(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、この支持体の表面に形成された輝尽性蛍光体の柱状結晶からなる輝尽性蛍光体層と、この輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けられその表面の凹凸が前記柱状結晶表面の凹凸高さの平均よりも小さくなるように形成された保護層とから構成され、前記輝尽性蛍光体層に放射線エネルギーを蓄積した輝尽性蛍光体プレートに、
前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と、光源から発射されて前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係がＳ３≧１０×Ｓ２となるようにして走査部により前記励起光を走査する工程と、
前記励起光の走査によって前記輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光を検出器により検出する工程と、
を有することを特徴とする放射線画像読取方法。
【請求項２】
前記柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2であり、前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３は３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2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方法。
【請求項３】
前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係が１０×Ｓ２≦Ｓ３≦１００００×Ｓ２とされていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像読取方法。
【請求項４】
前記保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像読取方法。
【請求項５】
前記保護層は光散乱性の微粒子を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の放射線画像読取方法。
【請求項６】
前記保護層は特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いた多層フィルムによって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像読取方法。
【請求項７】
支持体と、この支持体の表面に形成された輝尽性蛍光体の柱状結晶からなる輝尽性蛍光体層と、この輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けられその表面の凹凸が前記柱状結晶表面の凹凸高さの平均よりも小さくなるように形成された保護層とから構成され、前記輝尽性蛍光体層に放射線エネルギーを蓄積した輝尽性蛍光体プレートに、励起光のビームを発射する光源と、
前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と、前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係がＳ３≧１０×Ｓ２となるようにして前記輝尽性蛍光体層に前記励起光を走査する走査部と、
前記励起光の走査によって前記輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光を検出する検出器と、
を備えることを特徴とする放射線画像読取装置。
【請求項８】
前記柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2であり、前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３は３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2であることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像読取装置。
【請求項９】
前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係が１０×Ｓ２≦Ｓ３≦１００００×Ｓ２とされていることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像読取装置。
【請求項１０】
前記保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載の放射線画像読取装置。
【請求項１１】
前記保護層は光散乱性の微粒子を含むことを特徴とする請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載の放射線画像読取装置。
【請求項１２】
前記保護層は特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いた多層フィルムによって構成されていることを特徴とする請求項７〜請求項１１のいずれか一項に記載の放射線画像読取装置。
【請求項１３】
支持体と、この支持体の表面に形成された輝尽性蛍光体の柱状結晶からなり、放射線エネルギーを蓄積する輝尽性蛍光体層と、この輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けられその表面の凹凸が前記柱状結晶表面の凹凸高さの平均よりも小さくなるように形成された保護層とから構成され、光源から発射されて保護層を透過したビームの平均面積Ｓ３が３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2である励起光を前記輝尽性蛍光体層に走査することによって輝尽光が放出される輝尽性蛍光体プレートであって、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2であることを特徴とする輝尽性蛍光体プレート。
【請求項１４】
前記保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の輝尽性蛍光体プレート。
【請求項１５】
前記保護層は光散乱性の微粒子を含むことを特徴とする請求項１３に記載の輝尽性蛍光体プレート。
【請求項１６】
前記保護層は特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いた多層フィルムによって構成されていることを特徴とする請求項１３〜請求項１５のいずれか一項に記載の輝尽性蛍光体プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用放射線画像の入力システムに用いられる放射線画像読取方法及び放射線画像読取装置並びに輝尽性蛍光体プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野においては、病気の診断にＸ線のような放射線画像が多く用いられている。放射線画像の形成方法としては、従来、被検体を透過した放射線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射し、これにより可視光を生じさせてこの可視光を通常の写真を撮るときと同じように、銀塩を使用したフィルムに照射して潜像形成の後に現像する、いわゆる放射線写真を用いる方法が一般的であった。
【０００３】
しかるに、近年、銀塩を塗布したフィルムを使用しないで放射線画像を形成する方法として、被検体を透過した放射線を輝尽性蛍光体プレートの輝尽性蛍光体に吸収させ、しかる後この輝尽性蛍光体を例えば光又は熱エネルギーで励起させることにより、この輝尽性蛍光体に吸収されて蓄積されている放射線エネルギーを輝尽光として放射させて、この輝尽光を検出して画像化する方法が提案されている。ここで、輝尽性蛍光体プレートは、放射線画像変換パネルの一つの方式である。
【０００４】
このような輝尽性蛍光体プレートに代表される放射線画像変換パネルは、できる限り放射線に対する感度が高く、画質（鮮鋭度、粒状性など）の良い画像を与えるものであることが望まれており、従来から放射線画像変換パネルの高感度化及び画質の改善の研究が進められている。
【０００５】
特許文献１には、輝尽性蛍光体層が支持体上に形成されてなる放射線画像変換パネルであって、この輝尽性蛍光体層内の層厚方向における光透過率（Ｔｔｈ）と平面方向における光透過率（Ｔｆｌ）とが０＜Ｔｆｌ／Ｔｔｈ≦０．７の関係にあるものが開示されている。
このような放射線画像変換パネルの構造によれば、放射線画像変換パネルに対してある角度で入射された輝尽励起光は層厚方向へはよく浸透し、平面方向には光の広がりが抑えられるため、鮮鋭性は向上する。
【０００６】
また、特許文献２には、輝尽性蛍光体層が柱状結晶からなっており、この柱状結晶の先端部からなる輝尽性蛍光体層の表面が平坦化処理されている放射線画像変換パネルが開示されている。
このような放射線画像変換パネルの構造によれば、輝尽性蛍光体層の表面における凸凹の程度は小さくなり、輝尽励起光の散乱が抑制されて画像の鮮鋭性が向上する。
【０００７】
また、特許文献３には、支持体上に反射層、励起光を吸収する励起光吸収層Ａ及び輝尽性蛍光体層の順に積層された蛍光体シートと、このシートを保護すると共に励起光吸収層Ｂを有する保護フィルムとからなる放射線画像変換パネルが開示されている。このパネルでは、各励起光吸収層において入射光（励起光）よりも輝尽発光光の方がピーク波長での吸光度が小さくなるように設定されている（請求項１，段落［００２３］など）。
このような放射線画像変換パネルの構造によれば、励起光のピーク波長での吸光度よりも輝尽発光の発光ピーク波長における吸光度を小さくすることで、励起用レーザ光に起因する鮮鋭性の悪化を防止することができる。
【０００８】
このように、特許文献１〜３のいずれの放射線画像変換パネルについても、放射線に対する感度が改善され、かつ、鮮鋭性に優れた画像が得られるようになっている。
【特許文献１】特開平５−１５０１００号公報
【特許文献２】特開平６−２３０１９８号公報
【特許文献３】特開２００２−１３１４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に記載の放射線画像変換パネルの製造方法においては、層厚方向における光透過率（Ｔｔｈ）及び平面方向における光透過率（Ｔｆｌ）の比を０＜Ｔｆｌ／Ｔｔｈ≦０．７とするために、光の屈折率、あるいは光透過率が輝尽性蛍光体と異なる材料を輝尽性蛍光体層の層厚方向に壁のように形成する工程を必要としている。
【００１０】
また、特許文献２に記載の放射線画像変換パネルの製造方法においては、輝尽性蛍光体層の表面を平坦化処理するため、柱状結晶を気相堆積法により形成する際に、柱状結晶を所定の高さになるまで成長させた後で気相堆積条件を連続膜が形成される条件に変更し、さらに柱状結晶の気相堆積を継続するという連続膜の形成の工程を必要としている。
【００１１】
また、特許文献３に記載の放射線画像変換パネルの製造方法においては、輝尽性蛍光体層における励起光の吸収度と保護フィルムにおける励起光の吸収度との間に差を設けるために、保護フィルムに励起光吸収層を設ける一方で、支持体と輝尽性蛍光体層との間にも輝尽発光と直接関係のない励起光吸収層を形成する工程を必要としている。
【００１２】
このように、特許文献１〜３のいずれの放射線画像変換パネルの製造方法においても、放射線に対する感度を改善し、鮮鋭性に優れた画像を得るために、輝尽性蛍光体層を加工し、あるいは輝尽性蛍光体層に輝尽発光と直接関係のない壁、膜、あるいは層を設ける工程を必要としていた。したがって、そのような膜あるいは層を形成する材料及び製造技術を別途要すると共に、製造工程が複雑化するという問題があった。
【００１３】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、輝尽性蛍光体層を加工し、あるいは輝尽性蛍光体層に輝尽発光と直接関係のない構成部分を設けることなく、放射線に対する感度が高く画質の良い画像を得ることができる放射線画像読取装置及び放射線画像読取方法並びにこれに用いられる輝尽性蛍光体プレートを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、放射線画像読取方法であって、支持体と、この支持体の表面に形成された輝尽性蛍光体の柱状結晶からなる輝尽性蛍光体層と、この輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けられその表面の凹凸が前記柱状結晶表面の凹凸高さの平均よりも小さくなるように形成された保護層とから構成され、前記輝尽性蛍光体層に放射線エネルギーを蓄積した輝尽性蛍光体プレートに、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と、光源から発射されて前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係がＳ３≧１０×Ｓ２となるようにして走査部により前記励起光を走査する工程と、前記励起光の走査によって前記輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光を検出器により検出する工程と、を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、輝尽性蛍光体層の表面を覆うように保護層が設けられている場合でも、この保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３と柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対関係がＳ３≧１０×Ｓ２とされており、柱状結晶の面積に対して輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光の面積が所定比以上に大きくされていることから、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生は低減される。
また、保護層を輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けることで、一般的に吸湿性が大きい輝尽性蛍光体の吸湿による劣化及び損傷などを防ぐことができるようになる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、上記放射線画像読取方法であって、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2であり、前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３は３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2であることを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、特に、柱状結晶の平均面積Ｓ２及び励起光のビームの平均面積Ｓ１がこれらの値をとることで、励起光により柱状結晶を均一に励起することができるため、輝尽光として受光する光の強度のゆらぎを有効に抑えることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、上記放射線画像読取方法であって、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係が１０×Ｓ２≦Ｓ３≦１００００×Ｓ２とされていることを特徴とする。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、上記と同様の作用が得られる他、輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３の大きさに上限が設けられているため、放射線画像読み取り時の絶対的な分解能を低下させることはない。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、上記放射線画像読取方法であって、前記保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることから、保護層を透過する励起光のビーム径が広げられて輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３が柱状結晶の平均面積Ｓ２の所定比以上となり、上記と同様の作用を得ることができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、上記放射線画像読取方法であって、前記保護層は光散乱性の微粒子を含むことを特徴とする。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、保護層が光散乱性の微粒子を含むことから、保護層を透過する励起光のビーム径が広げられて輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３が柱状結晶の平均面積Ｓ２の所定比以上となり、上記と同様の作用を得ることができる。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、上記放射線画像読取方法であって、前記保護層は特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いた多層フィルムによって構成されていることを特徴とする。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、保護層に特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層によって放射線エネルギーの励起に関係のない不要光を吸収する一方で、励起光及び輝尽光を透過させる特性を持たせることにより、励起光及び輝尽光のスペクトル分離を容易にすることができる。また、励起に関係のない不要光による画像ノイズ、輝尽性蛍光体プレートの損傷を低減することが可能になる。
また、励起光及び輝尽光に加えて所定の可視領域の光を透過させる特性を保護層に持たせることにより、輝尽性蛍光体プレートの生産過程及び繰り返しの使用の際に、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着あるいは輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることができるようになる。
【００３８】
請求項７に記載の発明は、放射線画像読取装置であって、支持体と、この支持体の表面に形成された輝尽性蛍光体の柱状結晶からなる輝尽性蛍光体層と、この輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けられその表面の凹凸が前記柱状結晶表面の凹凸高さの平均よりも小さくなるように形成された保護層とから構成され、前記輝尽性蛍光体層に放射線エネルギーを蓄積した輝尽性蛍光体プレートに、励起光のビームを発射する光源と、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と、前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係がＳ３≧１０×Ｓ２となるようにして前記輝尽性蛍光体層に前記励起光を走査する走査部と、前記励起光の走査によって前記輝尽性蛍光体層から放出された輝尽光を検出する検出器と、を備えることを特徴とする。
【００３９】
請求項７に記載の発明によれば、輝尽性蛍光体プレートの表面を覆うように保護層が設けられている場合でも、この保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３と柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対関係がＳ３≧１０×Ｓ２とされており、柱状結晶の面積に対して輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光の面積が所定比以上に大きくされていることから、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生は低減される。
また、保護層を輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けることで、一般的に吸湿性が大きい輝尽性蛍光体の吸湿による劣化及び損傷などを防ぐことができるようになる。
【００４０】
請求項８に記載の発明は、上記放射線画像読取装置であって、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2であり、前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３は３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2であることを特徴とする。
【００４１】
請求項８に記載の発明によれば、特に、柱状結晶の平均面積Ｓ２及び励起光のビームの平均面積Ｓ１がこれらの値をとることで、励起光により柱状結晶を均一に励起することができるため、輝尽光として受光する光の強度のゆらぎを有効に抑えることができる。
【００４２】
請求項９に記載の発明は、上記放射線画像読取装置であって、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２と前記保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３との相対関係が１０×Ｓ２≦Ｓ３≦１００００×Ｓ２とされていることを特徴とする。
【００４３】
請求項９に記載の発明によれば、上記と同様の作用が得られる他、輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３の大きさに上限が設けられているため、放射線画像読み取り時の絶対的な分解能を低下させることはない。
【００４４】
請求項１０に記載の発明は、上記の放射線画像読取装置であって、前記保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることを特徴とする。
【００４５】
請求項１０に記載の発明によれば、保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることから、保護層を透過する励起光のビーム径が広げられて輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３が柱状結晶の平均面積Ｓ２の所定比以上となり、上記と同様の作用を得ることができる。
【００４６】
請求項１１に記載の発明は、上記放射線画像読取装置であって、前記保護層は光散乱性の微粒子を含むことを特徴とする。
【００４７】
請求項１１に記載の発明によれば、保護層が光散乱性の微粒子を含むことから、保護層を透過する励起光のビーム径が広げられて輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３が柱状結晶の平均面積Ｓ２の所定比以上となり、上記と同様の作用を得ることができる。
【００４８】
請求項１２に記載の発明は、上記放射線画像読取装置であって、前記保護層は特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いた多層フィルムによって構成されていることを特徴とする。
【００４９】
請求項１２に記載の発明によれば、保護層に特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層によって放射線エネルギーの励起に関係のない不要光を吸収する一方で、励起光及び輝尽光を透過させる特性を持たせることにより、励起光及び輝尽光のスペクトル分離を容易にすることができる。また、励起に関係のない不要光による画像ノイズ、輝尽性蛍光体プレートの損傷を低減することが可能になる。
また、励起光及び輝尽光に加えて所定の可視領域の光を透過させる特性を保護層に持たせることにより、輝尽性蛍光体プレートの生産過程及び繰り返しの使用の際に、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着あるいは輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることができるようになる。
【００５２】
請求項１３に記載の発明は、支持体と、この支持体の表面に形成された輝尽性蛍光体の柱状結晶からなり、放射線エネルギーを蓄積する輝尽性蛍光体層と、この輝尽性蛍光体層の表面を覆うように設けられその表面の凹凸が前記柱状結晶表面の凹凸高さの平均よりも小さくなるように形成された保護層とから構成され、光源から発射されて保護層を透過したビームの平均面積Ｓ３が３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2である励起光を前記輝尽性蛍光体層に走査することによって輝尽光が放出される輝尽性蛍光体プレートであって、前記柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2であることを特徴とする。
【００５３】
請求項１３に記載の発明によれば、柱状結晶の平均面積Ｓ２に対して保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３が所定比以上に大きくされていることから、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生は低減される。特に、柱状結晶の平均面積Ｓ２及び保護層を透過した励起光のビームの平均面積Ｓ３がこれらの値をとることで、励起光により柱状結晶を均一に励起することができるため、輝尽光として受光する光の強度のゆらぎを有効に抑えることができる。
【００５４】
請求項１４に記載の発明は、上記輝尽性蛍光体プレートであって、前記保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることを特徴とする。
【００５５】
請求項１４に記載の発明によれば、保護層の一面又は両面に微小突起が形成されていることから、保護層を透過する励起光のビーム径が広げられて輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３が柱状結晶の平均面積Ｓ２の所定比以上となり、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生は低減される。
【００５６】
請求項１５に記載の発明は、上記輝尽性蛍光体プレートであって、前記保護層は光散乱性の微粒子を含むことを特徴とする。
【００５７】
請求項１５に記載の発明によれば、保護層が光散乱性の微粒子を含むことから、保護層を透過する励起光のビーム径が広げられて輝尽性蛍光体プレートに走査される励起光のビームの平均面積Ｓ３が柱状結晶の平均面積Ｓ２の所定比以上となり、保護層を透過する励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生は低減される。
【００５８】
請求項１６に記載の発明は、上記輝尽性蛍光体プレートであって、前記保護層は特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いた多層フィルムによって構成されていることを特徴とする。
【００５９】
請求項１６に記載の発明によれば、特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層によって放射線エネルギーの励起に関係のない不要光を吸収する一方で、励起光及び輝尽光を透過させる特性を持たせることにより、励起光及び輝尽光のスペクトル分離を容易にすることができる。また、励起に関係のない不要光による画像ノイズ、輝尽性蛍光体プレートの損傷を低減することが可能になる。
また、励起光及び輝尽光に加えて所定の可視領域の光を透過させる特性を保護層に持たせることにより、輝尽性蛍光体プレートの生産過程及び繰り返しの使用の際に、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着あるいは輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることができるようになる。
【発明の効果】
【００６３】
請求項１に記載の発明によれば、保護層が設けられた輝尽性蛍光体プレートから放射線画像を読み取る場合でも、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて従来よりも鮮明性に優れた画質の良い放射線画像を読み取ることができる。
【００６４】
請求項２に記載の発明によれば、特に、輝尽光として受光する光の強度のゆらぎを有効に抑えることができる。
【００６５】
請求項３に記載の発明によれば、保護層が設けられた輝尽性蛍光体プレートから放射線画像を読み取る場合でも放射線画像読み取り時の絶対的な分解能を低下させることなく、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い放射線画像を読み取ることができる。
【００６６】
請求項４に記載の発明によれば、保護層の一面又は両面に形成された微小突起によって保護層を透過する励起光のビーム径を広げることによって上記と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
請求項５に記載の発明によれば、保護層に含まれる光散乱性の微粒子によって保護層を透過する励起光のビーム径を広げることによって上記と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
請求項６に記載の発明によれば、保護層によって励起光及び輝尽光のスペクトル分離を容易とし、励起光及び輝尽光の透過特性を励起に関係のない不要光に対して相対的に強大とすることで、放射線画像の鮮鋭性を向上させることができる。
また、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着、ならびに輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることで、これらの画質への影響を低減することが容易になる。
【００７２】
請求項７に記載の発明によれば、保護層が設けられた輝尽性蛍光体プレートから放射線画像を読み取る場合でも、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い画像を読み取ることができる。
【００７３】
請求項８に記載の発明によれば、特に、輝尽光として受光する光の強度のゆらぎを有効に抑えることができる。
【００７４】
請求項９に記載の発明によれば、保護層が設けられた輝尽性蛍光体プレートから放射線画像を読み取る場合でも、放射線画像読み取り時の絶対的な分解能を低下させることなく、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い放射線画像を読み取ることができる。
【００７５】
請求項１０に記載の発明によれば、保護層の一面又は両面に形成された微小突起によって保護層を透過する励起光のビーム径を広げることによって、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
請求項１１に記載の発明によれば、保護層に含まれる光散乱性の微粒子によって保護層を透過する励起光のビーム径を広げることによって、上記と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
請求項１２に記載の発明によれば、保護層によって励起光及び輝尽光のスペクトル分離を容易とし、励起光及び輝尽光の透過特性を励起に関係のない不要光に対して相対的に強大とすることで、放射線画像の鮮鋭性を向上させることができる。
また、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着、ならびに輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることで、これらの画質への影響を低減することが容易になる。
【００７９】
請求項１３に記載の発明によれば、保護層が設けられた輝尽性蛍光体プレートから放射線画像を読み取る場合でも、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い放射線画像を読み取ることができる。
【００８０】
請求項１４に記載の発明によれば、保護層の一面又は両面に形成された微小突起によって保護層を透過する励起光のビーム径を広げることによって、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い放射線画像を読み取ることができる。
【００８１】
請求項１５に記載の発明によれば、保護層に含まれる光散乱性の微粒子によって保護層を透過する励起光のビーム径を広げることによって、励起光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い放射線画像を読み取ることができる。
【００８２】
請求項１６に記載の発明によれば、保護層によって励起光及び輝尽光のスペクトル分離を容易とし、励起光及び輝尽光の透過特性を励起に関係のない不要光に対して相対的に強大とすることで、放射線画像の鮮鋭性を向上させることができる。
また、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着、ならびに輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることで、これらの画質への影響を低減することが容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８３】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図９を参照して説明する。
【００８４】
図１は本実施形態における放射線画像読取装置１の構成を示すブロック図であり、輝尽性蛍光体プレート２に、放射線源３より照射されて被検体４を透過した放射線が照射されて放射線情報としての被検体４の透過放射線画像が蓄積、記録されるようになっている。
【００８５】
放射線画像読取装置１には、輝尽性蛍光体プレート２に記録された放射線情報に基づく潜像画像を読み取るための読取ヘッド５が設けられている。この読取ヘッド５には、輝尽性蛍光体プレート２へ照射する輝尽励起光（以下「励起用レーザ光２３」という）を発生させるレーザ光源６と、レーザ光源６より発射された励起用レーザ光２３を輝尽性蛍光体プレート２の上を紙面に対して垂直な主走査方向に走査させる光走査部７が備えられている。
【００８６】
図２は、レーザ光源６より発射された励起用レーザ光２３が光走査部７によって輝尽性蛍光体プレート２の表面を主走査方向に走査される様子を示すものである。図２に示すように、光走査部７には、周囲に一連の平面反射面を備え、レーザ光源６から発射された励起用レーザ光２３を、反射しながら回転することで励起用レーザ光２３の反射角度を変えて、輝尽性蛍光体プレート２の表面を主走査方向に走査させるポリゴンミラー８が設けられている。また、レーザ光源６とポリゴンミラー８との間には、レーザ光源６より発射された励起用レーザ光２３を平行光束として射出させるコリメータレンズ９が設けられ、コリメータレンズ９とポリゴンミラー８との間には、励起用レーザ光２３の平行光束をポリゴンミラー８の回転軸に垂直な方向にのみ線状に収束し、ポリゴンミラー８の表面に入射させるシリンドリカルレンズ１０が設けられている。
【００８７】
さらに、ポリゴンミラー８と輝尽性蛍光体プレート２との間には、ポリゴンミラー８により走査された励起用レーザ光２３の等角速度運動を等速度運動に変換し、かつ輝尽性蛍光体プレート２の表面における励起用レーザ光２３のビーム径を均一にするｆθレンズ１１が設けられている。これにより、輝尽性蛍光体プレート２の表面に一定のビーム速度かつ一定のビーム径で励起用レーザ光２３を走査することが可能となっている。
【００８８】
また、走査線の非画像領域には、光走査の開始タイミングを検知する主走査同期センサ１２が備えられており、主走査方向の読み取り位置を算出する基点となっている。
【００８９】
ここで、輝尽性蛍光体プレート２に照射される励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１について説明する。
【００９０】
レーザ光のビーム面積は、一般的には、レーザの伝播方向（光軸）に対して垂直断面の強度分布を測定した際に、強度のピークに対して１／ｅ2を閾値とした部分をビーム径とし、このビーム径で囲まれた範囲として定義されている。また、レーザ光の光軸が輝尽性蛍光体の表面に垂直に入射しないシステムにおいては、ビームが斜入射されて輝尽性蛍光体面上の面積が実質的に広がる効果、すなわち輝尽性蛍光体の表面上に射影されたビーム径を加味してビーム面積が定義されている。本明細書においては、輝尽性蛍光体プレート２に照射される励起用レーザ光２３のビーム面積を平均化したものを、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１として定義している。
【００９１】
本実施形態の光走査部７において、輝尽性蛍光体プレート２の表面に走査される励起用レーザ光２３のビーム径は、ｆθレンズ１１に入射する励起用レーザ光２３のビーム径又はｆθレンズ１１の焦点距離を調整することにより、その大きさを調整することが可能となっている。すなわち、ｆθレンズ１１を短焦点にすると相対的に結像面でのスポットサイズは小さく、また、ｆθレンズ１１に入射するビームをコリメータレンズ９の焦点距離の調整により大きくすると相対的に結像面でのスポットサイズは小さくできるようになっている。これにより、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１を制御することが可能となっている。
なお、ｆθレンズ１１に入射する励起用レーザ光２３のビーム径を調整するのは、コリメータレンズ９の焦点距離を調整すること、コリメータレンズ９の開口数を適宜設計すること又はコリメータレンズ９とシリンドリカルレンズ１０の間の光路にビームエクスパンダーなどのビーム径を調整する機構を設けることなどによって可能となる。
【００９２】
読取ヘッド５は、図示しない読取ヘッド５の移動手段により副走査方向に移動されるようになっている。このように、光走査部７による励起用レーザ光２３の主走査方向への走査と、読取ヘッド５の副走査方向への移動により、励起用レーザ光２３を輝尽性蛍光体プレート２の二次元上の全域に照射することが可能となっている。
【００９３】
さらに、図１に示すように、読取ヘッド５には励起用レーザ光２３により輝尽性蛍光体プレート２から発生する輝尽発光光（輝尽光２４）を検出するための光検出器１３が設けられており、光検出器１３で検出された輝尽光２４は光電変換により光電流に変換されて、光電流電圧変換器１４に送られるようになっている。また、光電流電圧変換器１４では光電流が光電圧に変換されてアンプ１５に送られるようになっており、アンプ１５では光電圧が増幅されると共に対数（ｌｏｇ）変換されてＡ／Ｄ変換器１７に送られるようになっている。
【００９４】
Ａ／Ｄ変換器１７では、光電圧に基づいたデータ処理を行うことができるように、当該光電圧に関するデータをデジタルデータに変換して放射線情報として画像処理／画像データメモリ１９に送られるようになっている。
【００９５】
また、画像処理／画像データメモリ１９では、送られてくる放射線情報が主走査毎に蓄積されるようになっている。こうして副走査方向にデータを繰返し取込み、輝尽性蛍光体プレート２の表面全体を読み終えると、この放射線情報は輝尽性蛍光体プレート２の上の潜像画像と同じ二次元画像として取り込まれ、データ要求にしたがってインターフェース（Ｉ／Ｆ）部２０より図示しないモニターなどの表示装置、プリンタなどのハードコピー装置へと送られて、画面表示、印刷がなされるようになっている。
【００９６】
消去用光源１６では、励起用レーザ光２３によっては放出しきれなかった残存エネルギーを放出させるよう、残存エネルギー分の輝尽光２４を放出するのに十分な波長と強度の光を輝尽性蛍光体プレート２に照射するようになっている。消去用光源１６としては、ハロゲンランプなどが挙げられる。
【００９７】
コントローラ１８では、レーザ光源６、光電流電圧変換器１４、Ａ／Ｄ変換器１７、画像処理／画像データメモリ１９及び消去用光源１６の動作タイミング、出力などを制御するようになっており、所定の動作プログラムにしたがってレーザ光源６の出力及び点灯タイミング、光電流電圧変換器１４や、Ａ／Ｄ変換器１７の感度や動作範囲及び消去用光源１６の強度や照射時間及び動作タイミングが制御されるようになっている。
【００９８】
図３に示すように、輝尽性蛍光体プレート２は、支持体２１及びこの支持体２１の表面に形成される輝尽性蛍光体２２の柱状結晶からなる輝尽性蛍光体層２５から形成されている。なお、図３においては説明のため輝尽性蛍光体層２５の表面を覆うように設けられている保護層２６（図７参照）を省いて図示している。
【００９９】
このような輝尽性蛍光体プレート２は、支持体２１の表面上に気相堆積法により輝尽性蛍光体層２５を形成して得られる。
【０１００】
本実施形態で用いられる支持体２１としては、各種高分子材料，ガラス，セラミックス，金属，カーボン繊維，カーボン繊維を含む複合材料などを用いることができ、例えば石英，ホウ珪酸ガラス，化学的強化ガラス，結晶化ガラスなどの板ガラス；アルミナ，窒素珪素などのセラミックス；セルロースアセテートフィルム，ポリエステルフィルム，ポリエチレンテレフタレートフィルム，ポリアミドフィルム，ポリイミドフィルム，トリアセテートフィルム，ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルム；アルミニウム，鉄，銅，クロムなどの金属シート及び親水性微粒子などの被服層を有する金属シートなどが好ましい。
【０１０１】
また、支持体２１の表面は滑面であってもよいし、輝尽性蛍光体層２５との接着性を向上させる目的でマット面としてもよい。さらに支持体２１と輝尽性蛍光体層２５との接着性を向上させるために、必要に応じて支持体２１の表面に予め接着層を設けてもよい。
【０１０２】
本実施形態で用いられる輝尽性蛍光体としては、例えば下記一般式（１）に示したハロゲン化アルカリを母体とする輝尽性蛍光体が好ましい。
一般式（１）
Ｍ１Ｘ・ａＭ２Ｘ′２・ｂＭ３Ｘ″３：ｅＡ
【０１０３】
一般式（１）において、Ｍ１は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ及びＣｓから選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を表すが、Ｒｂ及びＣｓから選ばれるアルカリ土類金属が好ましく、更に好ましくはＣｓである。Ｍ２はＭ１以外のＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属を表す。Ｍ３は、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕからなる群から選ばれる三価金属を表すが、中でも好ましく用いられるのは、Ｙ，Ｃｅ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ａｌ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕからなる群から選ばれる三価金属である。
【０１０４】
Ｘ、Ｘ′及びＸ″はＦ，Ｃｌ，Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれる少なくとも一種のハロゲンであるが、輝尽性蛍光体の輝尽発光光量向上の観点から、Ｆ，Ｃｌ及びＢｒから選ばれる少なくとも一種のハロゲンが好ましく、更に好ましく用いられるのは、Ｂｒ及びＩからなる群から選ばれるハロゲンである。
【０１０５】
Ａは、Ｅｕ，Ｔｂ，Ｉｎ，Ｃｓ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｍ，Ｙからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素であり、また、ａ，ｂ，ｅはそれぞれ０≦ａ＜０．５，０≦ｂ＜０．５，０＜ｅ≦０．２の範囲の数値を表す。
【０１０６】
また、輝尽性蛍光体層２５は、前記の支持体２１の表面上に特定の入射角で前述した輝尽性蛍光体又は輝尽性蛍光体原料の蒸気又は当該原料を供給し、結晶を気相堆積法にて気相成長させることにより形成される。こうして得られた輝尽性蛍光体層２５は、互いに独立した細長い柱状結晶構造を有しており、個々が面積、形状が揃った柱状結晶であることが好ましい。
【０１０７】
柱状結晶は、蒸着時の輝尽性蛍光体の蒸気流の入射角に対し、約半分の成長角で結晶成長する。このように、輝尽性蛍光体又は輝尽性蛍光体原料の蒸気流を支持体２１の表面に対しある入射角をつけて供給する方法には、蒸発源を仕込んだルツボに対し、支持体２１を互いに傾斜させる配置を取るようにする、あるいは支持体２１とルツボとを互いに平行に配置し、蒸発源を仕込んだルツボの蒸発面からスリットなどを用いて支持体２１の表面に対して一定の角度を保ちながら供給して蒸着させることが挙げられる。このときの支持体２１とルツボとの最短部の間隔は、輝尽性蛍光体の平均飛程に合わせて設定するのが好ましい。
【０１０８】
ここで、柱状結晶の平均面積Ｓ２について説明する。
【０１０９】
図４に示すように、支持体２１の表面に形成される柱状結晶の断面形状は全体として多角形から円形（本実施形態においては略五角形）となっており、柱状結晶の先端部分の形状は略円錐形となっている。本明細書においては、柱状結晶の先端部分の略円錐形の底面、すなわち柱状結晶を先端の方向からみたときに最も広くなる断面の面積を、柱状結晶の面積として定義している。
【０１１０】
ここで、柱状結晶を先端の方向からみたときに最も広くなる断面の形状は、図５に示すように円や楕円となっており、崩れた不定形の形状も混在している。また、柱状結晶の断面の大きさにもばらつきがある。そこで、本明細書においては、支持体２１の表面に形成された各形状又は大きさの柱状結晶の断面の面積を平均化したものを柱状結晶の平均面積Ｓ２として定義している。
【０１１１】
柱状結晶の平均面積Ｓ２は、光学顕微鏡やＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）によって得られた画像によって柱状結晶の断面の輪郭を検出し、その輪郭に囲まれた面積を算出して、さらに顕微鏡の視野内における柱状結晶の断面の面積を平均化することによって求めることができる。なお、柱状結晶の断面の面積は製造工程において輝尽性蛍光体プレート２の表面上で多少ばらつきがでるため、輝尽性蛍光体プレート２の表面上における任意の数箇所において柱状結晶の平均面積Ｓ２を算出し、その平均値をとることがより好ましい。
【０１１２】
柱状結晶の平均面積Ｓ２は、蒸着時における支持体２１の温度、真空度、支持体２１の表面粗さ、蒸気流入射角度などによって影響を受けることから、これらを制御することによって所望する平均面積を有する柱状結晶を作製することが可能である。
【０１１３】
したがって、輝尽性蛍光体原料を含む蒸気流を支持体２１の表面上に入射させ輝尽性蛍光体層２５の形成を行う際、支持体２１の表面の加熱、冷却により、支持体２１の温度を制御することが好ましい。このように、輝尽性蛍光体層２５が設けられる支持体２１の全体の温度を所定の範囲に調整し、かつ、この所定の温度範囲からの偏差を可能な限り小さくすることにより、柱状結晶の平均面積Ｓ２を制御することが可能になる。
【０１１４】
このときにおける支持体２１の全体の好ましい温度は、蛍光体材料により種々異なるが、上記一般式（１）で挙げた材料を用いる場合は、２００℃以下、好ましくは１５０℃以下、さらに好ましくは５０℃〜１５０℃の範囲であることが好ましい。また支持体２１の温度における所定の温度範囲からの偏差としては、±２０℃以内であることが好ましく、さらに好ましくは±１０℃以内、特に好ましくは±５℃以内である。
【０１１５】
また、真空度については、気相堆積を行うための真空容器から脱気するための真空ポンプの出力と供給する不活性ガスにより制御することができ、５×１０-5Ｐａ〜１Ｐａの範囲が好ましく、１×１０-4Ｐａ〜０．５Ｐａの範囲がさらに好ましい。
【０１１６】
また、支持体２１の表面粗さについては、平坦性が高くなるにつれて支持体２１の上に形成される柱状結晶が細くなる傾向があることが分かった。したがって、支持体２１の表面の研磨仕上げ、表面のコーティング材料、コーティング方法などで表面粗さを制御することができる。
【０１１７】
次に、気相堆積法として好ましく用いられる蒸着法、スパッタ法、化学蒸着（ＣＶＤ）法について説明する。
【０１１８】
蒸着法にあっては、支持体２１を蒸着装置内に設置した後、装置内を排気して１．０×１０-4Ｐａ程度の真空とし、次いで、輝尽性蛍光体の少なくとも一つを抵抗加熱法、エレクトロンビーム法などの方法で加熱蒸発させて支持体２１の表面に輝尽性蛍光体を所望の厚みに堆積させる。この輝尽性蛍光体の蓄積は、複数回に分けて行うようにしてもよく、また複数の抵抗加熱器又は複数のエレクトロンビームを用いてもよい。また、輝尽性蛍光体原料を抵抗加熱器又はエレクトロンビームを用いて支持体２１の上に蒸着させ、この支持体２１の上で目的とする輝尽性蛍光体を合成すると共に輝尽性蛍光体層２５を形成するようにしてもよい。また、被蒸着物である支持体２１を冷却又は加熱してもよく、蒸着後に輝尽性蛍光体層２５を加熱処理してもよい。また、蒸着装置の排気バルブの開口の絞りを調節したり、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを蒸着時に導入して、真空度を５×１０-5Ｐａ〜１Ｐａ、好ましくは１×１０-4Ｐａ〜０．５Ｐａ程度にして蒸着を行ってもよい。
【０１１９】
スパッタ法にあっては、支持体２１をスパッタ装置内に設置した後、装置内をいったん排気して１．３３３×１０-4Ｐａ程度の真空とし、次いで、スパッタ用のガスとしてＡｒ，Ｎｅなどの不活性ガスを装置内に導入して１．３３３×１０-1Ｐａ程度のガス圧とする。次に、輝尽性蛍光体をターゲットとして用いて、スパッタリングすることにより支持体２１表面に輝尽性蛍光体を所望の厚みに堆積させる。この輝尽性蛍光体の蓄積は、複数回に分けて行うようにしてもよく、それぞれを同時あるいは順次に、前記ターゲットをスパッタリングして輝尽性蛍光体層２５を形成するようにしてもよい。また、複数の輝尽性蛍光体原料をターゲットとして用いて、これを同時あるいは順次にスパッタリングして、この支持体２１の上で目的とする輝尽性蛍光体を合成すると共に輝尽性蛍光体層２５を形成するようにしてもよく、また必要に応じてＯ2，Ｈ2などのガスを導入して反応性スパッタを行ってもよい。また、被蒸着物である支持体２１を冷却又は加熱してもよく、スパッタ終了後に輝尽性蛍光体層２５を加熱処理してもよい。
【０１２０】
化学蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）法にあっては、目的とする輝尽性蛍光体あるいは輝尽性蛍光体原料を含有する有機金属化合物を熱、高周波電力などのエネルギーで分解することにより、支持体２１の上に結着剤を含有しない輝尽性蛍光体層２５を得ることができる。いずれにおいても、輝尽性蛍光体層２５を支持体２１の上に独立した細長い柱状結晶に気相成長させることができる。
【０１２１】
以上のような方法、条件の組合せにより、輝尽性蛍光体層２５の結晶表面の平均面積Ｓ２を所望のサイズに制御することが可能になる。
【０１２２】
輝尽性蛍光体プレート２に記録された放射線情報に基づく潜像画像を読み取るにあたっては、図３のように輝尽性蛍光体２２を励起させるための励起用レーザ光２３を輝尽性蛍光体層２５の柱状結晶表面に入射させる。これにより、輝尽性蛍光体２２に蓄積されたエネルギーに対応する強度で輝尽光２４が生じて、この輝尽光２４が光検出器１３にて検出されるようになっている。
【０１２３】
本発明では、輝尽性蛍光体層２５の構造に起因する画像ノイズを低減することに着目して本発明者が鋭意検討した結果、潜像画像読取時において励起用光源のビームの平均面積Ｓ１と輝尽性蛍光体プレート２の表面に形成された柱状結晶の平均面積Ｓ２との関係が、画像品質に大きな影響を与えること、特定の条件によりレーザ光源６の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズなどの影響を少なくすることにより高品質な画像が得られることを見出した。
【０１２４】
図５は、輝尽性蛍光体２２の上に励起用レーザ光２３が走査される様子を示すものであり、励起用レーザ光２３は方向Ａにて走査される。励起用レーザ光２３により発生した輝尽光２４を取り込んで光電変換を行う際に、放射線の測定時のノイズ、輝尽性蛍光体層２５の構造に起因したノイズ、光を電気信号に変換する際に生じるノイズなどにより、読取画像の品質が低下する虞がある。
【０１２５】
まず、放射線照射時の放射線線量に応じて輝尽性蛍光体に放射線に基づくエネルギーが蓄積され、読取時には励起用レーザ光２３の輝尽性蛍光体への照射により、このエネルギーに応じた強度の輝尽発光が生じる。
【０１２６】
このとき、柱状結晶の一本一本から輝尽光２４が生じるが、図５に示したような結晶の面積のばらつきや、結晶の組成のばらつきなどにより、輝尽発光量のゆらぎが生じることがある。
【０１２７】
さらに、輝尽性蛍光体に照射された励起用レーザ光２３の一部は、反射して、例えば前記光検出部８の導光部などの周辺光学部品に当たって、再度輝尽性蛍光体に入射することがあったり、輝尽性蛍光体の表面にコヒーレント性の高い励起用レーザ光２３が当たると光散乱によるランダムな干渉を起こし、レーザスペックルと呼ばれる斑点状の模様や、ムラ状の光強度のノイズが生じることがある。
【０１２８】
一方で、輝尽性蛍光体の表面での励起用レーザ光２３の反射光の一部は、前記光検出器１３に入射してノイズ成分として検出される。これを回避するために、光検出器に励起用レーザ光２３が入射しないように、適当な光学フィルタなどで除去するが、フィルタで消光し切れない僅かな光量の光が混入し、この混入した光に前記スペックルなどで生じるゆらぎがある場合に、ランダムな画像ノイズとして読取画像に悪影響を及ぼす。
【０１２９】
これらの現象は光検出器１３で受光する光強度のゆらぎを誘発し、画像ノイズの増大や鮮鋭性の低下をまねく。こうした輝尽発光量のゆらぎなどが生じるか否かは、輝尽性蛍光体に照射される励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１と、輝尽性蛍光体の表面に形成された柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対的な関係により定まるものである。
【０１３０】
したがって、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１と、輝尽性蛍光体層２５の柱状結晶の平均面積Ｓ２とを制御することによって、輝尽光２４として受光する光の強度のゆらぎを有効に抑えることができる。
【０１３１】
図６は、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１と輝尽性蛍光体層２５の柱状結晶の平均面積Ｓ２との比と、各柱状結晶のばらつきによる輝尽光量のゆらぎや光散乱によるランダムな干渉によって生じるノイズ成分の相対値との関係を示すグラフである。
【０１３２】
上述したように、柱状結晶の平均面積Ｓ２に対して相対的に励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１を大きくすることで、高品質で再現性のよい読取画像を得ることができる。しかし、その一方で、画像読取装置のビーム面積は画像読み取り時の絶対的な分解能（いわゆるＤＰＩなど）に直接影響するので、ビームの平均面積Ｓ１をあまり大きくすると潜像画像読取時の分解能が低下し、また鮮鋭性も低下してしまう。
【０１３３】
このように励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１を大きくすることが好ましい一方で、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１に上限を設ける必要がある点を考慮した結果、本実施形態の放射線画像読取装置１においては、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１及び柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対関係（Ｓ１／Ｓ２）が、１０以上（図６の斜線部分参照）、好ましくは１０以上１００００以下、さらに好ましくは２０以上１００以下となるように、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１又は輝尽性蛍光体層２５の柱状結晶の平均面積Ｓ２を制御するようになっている。
【０１３４】
より具体的には、励起光のビームの平均面積Ｓ１は３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2とされている一方で、柱状結晶の平均面積Ｓ２は１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2とされている。さらには、励起光のビーム形状におけるアスペクト比（主走査方向対副走査方向）の平均値が０．６〜１．７の範囲とされており、柱状結晶の形状におけるアスペクト比（主走査方向対副走査方向）の平均値が０．３〜３．０の範囲とされていることが好ましい。
【０１３５】
ところで、放射線画像変換パネルとして用いられる輝尽性蛍光体プレート２は、放射線の照射（放射線画像の記録），励起用レーザ光２３の照射（記録された放射線画像の読み取り），消去光の照射（残存する放射線画像消去）というステップを繰り返して使用される。通常、各ステップへの移行はベルト、ローラ等の搬送手段により行われる。このように放射線画像変換パネルを繰り返し使用する過程で、励起用レーザ光２３の照射側における輝尽性蛍光体プレート２の表面に汚れの付着や傷の発生があると、得られる放射線画像の画質に悪影響を及ぼすことになる。
【０１３６】
また、輝尽性蛍光体は一般に吸湿性が高く、通常の気候条件の室内に放置すると空気中の水分を吸収し、経時的に著しく劣化することが知られている。例えば、輝尽性蛍光体を高湿度のもとにおくと、吸収した水分の増大にともなって輝尽性蛍光体の放射線感度が低下する。また、一般的には、輝尽性蛍光体に記録された放射線画像の潜像は、放射線照射後の時間の経過にともなって退行するため、再生される放射線画像信号の強度は、放射線照射から励起用レーザ光２３による主走査を行う（すなわち読取り）までの時間が長いほど小さくなるという性質を有するところ、輝尽性蛍光体が吸湿すると、この潜像退行が速くなる。このため、吸湿した輝尽性蛍光体を有する輝尽性蛍光体プレート２を用いると、放射線画像の読取り再生信号の再現性が低下することがある。
【０１３７】
そこで、本実施形態においては、輝尽性蛍光体層２５の汚れや擦り傷に対する耐久性及び防湿性を高めるために、励起用レーザ光２３の照射側における輝尽性蛍光体層２５の表面を覆うように保護層２６が設けられている。
【０１３８】
保護層２６に用いられる材質としては、ポリアルキレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルムなどを使用することができ、例えばポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムなどが透明性、強度の面から好ましい。
【０１３９】
また、防湿性を高めるため、保護層２６として水蒸気と酸素とを透過しにくい材質、例えばアルミナ、シリカなどを蒸着させたフィルムを用いることがさらに好ましく、さらには保護層２６を、防湿性を特に高めたフィルムと後述する励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１をコントロールすることを可能とするフィルムを積層した多層フィルムで構成することが好ましい。
【０１４０】
ここで、本実施形態の保護層２６は、特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層を含んでいる。このように保護層２６に着色剤により着色処理が施されているフィルム層を一層以上用いることで、波長ごとの光の透過率を所定の特性に制御することが可能となっている。なお、着色剤としては、各種の有機系顔料又は無機系顔料を用いることができる。
【０１４１】
本実施形態の保護層２６は、この着色剤により着色処理が施されているフィルム層によって、励起用レーザ光２３、輝尽光２４及び所定の可視領域の光を透過させる一方で、これらの波長域以外の可視域にある波長域の光を吸収して減衰させるようになっている。
【０１４２】
図９は、保護層２６のスペクトルの透過特性として波長に対する透過した光の相対強度の関係を示すものである。本実施形態において、使用する輝尽性蛍光体の輝尽光２４の波長が４００〜５００ｎｍ、励起用レーザ光２３の波長が７００ｎｍ付近であるとき、図９に示すように、保護層２６は、４００〜５００ｎｍ及び７００ｎｍ付近の波長におけるスペクトルを十分に透過する特性を有する構成とされている。すなわち、保護層２６の着色剤により着色処理が施されているフィルム層において、励起用レーザ光２３、輝尽光２４及び所定の可視領域の光を透過させる一方で、これらの波長域以外の可視域にある波長域の光を吸収して減衰させることによって、励起用レーザ光２３及び輝尽光２４のスペクトルの透過特性は相対的に強大となっている。
【０１４３】
このように、保護層２６に励起用レーザ光２３及び輝尽光２４のみをよく透過させる特性を持たせることで、励起用レーザ光２３の走査時に輝尽性蛍光体プレート２に励起用レーザ光２３以外の光を照射しないようにする、あるいは光検出部１３において輝尽光２４以外の表面反射による迷光を検出しないようにするというスペクトル分離が容易になると共に、励起には関係のない不要光による画像ノイズ、輝尽性蛍光体の損傷を低減することが可能になる。
【０１４４】
また、保護層２６は、励起用レーザ光２３及び輝尽光２４に加えて所定の可視領域（本実施形態においては５００ｎｍ付近）の光を透過させる特性を持っていることから、生産過程及び繰り返しの使用の際に、輝尽性蛍光体内部及び保護層２６への損傷、異物の付着あるいは輝尽性蛍光体層２５と保護層２６との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることができるようになり、これらの画質への影響を低減することが容易になる。
【０１４５】
図７は、輝尽性蛍光体２２の表面を覆うように保護層２６を設けた状態を示すものであり、支持体２１の表面に輝尽性蛍光体２２からなる輝尽性蛍光体層２５が形成され、この輝尽性蛍光体層２５の表面に保護層２６が形成されている。この場合において、保護層２６は輝尽性蛍光体層２５の表面に保護層用の塗布液を直接塗布あるいは保護層の材料を蒸着して形成してもよいし、予め別途形成した保護層２６を輝尽性蛍光体層２５に接着させるか密着させてもよい。
【０１４６】
なお、保護層２６は、図８に示すように輝尽性蛍光体２２と保護層２６との間に間隙ができるように設けてもよい。この場合は、凹状に形成した支持体２１の内部に輝尽性蛍光体２２からなる輝尽性蛍光体層２５を形成した上で、凹状の支持体２１の開口端部に予め別途形成した保護層２６を接着するなどして、輝尽性蛍光体層２５から一定距離離した位置に保護層２６を設ける。
【０１４７】
本実施形態の保護層２６は、図７に示すように柱状結晶表面を封止するようにして設けられるが、この結晶表面の凹凸高さの平均よりも封止後の結晶表面（保護層２６の表面）の凹凸が小さくなるように設けられるのが好ましい。これによって結晶成長のばらつきによる潜像画像読取りへの影響をより低減することが可能になる。また、結晶表面の凹凸が保護層２６の表面に現れないようにすることは、封止時の脱気圧などを制御することにより実現することができる。
【０１４８】
ここで、上述したように、読取装置に要求される分解能及び鮮鋭性を考慮すると、プレートに照射する励起用レーザ光２３の保護層２６を透過した後のビーム、すなわち輝尽性蛍光体面上に射影されたビーム面積を加味した範囲の平均ビーム面積Ｓ３（例えば図８参照）及び柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対関係（Ｓ３／Ｓ２）は、１０以上（図６の斜線部分参照）、好ましくは１０以上１００００以下、さらに好ましくは２０以上１００以下である。そこで、本実施形態においては、保護層２６に、保護層２６を透過した励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ３を制御する機能を持たせている。
【０１４９】
すなわち、保護層２６の一面又は両面に所定の処理を行って光拡散性を調整することにより、保護層２６を透過した励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ３を制御することができるようになっている。この所定の処理としては、保護層２６の一面又は両面の粗さを調整する方法、保護層２６に光散乱性の微粒子を添加する方法、特に保護層２６にガラスを用いる場合に保護層２６の一面又は両面にスリガラス状の微小突起を持たせる方法などが挙げられる。
【０１５０】
保護層２６の一面又は両面の粗さを調整する方法としては、保護層２６の一面又は両面にエンボス加工を施す、すなわち微小突起を機械加工で設ける方法、保護層２６の一面又は両面に四フッ化エチレン樹脂（ＦＴＦＥ）、メチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、シリカ（無水ケイ酸）などの粒子を散布する方法、保護層２６の一面又は両面にＰＴＦＥ、ＰＭＭＡ、シリカなどの粒子を含む層を塗布する方法などが挙げられる。
【０１５１】
また、保護層２６は、ＳｉＣ、ＳｉＯ2などの無機物質を気相堆積法により輝尽性蛍光体層２５の表面に積層することによって形成することもできる。この場合において、積層する厚みや材料などによって光拡散性を調整することができるため、輝尽性蛍光体層２５の表面に到達するビームの平均面積Ｓ３を制御することができる。また、気相堆積により薄膜の保護層２６を形成する場合は、輝尽性蛍光体層表面の柱状結晶の平均面積Ｓ２を薄膜の保護層２６の表面での面積に置き換えた上で上記の相対関係が成り立つようにすることが好ましい。
【０１５２】
続いて、前述の放射線画像読取装置１を用いた本発明の放射線画像読取方法について説明する。
【０１５３】
前述の放射線画像読取装置を使用して放射線画像を読み取るには、まず、所定の動作プログラムによるコントローラ１８の制御により、光走査部７が励起用レーザ光２３を主走査方向へ走査すると共に、読取ヘッド５が副走査方向へ移動して、レーザ光源６より発射された励起用レーザ光２３を輝尽性蛍光体プレート２の表面の全域に照射する。
【０１５４】
レーザ光源６から励起用レーザ光２３が発射されると、コリメータレンズ９が励起用レーザ光２３を平行光束として射出し、さらにシリンドリカルレンズ１０が励起用レーザ光２３の平行光束をポリゴンミラー８の回転軸に垂直な方向にのみ線状に収束し、ポリゴンミラー８の表面に入射させる。ポリゴンミラー８は励起用レーザ光２３を反射しながら回転して、励起用レーザ光２３の反射角度を変えて輝尽性蛍光体プレート２の表面を主走査方向に走査する。この際、ｆθレンズ１１がポリゴンミラー８により走査された励起用レーザ光２３の等角速度運動を等速度運動に変換し、かつ輝尽性蛍光体プレート２の表面における励起用レーザ光２３のビーム径を均一にする。こうして、走査部７は輝尽性蛍光体プレート２の表面に一定のビーム速度かつ一定のビーム径で励起用レーザ光２３を走査する。
また、主走査同期センサ１２は、走査線の非画像領域において、走査部７による光走査の開始タイミングを検知しており、主走査方向の読み取り位置を算出する基点となっている。
【０１５５】
ここで、本実施形態においては、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１及び柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対関係（Ｓ１／Ｓ２）を、１０以上、好ましくは１０以上１００００以下、さらに好ましくは２０以上１００以下となるようにする。
【０１５６】
より具体的には、励起光のビームの平均面積Ｓ１を３×１０-4〜３×１０-2ｍｍ2とする一方で、柱状結晶の平均面積Ｓ２を１×１０-6〜１×１０-3ｍｍ2とする。さらには、励起光のビーム形状におけるアスペクト比（主走査方向対副走査方向）の平均値を０．６〜１．７の範囲とし、柱状結晶の形状におけるアスペクト比（主走査方向対副走査方向）の平均値を０．３〜３．０の範囲とすることが好ましい。
【０１５７】
ビームの平均面積Ｓ１は、上述したように、ｆθレンズ１１に入射する励起用レーザ光２３のビーム径又はｆθレンズの焦点距離を調整することにより、その大きさを調整することができる。すなわち、ｆθレンズ１１を短焦点にすると相対的に結像面でのスポットサイズは小さく、また、ｆθレンズ１１に入射するビームをコリメータレンズ９の焦点距離の調整により大きくすると相対的に結像面でのスポットサイズは小さくすることができる。
なお、ｆθレンズ１１に入射する励起用レーザ光２３のビーム径を調整するのは、コリメータレンズ９の焦点距離を調整すること、コリメータレンズ９の開口数を適宜設計すること又はコリメータレンズ９とシリンドリカルレンズ１０の間の光路にビームエクスパンダーなどのビーム径を調整する機構を設けることなどによって可能となる。
【０１５８】
また、上述したように、保護層２６の表面に所定の処理を行って光拡散性を調整することにより、蛍光体表面に照射される励起用レーザ光２３の具体的なビームの平均面積Ｓ１を制御することも可能である。
【０１５９】
一方、柱状結晶の平均面積Ｓ２は、上述したように、蒸着時における支持体２１の温度、真空度、支持体２１の表面粗さ、蒸気流入射角度などによって影響を受けることから、蒸着法、スパッタ法、化学蒸着といった製造方法や条件の組合せにより、所望の面積に制御することが可能である。
【０１６０】
次に、コントローラ１８の制御により、読取ヘッド５に設けられた光検出器１３が励起用レーザ光２３により輝尽性蛍光体プレート２にて発生する輝尽発光光（輝尽光２４）を検出すると、検出した輝尽光２４を光電変換により光電流に変換して、光電流電圧変換器１４に送る。また、光電流電圧変換機９は光電流を光電圧に変換してアンプ１５に送り、アンプ１５は光電圧を増幅すると共に対数（ｌｏｇ）変換してＡ／Ｄ変換器１７に送る。そして、Ａ／Ｄ変換器１７が光電圧に関するデータをデジタルデータに変換して放射線情報として画像処理／画像データメモリ１９に送ると、画像処理／画像データメモリ１９は送られてくる放射線情報を蓄積する。
【０１６１】
一方、消去用光源１６は、励起用レーザ光２３によっては放出しきれなかった残存エネルギーを放出させるよう、残存エネルギー分の輝尽光２４を放出するのに十分な波長と強度の光を輝尽性蛍光体プレート２に照射する。
【０１６２】
以上のように本実施形態の放射線画像読取装置１又は放射線画像読取方法によれば、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１及び柱状結晶の平均面積Ｓ２との相対関係（Ｓ１／Ｓ２）を、１０以上、好ましくは１０以上１００００以下、さらに好ましくは２０以上１００以下とし、柱状結晶に入射する励起用レーザ光２３のビーム面積を柱状結晶の平均面積Ｓ２に対して所定の比以上に大きくしていることから、柱状結晶の表面の凸凹における励起用レーザ光２３の散乱が抑えられる。これにより、励起用レーザ光２３の干渉あるいはレーザスペックルなどにより生じる画像ノイズの発生を低減することができる。
【０１６３】
その一方で、本実施形態においては、励起用レーザ光２３のビームの平均面積Ｓ１に上限を設けており、この範囲内であれば画像読み取り時の絶対的な分解能（いわゆるＤＰＩなど）を低下させることもない。
【０１６４】
また、本実施形態においては、励起用レーザ光２３と柱状結晶の間に存在する保護層２６が励起用レーザ光２３に拡散性を持たせる機能を果たすことから、上記と同様の作用が得られる。
【０１６５】
さらに、本実施形態においては、保護層に、特定波長の光を選択的に吸収する着色剤により着色処理が施されているフィルム層によって放射線エネルギーの励起に関係のない不要光を吸収する一方で、励起用レーザ光及び輝尽光を透過させる特性を持たせることにより、励起用レーザ光及び輝尽光のスペクトル分離を容易にすることができる。また、励起に関係のない不要光による画像ノイズ、輝尽性蛍光体プレートの損傷を低減することが可能になる。
また、励起用レーザ光及び輝尽光に加えて所定の可視領域の光を透過させる特性を保護層に持たせることにより、輝尽性蛍光体プレートの生産過程及び繰り返しの使用の際に、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着あるいは輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることができるようになる。
【０１６６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【０１６７】
例えば、読み取りのための励起用レーザ光２３の発生源としてレーザ光源を用いる例を説明したが、これに限らず、励起させるのに充分なエネルギーを放出できる光源を用いることが可能である。
【０１６８】
以上のように本発明によれば、輝尽性蛍光体層に輝尽発光に直接関係のない構成部分を設けることなく、励起用レーザ光の可干渉性によるランダムな光干渉に起因する斑点状などのランダムな画像ノイズの発生を抑えて、従来よりも鮮明性に優れた画質の良い画像を読み取ることができる。
また、本発明において励起用レーザ光のビームの平均面積Ｓ１の大きさに上限を設けることにより、画像読み取り時の絶対的な分解能を低下させることもない。
【０１６９】
また、保護層が設けられた輝尽性蛍光体プレートから画像を読み取る場合でも、同様の効果を得ることができる。
【０１７０】
さらに、保護層によって励起用レーザ光及び輝尽光のスペクトル分離を容易とし、励起用レーザ光及び輝尽光の透過特性を励起に関係のない不要光に対して相対的に強大とすることで、放射線画像の画像ノイズを低減することができる。
また、輝尽性蛍光体内部及び保護層への損傷、異物の付着、ならびに輝尽性蛍光体層と保護層との間へのゴミ付着の視認などによる異常検知、異常判別を容易にすることで、これらの画質への影響を低減することが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０１７１】
【図１】本発明の実施形態である放射線画像読取装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の光走査部を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態における輝尽性蛍光体層に励起用レーザ光が照射される様子を示す輝尽性蛍光体プレートの断面図である。
【図４】本発明の実施形態における柱状結晶の平均面積Ｓ２を説明する輝尽性蛍光体プレートの断面図である。
【図５】本発明の実施形態における励起用レーザ光のビーム面積と柱状結晶の表面の平均面積とを説明する図である。
【図６】本発明の実施形態における励起用レーザ光のビーム面積と柱状結晶の表面の平均面積との関係を説明するグラフである。
【図７】本発明の実施形態における保護層を備えた輝尽性蛍光体プレートの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態における保護層を備えた輝尽性蛍光体プレートの他の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施形態における保護層の光透過特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１７２】
１  放射線画像読取装置
２  輝尽性蛍光体プレート
５  読取ヘッド
６  レーザ光源
７  光走査部
８  ポリゴンミラー
９  コリメータレンズ
１０  シリンドリカルレンズ
１１  ｆθレンズ
１２  主走査同期センサ
１３  光検出器
１４  光電流電圧変換器
１５  アンプ
１６  消去用光源
１７  Ａ／Ｄ変換器
１８  コントローラ
１９  画像処理／画像データメモリ
２０  インターフェース（Ｉ／Ｆ）部
２１  支持体
２２  輝尽性蛍光体
２３  励起用レーザ光
２４  輝尽光
２５  輝尽性蛍光体層
２６  保護層
【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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