(57)【要約】  【課題】  固体検出器、読取用露光光源部および前露光光源部を備えた画像撮像装置において、薄型化を図る。  【解決手段】  固体検出器１０の背面に配置される読取用露光光源部２０をＥＬ発光部を備えるとともに、前露光光に対して透過性を有する面状光源とし、読取用露光光源部２０の背面に配置される前露光光源部３０をＬＥＤチップアレイ３２を面状に配置した面状光源とし、読取用露光光源部２０および前露光光源部３０のいずれも機械的機構が不要な構成とする。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより前記静電潜像に応じた電流を発生する固体検出器と、
該固体検出器と対向して配され、前記固体検出器内に蓄積された不要静電潜像を消去するための前露光光を前記固体検出器の全面に照射する面状の前露光光源部と、
前記固体検出器と前記前露光光源部との間に配され、前記前露光光源部から照射される前記前露光光に対して透過性を有し、前記読取光を前記固体検出器に対して走査露光せしめる面状の読取用露光光源部とを備えてなることを特徴とする画像撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像撮像装置に関し、より詳細には、画像を静電潜像として記録する撮像デバイス（固体検出器）を備えた画像撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療用Ｘ線撮影等において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、Ｘ線等の放射線に感応する例えばａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成るセレン板等の光導電体を用いた固体検出器を使用し、この固体検出器に放射線画像情報を担持するＸ線等の記録用の放射線を照射して、放射線画像情報を担持する潜像電荷を固体検出器の蓄電部に蓄積させ、その後レーザービーム等の読取光で固体検出器を走査することにより固体検出器内に生じる電流を固体検出器両側の平板電極あるいはストライプ電極を介して検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像、すなわち放射線画像情報を読み取るシステムが知られている（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
また、本願出願人は、このような固体検出器と、読取光を固体検出器に対して走査露光せしめる読取用露光光源部と、静電潜像を記録する前に所定の量の前露光光を固体検出器の全面に照射する前露光光源部と、読取光の走査露光により固体検出器に記録された静電潜像に応じて流れ出した電流を検出する電流検出手段等とをコンパクトな筐体に内蔵した可搬型の画像撮像装置を提案している（例えば、特許文献２等）。
【特許文献１】特開２０００−１０５２９７号公報
【特許文献２】特開２００１−２９２９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献２に記載されているような画像撮像装置において、読取用露光光源部は、ＬＥＤを線状に配置した線状光源と、この線状光源から出射される読取光を固体検出器へ入射させるための光学系と、線状光源および光学系を固体検出器に対して走査させるための駆動手段とから構成されており、また、前露光光源部は、複数の外部電極型希ガス蛍光ランプと、波長選択フィルタと、蛍光ランプから出力された光を効率よく固体検出器側へ反射するための反射板等とから構成されているが、いずれの光源部も種々の機械的機構を備えているため幅が厚くなり、画像撮像装置全体の幅が厚くなってしまっていた。
【０００５】
そのため、上記特許文献２にはシート状のＥＬ光源を読取用露光光源部として用いる態様が記載されているが、この場合でも前露光光源部は機械的機構を備えたままであるため、画像撮像装置全体の幅を薄くするには支障がある。なお、読取光と前露光光とは各々好適な波長が異なる場合が多く、上記の読取用露光光源部を前露光光源部として兼用することは好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、固体検出器、読取用露光光源部および前露光光源部を備えた画像撮像装置において、薄型の画像撮像装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による画像撮像装置は、画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより静電潜像に応じた電流を発生する固体検出器と、固体検出器と対向して配され、固体検出器内に蓄積された不要静電潜像を消去するための前露光光を固体検出器の全面に照射する面状の前露光光源部と、固体検出器と前露光光源部との間に配され、前露光光源部から照射される前露光光に対して透過性を有し、読取光を固体検出器に対して走査露光せしめる面状の読取用露光光源部とを備えてなることを特徴とするものである。
【０００８】
ここで「固体検出器」とは、画像情報を担持する記録光の照射を受けることにより、その画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより静電潜像に応じた電流を発生するものであって、例えば上述の特許文献１に記載された静電記録体等である。
【０００９】
なお、「記録光」としては、画像情報を担持する電磁波であって、固体検出器に照射することにより固体検出器に画像情報を静電潜像として記録させ得るものであればどのようなものを用いてもよく、例えば光や放射線等を用い得る。
【００１０】
また「読取光」としては、固体検出器に照射することにより固体検出器に記録されている静電潜像に応じた電流を発生させ得る電磁波であればどのようなものを用いてもよく、例えば光や放射線等を用い得る。
【００１１】
また「前露光光源部」とは、記録光の照射の前に固体検出器に蓄積される不要電荷を消滅させるために固体検出器に前露光光を照射したり（特許文献１等参照）、記録光の照射の前のプリチャージを行うために固体検出器に前露光光を照射するための光源であり、前露光光は、上記不要電荷の消滅あるいはプリチャージを行うことのできる電磁波であればいかなるものでもよく、また、読取光の波長と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００１２】
また読取用露光光源部において「前露光光源部から照射される前露光光に対して透過性を有する」とは、前露光光源部から照射される前露光光の全てを透過させる態様に限定されるものではなく、前露光光源部から照射される前露光光の一部を透過させる態様も含むものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による画像撮像装置によれば、読取用露光光源部および前露光光源部を、機械的機構が不要な面状の光源部としたため、画像撮像装置全体の幅を薄く構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の画像撮像装置の一実施の形態による胸部撮影装置１の概略構成を示す側断面図である。図１に示すように、本実施の形態による胸部撮影装置１は、撮影用支持柱３に撮像部２がボールネジやシリンダ等の図示しないアクチュエータを介して昇降自在に支持されてなるものである。
【００１５】
撮像部２は、撮像デバイスである固体検出器１０と、固体検出器１０に記録された放射線画像情報の読取時に使用される読取用露光光源部２０と、撮影開始前に固体検出器１０に前露光光を照射する前露光光源部３０と、固体検出器１０の被写体に面する側に配され、被写体を透過した放射線が被写体により散乱されて発生する散乱線を吸収するためのグリッド４０と、読取用露光光源部２０による固体検出器１０への走査露光時に固体検出器１０から流れ出す電流を検出して画像信号を得る電流検出手段５０と、撮像部２内の種々のデバイスに電源を供給する電源部６０と、撮像部２内の種々のデバイスを制御する不図示の制御手段とが同筐体内に配置された構成となっている。
【００１６】
このように、画像記録および読取りを行うための各要素を一つの筐体内に収めたことにより、撮像部２としてコンパクトにまとまり、その移動も容易に行うことができ実用的である。
【００１７】
図２は固体検出器１０の構成図である。固体検出器１０は、放射線画像情報を静電潜像として記録し、読取用の電磁波（以下読取光という）で走査されることにより、前記静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には、被写体を透過したＸ線等の記録用の電磁波等（以下記録光という）に対して透過性を有する第一導電層１１、記録光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する記録用光導電層１２、第一導電層１１に帯電される潜像極性電荷（例えば負電荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷（前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、読取光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層１４、読取光に対して透過性を有する第二導電層１５をこの順に積層してなる検出部１６が、ガラス基板１７上に形成されたものである。記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面には蓄電部１９が形成される。
【００１８】
第一導電層１１および第二導電層１５はそれぞれ電極をなすものであり、第一導電層１１の電極は２次元状に平坦な平板電極とされ、第二導電層１５の電極は図中斜線で示すように多数のエレメント（線状電極）１５ａが画素ピッチでストライプ状に配されたストライプ電極とされている（例えば上記特許文献１記載の静電記録体を参照）。エレメント１５ａの配列方向が主走査方向、エレメント１５ａの長手方向が副走査方向に対応する。
【００１９】
読取用光導電層１４としては、近紫外から青の領域の波長（３００〜５５０ｎｍ）の電磁波に対して高い感度を有し、赤の領域の波長（７００ｎｍ以上）の電磁波に対して低い感度を有するもの、具体的には、ａ−Ｓｅ，ＰｂＩ２，Ｂｉ１２（Ｇｅ，Ｓｉ）Ｏ２０，ペリレンビスイミド（Ｒ＝ｎ−プロピル），ペリレンビスイミド（Ｒ＝ｎ−ネオペンチル）のうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。本実施の形態ではａ−Ｓｅを使用する。
【００２０】
なお本実施形態においては、エレメント１５ａは各幅を５０μｍとし、画素ピッチ１００μｍにて配されており、波長５５０ｎｍ以下の光が透過するもの、例えばＩＴＯ、もしくは薄膜Ａｌ等を用いる。
【００２１】
図３は読取用露光光源部２０および前露光光源部３０の構成図である。
【００２２】
読取用露光光源部２０は、固体検出器１０のガラス基板１７の下面側に配置されている。この読取用露光光源部２０は、固体検出器１０のエレメント１５ａと等しいピッチでエレメント１５ａの長手方向（副走査方向）にストライプ状に配置された多数のエレメント（線状電極）２２と、ＥＬ層２３と、導電層２４とからなるＥＬ発光部を備えたものである。このＥＬ発光部はガラス基板２１上に形成されており、さらにＥＬ発光部は劣化防止のための封止膜２５により覆われている。各エレメント２２および導電層２４は、例えばＩＴＯ等の透光性の材料により形成されている。また、ＥＬ層２３も透光性の材料により形成されている。
【００２３】
上述のように、読取用光導電層１４としては近紫外から青の領域の波長（３００〜５５０ｎｍ）の電磁波に対して高い感度を有し、赤の領域の波長（７００ｎｍ以上）の電磁波に対して低い感度を有するものであるため、ＥＬ光源として５５０ｎｍ以下の近紫外から青の領域の波長の光を出力するものを利用する。
【００２４】
ＥＬ発光部と固体検出器１０との間には  エレメント２２の長手方向と直交する方向においてＥＬ発光部から照射された読取光（ＥＬ光）を固体検出器１０の第二導電層１５側の面に向けて集束せしめるＳＬＰ（Selfoc Lens Plate）２６が配置されている。なお、固体検出器１０のガラス基板１７と読取用露光光源部２０のガラス基板２１との間にはスペーサー２８が設けられており、ＳＬＰ２６は、ＥＬ発光部と固体検出器１０との間において、ＥＬ発光部から照射された読取光（ＥＬ光）が固体検出器１０の第二導電層１５側の面上において正立像を結ぶ位置に固定されている。また、ＳＬＰ２６の周囲には読取光が外部に漏れるのを防止するための遮光部材２７が設けられている。
【００２５】
なお、読取光（ＥＬ光）を固体検出器１０の第二導電層１５側の面に向けて集束させるための光学素子としては、ＳＬＰ以外にどのような素子を用いてもよい。
【００２６】
各エレメント２２は不図示の光源制御手段に接続されている。この光源制御手段は、エレメント２２とそれに対向する導電層２４との間に、エレメント２２個別に所定の電圧を印加するものであり、エレメント２２を順次切り替えながら夫々のエレメント２２と導電層２４との間に所定の直流電圧を印加する。この直流電圧の印加によりエレメント２２と導電層２４とに挟まれたＥＬ層２３からＥＬ光が発せられる。エレメント２２はライン状になっているから、導電層２４を透過したＥＬ光はライン状の読取光として利用される。すなわち読取用露光光源部２０としては、ライン状の微小光源を面状に配列したものと等価となり、エレメント２２を順次切り替えてＥＬ発光させることにより、読取光で固体検出器１０を電気的に走査することが可能となる。
【００２７】
前露光光源部３０は、プリント基板３１上にＬＥＤチップアレイ３２を面状に配置して構成したものであり、読取用露光光源部２０のガラス基板２１の下面側にスペーサー３３を介して固着されている。
【００２８】
固体検出器１０から静電潜像を読み取る際、基本的には蓄積されている潜像電荷を全て読み出すことができるが、場合によっては潜像電荷を完全に読み出すことができず固体検出器１０に残留電荷として読み残すことがある。記録光の照射の前に蓄積されているこの残留電荷は、記録光を照射することにより蓄積される画像情報を担持する電荷に加算されることになるから、結局固体検出器１０から静電潜像を読み取ったとき、出力される信号には画像情報を担持する電荷に基づく信号以外に不要電荷による信号成分が含まれることになり、残像現象やＳ／Ｎ劣化やアーティファクトの問題を生じる。前露光は、記録光を画像検出器に照射する前に画像検出器に蓄積されている不要電荷を消去し、残像現象やＳ／Ｎ劣化やアーティファクトの問題を解消するためのものである。
【００２９】
読取用露光光源部２０は、前露光光源部３０から照射される前露光光に対して透過性を有しており、前露光光源部３０から照射された前露光光は読取用露光光源部２０を介して固体検出器１０へ入射する。なお、前露光光は、読取光とは異なり固体検出器１０の第二導電層１５側の面状に集束させる必要がなく無作為な状態で入射してもかまわないため、上記の様な態様としても前露光光源部３０としての機能に支障はきたさない。
【００３０】
なお、上述の前露光光源部３０の光源は、ＬＥＤチップを複数並べて構成されたものであるが、ＬＥＤチップの代わりにＬＤチップを用いてもよいし、ＬＥＤチップもしくはＬＤチップと導光板とを組み合わせたものとしてもよい。また、無機ＥＬ光源もしくは有機ＥＬ光源としてもよい。
【００３１】
図４は筐体２内に設けられた電流検出手段５０および電源部６０の詳細、並びにこれらと固体検出器との接続態様を示したブロック図である。
【００３２】
電源部６０は、高電圧電源６１とバイアス切換手段６２とが一体化された回路であり、高電圧電源６１は、固体検出器１０へのバイアス印加／短絡等切換えのためバイアス切換手段６２を介して固体検出器１０に接続されている。
【００３３】
固体検出器１０の複数のエレメント１５ａ毎に接続されるチャージアンプＩＣ５１は、固体検出器１０の各エレメント１５ａ毎に接続された多数のチャージアンプ５１ａと、このチャージアンプ５１ａに接続されたサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）５１ｂ、各サンプルホールド５１ｂからの信号を複合するマルチプレクサ５１ｃを備えている。
【００３４】
固体検出器１０から流れ出す電流は各チャージアンプ５１ａにより電圧に変換され、この電圧がサンプルホールド５１ｂにより所定のタイミングでサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ５１ｃから順次出力される（主走査の一部に相当する）。マルチプレクサ５１ｃから順次出力された信号はプリント基板５２上に設けられたマルチプレクサ５２ａに入力され、さらに各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ５２ａから順次出力され主走査が完了する。マルチプレクサ５２ａから順次出力された信号はＡ／Ｄ変換部５２ｂによりデジタル信号に変換され、デジタル信号がメモリ５２ｃに格納される。
【００３５】
次いで、このように構成される胸部撮影装置１の動作について説明する。
【００３６】
まず、被写体（患者）の体格に合わせて撮影部２を昇降し位置決めする。
【００３７】
次に、固体検出器１０に対して前露光光を照射し、固体検出器１０に蓄積されている不要電荷を消去する。
【００３８】
なお、前露光処理は、固体検出器１０への電圧印加前に行ってもよいし、該電圧印加後に行ってもよい。さらには、電圧印加前に前露光点灯し、電圧印加後に消灯する態様であってもよい。
【００３９】
撮影時には、まず、バイアス切換手段６２により高電圧電源６１の負極を第１の導電体層１１に接続して第一導電層１１と各エレメント１５ａとの間に直流電圧を印加し両導電層１１，１５を充電させる。これにより固体検出器１０内の第一導電層１１とエレメント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。
【００４０】
その後、撮影者がタイミングを見計らって胸部撮影装置１に接続された不図示のＸ線源の照射ボタンを押すと、撮影部２の被写体側面に配されているグリッド４０が揺動を開始し、このグリッド４０の揺動速度が所定速度に達し、かつ上述の電圧印加により固体検出器１０に十分な電圧が印加されたタイミングでＸ線が照射される。
【００４１】
被写体を透過したＸ線、すなわち被写体の放射線画像情報を担持する記録光を固体検出器１０に照射すると、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、その内の負電荷が上述の電界分布に沿ってエレメント１５ａに集中せしめられ、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に形成された蓄電部１９に負電荷が蓄積される。この蓄積された負電荷すなわち潜像極性電荷の量は被写体を透過した放射線量に略比例するので、この潜像極性電荷が静電潜像を担持することとなる。このようにして静電潜像が固体検出器１０に記録される。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は第一導電層１１に引き寄せられて、高電圧電源６１から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。
【００４２】
Ｘ線を照射し画像記録を行った後、固体検出器１０から静電潜像を読み取る際には、固体検出器１０の両導電層１１、１５間はバイアス切換手段６２により短絡される。
【００４３】
次いで、読取用露光光源部２０においてエレメント２２を順次切り替えてＥＬ発光させ、読取光により固体検出器１０を電気的に走査する。
【００４４】
すると、読取用光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、その内の正電荷が蓄電部１９に蓄積された負電荷（潜像極性電荷）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、蓄電部１９で潜像極性電荷と電荷再結合し消滅する。一方、読取用光導電層１４に生じた負電荷は第二導電層１５に注入される正電荷と電荷再結合し消滅する。このようにして、固体検出器１０に蓄積されていた負電荷が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固体検出器１０内に生じる。
【００４５】
各エレメント１５ａ毎に接続された電流検出用のチャージアンプ５１ａにより、この電流を各エレメント１５ａ毎に並列的（同時）に検出する。チャージアンプ５１ａにより検出された信号は、サンプルホールド５１ｂによりサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ５１ｃから順次出力され、プリント基板５２上のマルチプレクサ５２ａによりさらに順次出力され、Ａ／Ｄ変換部５２ｂでＡ／Ｄ変換され、デジタルの画像信号としてメモリ５２ｃに格納される。
【００４６】
読取光の走査露光に伴い固体検出器１０内を流れる電流は潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであり、この電流を検出して得た画像信号は静電潜像を表すので静電潜像を読取ることができる。
【００４７】
なお、一旦メモリ５２ｃに格納された画像信号は、画像処理コンピューター等の外部機器に送信される。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記態様に限定されるものではなく、例えば、上記においては本発明の実施の形態として胸部撮影用の装置を例に挙げたが、これに限らず種々の画像撮像装置に適用可能である。
【００４９】
また、上記実施の形態においては固体検出器として、特許文献１記載の静電記録体を使用したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、読取光で走査されることにより、画像情報を坦持する静電電荷に応じた電流を発生するものであれば、どのような固体検出器を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の画像撮像装置の一実施の形態による胸部撮影装置の概略構成を示す側断面図
【図２】上記胸部撮影装置の固体検出器の構成図
【図３】上記胸部撮影装置の読取用露光光源部および前露光光源部の構成図
【図４】上記胸部撮影装置の筐体内に設けられた電流検出手段および電源部の詳細、並びにこれらと固体検出器との接続態様を示したブロック図
【符号の説明】
【００５１】
１    胸部撮影装置
２    撮像部
３    撮影用支持柱
１０    固体検出器
１１    第一導電層
１２    記録用光導電層
１３    電荷輸送層
１４    読取用光導電層
１５    第二導電層
１６    検出部
１７    ガラス基板
２０    読取用露光光源部
２１    ガラス基板
２２    エレメント
２３    ＥＬ層
２４    導電層
２５    封止膜
２６    ＳＬＰ
２７    遮光部材
２８    スペーサー
３０    前露光光源部
３１    プリント基板
３２    ＬＥＤチップアレイ
３３    スペーサー
４０    グリッド
５０    電流検出手段
５１    チャージアンプＩＣ
５２    プリント基板
６０    電源部
６１    高電圧電源
６２    バイアス切換手段
【図１】
2007020626.tif 000003
【図２】
2007020626.tif 000004
【図３】
2007020626.tif 000005
【図４】
2007020626.tif 000006