(57)【要約】【課題】簡単な構成で静電気による光ガイド等の集光光学系への塵埃の付着を防ぐことのできる集光光学系及び縦スジ等がなくＳＮ比もよい良質の画像を得ることのできる画像読取装置を提供する。【解決手段】この集光光学系は、集光光学系の光入射面２１ａに、その面を構成する材質の帯電特性と反対の帯電特性を有する透光性膜２５を形成したものである。【選択図】図２
2007208420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光光学系の光入射面に、その面を構成する材質の帯電特性と反対の帯電特性を有する透光性膜を形成したことを特徴とする集光光学系。
【請求項２】
前記透光性膜はナイロンまたはこれと同等の帯電特性を有する材質からなる請求項１に記載の集光光学系。
【請求項３】
集光光学系の光入射面にナイロンまたはこれと同等の帯電特性を有する材質からなる透光性膜を形成したことを特徴とする集光光学系。
【請求項４】
前記集光光学系の面を構成する材質はアクリル樹脂またはオレフィン系樹脂である請求項１，２または３に記載の集光光学系。
【請求項５】
前記集光光学系は光ガイドを有し、前記光ガイドの光入射面に前記透光性膜を形成した請求項１乃至４のいずれか１項に記載の集光光学系。
【請求項６】
前記透光性膜は、その材質のフイルムを熱処理または紫外線硬化性接着剤により接着することで形成されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の集光光学系。
【請求項７】
画像が記録された記録媒体から画像情報を読み取るために前記記録媒体に光ビームを走査しながら照射する走査光学系を備え、前記記録媒体からの発光光または反射光を前記集光光学系が光電変換素子に導くように構成され、
前記集光光学系の、前記記録媒体上の走査線に対向する面に、前記透光性膜が形成されている請求項１乃至６に記載の集光光学系。
【請求項８】
請求項７に記載の集光光学系を備え、前記記録媒体から画像情報を読み取る画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像の読取装置などに用いられる集光光学系及び画像読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像のような放射線画像は、病気診断用などの分野で多く用いられている。このＸ線画像を得る方法としては、被写体を通過したＸ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た後、この可視光を通常の写真を撮るときと同様にして、ハロゲン化銀写真感光材料（以下、単に「感光材料」ともいう。）に照射し、次に、現像処理を施して可視銀画像を得る、いわゆる放射線写真方式が広く利用されている。
【０００３】
しかし、近年では、ハロゲン化銀塩を有する感光材料による画像形成方法に代わり、蛍光体層から直接画像を取り出す新たな方法が提案されている。この方法としては被写体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しかる後、この蛍光体を例えば光または熱エネルギーで励起することにより、この蛍光体が上記吸収により蓄積している放射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を検出し画像化する方法がある。
【０００４】
具体的には、例えば、下記特許文献１及び２等に記載されているような輝尽性蛍光体を用いる放射線画像変換方法が知られている。この方法は、輝尽性蛍光体を含有する放射線画像変換シートまたはプレート（以下、単に「プレート」ともいう。）を使用するもので、このプレートの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放射線を当てて、被写体各部の放射線透過密度に対応する放射線エネルギーを蓄積させて、その後、輝尽性蛍光体を可視から近赤外域のレーザ光などによる励起光でラスタースキャン(rasterscan)し、輝尽性蛍光体中に蓄積されている放射線エネルギーを輝尽発光光として放出させる。この輝尽発光光の強弱による信号を、ＣＣＤや光電子増倍管などの光電変換素子で電気信号に変換した後、この信号をフィルムやＣＲＴなどの表示装置上に可視像として表示する。
【０００５】
上記の放射線画像の記録再生方法によれば、従来の放射線写真フィルムと増感紙との組合せによる放射線写真法と比較して、はるかに少ない被曝線量で、かつ情報量の豊富な放射線画像を得ることができるという利点を有している。このように輝尽性蛍光体は、放射線を照射した後、励起光を照射すると輝尽発光を示す蛍光体であり、実用的には、輝尽性蛍光体の励起スペクトルに対応した、波長が５５０〜７５０ｎｍの範囲にある励起光によって、３００〜５００ｎｍの波長範囲の輝尽発光を示す蛍光体が一般的に利用される。
【０００６】
これらの輝尽性蛍光体を使用したプレートは、放射線画像情報を蓄積した後、励起光の走査によって蓄積エネルギーを放出するので、走査後に再度、放射線画像の蓄積を行うことができ、繰り返し使用が可能である。通常は励起光走査のみでは蓄積情報がプレートに残存し、次の撮影時にノイズとして現れるので、ハロゲンランプ等により蓄積情報の消去を行う。つまり、従来の放射線写真法では、一回の撮影ごとに放射線写真フィルムを消費するのに対して、この放射線画像変換方法ではプレートを繰り返し使用できるので、資源保護、経済効率の面からも有利である。
【０００７】
この輝尽性蛍光体プレートを用いたシステムはコンピューテッド・ラジオグラフィー（以下、「ＣＲ」ともいう。）と呼ばれ、今日では広く普及している。このＣＲによる放射線画像読取装置は、プレート内蔵型の専用型と、プレートの収納されているカセッテを装置に投入し、装置内でカセッテからプレートを引き出して読み取りを行うカセッテ型の２つに大別される。これらの装置は、いずれも繰り返し使用できる経済性や画像をデジタルデータとして扱える利便性などにより、今日では広く医療現場で用いられている。
【０００８】
図４に、従来のＣＲの集光光学系の要部を模式的に示すが、半導体レーザからのレーザ光が放射線画像の記録された放射線画像変換プレートに走査されながら照射されると、プレートの像面上で生じた輝尽発光光が直接及び／又は集光ミラーで反射して光ガイドの先端に入射して集光され、光電変換素子で光電変換される。像面上でのレーザ光の走査を主走査、その方向を主走査方向（図４の紙面垂直方向）、これと垂直な方向へのプレートの移動を副走査、その方向を副走査方向（図４の上下方向）とすると、レーザ光の主走査に対して、プレートまたは光学系自体が副走査方向に移動することで、２次元的な画像読み取りを行うことができる。
【０００９】
また、下記特許文献３は、集光ガイドにおける静電気の帯電を防ぐために集光ガイドの一端およびその近傍にシロキサン系帯電防止剤、樹脂系オレフィン、樹脂系ポリエステルおよびＵＶ硬化型ハードコート剤からなる群より選択される１種もしくは２種以上の帯電防止剤をコーティングした放射線画像読取装置を開示する。
【特許文献１】米国特許第３、８５９、５２７号明細書
【特許文献２】特開昭５５−１２１４４号公報
【特許文献３】特許公報第３６３６７９６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上記アクリルまたはオレフィン系樹脂からなる光ガイドを走査線に対向させて配置した場合、図４に示すように、光ガイドの先端部分に埃等が付着することがあり、このような塵埃が走査光を遮り、読み取り画像に縦スジとなって現れてしまい、画像品質を損なうことがあった。光ガイドを走査線から十分離して配置すれば塵埃が付着しても走査光を遮ることはないが、そうすると、集光効率が低下し画像のＳＮ比が劣化するという問題が生じ易くなる。
【００１１】
これに対し、上記特許文献３には光ガイドの先端に帯電防止剤をコーティングする旨の提案がなされているが、帯電防止剤とは基本的に、表面抵抗を下げて表面に発生した電荷を速く逃がす目的で形成されるものであり、塵埃の方が強力に帯電している場合には、僅かな残留電荷でも塵埃が表面に付着してしまうなど、その効果には限界があった。
【００１２】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、簡単な構成で静電気による光ガイド等の集光光学系への塵埃の付着を防ぐことのできる集光光学系及び縦スジ等がなくＳＮ比もよい良質の画像を得ることのできる画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、本発明者による鋭意研究の結果、対象とする塵埃の材質及び帯電特性が特定できる場合、電荷を逃がすという程度の対策では不充分であり、光ガイドと塵埃との双方の帯電符号を一致させるように構成して光ガイドと塵埃との間に反発力を生じさせることが有効であることを見出したことに基づいてなされたものである。
【００１４】
例えば、放射線画像読取装置が設置される病院では、毛布や布団などから発生する毛（ウール）や綿が主な塵埃の材質となり、物質の帯電列によれば、毛（ウール）や綿はプラスに帯電し易い一方、光ガイドとして例えばアクリル樹脂やオレフィン系樹脂のように光透過率特性からマイナスに帯電し易い物質を使用せざるを得ない場合には、この光ガイドの表面をプラスに帯電し易いように改質することで、塵埃と同様のプラス電荷を生じさせ、塵埃を引きつけるのとは逆の反発力を生じさせる。このように光ガイドの表面をプラスに帯電し易いように改質する物質は、プラスに帯電し易い特性であることに加えて、集光光学系に用いるため透光性である必要がある。このように、本発明では、プレート上の走査線に対向する集光光学系の面に、使用環境で生じる塵埃の帯電特性と同様の帯電特性を有する透光性膜を形成するようにした。
【００１５】
即ち、本発明による集光光学系は、集光光学系の光入射面に、その面を構成する材質の帯電特性と反対の帯電特性を有する透光性膜を形成したことを特徴とする。
【００１６】
この集光光学系によれば、集光光学系に例えばアクリル樹脂やオレフィン系樹脂のようなマイナスに帯電し易い物質を使用し、使用環境中の塵埃がプラスに帯電し易い例えば毛（ウール）や綿が主な材質である場合に、塵埃が集光光学系の面に付着し易くなるので、集光光学系の面を構成する材質の帯電特性（マイナスに帯電し易い）と反対の帯電特性（プラスに帯電し易い）を有する透光性膜を集光光学系の面に形成して集光光学系の面を塵埃と同様の帯電特性とすることで、塵埃が集光光学系の面で反発し、集光光学系の面に付着しなくなる。このように、簡単な構成で静電気による光ガイド等の集光光学系への塵埃の付着を防ぐことができる。
【００１７】
上記集光光学系において前記透光性膜はナイロンまたはこれと同等の帯電特性を有する材質からなることが好ましい。ナイロンは、プラスに帯電し易い帯電特性を有しかつフィルム状で透光性であるので、集光光学系の、記録媒体上の走査線に対向する面に形成して好ましい材質である。
【００１８】
本発明による別の集光光学系は、集光光学系の光入射面にナイロンまたはこれと同等の帯電特性を有する材質からなる透光性膜を形成したことを特徴とする。
【００１９】
この集光光学系によれば、集光光学系に例えばアクリル樹脂やオレフィン系樹脂のようなマイナスに帯電し易い物質を使用し、使用環境中の塵埃がプラスに帯電し易い例えば毛（ウール）や綿が主な材質である場合に、塵埃が集光光学系の面に付着し易くなるので、ナイロンのようなプラスに帯電し易い帯電特性を有する透光性膜を集光光学系の面に形成して集光光学系の面を塵埃と同様の帯電特性とすることで、塵埃が集光光学系の面で反発し、集光光学系の面に付着しなくなる。このように、簡単な構成で静電気による光ガイド等の集光光学系への塵埃の付着を防ぐことができる。
【００２０】
上記各集光光学系において前記集光光学系の面を構成する材質は透光性であるアクリル樹脂またはオレフィン系樹脂であることが好ましい。
【００２１】
また、前記集光光学系は、前記記録媒体上の走査線に対向するように配置された光ガイドを有し、前記光ガイドの走査線側の面に前記透光性膜を形成するように構成できる。
【００２２】
また、前記透光性膜は、その材質のフイルムを熱処理または紫外線硬化性接着剤により接着することで形成されるようにできる。透光性膜を接着することで集光光学系の面と透光性膜との間に空気層ができないので、空気との境界面における光の反射ロスを抑えることができる。
【００２３】
また、画像が記録された記録媒体から画像情報を読み取るために前記記録媒体に光ビームを走査しながら照射する走査光学系を備え、前記記録媒体からの発光光または反射光を前記集光光学系が光電変換素子に導くように構成され、前記集光光学系の、前記記録媒体上の走査線に対向する面に、前記透光性膜が形成されることが好ましい。これにより、上述の集光光学系を画像読み取りのための光学系に適用でき、集光光学系への塵埃の付着を防ぐことができるので、読み取り画像に縦スジ等がなくＳＮ比もよい良質の画像を得ることができる。
【００２４】
本発明による画像読取装置は、上記集光光学系を備え、前記記録媒体から画像情報を読み取るものである。この画像読取装置によれば、上述のように、記録媒体からの発光光・反射光を光電変換素子に導くための集光光学系の、記録媒体上の走査線に対向する面に、塵埃が付着しないので、読み取り画像に縦スジ等がなくＳＮ比もよい良質の画像を得ることができる。
【００２５】
なお、上述の透光性膜の厚さは、１μｍ以上で、３ｍｍ以下であることが望ましい。透光性膜が１μｍ以上の厚さであることで強度が充分となり、３ｍｍ以下の厚さであることで青色域の光透過率がさほど低下せず、ＳＮ比も低下しない。
【００２６】
また、ナイロンと同等の帯電特性を有する材質とは、帯電列において鉄よりもプラスに帯電し易い材質であり、例えば、レーヨンやセロハンなどであるが、これらに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の集光光学系によれば、簡単な構成で静電気による光ガイド等の集光光学系への塵埃の付着を防ぐことができる。また、本発明の画像読取装置によれば、縦スジ等がなくＳＮ比もよい良質の画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態によるＣＲの画像読み取りのための集光光学系を模式的に示す斜視図である。図２は図１の集光光学系の要部を示す側面図である。図３は各種物質を帯電し易い順に並べた帯電列を示す図である。
【００２９】
図１に示す集光光学系において、レーザドライブ回路１９で駆動された励起光源としての半導体レーザ１１から出射したレーザ光は、コリメートレンズ１２で平行光となり、平行平面板によるビームスプリッタ１３に入射する。ビームスプリッタ１３を通過したレーザ光は、シリンドリカルレンズ１４に入射し、回転方向ａに回転するポリゴンミラー１５上で線状に結像する。これは、後述のシリンドリカルミラー１７と併せてポリゴンミラー面と放射線画像変換プレートＰの像面とを光学的に等価にしてポリゴンミラー１５の倒れ角の影響を防ぐためであり、走査光学系では公知の方法である。
【００３０】
ポリゴンミラー１５で反射されたレーザ光は、ｆθレンズ１６及びシリンドリカルミラー１７を経て像面に達し、ポリゴンミラー１５が回転することにより、２次元的に画像読み取りを行うために、像面で主走査方向ｍにレーザ光の主走査を行うとともに、レーザ光の主走査に対してプレート（または光学系自体）を副走査方向ｎに移動させる。
【００３１】
また、ビームスプリッタ１３から一部の光をモニタ用ディテクタ１８に入射させてフィードバック制御を行うことで半導体レーザ１１の光出力が一定になるようにしている。
【００３２】
上述の半導体レーザ１１からシリンドリカルミラー１７までが走査光学系を構成する。
【００３３】
プレートＰの表面でのレーザ光の軌跡は主走査方向ｍに延びて直線状となり、この直線状の比較的長い走査線ｋの各部分からの輝尽発光光を光電変換素子に集めるための集光光学系が必要である。この集光光学系には、長い走査線ｋからの光を集光管２２を介して効率よく光電変換素子である丸形や角形の光電子増倍管２３に導くために光ガイド２１が設けられている。光ガイド２１は、入射面２１ａが主走査方向ｍに長く延びてプレートＰ上の走査線ｋに対向するように配置されている。
【００３４】
光ガイド２１は、輝尽発光光を効率よく透過させるため、波長３００〜５００ｎｍの光に対し光透過率が比較的高いアクリル樹脂またはオレフィン系樹脂から構成されている。
【００３５】
なお、光電変換素子の光電面が走査線ｋと同じ長さを有していれば、光電変換素子をそのまま読み取り線に対向させて配置すればよいが、このような光電変換素子は特殊なもので、サイズが大きくコストも高くなることから、通常は、丸形あるいは角形の光電変換面を持つ光電子増倍管等の光電変換素子が用いられている。
【００３６】
図１の走査線ｋからの輝尽発光光が光ガイド２１の入射面２１ａから入射し、集光管２２を介して光電子増倍管２３に導かれて光信号が電気信号に変換されて画像読み取りを行うことができる。
【００３７】
図２に示すように、図１の集光光学系の光ガイド２１の先端側に位置する入射面２１ａには透光性膜２５が形成されている。透光性膜２５は、透光性のフィルム状のナイロンからなり、紫外線硬化性接着剤により入射面２１ａの略全面を覆うように接着されている。ナイロンはプラスに帯電し易い帯電特性を有する。
【００３８】
透光性膜２５は、ナイロンと同等の帯電特性を有する材質であれば、ナイロン以外でもよく、例えばレーヨンやセロハンなどであってよい。例えばナイロンからなる透光性膜２５は、光ガイド２１の入射光表面に、ナイロンフイルムを紫外線硬化性接着剤または熱処理により貼り付けて形成することにより、入射面２１ａと透光性膜２５との間に空気層を介さない構成となり、空気との境界面における信号光の反射ロスを抑え、高ＳＮ比を保つことができる。
【００３９】
ナイロンによる透光性膜２５の膜の厚さは、１μｍ以上で、３ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍよりも薄いと強度が不足し、３ｍｍよりも厚いと青色域の透過率が低下してＳＮ比が低下する。
【００４０】
上述のような図１，図２の集光光学系を備えて画像読取装置を構成できるが、かかる画像読取装置において、被写体を透過した放射線を輝尽性蛍光体に吸収せしめた放射線画像変換プレートＰに対しレーザ光を２次元的に走査しながら照射することで図２のように生じた輝尽発光光ｂが直接に及び／又は集光ミラー２４で反射した反射光ｃが光ガイド２１の入射面２１ａに透光性膜２５を通して入射すると、集光管２２を通して光電子増倍管２３に導かれてその光電変換面で光信号が電気信号に変換された後に、更にデジタル信号に変換され、このデジタル信号がハロゲン化銀写真感光材料などのフィルム状の記録材料やＣＲＴ・液晶パネル等の表示装置上に可視像として表示される。
【００４１】
次に、図１，図２の集光光学系における光ガイド２１の入射面２１ａに形成した透光性膜２５の作用効果について図３を参照して説明する。
【００４２】
一般に、静電気は、異なる物質を擦り合わせたときに発生し、各物質は、それぞれプラスまたはマイナスに帯電する。このとき、各物質がプラスに帯電するかマイナスに帯電するかは、２つの物質が何であるかに依存する。ある物質がマイナスに帯電し易いか、プラスに帯電し易いかは、一般には、図３のような帯電列という序列により評価される。
【００４３】
帯電列の序列は研究者により若干ばらつくことがあるが、大きな序列関係は不変である。例えば、アクリル樹脂やオレフィン系樹脂はマイナスに帯電し易く、ガラスはプラスに帯電し易い。ここで、問題としているのは、衣服などから発生する繊維状の埃であり、特に放射線画像読取装置が設置される病院では、毛布や布団などから発生する毛（ウール）、綿が主な挨の材質となる。図３の帯電列を参照すると、これらはプラスに帯電し易いことがわかる。すなわち、光ガイドに挨が付着するメカニズムは、プラスに帯電した毛や綿などの埃が、マイナスに帯電したアクリル樹脂等からなる光ガイドにクーロン力によって引きつけられることにある。
【００４４】
前述のように、帯電防止剤の作用とは、表面抵抗値を下げることで、発生した電荷を速やかに逃がすことにある。しかし、挨がプラスに帯電し、光ガイドがマイナスに帯電している限りは、この効果は程度問題であり、乾燥時など、挨が強力にプラスに帯電している場合には、効果は薄れてしまう。
【００４５】
上述のように、対象とする塵埃の材質及び帯電特性が特定できる場合には、電荷を逃がすという程度の対策ではなく、双方の帯電符号を一致させ反発力を生じさせることが有効であり、光ガイドとして、光透過率特性からマイナスに帯電し易い物質を使用せざるを得ない場合には、この表面をプラスに帯電し易いように改質することで、塵埃と同様のプラス電荷を生じさせ、塵埃を引きつけるのとは逆の反発力を生じさせることにより、塵埃が光ガイドの入射面に付着しないようにする。
【００４６】
この物質は、プラスに帯電し易く、かつ、集光光学系に用いるため透光性である必要があるが、図３の帯電列より、例えばナイロンを用いれば、この要求を満たすことができる。また、上述のように、前記条件を満たす物質であれば、ナイロンに限る必要はなく、レーヨンやセロハンなどのようにナイロンと同等の帯電特性を持つ材質であれば使用可能である。なお、ナイロンと同等の帯電特性とは、より具体的には、帯電列において鉄よりプラスに帯電し易いものを指すものとする。
【実施例】
【００４７】
図１，図２のようなアクリル樹脂製の光ガイドをそのまま使用した場合（比較例）と、１５μｍ厚のナイロンフイルムによる透光性膜を熱処理により入射面に接着した場合（実施例）とについて、ＣＲ画像読取装置の内部に毛を主成分とする数万〜数十万個の繊維状の挨を舞わせて画像取得を行ったときの、塵埃付着による縦スジの本数を比較した。
【００４８】
比較例の透光性膜無しの場合、５本の縦スジが観測されたのに対し、実施例のナイロンフイルムによる透光性膜を接着した場合は、縦スジは認められなかった。また、装置を分解し、光ガイドの先端部の様子を観察したところ、透光性膜無しの比較例では、縦スジを発生させた挨の他にも短い挨が数百本付着していたのに対し、ナイロンフイルムによる透光性膜を接着した実施例の場合は、短い挨が数本付着していたのみであった。
【００４９】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明の集光光学系は、図１，図２のような画像読み取りの集光光学系にのみ用いられるのではなく、他の用途の集光光学系に用いてもよいことは勿論である。
【００５０】
また、画像読取装置は、プレート内蔵型の専用型、カセッテ型のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施の形態による画像読み取りのための集光光学系を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の集光光学系の要部を示す側面図である。
【図３】各種物質を帯電し易い順に並べた帯電列を示す図である（渡辺電機工業株式会社ホームページ参照）。
【図４】従来の集光光学系の要部を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１ 半導体レーザ
１５ ポリゴンミラー
２１ 光ガイド
２１ａ 入射面
２５ 透光性膜
Ｐ 放射線画像変換プレート、プレート
ｂ 輝尽発光光
ｋ 走査線
ｍ 主走査方向
ｎ 副走査方向
【図１】
2007208420.tif 000003
【図２】
2007208420.tif 000004
【図３】
2007208420.tif 000005
【図４】
2007208420.tif 000006