Ｂは画素の間隔から決まる周波数（画素の間隔から決まる空間周波数と主走査の速度から一義的に求まる周波数）において小さくなり、撮影した画像の微細な部分の情報が失われ鮮鋭度が劣化してしまう。このように、Ｓ／Ｎと振幅Ｂは相反する関係にあるので、容量ＣｘはＳ／Ｎと振幅Ｂの両者のバランスを考慮して選定する必要がある。
【００３０】
図３は容量Ｃｘ（ｐＦ）を変化させたときの規格化Ｓ／Ｎの値Ｘ（ｄＢ）、出力電圧Ｖｓの振幅を規格化した規格化振幅Ｂ（ｄＢ）（以下、振幅Ｂとする）、振幅Ｂの平方根√Ｂ（ｄＢ）をプロットしたグラフの一例である。
【００３１】
規格化Ｓ／Ｎは目標とする基準Ｓ／Ｎの値を０ｄＢと規格化した時の光電変換信号処理回路１０２のＳ／Ｎの値をデシベル値に換算した値である。
【００３２】
ここで、目標とする基準Ｓ／Ｎは画質の粒状性が良好な画像が得られるＳ／Ｎに相当する値として求めることができる。また、光電変換素子としてフォトマルチプライヤを使用していた際に、あるＸ線量（例えば画像読取の最低Ｘ線量として６．４５×１０-9Ｃ／ｋｇ）が輝尽性蛍光体プレート２に照射され、画像を読み取った時に得られていたＳ／Ｎを基準のＳ／Ｎとして与えることもできる。
【００３３】
規格化振幅Ｂは画素の間隔から決まる周波数（画素の間隔から決まる空間周波数と主走査の速度から一義的に求まる周波数で、例えば５００ｋＨｚ）において、基準振幅の値を０ｄＢと規格化したときの光電変換信号処理回路１０２から出力される出力電圧Ｖｓの振幅値をデシベル値に換算した値である。
【００３４】
ここで、基準振幅とは帯域制御部を持たない場合に上記周波数（５００ｋＨｚ）の信号電流Ｉｓが入力された場合に出力される出力電圧Ｖｓの振幅値とすることができる。また、光電変換素子としてフォトマルチプライヤを使用していた際に得られていた出力電圧Ｖｓの振幅値として求めることもできる。
【００３５】
図３ではＸ線量が６．４５×１０-9Ｃ／ｋｇ、ノイズ電流が５０ｎＡの場合について、出力電圧Ｖｓの振幅Ｂと規格化Ｓ／Ｎの値Ｘを、後に詳しく述べる式により算出している。
【００３６】
図中のＣ１は規格化Ｓ／Ｎの値Ｘが振幅Ｂと等しくなる容量値である。また、図中のＣ２は規格化Ｓ／Ｎの値Ｘが振幅Ｂの平方根√Ｂと等しくなる容量値である。Ｓ／Ｎの点からコンデンサ７０の容量Ｃｘは、容量Ｃｘと振幅Ｂが等しくなるＣ１以上であることが好ましい。一方、ＣｘがＣ１より大きくなると規格化Ｓ／Ｎは高くなるが、振幅Ｂが小さくなってしまう。振幅Ｂの平方根√Ｂは撮影した画像の輪郭部分の情報成分であり、√Ｂが規格化Ｓ／Ｎより下回ると輪郭がぼやけ好ましくない。すなわち、容量ＣｘはＣ２以下であることが好ましい。
【００３７】
したがって、コンデンサ７０の容量Ｃｘは次の式（Ａ）により求められる。
【００３８】
出力電圧Ｖｓの振幅Ｂ、振幅Ｂの平方根√Ｂ、規格化Ｓ／Ｎの値Ｘとする。
【００３９】
Ｂ＝Ｘになる容量Ｃ１、√Ｂ＝Ｘになる容量Ｃ２とすると、
Ｃ１≦Ｃｘ≦Ｃ２・・・・・（Ａ）
次に、振幅Ｂ、規格化Ｓ／Ｎを求める計算式について説明する。
【００４０】
Ｘ線量が６．４５×１０-9Ｃ／ｋｇのときの信号電流Ｉｓは、放射線画像読取装置１００固有のＸ線量−電流変換係数Ｋから求められる。Ｘ線量−電流変換係数Ｋ［Ａ／Ｃ／ｋｇ］は輝尽性蛍光体プレート２の放射感度（蓄積されたＸ線量に対して輝尽発光する発光量）、集光効率（輝尽光を光電変換部に集光する効率）、光電変換効率（受光量に対して電流に変換する効率）から求めることができる。
【００４１】
電流電圧変換部８の出力電圧Ｖｓの振幅Ｂは次のように求める。
【００４２】
最初に、トランジスタ１３のＰＮ接合部の電圧Ｖｂｅを式（Ｂ）から求める。
【００４３】
【数１】
2008148207.tif 000003
【００４４】
図３のグラフは絶対温度Ｔ＝３００°Ｋ、暗電流Ｉｄは一例として１０-13Ａの場合について算出した。
【００４５】
トランジスタ１３のＰＮ接合部の等価的な抵抗値をＲｂｅとすると、Ｒｂｅは式（Ｃ）で求められる。
【００４６】
Ｒｂｅ＝Ｖｂｅ／Ｉｓ・・・・（Ｃ）
電流電圧変換部８のカットオフ周波数ｆｃは式（Ｄ）で与えられる。Ｃｘはコンデンサ７０の容量である。
【００４７】
【数２】
2008148207.tif 000004
【００４８】
電流電圧変換部８の出力電圧Ｖｓの振幅Ｂ（ｄＢ）は式（Ｅ）で与えられる。式（Ｅ）では、カットオフ周波数ｆｃが基準カットオフ周波数ｆ１のときの振幅Ｂを０ｄＢとして振幅Ｂを算出する。図３では一例として基準カットオフ周波数ｆ１＝５００ＫＨｚの場合について算出した。
【００４９】
【数３】
2008148207.tif 000005
【００５０】
次に、規格化Ｓ／Ｎを求める。規格化Ｓ／Ｎは前述のように、目標となる基準Ｓ／Ｎの値と図２の光電変換信号処理回路１０２のＳ／Ｎの値の比をデシベル値に換算した値である。
【００５１】
規格化Ｓ／Ｎの値Ｘ（ｄＢ）を式（Ｆ）を用いて求める。Ｘｍは目標となる基準Ｓ／Ｎ値である。
【００５２】
図３では、従来のフォトマルチプライヤを用いた信号処理回路においてカットオフ周波数を５００ＫＨｚとした場合のＳ／Ｎ値をＸｍとして算出した。Ｘｆｃは、図２の光電変換信号処理回路１０２において容量Ｃｘを変化させたときの出力電圧ＶｓのＳ／Ｎである。
【００５３】
ここで、出力電圧ＶｓのＳ／Ｎとして求めているが、画像のＳ／Ｎや画像の粒状性評価尺度などを利用して算出することも可能である。
【００５４】
【数４】
2008148207.tif 000006
【００５５】
このようにして振幅Ｂ、振幅Ｂの平方根√Ｂ、規格化Ｓ／Ｎの値Ｘを求め、Ｂ＝Ｘになる容量Ｃ１、√Ｂ＝Ｘになる容量Ｃ２から式（Ａ）を満たす容量Ｃｘを求めることができる。図３の例では容量Ｃｘは０．４ｐＦ〜０．７５ｐＦ程度の容量が好ましいことが求められた。
ここで、回路を設計する上で便利なコンデンサの容量Ｃｘとして求めたが、非線形素子である対数変換素子のトランジスタ（ダイオード）のある信号電流Ｉｓにおけるインピーダンスを求め、上記で求めた容量からある信号電流Ｉｓにおける周波数帯域として求めて回路を設計しても良く、特に限定するものではない。
【００５６】
図４は本発明の第２の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路図である。電流電圧変換部８は、第１の実施形態と同様に、図４には図示せぬフォトダイオード１に流れる信号電流Ｉｓを出力電圧Ｖｓに変換する。
【００５７】
図４の光電変換信号処理回路１０２は、フォトダイオード１からの信号電流Ｉｓが入力する入力部１４ａを有する第１の演算増幅器１４、非線形素子を構成するダイオード８０、ダイオード８１、ダイオード８２、容量非線形素子を構成する可変容量ダイオード７１とを備える。
【００５８】
入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓは、第１の演算増幅器１４の入出力間に接続されているダイオード８０、ダイオード８１、ダイオード８２により、対数変換された出力電圧Ｖｓに変換される。第１の演算増幅器１４とダイオード８０、ダイオード８１、ダイオード８２は本発明の電流電圧変換部８であり、ダイオード８０、ダイオード８１、ダイオード８２は本発明の非線形素子である対数変換素子である。
【００５９】
また、第１の演算増幅器１４の入出力間にはダイオード８０、８１、８２と、ダイオード８０、８１、８２と並列に容量非線形素子である可変容量ダイオード７１が接続されている。可変容量ダイオード７１はアノード、カソード間の逆方向電圧が低くなると、容量が増す特性を有している。そのため、信号電流Ｉｓが減少して出力電圧Ｖｓが低下すると可変容量ダイオード７１の容量は増加する。すなわち、可変容量ダイオード７１の容量成分から成るインピーダンスは増加する。
【００６０】
一方、各ダイオード８０、８１、８２はＰＮ接合部の特性により信号電流Ｉｓが減少するとＰＮ接合部間の電圧は対数圧縮されて減少するので、各ダイオード８０、８１、８２の抵抗成分から成るインピーダンスが増加したことと等価である。第１の実施形態と同様に、第１の演算増幅器１４とダイオード８０、８１、８２と可変容量ダイオード７１は、信号電流Ｉｓが減少するとカットオフ周波数が低下するローパスフィルタとして機能する本発明の帯域制御部である。第１の実施形態との大きく異なる点は、コンデンサ７０に換えて可変容量ダイオード７１を用いているので、信号電流Ｉｓが減少すると可変容量ダイオード７１の容量成分から成るインピーダンスが増加し、カットオフ周波数がより大きく低下することである。このように、本実施形態ではダイオード８０、８１、８２と並列に可変容量ダイオード７１を接続し、信号電流Ｉｓが減少したときのカットオフ周波数をより大きく低下させることができる。このことにより、低線量時の画像のＳ／Ｎを改善することができる。
【００６１】
なお、第１の演算増幅器１４の入出力間に接続するダイオードの数は一例であり、可変容量ダイオード７１の特性に合わせて選択すれば良い。また、ダイオードに換えてトランジスタを用いても良い。
【００６２】
図５は本発明の第３の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路図である。
【００６３】
図５の光電変換信号処理回路１０２は、フォトダイオード１からの信号電流Ｉｓが入力する入力部１４ａを有する第１の演算増幅器１４、抵抗９０、可変容量ダイオード７１とを備える。
【００６４】
入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓは、第１の演算増幅器１４の入出力間に接続されている抵抗９０により出力電圧Ｖｓに変換される。第１の演算増幅器１４と抵抗９０は本発明の電流電圧変換部８である。
【００６５】
第２の実施形態との違いはダイオード８０、８１、８２に換えて抵抗９０を用いた点である。抵抗９０では出力電圧Ｖｓは対数変換されないうえ、抵抗値は一定である。しかしながら、前述のように、信号電流Ｉｓが減少して出力電圧Ｖｓが低下すると可変容量ダイオード７１の容量成分から成るインピーダンスは増加するので、信号電流Ｉｓが減少するとカットオフ周波数が低下するローパスフィルタとして機能する。第１の演算増幅器１４と抵抗９０と可変容量ダイオード７１は本発明の帯域制御部である。
【００６６】
ここで、カットオフ周波数ｆｃは、あるＸ線量（例えば画像読取の最低Ｘ線量として６．４５×１０-9Ｃ／ｋｇ）において、第１の実施形態で求めた対数変換部であるトランジスタの抵抗成分から成るインピーダンスと帯域制限部８のコンデンサ容量Ｃｘから求めることができる。または、カットオフ周波数ｆｃになるように抵抗と可変容量ダイオードの値を求めて設計することもできる。
【００６７】
このように本実施形態では、対数変換素子を用いなくとも可変容量ダイオード７１を用いることにより、信号電流Ｉｓが減少したときのカットオフ周波数を低下させることができる。
【００６８】
図６は本発明の第４の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路図である。
【００６９】
図６の光電変換信号処理回路１０２は、フォトダイオード１からの信号電流Ｉｓが入力する入力部１４ａを有する第１の演算増幅器１４、ダイオード８０、抵抗９１、抵抗９２、可変容量ダイオード７１とを備える。
【００７０】
入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓは、第１の演算増幅器１４の入出力間に接続されているダイオード８０により出力電圧Ｖｓに変換される。第１の演算増幅器１４とダイオード８０は本発明の電流電圧変換部８、ダイオード８０は本発明の対数変換素子である。
【００７１】
第１の演算増幅器１４の出力電圧Ｖｓは、抵抗９１、抵抗９２、可変容量ダイオード７１から構成されるローパスフィルタを通過して出力電圧Ｖｏとなる。抵抗９１、抵抗９２、可変容量ダイオード７は本発明の帯域制限部１１である帯域制御部である。
【００７２】
可変容量ダイオード７１の両端には、出力電圧Ｖｓを抵抗９１と抵抗９２で分圧した電圧が印加される。したがって、信号電流Ｉｓが減少して出力電圧Ｖｓが低下すると可変容量ダイオード７１の容量は増加する。このことにより、抵抗９１、抵抗９２、可変容量ダイオード７１から構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は低下する。
【００７３】
図７は本発明の第５の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路図である。
【００７４】
図７の電流電圧変換部８は、フォトダイオード１からの信号電流Ｉｓが入力する入力部１４ａを有する第１の演算増幅器１４、ダイオード８０、第２の演算増幅器１５、とを備える。
【００７５】
入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓは、第１の演算増幅器１４の入出力間に接続されているダイオード８０により出力電圧Ｖｓに変換される。第１の演算増幅器１４とダイオード８０は本発明の電流電圧変換部８、ダイオード８０は本発明の対数変換素子である。
【００７６】
第１の演算増幅器１４の出力電圧Ｖｓは、第２の演算増幅器１５によって反転増幅され、第２の演算増幅器１５の出力はフォトダイオード１のアノードに接続され、フォトダイオード１に逆バイアス電圧が印可される構成になっている。したがって、信号電流Ｉｓが減少して出力電圧Ｖｓが低下すると第２の演算増幅器１５の出力電圧Ｖａが上昇し、フォトダイオード１のカソード、アノード間の電圧が低下する。フォトダイオード１の寄生容量である端子間容量はカソードとアノード間の電圧が低下すると増加する特性を持っており、そのためフォトダイオード１の寄生容量Ｃｓは増加し、フォトダイオード１の持つ抵抗成分から成るインピーダンスと抵抗９３と寄生容量Ｃｓから構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は低下する。フォトダイオード１と抵抗９３と第２の演算増幅器１５は本発明の帯域制御部である。
【００７７】
図８は本発明の第６の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路図である。
【００７８】
図８の電流電圧変換部８は、フォトダイオード１からの信号電流Ｉｓが入力する入力部１４ａを有する第１の演算増幅器１４、ダイオード８０、コンデンサ７２、コンデンサ７３、スイッチ６５、切換制御部６６とを備える。
【００７９】
入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓは、第１の演算増幅器１４の入出力間に接続されているダイオード８０により出力電圧Ｖｓに変換される。第１の演算増幅器１４とダイオード８０は本発明の電流電圧変換部８、ダイオード８０は本発明の対数変換素子である。
【００８０】
切換制御部６６は出力電圧Ｖｓを所定の電圧値と比較しスイッチ６５を切り換える。図８は出力電圧が所定の電圧値以下のときを示しており、スイッチ６５の接片はコンデンサ７２に接続されている。図２で説明した第１の実施形態と同様に、ダイオード８０とコンデンサ７２は、信号電流Ｉｓが減少するとカットオフ周波数が低下するローパスフィルタとして機能する。
【００８１】
出力電圧Ｖｓが所定の電圧値を超えると、切換制御部６６はスイッチ６５を切り換えコンデンサ７３に接続する。例えば、コンデンサ７３の容量をコンデンサ７２より小さくすれば、信号電流Ｉｓが増加するとステップ的にカットオフ周波数を高くし画像の鮮鋭性を上げることができる。ダイオード８０、コンデンサ７２、コンデンサ７３、スイッチ６５、切換制御部６６は本発明の帯域制御部である。この構成により、第１の実施形態ではあるＸ線量（例えば画像読取の最低Ｘ線量）において粒状性と鮮鋭性のバランスが取れた適した画質を簡単に得ることが可能であったものを、更に複数のＸ線量で粒状性と鮮鋭性のバランスが取れた更に適した画質の画像を得ることができる。
【００８２】
ここで、回路図には記載していないが、切替制御部６６によって選択されていないコンデンサにはＶｓの電圧が印可される様に、例えば、演算増幅回路の反転入力端子と出力端子が接続され、非反転入力端子には演算増幅器１４の出力端子が接続されている回路構成になっている。
【００８３】
図９は本発明の第７の実施形態による光電変換信号処理回路１０２の回路図である。
【００８４】
図９の電流電圧変換部８は、フォトダイオード１ａ、１ｂからの信号電流Ｉｓ1、Ｉｓ2が入力する入力部１４ａ、１４ｂを有する第１の演算増幅器１４Ａ、１４Ｂ、ダイオード８０ａ、８０ｂ、スイッチ６５、切換制御部６６とを備える。
【００８５】
入力部１４ａに入力された信号電流Ｉｓ1は、第１の演算増幅器１４Ａの入出力間に接続されているダイオード８０ａにより出力電圧Ｖｓ1に変換される。また、入力部１４ｂに入力された信号電流Ｉｓ2は、第１の演算増幅器１４Ｂの入出力間に接続されているダイオード８０ｂにより出力電圧Ｖｓ2に変換される。第１の演算増幅器１４Ａ、１４Ｂとダイオード８０ａ、８０ｂは本発明の電流電圧変換部８、ダイオード８０ａ、８０ｂは本発明の対数変換素子である。
【００８６】
フォトダイオード１ａのアノードには電圧−Ｖ１が、フォトダイオード１ｂのアノードには電圧−Ｖ２がそれぞれ印加されている。本実施形態では電圧−Ｖ１＞電圧−Ｖ２であり、フォトダイオード１ａの寄生容量Ｃｓ1はフォトダイオード１ｂの寄生容量Ｃｓ2より大きい。そのため、フォトダイオード１ａの持つ抵抗成分から成るインピーダンスと抵抗９４と寄生容量Ｃｓ1から構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は、フォトダイオード１ｂの持つ抵抗成分から成るインピーダンスと抵抗９５と寄生容量Ｃｓ2から構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数より低くなる。
【００８７】
切換制御部６６は出力電圧Ｖｓを所定の電圧値と比較しスイッチ６５を切り換える。図９は出力電圧が所定の電圧値以下のときを示しており、スイッチ６５の接片は第１の演算増幅器１４Ａに接続され出力電圧ＶｓはＶｓ1である。第１の演算増幅器１４Ａにはフォトダイオード１ａが接続されているのでカットオフ周波数が低くなっている。
【００８８】
出力電圧Ｖｓが所定の電圧値を超えると、切換制御部６６はスイッチ６５を切り換え第１の演算増幅器１４Ｂに接続する。第１の演算増幅器１４Ｂにはフォトダイオード１ｂが接続されているのでカットオフ周波数が高くなっている。
【００８９】
フォトダイオード１ａ、１ｂ、スイッチ６５、切換制御部６６は本発明の帯域制御部である。
【００９０】
なお、光電変換素子として、フォトダイオードではなく、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサ等の半導体素子を用いて構成しても良く、特に限定するものではない。
【００９１】
また、フォトマルチプライヤを用いた画像読取装置にも、本発明を適用し同様に粒状性と鮮鋭性のバランスをとって画質を改善することができる。
【００９２】
以上このように、本発明によれば、簡単な構成で効果的にＳ／Ｎを改善する光電変換信号処理回路を提供することができ、粒状性と鮮鋭性のバランスを取って画質を改善した画像読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係わる放射線画像読取装置１００のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【図３】容量Ｃｘ（ｐＦ）を変化させたときの規格化Ｓ／Ｎの値Ｘ（ｄＢ）、出力電圧Ｖｓの振幅Ｂ（ｄＢ）、振幅Ｂの平方根√Ｂ（ｄＢ）をプロットしたグラフの一例である。
【図４】本発明の第２の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【図７】本発明の第５の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【図８】本発明の第６の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【図９】本発明の第７の実施形態による電流電圧変換部８の回路図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  フォトダイオード
２  輝尽性蛍光体プレート
３  光ガイド
８  光電変換信号処理回路
９  Ａ／Ｄ変換回路
１０  画像処理部
１１  温度補償回路
１４  第１の演算増幅器
１５  第２の演算増幅器
１３  トランジスタ
６５  スイッチ
６６  切換制御部
７１  可変容量ダイオード
７０、７２、７３  コンデンサ
８０  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】
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