(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走査方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照射し、前記蛍光体シートの前記励起光が照射された部分から発光された輝尽発光光を受光し光電変換して出力信号を得ることにより読取りを行う放射線画像読取方法において、
前記励起光の拡散率が異なる複数種類の前記蛍光体シートの前記読取りを１つの装置で行う際、前記励起光の拡散率が小さい前記蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを照射して前記読取りを行うとともに、
前記各蛍光体シート毎について、前記励起光エネルギーＩを次の（１）式で表される値近傍とすることを特徴とする放射線画像読取方法。
Ｉ＝１／σ２・ｌｎ（１＋σ２／σ１）…（１）
ただし、
σ１：放射線エネルギーが蓄積された前記各蛍光体シートに前記励起光を照射したときの前記出力信号と該照射された部分とは前記副走査方向に異なる位置に再び前記励起光を照射したときの前記出力信号との比によって示される前記放射線エネルギーの残存率に基づく吸収係数
σ２：放射線エネルギーが蓄積された前記各蛍光体シートに前記励起光を照射したときの前記出力信号と前記励起光エネルギーの比によって示される読取効率に基づく吸収係数
【請求項２】
放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走査方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照射する照射手段と、前記蛍光体シートの前記励起光が照射された部分から発光された輝尽発光光を受光し光電変換して出力信号を得る光電変換手段とを備えた放射線画像読取装置において、
複数種類の前記蛍光体シートの前記励起光の拡散率に関する情報を認識する認識手段と、
前記認識手段により認識された前記蛍光体シートの前記拡散率に関する情報に基づいて前記拡散率の小さい前記蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーが照射されるよう前記励起光エネルギーを制御する励起光エネルギー制御手段とを有し、
前記励起光エネルギー制御手段が、前記各蛍光体シート毎について、前記励起光エネルギーＩを次の（２）式で表される値近傍とするものであることを特徴とする放射線画像読取装置。
Ｉ＝１／σ２・ｌｎ（１＋σ２／σ１）…（２）
ただし、
σ１：放射線エネルギーが蓄積された前記各蛍光体シートに前記励起光を照射したときの前記出力信号と該照射された部分とは前記副走査方向に異なる位置に再び前記励起光を照射したときの前記出力信号との比によって示される前記放射線エネルギーの残存率に基づく吸収係数
σ２：放射線エネルギーが蓄積された前記各蛍光体シートに前記励起光を照射したときの前記出力信号と前記励起光パワーの比によって示される読取効率に基づく吸収係数
【請求項３】
前記複数種類の蛍光体シートが、前記拡散率を抑制する所定の色素を含む蛍光体シートおよび前記所定の色素を含まない白色の蛍光体シートであるとき、前記励起光エネルギー制御手段が、前記所定の色素を含む蛍光体シートに照射される前記励起光エネルギーを、前記白色の蛍光体シートに照射される前記励起光エネルギーよりも大きくするよう制御するものであることを特徴とする請求項２記載の放射線画像読取装置。
【請求項４】
前記所定の色素が群青の色素であることを特徴とする請求項３記載の放射線画像読取装置。
【請求項５】
前記励起光エネルギー制御手段が、さらに前記励起光が前記主走査方向に線状に照射される部分の前記副走査方向のピッチに応じて前記励起光エネルギーを制御するものであることを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の放射線画像読取装置。
【請求項６】
前記励起光が前記主走査方向に線状に照射される部分の前記副走査方向のピッチが、５０μｍ以下であることを特徴とする請求項５項記載の放射線画像読取装置。
【請求項７】
前記励起光が前記主走査方向に線状に照射される部分の前記副走査方向のピッチが、２５μｍ以下であることを特徴とする請求項５項記載の放射線画像読取装置。
【請求項８】
前記励起光エネルギー制御手段が、前記励起光の強度を制御することにより前記励起光エネルギーを制御するものであることを特徴とする請求項２から７いずれか１項記載の放射線画像読取装置。
【請求項９】
前記励起光エネルギー制御手段が、前記励起光の前記主走査方向および前記副走査方向の少なくとも一方の走査速度を制御することにより前記励起光エネルギーを制御するものであることを特徴とする請求項２から８いずれか１項記載の放射線画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄積性蛍光体シートに蓄積された放射線エネルギーに基づく放射線画像を励起光の照射により読み取る放射線画像読取方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蓄積性蛍光体に放射線を照射すると、この放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後、可視光やレーザ光などの励起光を照射すると、蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽発光光が発光される。従来より、この蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、例えば、支持体上にこの蓄積性蛍光体を積層した蓄積性蛍光体シートに人体などの被写体を透過した放射線を照射することにより、放射線画像情報を一旦蓄積記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光などの励起光を照射して輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換して画像信号を得る放射線画像読取システムがＣＲ（Computed Radiography）として、広く実用に供されている。また、上記放射線画像読取システムにおいては、輝尽発光光の読取時間の短縮や、装置のコンパクト化およびコストの低減の視点から、励起光源として、シートに対して線状に励起光を照射するライン光源を使用し、ライン光源により励起光が照射されたシートの線状の部分の長さ方向（主走査方向）に沿って多数の光電変換素子が配列されたラインセンサを使用するとともに、上記ライン光源およびラインセンサと上記蛍光体シートとの一方を他方に対して相対的に、上記線状の部分の長さ方向に略直交する方向（副走査方向）に移動させる走査手段を備えた構成が提案されている（特開昭６０−１１１５６８号公報、特開昭６０−２３６３５４号公報、特開平１−１０１５４０１号公報など）。
【０００３】
また、上記蓄積性蛍光体シートを用いるシステムとしては、放射性標識を付与した物質を生体物に投与した後、その生体物あるいはその生体物の組織の一部をサンプルとし、このサンプルを上記蓄積性蛍光体シートと一定時間重ね合わせることにより放射線エネルギーを一旦蓄積記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光などの励起光を照射して輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換して画像信号を得るオートラジオグラフィ検出システムも広く知られている（特公平１−６０７８４号公報、特公平１−６０７８２号公報、特公平４−３９５２号公報など）。また、このオートラジオグラフィ検出システムにおいては、サンプルをセットしたステージを静止状態に保持し、光学系を主走査方向および副走査方向に移動させて、サンプルの全面を励起光によって走査するか、あるいは大きな走査速度が要求される主走査方向に光学系を移動させるとともに、ステージを走査速度の小さい副走査方向に移動させて、サンプルの全面を励起光によって走査する構成となっている。
【０００４】
上記各システムにより得られた画像信号には、観察読影に適した階調処理や周波数処理などの画像処理が施され、これらの処理が施された後の画像信号は診断用可視画像（最終画像）としてフィルムに記録され、または高精細なCRTに表示されて医師などによる診断もしくはコンピュータによる定量解析に提供される。
【０００５】
さらに、メンブレンフィルタなどの担体表面上の異なる位置にホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、生体由来の物質と特異的に結合可能で、かつ塩基配列や塩基の長さ、組成などが既知の特異的結合物質を、スポッター装置を用いて滴下して多数の独立したスポットを形成し、次いでホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなど、抽出、単離などによって生体から採取され、あるいは、さらに化学的処理、化学修飾などの処理が施された生体由来の物質であって、放射性標識物質によって標識された物質をハイブリダイズさせたマイクロアレイを上記蓄積性蛍光体シートと密着させることにより蓄積性蛍光体層を露光し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光などの励起光を照射して、輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換して検出し、生体由来の物質を解析する放射性標識物質を用いたマイクロアレイ検出システムも開発されている。そして、このマイクロアレイ検出システムにおける励起光の走査機構は、上記オートラジオグラフィ検出システムにおける走査機構の構成と同様に光学系を主走査方向および副走査方向に移動させて、サンプルの全面を励起光によって走査する構成としてもよいし、あるいは大きな走査速度が要求される主走査方向に光学系を移動させるとともにステージを走査速度の小さい副走査方向に移動させてサンプルの全面を励起光によって走査する構成としてもよいし、さらにサンプルのサイズが小さいため主走査方向にステージを移動させて副走査方向にはステージまたは光学系を移動させて走査する構成も可能である。
【０００６】
ここで、上記のような放射線エネルギーが蓄積された蓄積性蛍光体シートに励起光を主走査方向および副走査方向に走査して照射することにより輝尽発光光を検出するシステムにおいては、蓄積性蛍光体シートに蓄積される放射線画像によっては高解像度な読取りが必要な場合があり、このような場合には蓄積性蛍光体シート内部における励起光の散乱による解像度の劣化を防止するため、予め蓄積性蛍光体シートに、励起光を選択的に吸収するような群青などの色素を加えることにより励起光の拡散率を抑制して高解像度な読取りを行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように蓄積性蛍光体シートに群青などの色素を含ませた場合、その色素により励起光および輝尽発光光が吸収されるためその感度は劣化してしまう。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みて、放射線エネルギーが蓄積された蓄積性蛍光体シートに励起光を主走査方向および副走査方向に走査して照射することにより輝尽発光光を検出する放射線画像読取方法および装置において、蓄積性蛍光体シートの高解像度かつ高感度な読取りを行うことができる放射線画像読取方法および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】
本発明による放射線画像読取方法は、放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走査方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照射し、蛍光体シートの前記励起光が照射された部分から発光された輝尽発光光を受光し光電変換して出力信号を得ることにより読取りを行う放射線画像読取方法において、励起光の拡散率の異なる複数種類の蛍光体シートの読取りを１つの装置で行う際、励起光の拡散率が小さい蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを照射して読取りを行うことを特徴とする。
【００１０】
ここで、蛍光体シートから発光される輝尽発光光の強度は照射される励起光エネルギーに比例するため、高感度な検出を行うためには励起光エネルギーを大きくすればよいと考えられていたが、実際には励起光エネルギーを大きくしても所定の大きさ以上になるとその感度は向上することなく劣化する。これは、主走査方向に励起光を照射したとき蓄積性蛍光体層内の励起光の散乱により隣接走査線（次の走査線、あるいはそれ以後の走査線）との重なりが生じるため、隣接走査線においても散乱励起光により蓄積性蛍光体が励起され、実際の読取り時にはいわゆるカラ読み（既に散乱励起光により放射線エネルギーが消去されている位置を励起光が走査する）が生じるためであることが発明者の実験にて明らかとなった。
【００１１】
さらに、蛍光体シートの感度劣化は上記散乱励起光による放射線エネルギーの消去による影響が大きいため、図２に示すように（群青の色素を含む蛍光体シートにおける励起光エネルギーと出力の関係を実線１で、群青の色素を含まない白色の蛍光体シートにおける励起光エネルギーと出力の関係は実線２で示している。）群青の色素を含むことにより励起光の散乱を抑制した蛍光体シートにおいて感度劣化し始める励起光エネルギーＩｂと群青の色素を含まない白色の蛍光体シートにおいて感度劣化し始める励起光エネルギーＩｗとを比べると、群青の色素を含む蛍光体シートにおいて感度劣化し始める励起光エネルギーＩｂの方が大きいことが発明者の実験により明らかとなった。
【００１２】
従って、本発明による放射線画像読取方法は、１つの装置で群青の色素を含む蛍光体シートおよび群青の色素を含まない白色の蛍光体シートを読み取る際、つまり励起光の拡散率の異なる蛍光体シートを読取る際、励起光の拡散率の小さい蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを照射するようにしたものである。また、励起光エネルギーは図２に示すＩｂおよびＩｗとなるように制御することが望ましい。
【００１３】
また、上記「励起光を主走査方向に線状に照射して副走査方向に走査することにより２次元的に励起光を照射する」とは、具体的に励起光を２次元的に照射する方法は如何なる方法でもよく、例えば、蛍光体シートは固定したままでビーム状の励起光をスキャンニングすることにより２次元的に照射してもよいし、また、主走査方向または副走査方向のいずれかの一方向に蛍光体シートを移動させ、もう一方向にはスキャンニングすることにより２次元的に照射してもよいし、蛍光体シートを主走査方向および副走査方向の移動させることにより２次元的に照射するようにしてもよい。また、ライン光源等を利用して主走査方向に線状の励起光を照射し、ライン光源または蛍光体シートを副走査方向に移動させることにより照射するようにしてもよい。
【００１４】
また、上記「励起光エネルギー」とは、蛍光体シートに照射される単位面積当たりの励起光のエネルギー量であり、例えば励起光の強度、主走査方向および副走査方向の少なくとも１つの励起光の走査速度を制御することによりその大きさを制御することができる。
【００１５】
本発明による放射線画像読取装置は、放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの表面に励起光を主走査方向に線状に照射して副走査方向に走査することにより２次元的に前記励起光を照射する照射手段と、蛍光体シートの励起光が照射された部分から発光された輝尽発光光を受光し光電変換して出力信号を得る光電変換手段とを備えた放射線画像読取装置において、複数種類の蛍光体シートの励起光の拡散率に関する情報を認識する認識手段と、認識手段により認識された蛍光体シートの拡散率に関する情報に基づいて拡散率の小さい蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーが照射されるよう励起光エネルギーを制御する励起光エネルギー制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記「光電変換手段」は、輝尽発光光を電気信号に変換するものであれば如何なるものでもよく、例えばフォトマルチプライヤ、ＣＣＤセンサ、複数の光電変換素子を線状に配列してなるラインセンサなどがある。
【００１７】
また、上記「拡散率に関する情報」とは拡散率を示す情報であれば如何なる情報でもよく、例えば、蛍光体シートに添付されたバーコードに記録された情報でもよいし、所定の入力手段から入力される情報でもよく、所定の入力手段から入力される情報は蛍光体シートの拡散率そのものでもよいし、蛍光体シートの種類でもよい。
【００１８】
また、複数種類の蛍光体シートが、拡散率を抑制する所定の色素を含む蛍光体シートおよび所定の色素を含まない白色の蛍光体シートであるとき、励起光エネルギー制御手段が、所定の色素を含む蛍光体シートに照射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーよりも大きくするよう制御するものとすることができる。
【００１９】
ここで、上記「所定の色素」とは、励起光を選択的に吸収する色素であり、望ましくは蛍光体シートに使用される輝尽性蛍光体の励起波長領域における平均反射率が輝尽性蛍光体の輝尽発光光波長領域における平均反射率よりも十分に小さい色素である。例えば、群青、コバルトブルー、セルリアンブルー、酸化クロム、ＴｉＯ２−ＺｎＯ−ＣｏＯ−ＮｉＯ系顔料などがある。
【００２０】
また、所定の色素を含む蛍光体シートに照射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーの１．５倍以上の大きさとすることができる。
【００２１】
さらに、所定の色素を含む蛍光体シートに照射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーの３．０倍以上の大きさとすることができる。
【００２２】
また、励起光エネルギー制御手段が、さらに励起光が主走査方向に線状に照射される部分の副走査方向のピッチに応じて励起光エネルギーを制御するものとすることができる。
【００２３】
ここで、上記「副走査方向のピッチに応じて励起光エネルギーを制御する」とは、例えば、副走査方向のピッチに対する励起光エネルギーと出力信号は、散乱励起光による隣接走査線の放射線エネルギーの消去の影響により図３に示すような関係（それぞれ副走査方向のピッチが２５μｍ、５０μｍおよび１００μｍのときの関係）にあり、上述したようにいずれのピッチにおいても所定の値の励起光エネルギーの大きさまでは励起光エネルギーが大きくなるにつれて出力信号も増大していくが、その所定の値以上は逆に散乱励起光による放射線エネルギーの消去の影響により出力信号は減少していく。そして、ピッチが小さいほど出力信号が減少し始める励起光エネルギーは小さくなる。従って、それぞれのピッチにおいて適切な出力信号、例えば最も大きな出力信号が得られる励起光エネルギーＩ２５、Ｉ５０、Ｉ１００になるように制御することを意味する。
【００２４】
また、励起光が主走査方向に線状に照射される部分の副走査方向のピッチを、５０μｍ以下、さらに２５μｍ以下とすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明による放射線画像読取方法および装置によれば、励起光の拡散率の異なる複数種類の蛍光体シートの読取りを１つの装置で行う際、複数種類の蛍光体シートの励起光の拡散率が小さい蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを照射して読取りを行うようにしたので、高解像度な読取りが必要な励起光の拡散率の小さい蛍光体シートも高感度な読取りを行うことができる。
【００２６】
また、複数種類の蛍光体シートが、所定の色素を含むことにより拡散率が抑制された蛍光体シートおよび所定の色素を含まない白色の蛍光体シートであるとき、所定の色素を含む蛍光体シートに照射される励起光エネルギーを、白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーよりも大きくするよう制御した場合には、上記の効果と同様に高解像度な読取りが必要な放射線画像が蓄積された所定の色素を含む蛍光体シートおよび白色の蛍光体シートについてそれぞれ高感度な読取りを行うことができる。このとき、所定の色素として群青を用いた場合には図２に示すような励起光エネルギーＩｂ、Ｉｗでそれぞれ読取りを行えばさらに感度の向上を図ることができる。
【００２７】
また、励起光エネルギー制御手段が、さらに励起光が主走査方向に線状に照射される部分の副走査方向のピッチに応じて励起光エネルギーを制御するものとした場合には、さらに散乱励起光による放射線エネルギーの消去による感度劣化を軽減することができ、高感度かつ高解像度な読取りを行うことができる。
【００２８】
また、副走査方向のピッチを５０μｍ以下、または、さらに２５μｍ以下とした高解像度な読取りを行う場合には、そのピッチに応じた励起光エネルギーに制御されるので散乱励起光による放射線エネルギーの消去の影響を減少させることができ、より感度のよい読取りを行うことが可能となる。
【００２９】
【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。本発明による放射線画像読取装置の一実施形態の概略斜視図を図１に示す。
【００３０】
本発明による放射線画像読取装置は、６４０ｎｍの波長のレーザ光４を出射する励起光源１、励起光源１から出射されたレーザ光４を集光して平行光とするコリメータレンズ２、コリメータレンズ２により平行光とされたレーザ光４を後述するミラー１１に向けて反射するミラー３、ミラー３により反射されたレーザ光４を後述する穴明きミラー１３に反射するミラー１１、ミラー１１により反射されたレーザ光４が内部に形成された穴１２を透過するとともにレーザ光４の照射により放射線画像の蓄積された蛍光体シート５０から発せられた輝尽発光光１５を後述する励起光カットフィルタ２０に向けて反射する穴明きミラー１３、穴明きミラー１３の穴１２を透過したレーザ光４を集光して蛍光体シート５０に照射するとともにレーザ光４の照射により蛍光体シート５０から発せられる輝尽発光光１５を平行光にするレンズ１４、穴明きミラー１３により反射された輝尽発光光に含まれる励起光をカットする励起光カットフィルタ２１を有するフィルタユニット２０、励起光カットフィルタ２１を透過した輝尽発光光を後述する集光レンズ２３に反射するミラー２２、ミラー２２により反射された輝尽発光光を集光する集光レンズ２３、集光レンズ２３により集光された輝尽発光光の光路上に設置され内部のレンズ２５により輝尽発光光をフォトマルチプライヤ２６の受光面に結像するアパーチャ２４、アパーチャ２４により結像された輝尽発光光を受光して光電変換するフォトマルチプライヤ２６を備えている。
【００３１】
フォトマルチプライヤ２６により光電変換され得られたアナログ信号は後段のＡ／Ｄ変換器３０によりデジタル信号に変換され、データ処理装置４０に出力される。
【００３２】
また、蛍光体シート５０は所定の走査機構（図示省略）によって図１におけるＸ方向（主走査方向）およびＹ方向（副走査方向）に移動可能な構成となっている。
【００３３】
ここで、本発明による放射線画像読取装置は、励起光源１の強度および上記走査機構のＸ方向およびＹ方向の走査速度、つまり読取速度を制御することにより蛍光体シート５０に照射される励起光エネルギーを制御する励起光エネルギー制御手段６０を備えている。励起光エネルギー制御手段６０は、認識手段７０から出力される異なる励起光の拡散率を有する蛍光体シートの種類に基づいて励起光エネルギーを制御するものであり、認識手段７０は入力手段８０から入力される入力信号に基づいて蛍光体シートの種類を認識してその蛍光体シートの種類を励起光エネルギー制御手段６０に出力するものである。励起光エネルギー制御手段６０は、予め異なる拡散率を有する蛍光体シートの種類に応じた励起光源１の強度および読取速度をＬＵＴ（図示せず）として有しており、このＬＵＴを参照して励起光源１および走査機構を制御することにより蛍光体シート５０に照射される励起光エネルギーを制御する。本実施の形態では、励起光エネルギー制御手段６０は、群青の色素を含み拡散率の抑制された蛍光体シートと群青の色素を含まない白色の蛍光体シートのそれぞれの種類に応じて励起光エネルギーを制御するものである。
【００３４】
そして、上記蛍光体シートの種類に応じた励起光エネルギーは以下のようにして求めたものである。まず、所定の放射線画像が蓄積された蛍光体シート５０にレーザ光を照射することにより発せられる輝尽発光光に基づく出力信号の大きさをＰ、そのときの励起光エネルギーをＩとするとその関係は図２に示すようになる。図２は群青の色素を含むことにより拡散率が抑制された蛍光体シートにおける励起光エネルギーＩと出力Ｐの関係を実線１で、白色の蛍光体シートにおける励起光エネルギーＩと出力Ｐの関係を実線２で示したものである。図２に示されるようにいずれの蛍光体シートを読み取った場合においても所定の値までは励起光エネルギーＩを大きくするに従って出力信号は増大するが、その所定の値より励起光エネルギーが大きくなると出力信号の大きさは励起光エネルギーが大きくなるに従って減少していく。これは蛍光体シート５０の蛍光体層内において散乱する励起光が隣接走査線（次走査線およびそれ以後に読み取る走査線）に重なることより、隣接走査線における放射線エネルギーが読み取られる前に励起されて消去してしまうためだと考えられる。
【００３５】
従って、図示されるように白色の蛍光体シートよりも拡散率の抑制された群青の色素を含む蛍光体シートの方が散乱励起光による放射線エネルギーの消去の影響が小さいため出力信号が減少し始める励起光エネルギーは大きくなる。さらに、励起光エネルギーＩ０以下では群青の色素を含む蛍光体シートは群青の色素による励起光および輝尽発光光の吸収があるため白色の蛍光体シートよりも感度が低いが、励起光エネルギーＩ０より大きくなると白色の蛍光体シートにおける散乱励起光の影響が大きくなるため群青の色素を含む蛍光体シートの方が感度が高くなる。
【００３６】
図２に示される励起光エネルギーＩと出力信号Ｐとの関係を理論的に数式で表すと（１）式のようになる。
【００３７】
Ｐ＝Ｎ０ｅ−σ１・Ｉ（１−ｅ−σ２・Ｉ）・α…（１）
（１）式におけるＮ０は蛍光体シート５０に蓄積された放射線エネルギー量であり、ｅ−σ１・Ｉはレーザ光を蛍光体シート５０に照射したときの隣接走査線における放射線エネルギーの残存率を示すものであり、また、１−ｅ−σ２・Ｉはレーザ光を蛍光体シート５０に照射したときに得られる出力信号とそのときの励起光エネルギーの比に基づく読取効率であり、αは蛍光体シートに含まれる色素による輝尽発光光の吸収に基づく吸収係数を示している。従って、励起光エネルギーＩが０のとき残存率ｅ−σ１・Ｉは１となり、読取効率１−ｅ−σ２・Ｉは０となる。なお、もちろん上記蛍光体シートの種類によりσ１およびσ２は異なるものとなる。図２には、群青の色素を含む蛍光体シートに対する（１）式における残存率ｅ−σ１・Ｉを破線３、読取効率１−ｅ−σ２・Ｉを破線４、また、白色の蛍光体シートに対する（１）式における残存率ｅ−σ１・Ｉを一点鎖線５、読取効率１−ｅ−σ２・Ｉを一点鎖線６で模式的に示している。
【００３８】
ここで、所定の一様な濃度の放射線画像が蓄積された蛍光体シート５０にレーザ光をＸ方向に線状に照射し、このときの最初にレーザ光を線状に照射したときのＸ方向の出力信号の平均値をＰ０、その後、走査機構によりＹ方向に蛍光体シート５０を走査し、副走査方向の移動にともなう各主走査方向のおける出力信号の平均値Ｐ'とすると、出力信号の相対値Ｐ'／Ｐ０とＹ方向の移動距離との関係は図４のようになる。図４に示されるように相対値Ｐ'／Ｐ０はＹ方向への移動にともなって急激に減少した後ほぼ一定の値になる。そして、この一定の値をＰとしたときＰ／Ｐ０と励起光エネルギーＩの関係は図５に示されるようになる（ただし、縦軸はＰ／Ｐ０の自然対数）。なお、図５の直線は所定の２つの励起光エネルギーにおける残存率を測定し、その２点を直線で結んだものである。また、図４および図５における測定値は群青の色素を含んだ蛍光体シートを副走査方向の読取ピッチを２５μｍとして読取ったものである。
【００３９】
図５に示す関係は上記（１）式からも理論的に以下のように求めることができる。
【００４０】
Ｐ／Ｐ０＝（Ｎ0ｅ−σ１・Ｉ（１−ｅ−σ２・Ｉ）・α）／（Ｎ0・１・（１−ｅ−σ２・Ｉ）・α）
Ｐ／Ｐ０＝ｅ−σ１Ｉ
よって、ｌｎ（Ｐ／Ｐ０）＝−σ１・Ｉ
従って、σ１は図５における直線の傾きにより表されるものであり、群青の色素を含む蛍光体シートと白色の蛍光体シートによってそれぞれ異なるσ１が求められる。
【００４１】
さらに、上記で求められた所定の励起光エネルギーＩに対するσ１の値を用いることにより（１）式からσ２を以下のようにして求めることができる。
【００４２】
同一の読取ピッチで励起光エネルギーＩ、２Ｉで蛍光体シート５０を照射したときの出力信号をそれぞれＰ2、Ｐ1（測定値）すると、
Ｐ2＝Ｎ0ｅ−σ１・2Ｉ（１−ｅ−σ２・２Ｉ）・α
Ｐ1＝Ｎ0ｅ−σ１・Ｉ（１−ｅ−σ２・Ｉ）・α
ｅ−σ２・Ｉ＝Ｘとおくと
Ｐ2／Ｐ1＝ｅ−σ１・Ｉ（１−Ｘ2）／（１−Ｘ）＝ｅ−σ１・Ｉ（１＋Ｘ）
Ｘ＝（Ｐ2／Ｐ1）ｅσ１・Ｉ−１
ｅ−σ２・Ｉ＝（Ｐ2／Ｐ1）ｅσ１・Ｉ−１
−σ２・Ｉ＝ｌｎ（（Ｐ2／Ｐ1）ｅσ１・Ｉ−１）
よって、σ２＝（−１／Ｉ）ｌｎ（（Ｐ2／Ｐ1）ｅσ１・Ｉ−１）が求まる。
【００４３】
上記で求めたσ１、σ２を（２）式に代入すれば励起光エネルギーのＩが求められる。
【００４４】
（（２）式は（１）式におけるｄＰ／ｄＩ＝０から導かれたものである。）
Ｉ＝１／σ２・ｌｎ（１＋σ２／σ１）…（２）
なお、σ１およびσ２は群青の色素を含む蛍光体シートと白色の蛍光体シートについてそれぞれ異なる値が求められ、それぞれの蛍光体シートの拡散率に応じた励起光エネルギーＩｂおよびＩｗを求めることができる。
【００４５】
また、次のようにして（２）式から理論的にＩｗ＜Ｉｂとなることが示される。まず、群青の色素を含む蛍光体シートの方が拡散率が抑制されているので、その残存率ｅ−σ１ｂと白色の蛍光体シートの残存率ｅ−σ１ｗの関係は、
ｅ−σ１ｂ≫ｅ−σ１ｗとなり、よってσ１ｂ≪σ１ｗである。
【００４６】
また、群青の色素を含む蛍光体シートは群青に色素により励起光および輝尽発光光の吸収があるので、その読取効率１−ｅ−σ２ｂと白色の蛍光体シートの読取効率１−ｅ−σ２ｗの関係は、
１−ｅ−σ２ｂ≦１−ｅ−σ２ｗとなり、よってσ２ｂ≦σ２ｗである。従って、
１＋σ２ｂ／σ１ｂ≫１＋σ２ｗ／σ１ｗ、１／σ２ｂ≧１／σ２ｗ
となり、
Ｉｂ―Ｉｗ＝１／σ２ｂ・ｌｎ（１＋σ２ｂ／σ１ｂ）―１／σ２ｗ・ｌｎ（１＋σ２ｗ／σ１ｗ）＞０
よって、Ｉｗ＜Ｉｂが示される。
【００４７】
従って、励起光エネルギー制御手段６０は白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーよりも群青の色素を含む蛍光体シートに照射される励起光エネルギーの方が大きくなるように励起光エネルギーを制御するものである。
【００４８】
ここで、上記走査機構は搬送ベルトのようなものでもよいし、蛍光体シート５０の端部を固定して移動させるものでもよく、Ｘ―Ｙ方向に移動できるものであれば如何なるものでもよい。
【００４９】
また、励起光源は本実施の形態に限らず、ライン光源を利用、若しくは光学系によりレーザ光を線状に蛍光体シート５０に主走査方向に線状のレーザ光を照射して走査機構により副走査方向にのみ走査することにより２次元的に蛍光体シート５０を照射するようにしてもよい。また、蛍光体シート５０をＸ−Ｙ方向に走査機構により移動させることなく、レーザ光のスキャンニングより蛍光体シート５０を２次元的に照射するようにしてもよい。
【００５０】
また、フィルタ２１はレーザ光の波長である６４０ｎｍの波長である光をカットし、６４０ｎｍよりも波長の短い輝尽発光光を透過する性質を有している。
【００５１】
また、レンズ１４とレンズ２３は共焦点光学系を構成している。このように、共焦点系光学系を採用しているのは、蛍光体シート５０から高解像度でＳ／Ｎの高い出力信号を読み取るためである。
【００５２】
また、レンズ２３の焦点の位置に設置されるアパーチャ２４のレンズ２５の径は、蛍光体シートにおける輝尽発光光の発光点は輝尽発光体層の深さ方向に分布し、発光点は深さ方向に変動することを考慮して設定することが望ましい。
【００５３】
また、本実施の形態ではフォトマルチプライヤにより輝尽発光光を光電変換するようにしたが、光電変換手段はこれに限らず、ＣＣＤセンサや光電変換素子を線状に多数配列したラインセンサなどを利用してもよい。
【００５４】
次に、本実施の形態による放射線画読取装置の作用について説明する。まず、走査機構（図示せず）により、放射線画像が蓄積記録された蛍光体シート５０が矢印Ｙ方向にレーザ光が照射される位置まで搬送される。
【００５５】
そして、入力手段８０により蛍光体シートの種類が入力され、認識手段７０は入力手段８０からの入力信号に基づいて読み取られる蛍光体シートの種類を認識する。認識手段７０により認識された蛍光体シートの種類は励起光エネルギー制御手段６０に入力され、励起光エネルギー制御手段６０はその種類に応じた励起光の強度と読取速度をＬＵＴを参照することにより求め（本実施の形態では、群青の色素を含む蛍光体シートを読み取るときは上記励起光エネルギーＩｂに基づいた励起光強度と読取速度が求められ、白色の蛍光体シートを読み取るときは、上記励起光エネルギーＩｗに基づいた励起光強度と読取速度が求められる）、励起光源１からその強度のレーザ光が発生するよう制御信号を出力する。この制御信号が入力された励起光源１は制御信号に応じた強度でレーザ光４を発生する。励起光源１から発生されたレーザ光４は、コリメータレンズ２により平行光をされた後、ミラー３によって反射される。ミラー３により反射されたレーザ光４はミラー１１に入射し、ミラー１１に入射したレーザ光４はミラー１１により反射され、穴明きミラー１３に形成された穴１２を通過し、レンズ１４により集光されて蛍光体シート５０に照射される。レーザ光４の照射により蛍光体シート５０から発せられた輝尽発光光１５は、レンズ１４により平行光とされ、穴明きミラー１２の穴１２以外のミラー部分によって反射されて、励起光カットフィルタ２１に入射する。励起光カットフィルタ２１と透過して、所定の波長域の光がカットされた後、輝尽発光光１５はミラー２２に入射し、反射されて、レンズ２３によって集光される。レンズ２３により集光された輝尽発光光１５はアパーチャ２４によりフォトマルチプライヤ２６の受光面に結像され、結像された輝尽発光光１５はフォトマルチプライヤ２６により光電変換されてアナログ信号として出力される。
【００５６】
次に、走査機構は、励起光エネルギー制御手段６０から出力された読取速度に基づいて蛍光体シート５０をＸ方向に走査し、上記同様の作用によりフォトマルチプライヤ２６から順次アナログ信号が出力される。この後、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査が順次繰り返されることにより蛍光体シート５０全体が２次元的に走査される。
【００５７】
本発明による放射線画像読取方法および装置によれば、複数種類の蛍光体シートの読取りを１つの装置で行う際、複数種類の蛍光体シートの励起光の拡散率が小さい蛍光体シートほど大きい励起光エネルギーを照射して読取りを行うようにしたので、高解像度な読取りが必要な群青の色素を含む蛍光体シートおよび群青の色素を含まない白色の蛍光体シートについてそれぞれ高感度な読取りを行うことができる。このとき、図２に示すような励起光エネルギーＩｂ、Ｉｗでそれぞれ読取りを行えばさらに感度の向上を図ることができる。
【００５８】
また、上記実施の形態では、群青の色素を含む蛍光体シートと白色の蛍光体シートに照射する励起光エネルギーを制御するようにしたが、群青の色素を含む蛍光体シート以外の拡散率の抑制された蛍光体シートを読み取るようにした場合には、上記実施の形態と同様にその蛍光体シートの拡散率に応じた励起光エネルギーを求めて照射するようにすればよく、例えば、白色の蛍光体シートに照射される励起光エネルギーの１．５倍以上の励起光エネルギー、さらに３倍以上の励起光エネルギーにするようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施の形態では、異なる励起光の拡散率を有する蛍光体シートの種類に応じて励起光エネルギーを制御するようにしたが、さらに、Ｙ方向の読取ピッチに応じて励起光のパワーを制御するようにしてもよい。
【００６０】
ここで、Ｙ方向の読取ピッチに対する励起光エネルギーと出力信号は、散乱励起光による隣接走査線の放射線エネルギーの消去の影響により、図３に示すような関係（それぞれＹ方向の読取ピッチが２５μｍ、５０μｍおよび１００μｍのときの関係）にあり、いずれの読取ピッチにおいても所定の値の励起光エネルギーの大きさまでは励起光エネルギーが大きくなるにつれて出力信号も増大していくが、その所定の値以上は逆に散乱励起光による放射線エネルギーの消去の影響により出力信号は減少していく。そして、ピッチが小さいほど出力信号が減少し始める励起光エネルギーは小さくなる。従って、それぞれの読取ピッチにおいて適切な出力信号、例えば最も大きな出力信号が得られる励起光エネルギーＩ２５、Ｉ５０、Ｉ１００になるように制御するほうが望ましい。
【００６１】
上記のように異なる励起光の拡散率を有する蛍光体シートの種類に加えてさらにＹ方向の読取ピッチに応じて励起光エネルギーを制御するときは、蛍光体シートの種類および読取ピッチに応じたσ１およびσ２をそれぞれ求めることによりそれぞれの励起光エネルギーの大きさを決定すればよい。
【００６２】
上記のような励起光エネルギーの制御を行うことにより、さらに高解像度かつ高感度な読取りが可能となる。
【００６３】
なお、本発明の放射線画像読取装置は、上述した実施形態に限るものではなく、光源、光源とシートとの間の集光光学系、シートとフォトマルチプライヤとの間の光学系、フォトマルチプライヤ、公知の種々の構成を採用することができる。また、読取手段から出力された信号に対して種々の信号処理を施す画像処理装置をさらに備えた構成や、励起が完了したシートになお残存する放射線エネルギーを適切に放出せしめる消去手段をさらに備えた構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放射線画像読取装置の一実施形態の概略構成図
【図２】群青の色素を含む蛍光体シートおよび白色の蓄積性蛍光体を読み取ったときの励起光エネルギーＩと出力Ｐの関係を示す図
【図３】異なる読取ピッチで蛍光体シートを読み取ったときの励起光エネルギーＩと出力信号Ｐとの関係を示す図
【図４】所定の一様な濃度の放射線画像が蓄積された蛍光体シート読み取ったときの最初の主走査方向の出力信号の平均値Ｐ０と副走査方向の移動にともなう各主走査方向における出力信号の平均値Ｐ'との相対値Ｐ'／Ｐ０と副走査方向の移動距離との関係を示す図
【図５】残存率と励起光エネルギーの関係を示す図
【符号の説明】
１    励起光源
２    コリメータレンズ
３、１１、２２    ミラー
４    レーザ光
１２    穴
１３    穴明きミラー
１４    レンズ
１５    輝尽発光光
２０    フィルタユニット
２１    励起光カットフィルタ
２３    集光レンズ
２４    アパーチャ
２６    フォトマルチプライヤ
３０    Ａ／Ｄ変換器
４０    データ処理装置
５０    蓄積性蛍光体シート
６０    励起光エネルギー制御手段
７０    認識手段
８０    入力手段
【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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