(57)【要約】【課題】放射線像読取装置において、放射線像を表す画像信号のＳ／Ｎを、この放射線像を表す際の分解能を低下させることなく向上させる。【解決手段】全体として主走査Ｘ方向に沿って２次元状に並べられた多数の受光部３５を有するＣＣＤ素子３２からなるラインセンサ３０を放射線像変換パネル１０に対して主走査Ｘ方向と交わる副走査Ｙ方向に相対的に移動させる。この状態で、主走査Ｘ方向に延びる線状の励起光Ｌｅの照射により放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を複数の受光部３５Ａから受光部３５Ｅで受光する。受光部３５Ａから受光部３５Ｅで受光され光電変換されたそれぞれの電荷を水平転送レジスタ３６に転送しビニングして１画素を表す電荷Ｔとする。その後、この電荷Ｔに基づく画像信号を増幅部３７で増幅する。【選択図】　　　　　図３
2004117685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主走査方向に延びる線状の励起光の照射を受けた放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出するラインセンサを備え、前記ラインセンサを前記放射線像変換パネルに対して前記主走査方向と交わる副走査方向に相対的に移動させて前記放射線像変換パネルに記録された放射線像を読み取る放射線像読取装置であって、
前記ラインセンサが、全体として前記主走査方向に沿って２次元状に並べられた多数の受光部を有するＣＣＤ素子からなり、該ラインセンサが、前記受光部で光電変換された電荷を前記主走査方向と直交する方向にビニングして出力させるものであること特徴とする放射線像読取装置。
【請求項２】
前記ラインセンサが、前記主走査方向と直交する方向に前記励起光のビーム幅の２倍以上の長さに亘って前記受光部が並べられて構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の放射線像読取装置。
【請求項３】
前記受光部の前記主走査方向の画素サイズが、前記放射線像変換パネルから所定の分解能で前記放射線像を読み取ることが可能な画素サイズの内の最大の画素サイズより小さいことを特徴とする請求項１または２記載の放射線像読取装置。
【請求項４】
前記ラインセンサが、前記受光部の前面に前記主走査方向と直交する方向に延びるマイクロレンズアレイを備えたものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線像読取装置に関し、詳しくは、放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光をＣＣＤ素子からなるラインセンサで検出する放射線像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｘ線等の放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光を照射すると蓄積された放射線エネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線像を蓄積性蛍光体層に一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体層にレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、この輝尽発光光を光電的に検出して被写体の放射線像を表す画像信号を取得する放射線像記録装置および放射線像読取装置等からなる放射線像記録再生システムがＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）としてが知られている。
【０００３】
上記放射線像記録再生システムに使用される記録媒体としては、基板上に蓄積性蛍光体層を積層して作成した放射線像変換パネルが知られている。上記放射線像読取装置としては、主走査方向に延びる線状の励起光の照射を受けて放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を多数の受光部を有するＣＣＤ素子からなるラインセンサで検出しつつ、このラインセンサを放射線像変換パネルに対して主走査方向と直交する副走査方向に相対的に移動させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、上記ラインセンサによって放射線像変換パネルから読み取られる放射線像の主走査方向の分解能は主走査方向に並ぶ受光部のピッチで定められ、これに対して副走査方向の分解能は放射線像変換パネル上に照射される励起光の主走査方向と直交する方向のビーム幅で定められる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−０６６３１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放射線像変換パネルから発生する輝尽発光光は微弱であり、受光した微弱な輝尽発光光を光電変換して得られた電荷を放射線像を示す画像信号として増幅しデジタル値からなる画像信号に変換するまでの増幅倍率が高くなり、この画像信号に混入するノイズが多くなるため、このようなノイズの混入を低減して上記画像信号が表す放射線像の品質を向上させたいという要請がある。そこで、受光部を副走査方向に延ばして受光面を拡大し輝尽発光光の受光光量を増大させることにより、画像信号のＳ／Ｎを高くする検討が行なわれている。なお、受光面を副走査方向に拡大しても、上記の理由により放射線像変換パネルから読み取られる放射線像の主走査方向および副走査方向の分解能が変わることはない。
【０００６】
しかしながら、受光部を副走査方向に延ばして受光面の面積を大きくし輝尽発光光の受光光量を増大させようとすると、受光面における単位長さ当りの電位勾配が緩やかになり光電変換された電荷の移動速度が遅くなる。そのため、受光部に電荷が残されたまま、受光部での次の電荷の蓄積が始まってしまい、受光部に残された電荷がノイズとして画像信号に混入するという問題がある。
【０００７】
また、受光部の個別の大きさを変えることなくこの受光部を副走査方向に複数並べることにより、実質的に受光面の面積を大きくして受光光量を増大させようとすると、副走査方向に複数並ぶ各受光部で光電変換されたそれぞれの電荷に基づく画像信号を増幅した後、これらの画像信号を加算して１画素を表す画像信号にまとめるときに、それぞれの画像信号毎の増幅ノイズが加算されてしまう。そのため、この１画素を表す画像信号に混入する増幅ノイズの割合は、各受光部から個別に得られた画像信号に個別に混入する増幅ノイズの割合と概略等しくなり、受光部を副走査方向に並べて受光光量を増大させても画像信号のＳ／Ｎの向上には結びつかない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放射線像を表す画像信号のＳ／Ｎを、この放射線像を表す際の分解能を低下させることなく向上させることができる放射線像読取装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線像読取装置は、主走査方向に延びる線状の励起光の照射を受けた放射線像変換パネルから発生した輝尽発光光を検出するラインセンサを備え、このラインセンサを放射線像変換パネルに対して上記主走査方向と交わる副走査方向に相対的に移動させて放射線像変換パネルに記録された放射線像を読み取る放射線像読取装置であって、ラインセンサが、全体として主走査方向に沿って２次元状に並べられた多数の受光部を有するＣＣＤ素子からなり、このラインセンサが、受光部で光電変換された電荷を前記主走査方向と直交する方向にビニングして出力させるものである。
【００１０】
なお、前記ラインセンサは、放射線像変換パネルの全幅から発生する輝尽発光光を受光するものとすることができる。また、このラインセンサは複数のＣＣＤ素子を並べて構成することができ、その場合、ＣＣＤ素子を主走査方向に隙間無く並べたり、千鳥配置となるように並べたりすることができる。
【００１１】
前記ラインセンサは、主走査方向と直交する方向に励起光のビーム幅の２倍以上、好ましくは５倍以上の長さに亘って受光部が並べられて構成されたものとすることができる。
【００１２】
なお、励起光のビーム幅は、主走査方向と直交するこの励起光の断面における光強度分布において、この光強度分布のピーク値の１／ｅ２以上の光強度を持つ領域の幅を意味するものである。
【００１３】
前記受光部の主走査方向の画素サイズは、主走査方向に所定の分解能で放射線像変換パネルから放射線像を読み取ることが可能な画素サイズのうちの最大の画素サイズより小さくすることが好ましい。なお、前記所定の分解能は、放射線像変換パネルから読み取られる放射線像に要求される分解能を意味するものであり、例えば、この放射線像が医用画像として使用される場合には概略１００μｍから２００μｍが所定の分解能となる。
【００１４】
前記ラインセンサは、受光部の前面に主走査方向と直交する方向に延びるマイクロレンズアレイを備えたものとすることが好ましく、このマイクロレンズアレイはＣＣＤ素子上の受光部と電荷転送路とを含む領域の前面に備えることがより好ましい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の放射線像読取装置によれば、ラインセンサが、全体として主走査方向に沿って２次元状に並べられた多数の受光部を有するＣＣＤ素子からなり、このラインセンサが、受光部で光電変換された電荷を主走査方向と直交する方向にビニングして出力させるので、受光部を主走査方向と直交する方向に並べてこの方向の受光面積を大きくして輝尽発光光の受光光量を増大させるとともに、上記方向に並べられた複数の受光部で光電変換されたそれぞれの電荷をビニングしてから増幅することにより、各受光部から個別に得られた画像信号毎の増幅ノイズが加算されることなく１画素を表す画像信号を作成することができ、放射線像を表す画像信号のＳ／Ｎを、この放射線像を表す際の分解能を低下させることなく向上させることができる。
【００１６】
ここで、ラインセンサを、主走査方向と直交する方向に励起光のビーム幅の２倍以上の長さに亘って受光部が並べられて構成されたものとすれば、この励起光の照射により発生した輝尽発光光中の比較的強度の高い領域を受光することができ、輝尽発光光を効率良く受光することができる。また、ラインセンサをビーム幅の５倍以上の長さに亘って受光部が並べられて構成されたものとすれば、輝尽発光光の受光光量をより増大させることができる。さらに、ラインセンサを、受光部の前面に主走査方向と直交する方向に延びるマイクロレンズアレイを備えたものとすれば、輝尽発光光の受光光量をさらに増大させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す斜視図、図２は照射手段およびラインセンサの概略構成を示す側面図、図３（ａ）および図３（ｂ）は受光部で光電変換された電荷がビニングされてラインセンサから出力される様子を示す拡大図であり図３（ａ）は側面図、図３（ｂ）はラインセンサを下から見た下面図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態による放射線像読取装置１００は、放射線像変換パネル１０に対して主走査Ｘ方向（図中矢印Ｘ方向）に延びる線状の励起光Ｌｅを照射する照射部２０と、この線状の励起光Ｌｅの照射を受けた放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光を検出するラインセンサ３０と、ラインセンサ３０を放射線像変換パネル１０に対して主走査Ｘ方向と交わる副走査Ｙ方向（図中矢印Ｙ方向）に相対的に移動させる搬送手段（図示は省略）とを備えている。
【００１９】
照射部２０は、励起光を射出するブロードエリアレーザ２１、ブロードエリアレーザ２１から射出された線状の励起光を後述する反射ミラーを介して放射線像変換パネル１０上の主走査Ｘ方向に線状に集光させるトーリックレンズ等からなる集光光学系２２、および上記励起光を光路の途中で反射して光路を放射線像変換パネル１０に向かう方向に変更させる反射ミラー２３等によって構成されており、主走査Ｘ方向と直交する面においてビーム幅Ｗとなる線状の励起光Ｌｅを放射線像変換パネル１０上に照射する。
【００２０】
ラインセンサ３０は、結像レンズ３１、ＣＣＤ素子３２、励起光カットフィルタ３３、およびビニング制御部３４を備え、ＣＣＤ素子３２は、全体として主走査方向に沿って２次元状に並べられた多数の受光部３５を有し、ＣＣＤ素子３２で光電変換された電荷をビニング制御部３４の制御により主走査方向と直交する方向にビニングして出力させる。なお、ＣＣＤ素子３２には、複数の受光部３５が主走査方向と直交する方向に励起光Ｌｅのビーム幅Ｗの５倍の長さに亘って並べられている。結像レンズ３１は上記主走査Ｘ方向に並んだ多数のレンズからなり、励起光Ｌｅが照射された放射線像変換パネル１０上の線状の領域の正立等倍像をＣＣＤ素子３２上に結像させる。励起光カットフィルタ３３は結像レンズ３１とＣＣＤ素子３２との間に挿入され放射線像変換パネル１０から発生する輝尽発光光に混入する励起光を遮断する。
【００２１】
ここで、受光部３５の主走査方向の画素サイズは、放射線像変換パネル１０から所定の分解能で放射線像を読み取ることができる可能な画素サイズの内の最大の画素サイズより小さい。また、ラインセンサ３０は、放射線像変換パネル１０の全幅から発生する輝尽発光光を受光するものである。また、このラインセンサ３０は複数のＣＣＤ素子を並べて構成することもでき、その場合、ＣＣＤ素子を主走査方向に隙間無く並べたり、あるいは、千鳥配置となるように並べることができる。
【００２２】
また、照射部２０とラインセンサ３０とは一体化されており上記搬送手段によって副走査方向に同時に搬送される。
【００２３】
次に、上記実施の形態における作用について説明する。
【００２４】
ブロードエリアレーザ２１から射出された励起光は集光光学系２２を通して反射ミラー２３で反射され放射線像変換パネル１０上の主走査方向に延びる線状の領域Ｄ１に集光される。この線状の励起光Ｌｅの照射によって放射線像変換パネル１０の線状の領域Ｄ１から発生した輝尽発光光は結像レンズ３１を通してＣＣＤ素子３２の各受光部３５上に結像され光電変換されて電気的な画像信号として出力される。上記励起光Ｌｅの照射と輝尽発光光の検出を実行しながら、一体化された照射部２０とラインセンサ３０とを搬送手段によって副走査Ｙ方向へ搬送し、放射線像変換パネル１０に記録された放射線像が読み取られる。
【００２５】
ここで、主走査方向と直交する方向に並ぶ複数の受光部で光電変換した電荷をビニングする場合について図３を参照して説明する。
【００２６】
なお、ここでは、放射線像を表す１画素分の電荷をビニングする場合について説明する。
【００２７】
照射部２０から照射された上記ビーム幅Ｗの線状の励起光Ｌｅは、放射線像変換パネル１０上の線状の領域Ｄ１に入射される。この励起光Ｌｅの照射を受けた放射線像変換パネル１０から発生した輝尽発光光Ｋは放射線像変換パネル１０中で散乱し、上記領域Ｄ１を含み副走査方向にビーム幅Ｗの５倍の範囲に広がる領域Ｄ２から射出される。ここで、領域Ｄ２から射出される輝尽発光光Ｋは領域Ｄ１に記録された放射線像の情報を示すものである。なお、上記領域Ｄ１が放射線像変換パネル１０に記録された放射線像を表す際の副走査Ｙ方向の１画素の長さとなる
領域Ｄ２はＣＣＤ素子３２上の領域Ｆに正立等倍像として結像され、この領域Ｆと受光部３５が配置されている領域とは概略一致する。したがって、領域Ｄ２から射出された輝尽発光光の多くは領域Ｆに入射し受光部３５で受光される。
【００２８】
領域Ｆには主走査方向と直交する方向に受光部３５Ａ、受光部３５Ｂ、受光部３５Ｃ、受光部３５Ｄ、受光部３５Ｅが個別に並べられており、領域Ｄ２から射出された輝尽発光光がこれらの受光部で受光される。なお、個別の受光部３５Ａから受光部３５Ｅで受光されたそれぞれの輝尽発光光は全て上記と同様に放射線像変換パネル１０中の領域Ｄ１に記録された放射線像の情報を示すものである。
【００２９】
受光部３５Ａから受光部３５Ｅで光電変換されたそれぞれの電荷は、ビニング制御部３４の制御により、全てＣＣＤ素子３２中の水平転送レジスタ３６に転送され１つにまとめられて１画素を表す電荷Ｔとなる。この１画素を表す電荷Ｔは水平転送レジスタ３６中を転送され、電圧あるいは電流からなる画像信号として増幅部３７で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３８でＡ／Ｄ変換されて放射線像変換パネル１０に記録された放射線像の１画素を表すデジタル値からなる画像信号として出力される。
【００３０】
上記のように本発明は、副走査Ｙ方向に並ぶ受光部３５Ａから受光部３５Ｅで光電変換されたそれぞれの電荷をビニングしてからこの電荷に基づく画像信号を増幅するようにしたので、画像信号への増幅ノイズの混入を抑制しつつ、輝尽発光光の副走査方向の受光光量を増大させることができ、放射線像を表す画像信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００３１】
なお、主走査方向と直交する方向に並べられた受光部の長さは励起光のビーム幅との関係等によって制限を受けるものではない。
【００３２】
また、上記副走査方向は主走査方向と直交する方向であってもよいし、主走査方向と直交することなく交わる方向であってもよい。
【００３３】
ここで、ラインセンサを、主走査方向と直交する方向にビニングされた電荷を、ビニング制御部の制御により、さらに主走査方向にビニングして出力させるようにすることにより、画像信号へのノイズの混入をさらに低減することができる。
【００３４】
また、上記のようにして得られた画像信号の出力をＡ／Ｄ変換した後、この画像信号を画素密度変換しナイキスト周波数以上でのレスポンスを低下させる処理を施して、高周波成分のノイズの低周波成分への回り込み、いわゆるエリアシングノイズの影響を小さく抑えるようにしてもよい。
【００３５】
また、図４に示すように、ＣＣＤ素子３２上に多数並べられた受光部３５上の主走査方向と直交する方向に、この方向に延びるマイクロレンズアレイであるマイクロシリンドリカルレンズ５０を配設し、集光効率を高めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線像読取装置の概略構成を示す斜視図
【図２】照射手段およびラインセンサの概略構成を示す側面図
【図３】主走査方向と直交する方向に並ぶ複数の受光部で受光した輝尽発光光に基づいて画像信号を取得する様子を示す平面図と側面図
【図４】ＣＣＤ素子上にマイクロシリンドリカルレンズを配設した様子を示す斜視図
【符号の説明】
１０　　放射線像変換パネル
３０　　ラインセンサ
３２　　ＣＣＤ素子
３５　　受光部
３４　　ビニング制御部
３６　　水平転送レジスタ
【図１】
2004117685.tif 000003
【図２】
2004117685.tif 000004
【図３】
2004117685.tif 000005
【図４】
2004117685.tif 000006