(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元画像の主走査方向に延びる線像を該主走査方向に正立等倍に結像させる結像光学系であって、
前記主走査方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、前記主走査方向に配列されてなる正立等倍光学系と、
前記主走査方向に沿って前記正立等倍光学系の入射側または入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する集光光学系とを有し、
前記光学素子の前記主走査方向のＮＡの大きさが、前記集光光学系における前記副走査方向のＮＡの大きさより小さいことを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
２次元画像の主走査方向に延びる線像を該主走査方向に正立等倍に結像させる結像光学系であって、
前記主走査方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、前記主走査方向に配列してなる正立等倍光学系と、
前記主走査方向に沿って前記正立等倍光学系の入射側または入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する集光光学系とを有し、
前記光学素子間に、遮光構造が設けられていることを特徴とする結像光学系。
【請求項３】
前記光学素子の屈折率分布における最大の屈折率と最小の屈折率との差が、０．０２以上０．２以下であることを特徴とする請求項１または２記載の結像光学系。
【請求項４】
前記光学素子が、一端から他端に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有するアキシャルレンズを２枚有し、該２枚のアキシャルレンズのそれぞれにおける高屈折率側の前記一端同士を接合したものであることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の結像光学系。
【請求項５】
前記光学素子が、前記２枚のアキシャルレンズを接着剤で接合したものであり、
前記接着剤からなる接合部分の厚さが２００μｍ以下であって、かつ前記接合部分の屈折率ｎが式
−０．０２≦ｎ−ｎｇ≦０．１
（ただし、ｎｇは前記２枚のアキシャルレンズにおける前記接合部分と接する部分の屈折率）
を満たす値であることを特徴とする請求項４記載の結像光学系。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元画像の主走査方向に延びる線像を主走査方向に正立等倍に結像させる結像光学系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。この蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、支持体上にこの蓄積性蛍光体を積層し、シート状とした蓄積性蛍光体シートに人体などの被写体に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―トを副走査方向に搬送するとともに、レ―ザ光等の励起光を副走査方向と直交する主走査方向に走査することにより、蓄積性蛍光体シ―トを２次元的に走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電変換素子により光電的に読み取って画像信号を得、この画像信号に基づき写真感光材料等の記録材料やＣＲＴ等の表示装置に被写体の放射線画像を可視像として出力させる放射線画像記録再生システムがＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）として、広く実用に供されている。
【０００３】
上記放射線画像記録再生システムに用いられる放射線画像読取装置においては、画像読取時間の短縮や、装置の小型化およびコスト低減の視点から、ライン光源、正立等倍結像レンズおよびラインセンサを用いて上記輝尽発光光を光電的に読み取って画像信号を得る方式が提案されている。例えば、副走査方向に搬送される蓄積性蛍光体シ―ト上にライン光源により主走査方向に線状の励起光を照射し、この励起光の照射により蓄積性蛍光体シ―トから発せられた線状の輝尽発光光を、主走査方向に多数の光電変換素子が並べられて形成されたラインセンサ上に正立等倍結像レンズにより正立等倍像として結像させることによって、上記線状の輝尽発光光を検出する方式が特開平１−１０１５４０号公報などに提案されている。
【０００４】
ここで、上記のような方式における正立等倍結像レンズとしては、半径方向に屈折率勾配を有する円筒形のレンズが主走査方向に複数並列されてなる屈折率分布型レンズアレイ（特開２００１−１７４６０６号公報）が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような円筒形の屈折率分布型レンズは製造上の都合により半径方向への屈折率分布について屈折率勾配（最大屈折率と最小屈折率の差）を十分に大きくすることができず、また、口径を大きくすることも困難であるため、そのＮＡ（開口数）が制限され十分な集光効率を得ることができなかった。
【０００６】
また、たとえ屈折率勾配が大きくできたとしても、主副等方的に大きくなるので集光効率を優先させてＮＡ（開口数）を大きくした場合には、正立等倍に結像される主走査方向の結像については解像度が低下するという問題が生じた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、主走査方向の結像において解像度の低下を生じることなく集光効率の向上を図ることができる結像光学系を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の結像光学系は、２次元画像の主走査方向に延びる線像を主走査方向に正立等倍に結像させる結像光学系であって、主走査方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、主走査方向に配列されてなる正立等倍光学系と、主走査方向に沿って正立等倍光学系の入射側または入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する集光光学系とを有し、光学素子の主走査方向のＮＡの大きさが、集光光学系における副走査方向のＮＡの大きさより小さいことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、上記「２次元画像」とは、２次元的に形成された画像であれば如何なるものでもよく、例えば、上記に示した蓄積性蛍光体シートに記録された放射画像や、蛍光体などの標識がスポットで２次元的に配列されてなるものも含むものとする。
【００１０】
本発明の第２の結像光学系は、２次元画像の主走査方向に延びる線像を主走査方向に正立等倍に結像させる結像光学系であって、主走査方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、主走査方向に配列してなる正立等倍光学系と、主走査方向に沿って正立等倍光学系の入射側または入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する集光光学系とを有し、光学素子間に、遮光構造が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、上記「光学素子間に遮光構造を設ける」とは、例えば、光学素子間に遮光部材を充填するようにしてもよいし、光学素子自体に遮光塗料を塗布するようにしてもよい。さらに、粗面加工を施した後に遮光塗料を塗布するようにしてもよい。
【００１２】
また、上記第１および第２の結像光学系においては、光学素子の屈折率分布における最大の屈折率と最小の屈折率との差を、０．０２以上０．２以下とすることが望ましい。
【００１３】
また、上記光学素子を、一端から他端に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有するアキシャルレンズ２枚から構成し、その２枚のアキシャルレンズのそれぞれにおける高屈折率側の一端同士を接合したものとすることができる。
【００１４】
また、光学素子は、１枚のアキシャルレンズを屈折率分布の方向に延びる面に沿って切断した２枚のアキシャルレンズから形成することが望ましい。
【００１５】
また、上記光学素子を、２枚のアキシャルレンズを接着剤で接合したものとし、その接着剤からなる接合部分の厚さが２００μｍ以下であって、かつ接合部分の屈折率ｎが式
−０．０２≦ｎ−ｎｇ≦０．１
（ただし、ｎｇは前記２枚のアキシャルレンズにおける前記接合部分と接する部分の屈折率）
を満たす値であるものとするのが望ましい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の第１の結像光学系によれば、主走査方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、主走査方向に配列されてなる正立等倍光学系と、主走査方向に沿って正立等倍光学系の入射側または入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する集光光学系とから構成されるようにしたので、上述のような円筒形の屈折率分布型レンズを用いた結像光学系に比較して、レンズの口径を大きく形成することが可能であり、また、屈折率勾配を大きくとることが可能であるので、ＮＡを大きくすることができ、集光効率を向上させることができるとともに、光学素子の主走査方向のＮＡの大きさが、集光光学系における副走査方向のＮＡの大きさより小さくなるようにしたので、主走査方向の結像において解像度の低下を生じることなく集光効率を向上することができる。
【００１７】
本発明の第２の結像光学系によれば、主走査方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子が複数、主走査方向に配列してなる正立等倍光学系と、主走査方向に沿って正立等倍光学系の入射側または入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する集光光学系とから構成されるようにしたので、上記と同様に、ＮＡを大きくすることができ、集光効率を向上させることができるとともに、光学素子間に遮光構造を設けるようにしたので、走査方向の結像において解像度の低下を生じることなく集光効率を向上することができる。
【００１８】
また、上記第１および第２の結像光学系において、光学素子の屈折率分布における最大の屈折率と最小の屈折率との差を、０．０２以上０．２以下とした場合には、主走査方向の結像について集光効率と解像度をバランスよく得ることができる。
【００１９】
また、上記光学素子を、一端から他端に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有するアキシャルレンズ２枚から構成し、その２枚のアキシャルレンズのそれぞれにおける高屈折率側の一端同士を接合したものとした場合には、上記光学素子を簡易に作成することができる。
【００２０】
また、光学素子を、１枚のアキシャルレンズを屈折率分布の方向に延びる面に沿って切断した２枚のアキシャルレンズから形成するようにした場合には、その２枚のアキシャルレンズの接合部分における屈折率ミスマッチを回避することができる。
【００２１】
また、上記光学素子を、２枚のアキシャルレンズを接着剤で接合したものとし、その接着剤からなる接合部分の厚さが２００μｍ以下であって、かつ接合部分の屈折率ｎが式
−０．０２≦ｎ−ｎｇ≦０．１
（ただし、ｎｇは前記２枚のアキシャルレンズにおける前記接合部分と接する部分の屈折率）
を満たす値であるものとした場合には、接合部分でも全反射による結像特性の乱れを防止することができる。また、接合部分での光路シフトによるアーチファクトを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の結像光学系の一実施形態を用いた放射線画像読取装置の概略構成を示す斜視図、図２は側面図である。
【００２３】
図１および図２に示すように、放射線画像読取装置は、蓄積性蛍光体シート（以下蛍光体シートという）１にその搬送方向であるＹ方向（副走査方向）と直交するＸ方向（主走査方向）に線状の励起光を照射する励起光照射手段１０と、この線状の励起光の照射により蛍光体シート１上から発生した線状の輝尽発光光を受光する多数の光電変換素子がＸ方向に配列されてなるラインセンサ２０と、蛍光体シート１とラインセンサ２０との間に配置され蛍光体シート１から発生した線状の輝尽発光光をラインセンサ２０の受光面２１上に結像させる結像光学系３０とを備えている。
【００２４】
結像光学系３０は、図２に示すように、蛍光体シート１とラインセンサ２０との間に、蛍光体シート１側から、シリンドリカルレンズ３３、バイアキシャル屈折率分布型レンズアレイ３２、シリンドリカルレンズ３４が順次配されて構成される。
【００２５】
バイアキシャル屈折率分布型レンズアレイ（以下レンズアレイという）３２は、図３に示すようにＸ方向に光学素子３２ａを複数配列してなる正立等倍光学系である。光学素子３２ａは、図４に示すように、直方体の形状であって、その中央部Ｃから端部Ｘ１，Ｘ２方向に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率勾配を有し、Ｙ方向およびＸＹ平面に直交するＺ方向には一定の屈折率を有するものである。
【００２６】
この光学素子３２ａは、２枚のアキシャルレンズ３２ｂから構成されており、アキシャルレンズ３２ｂは、図５に示すような直方体の形状であって、その端部ａから端部ｂ方向に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率勾配を有し、Ｙ方向およびＺ方向には一定の屈折率を有するものである。図５に示すアキシャルレンズ３２ｂの下には上記屈折率勾配のグラフを示している。光学素子３２ａは２枚のアキシャルレンズ３２ｂのそれぞれにおける高屈折率側の端部ａ同士を接着剤により接合したものである。
【００２７】
上記のようにして光学素子３２ａを製造することによりその口径のサイズや屈折率勾配の自由度が増し、その製造も容易である。本実施の形態では、中央部の最大屈折率と両端部の最小屈折率との差が０．０２以上０．２以下とすることによりＸ方向の集光効率と解像度がバランス良く得られるようにしている。
【００２８】
また、光学素子３２ａは、図６に示すように、端部ａから端部ｂ方向に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率勾配を有し、Ｙ方向およびＺ方向には一定の屈折率を有する１枚のアキシャルレンズ３２ｅを屈折率分布の方向に切断した２枚のアキシャルレンズ３２ｆ，３２ｇから形成するのが望ましい。１枚のアキシャルレンズ３２ｅから２枚のアキシャルレンズ３２ｆ，３２ｇを得、図４に示すように、アキシャルレンズ３２ｆ，３２ｇのそれぞれにおける高屈折率側の端部ａ同士を接着剤により接合して光学素子３２ａを製造することにより、２枚のアキシャルレンズ３２ｆ，３２ｇの接合面における屈折率ミスマッチを防止することができる。
【００２９】
また、２枚のアキシャルレンズ３２ｂは接着剤により接合されているが、アキシャルレンズ３２ｂと接着剤からなる接合部３２ｃとの接合面において光が全反射して結像特性の乱れが生じるのを防止するために、また、光が上記接合面を全反射せずに透過した場合においても、接合部３２ｃにおける光路シフトにより結像特性の乱れが生じるのを防止するために、接合部３２ｃの屈折率ｎの大きさは下式を満たす値とするのが望ましい。以下にその理由を詳細に説明する。
【００３０】
−０．０２≦ｎ−ｎｇ≦０．１
（ただし、ｎｇは２枚のアキシャルレンズ３２ｂにおける接合部３２ｃと接する部分の屈折率）
まず、ｎ≧ｎｇの場合、アキシャルレンズ３２ｂと接合部３２ｃとの界面では全反射することはない。しかしながら、アキシャルレンズ３２ｂから接合部３２ｃへの光の入射角度および接合部３２ｃの厚さによっては光路シフトが生じ解像度の劣化を招く。
【００３１】
ここで、上記光路シフト量ｙは、下記のようにして求めることができる。図７に示すように、アキシャルレンズ３２ｂから接合部３２ｃへの入射角をθ１、接合部３２ｃにおける出射角をθ２、接合部３２ｃの厚さをｘとすると、
光路シフト量  ｙ＝ｘ×ｔａｎθ２  …（１）
ただし、θ２＝ｓｉｎ−１（（ｎｇ／ｎ）×ｓｉｎθ１）  …  （２）
解像度に影響を与ないためには、光路シフト量ｙは３００μｍ以内にするのが望ましいため、そのときの接合部３２ｃの厚さｘは、（１）式より
ｘ≦３００μｍ／ｔａｎθ２  …  （３）
となる。
【００３２】
一方、解像度への影響は、図７に示すθ１が小さい光ほど大きいものとなる。そして、θ１の最大値は、レンズのＮＡにより決まるので、例えば、ｎ−ｎｇが０．１の場合、θ１は約６４°になる（詳細な計算は以下に示す）。従って、例えば、ｎｇ／ｎ＝１．７／１．８程度の屈折率差とした場合には、（２）式、（３）式より、
ｘ≦約１８７μｍとなる。
【００３３】
従って、ｎ−ｎｇ≦０．１であれば、接合部３２ｃの厚さが約２００μｍ以内の場合には、解像度への影響は少なく、光学性能が維持できるといえる。
【００３４】
なお、ｎ−ｎｇが０．１の場合、θ１が約６４°になる理由は以下の通りである。まず、アキシャルレンズ３２ｂの屈折率分布が下式（４）の分布を持つとすると、図７に示す最大入射角θ０は下式（５）で示される。
【００３５】
ｎ＝ｎ０｛１−（Ａ／２）ｘ２｝  …  （４）
ただし、ｎ０：中心軸上（アキシャルレンズ３２ｂの高屈折率側の端面）の屈折率
Ａ：屈折率分布定数
ｘ：Ｘ方向（屈折率分布の方向）についての中心（アキシャルレンズ３２ｂの高屈折率側の端面）からの距離
θ０＝ｎ０・Ａ１／２・ｘ０  …  （５）
ただし、ｘ０はレンズの半径（アキシャルレンズ３２ｂのＸ方向の幅）
ｎ０＝１．７、アキシャルレンズ３２ｂの最大屈折率と最小屈折率との差を０．２とすると最大入射角θ０は４７°となる（（４）式より、
Ａ＝２（１−ｎ／ｎ０）／ｘ０２となる。このＡを（５）式に代入すると、
θ０＝ｎ０（２（１−ｎ／ｎ０））１／２となる。従って、
θ０＝１．７（２（１−１．５／１．７））１／２＝０．８２４ＲＡＤ＝４７°）。
【００３６】
アキシャルレンズ３２ｂ内では屈折によりθ０’＝２６°となる。従って、アキシャルレンズ３２ｂ内のθ１は９０°−２６°＝６４°となる。
【００３７】
また、ｎ≦ｎｇの場合、（２）式より、入射角θ１が所定の角度以上では、全反射する。例えば、ｎ／ｎｇ＝１．６８／１．７にすると臨界角は約８１°になり、ほとんどの光は全反射せず結像する。入射角θ１が８１°以上となる光は全反射するが、元々直線光に近く、かつ全反射しても光路は鏡像として結像する。従って、入射角８１°以上であれば全反射による乱れも小さいため、ｎｇ−ｎ≦０．０２であれば、解像度への影響は少なく、光学性能が維持できるといえる。
【００３８】
また、図７に示すように接合部３２ｃ内を散乱光Ｌがガイドライド効果で導光されたアーチファクトを発生させる場合があるので、その場合には接合部３２ｃの出射端に遮光部材３５を設けることで上記アーチファクトを防止することができる。
【００３９】
また、本実施形態では２枚のアキシャルレンズを接着剤により接合するようにしたが、オプティカルコンタクトにより接合したり、溶着により接合したりしてもよい。
【００４０】
また、複数の光学素子３２ａの間は図３（ａ）に示すように遮光部材３２ｄにより充填されている。この遮光部材３２ｄを設けることにより、各光学素子３２ａのＸ方向のＮＡが適切に制限されるので、主走査方向の解像度を向上することができる。また、結像しない光を吸収することができるので散乱光によるボケを防止することができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、上記のように遮光部材３２ｄを充填するようにしたが、例えば、アキシャルレンズ３２ｂと接合部３２ｃとの接合面に遮光塗料を塗るようにしてもよいし、さらに上記接合面を粗面加工した後に遮光塗料を塗るようにしてもよい。
【００４２】
集光光学系である両シリンドリカルレンズ３３，３４は、副走査方向にパワーを有するように配置されており、図３（ｂ）に示すように、副走査方向に広がる光を集束する。上記のように集光光学系としてシリンドリカルレンズを用いることにより高い集光効率を得ることができる。また、図３に示すように、シリンドリカルレンズ３３，３４は結像光学系であるレンズアレイ３２の入射側および結像側の両方に配設されることがより集光効率を高めるために望ましいが、必ずしも両方に備える必要はなく、入射側もしくは結像側のいずれか一方に配設されていればよい。
【００４３】
励起光照射手段１０は、主走査方向に線状に並べられた線状の励起光を射出するレーザダイオードアレイ１１と、レーザダイオードアレイ１１から射出された励起光を副走査方向にのみ集光させるように配設した光源用シリンドリカルレンズ１２とを備えている。
【００４４】
次に、本発明の結像光学系の一実施形態を用いた上記放射線画像読取装置の作用について説明する。
【００４５】
まず、励起光照射手段１０によって蓄積性蛍光体シート１上の主走査Ｘ方向に線状の励起光を照射する。この線状の励起光の照射により蓄積性蛍光体シート１から線状の輝尽発光光が発生し、結像光学系３０に入射される。
【００４６】
結像光学系３０に入射した輝尽発光光は結像光学系３０によりラインセンサ２０の受光面２１に結像されるが、このときの作用について詳しく説明する。
【００４７】
まず、結像光学系３０による主走査方向の結像について説明する。一対のシリンドリカルレンズ３３、３４は、主走査方向には光束を収束させるパワーをもたないので、主走査方向に伝播される光に関してはシリンドリカルレンズ３３、３４を平行平板とみなすことができる。したがって、蛍光体シート１から発生し主走査方向に伝播される輝尽発光光は、図３（ａ）に示すように、レンズアレイ３２の屈折力のみによって主走査方向に収束されてラインセンサ２０の受光面上に結像される。従って、蛍光体シート１上から発せられた線状の輝尽発光光Ｌ１はラインセンサ２０の受光面２１上に主走査方向に正立等倍像Ｓ１として結像される。
【００４８】
次に、結像光学系３０による副走査方向の結像について説明する。レンズアレイ３２は、副走査方向に屈折率が一定で、この副方向には光束を収束させるパワーを持たないので、副走査方向に伝播される光に関してはレンズアレイ３２を平行平板とみなすことができる。したがって、蓄積性蛍光体シート１から発生し副走査方向に伝播される輝尽発光光は、図３（ｂ）に示すように一対のシリンドリカルレンズ３３、３４の屈折力のみによって収束され、ラインセンサ２０の受光面上に結像される。
【００４９】
ここで、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、結像光学系３０による主走査方向の結像については、結像に利用される輝尽発光光の光束φ１がレンズアレイ３２の光学素子３２ａの開口数ＮＡ１によって制限され（図３（ａ））、副走査方向の結像については、結像に利用される輝尽発光光の光束φ２が一対のシリンドリカルレンズ３３、３４の開口数ＮＡ２によって制限される（図３（ｂ））。そして、光学素子３２ａの開口数ＮＡ１は大きい方が集光効率は高くなるが、大きくし過ぎると解像度の低下となるので、副走査方向の集光効率とのバランスを考慮して、つまり副走査方向の開口数ＮＡ２とのバランスを考慮して決めるのが望ましい。従って、本実施の形態の結像光学系３０においては、正立等倍光学系であるレンズアレイ３２の開口数ＮＡ１の大きさが集光光学系である一対のシリンドリカルレンズ３３、３４の開口数ＮＡ２よりも小さくなるように形成されている。
【００５０】
上記のように結像光学系３０を構成することによりラインセンサ２０の受光面上には集光効率と解像度のバランスがとれた正立等倍像が結像される。
【００５１】
この結像された輝尽発光光の線像はラインセンサ２０の各光電変換素子により光電変換され、画像信号として出力される。
【００５２】
上記励起光照射手段１０による線状の励起光の照射とその励起光の照射により発生する線状の輝尽発光光のラインセンサ２０よる光電変換とが、蛍光体シート１の副走査方向への搬送とともに順次行われ、蛍光体シート１に記録されている放射線画像情報が読み取られる。
【００５３】
上記実施形態の結像光学系３０によれば、Ｘ方向について中央部から両端部に向かうにつれて屈折率が次第に小さくなる屈折率分布を有する光学素子３２ａが複数、Ｘ方向に配列されてなるレンズアレイ３２と、Ｘ方向に沿ってレンズアレイ３２の入射側および結像側に配置され副走査方向にのみパワーを有する一対のシリンドリカルレンズ３３，３４とから構成されるようにしたので、レンズの口径を大きく形成することが可能であり、また、屈折率勾配を大きくとることが可能であるので、ＮＡを大きくすることができ、集光効率を向上させることができるとともに、光学素子３２ａのＸ方向のＮＡの大きさが、シリンドリカルレンズ３３，３４におけるＹ方向のＮＡの大きさより小さくなるようにしたので、Ｘ方向の結像において解像度の低下を生じることなく集光効率を向上することができる。
【００５４】
また、上記実施形態の結像光学系３０においては、一対のシリンドリカルレンズ３３，３４として非球面成分を持たないものを使用するようにしたが、このように非球面成分を持たない場合、図８に示すように一対のシリンドリカルレンズ３３、３４によって生じる球面収差を補正することができず、蛍光体シート１上から発生する輝尽発光光の線像がラインセンサ２０の受光面上に結像されるときに上記球面収差によって、正確に一点に収束されない。すなわち、シリンドリカルレンズの中央部を通った輝尽発光光の収光点Ｐ１が受光面の後側となり、シリンドリカルレンズの周辺部を通った輝尽発光光の収光点Ｐ２が受光面の前側となり、その結果、結像光学系３０を通して受光面上に結像させようとする輝尽発光光の線像がボケてしまうことになる。従って、図９に示すように、例えばガラス製のシリンドリカルレンズ５１，５２上に樹脂製の非球面レンズ５３，５４を積層した非球面シリンドリカルレンズを用いるようにしてもよい。
【００５５】
また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、結像光学系３０の入射側および結像側の面以外の側面に側板７０を設けるようにしてもよい。このとき側板７０は、結像されなかった輝尽発光光を遮光したり、励起光をカットする材料で形成することが望ましい。なお、図１０（ｂ）は図８のＡ−Ａ線断面図である。
【００５６】
また、上記のように側板７０にレンズアレイ３２およびシリンドリカルレンズ３３，３４を固定して結像光学系を設置する際には、レンズアレイ３２の作動距離ｄ１，シリンドリカルレンズ３３，３４の作動距離ｄ２およびシリンドリカルレンズ３３，３４の厚みｄ３の関係が下式（１）または（２）式を満たすように構成することが望ましい。
【００５７】
ｄ３×３＞ｄ１−ｄ２＞ｄ３  …  （１）
３＞ｄ１／ｄ２＞１．１  …  （２）
また、レンズアレイ３２またはシリンドリカルレンズ３３，３４の材質としては、励起光をカットする材質を用いるのが望ましい。もしくは、レンズアレイ３２またはシリンドリカルレンズ３３，３４の表面の一部または全面に励起光をカットする材料を被覆するようにしてもよい。
【００５８】
また、レンズアレイ３２の入射面からの反射光が蛍光体シート１に戻らないように上記入射面にＡＲコート（反射防止膜）を施すようにしてもよい。
【００５９】
また、集光光学系のレンズとしては上記のようなシリンドリカルレンズに限らず、ＧＲＩＮシリンドリカルレンズやバイナリレンズを用いるようにしてもよい。
【００６０】
また、図１１に示すようにラインセンサ２０と結像光学系３０との間に、光学素子アレイ８０を設け、２つのラインセンサ２０、２５により輝尽発光光を受光するようにしてもよい。なお、図１１（ａ）においてはラインセンサ２５は図示省略してある。光学素子アレイ８０は、詳細には図１２に示すように、輝尽発光光Ｍを透過させる第１の光学素子８１と、輝尽発光光Ｍを反射する反射面８２を備えた第２の光学素子８３とがＸ方向に交互に複数配されてなる。
【００６１】
また、ラインセンサ２０，２５は、詳細には図１３に示すように、センサチップ２０ａ（２５ａ）をＸ方向に複数個隣接して配列した構成である。図１３の各センサチップ２０ａ（２５ａ）内の線状で示された部分２０ｂ（２５ｂ）が受光可能な有効領域である。
【００６２】
そして、ラインセンサ２０，２５は、図１４に示されるように、ラインセンサ２０の有効領域２０ｂとラインセンサの有効領域２５ｂとが、励起光の線状照射部分９０に対して、それぞれ異なる位置になるよう構成され、励起光の線状照射部分９０から発せられた輝尽発光光Ｍのうち光学素子アレイ８０における第１の光学素子８１を透過したものはラインセンサ２０の有効領域２０ｂに結像され、一方、輝尽発光光Ｍのうち光学素子アレイ８０における第２の光学素子８２の反射面８３により反射されたものはラインセンサ２５の有効領域２５ｂに結像されように配置されている。なお、光学素子アレイ８０の第１および第２の光学素子８１、８３の境界３５に対応する線状照射部分９０上の位置近傍から発せられる輝尽発光光Ｍは、第１および第２の光学素子８１、８３に別れて入射し、それぞれ異なるセンサで検出されるが、後段の信号処理手段など（図示省略）により両センサで得られた信号を対応する画素毎に加算することにより、各画素について均一に輝尽発光光を検出することができる。
【００６３】
また、本発明の結像光学系は、上記のような放射線画像読取装置だけでなく、蛍光などの標識が２次元状の配列されたものをライン毎に読み取るような装置に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の結像光学系の一実施形態と用いた放射線画像読取装置の概略構成図
【図２】図１に示す放射線画像読取装置の側面図
【図３】図１に示す放射線画像読取装置における結像光学系の概略構成図
【図４】図３に示す結像光学系における光学素子の斜視図
【図５】図４に示す光学素子におけるアキシャルレンズの斜視図
【図６】２枚のアキシャルレンズを製造する方法を示す図
【図７】アキシャルレンズの屈折率と接合部の屈折率の大きさの関係を説明するための図
【図８】シリンドリカルレンズとして非球面でないレンズを用いた場合の結像の作用を説明する図
【図９】シリンドリカルレンズとして非球面レンズを用いた場合の概略構成図
【図１０】結像光学系を側板に固定する場合における概略構成図
【図１１】輝尽発光光を２つのラインセンサにより受光する場合の概略構成図
【図１２】図１１に示す光学素子アレイの詳細図
【図１３】図１１に示すラインセンサの詳細図
【図１４】輝尽発光光を２つのラインセンサに結像する作用について説明する図
【符号の説明】
１    蓄積性蛍光体シート
１０    励起光照射手段
１２    光源用シリンドリカルレンズ
２０，２５    ラインセンサ
２１    受光面
３０    結像光学系
３２    バイアキシャル屈折率分布型レンズアレイ
３２ａ    光学素子
３２ｂ    アキシャルレンズ
３２ｃ    接合部
３２ｄ    遮光部材
３３，３４，５１，５２    シリンドリカルレンズ
５３，５４    非球面レンズ
７０    側板
８０    光学素子アレイ
８１    第１の光学素子
８３    第２の光学素子
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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