(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源から射出されて光束が拡大する励起光を照射光学系に通して形成した、前記光束を該光束の伝播方向と直交する１方向へ集光せしめてなる線状に延びる励起光を、蓄積性蛍光体シート上の線状の領域へ照射する励起光照射手段と、該励起光の照射を受けた前記蓄積性蛍光体シートの前記線状の領域から発生した輝尽発光光を検出して該蓄積性蛍光体シートに記録されている放射線画像情報を読み取るラインセンサとを備えた放射線画像情報読取装置において、
前記照射光学系が、非球面のトーリック面を備えたものであり、前記光束を1方向へ集光せしめて前記線状に延びる励起光を形成するときに生じる擬似球面収差および擬似像面湾曲を補正するように構成されたものであることを特徴とする放射線画像情報読取装置。
【請求項２】
前記励起光照射手段が、前記励起光源と照射光学系とを前記線状に延びる方向に複数組配置したものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像情報読取装置。
【請求項３】
前記複数組の前記励起光源と照射光学系とが、各励起光源と照射光学系との組によって集光されるそれぞれの線状の領域が互いに重なり合う部分を有するように配置されたものであることを特徴とする請求項２記載の放射線画像情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像情報読取装置に関し、詳しくは、励起光の照射を受けた蓄積性蛍光体シートから発生した輝尽発光光をラインセンサを用いて検出して放射線画像情報を読み取る放射線画像情報読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネルギの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射すると蓄積されたエネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線画像情報をシート状の蓄積性蛍光体層を備えてなる蓄積性蛍光体シートに一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取って被写体の放射線画像情報を出力する放射線画像記録再生システム（特開昭55-12429号公報、同56-11395号公報、同56-11397号公報等）が知られている。
【０００３】
上記蓄積性蛍光体シートから発生する輝尽発光光を検出する方式としては、例えば、多数の受光素子が線状に並べられたラインセンサを使用し、励起光源から射出されて光束が拡大する励起光をシリンドリカルレンズを通して蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に集光させて照射し、この励起光の照射を受けた前記蓄積性蛍光体シートの線状の領域から発生した輝尽発光光を上記ラインセンサで検出して蓄積性蛍光体シートに記録されている放射線画像情報を読み取る方式が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、励起光源から射出された励起光をシリンドリカルレンズを用いて蓄積性蛍光体シート上の線状の領域（例えば５０μｍ以下の線状の領域）に集光させる場合には、シリンドリカルレンズによる擬似球面収差および擬似像面湾曲等により、上記励起光が集光される線状の領域の線幅が太くなったり、この線幅にムラが生じたりする虞がある。また、シリンドリカルレンズによる擬似球面収差および擬似像面湾曲等を補正するために収差補正用の球面レンズ等を付加して、励起光を線状の領域に正確に集光させようとすると、光路長が長くなり装置が大型化するという問題がある。
【０００５】
なお、上記擬似球面収差はシリンドリカルレンズが延びる方向と直交する平面内（屈折力を有する平面内）における励起光の集光誤差を意味し、上記擬似像面湾曲は、シリンドリカルレンズが延びる方向に沿って並ぶ上記平面内の励起光の集光点が上記シリンドリカルレンズが延びる方向に沿って湾曲する集光点の位置誤差を意味するものである。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、装置サイズを大きくせずに、励起光を蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に正確に集光させることができる放射線画像情報読取装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線画像情報読取装置は、励起光源から射出された励起光を照射光学系を通して蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に集光して照射する励起光照射手段と、該励起光の照射を受けた前記蓄積性蛍光体シートの線状の領域から発生した輝尽発光光を検出して該蓄積性蛍光体シートに記録されている放射線画像情報を読み取るラインセンサとを備えた放射線画像情報読取装置において、前記照射光学系が非球面のトーリック面を備えたものであることを特徴とするものである。
【０００８】
前記励起光照射手段は、前記励起光源と照射光学系とを前記線状に延びる方向に複数組配置したものとすることができる。
【０００９】
前記複数組の前記励起光源と照射光学系とが、各励起光源と照射光学系との組によって集光されるそれぞれの線状の領域が互いに重なり合う部分を有するように配置されたものとすることができる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の放射線画像情報読取装置によれば、励起光源から射出された励起光を照射光学系を通して蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に集光して照射するにあたり、照射光学系に非球面のトーリック面を備えるようにしたので、励起光を線状の領域に集光させるときの擬似球面収差や擬似像面湾曲等による誤差を短い光路長で補正することができ、装置サイズを大きくせずに励起光を蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に正確に集光させることができる。
【００１１】
また、前記励起光照射手段を、前記励起光源と照射光学系とを前記線状に延びる方向に複数組配置したものとすれば、光源から蓄積性蛍光体シートまでの光路長がより短縮され、装置サイズをより小さくすることができる。
【００１２】
また、前記複数組の前記励起光源と照射光学系とを、各励起光源と照射光学系との組によって集光されるそれぞれの線状の領域が互いに重なり合う部分を有するように配置されたものとすれば、蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に集光される励起光の強度をより均一にすることができる。なぜなら、１組の励起光源と照射光学系とを用いて励起光を線状の領域に集光させる場合には、線状の領域中の線状に延びる方向の中心部分の励起光の強度が高く周辺部分の励起光の強度が低くなるので、各励起光源と照射光学系との組によって集光されるそれぞれの線状の領域が重なり合う部分を有するようにすることにより、上記線状の領域の周辺部分の励起光の照射強度を高めることができるからである。
【００１３】
【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。図１は、本発明の放射線画像情報読取装置の第１の実施の形態の概略構成を示す斜視図、図２は組を成す励起光源と照射光学系とを示す平面図、図３は組を成す励起光源と照射光学系とを示す側面図、図４は励起光源と照射光学系とを複数組配置して構成した励起光照射手段の平面図である。
【００１４】
本発明の第１の実施の形態による放射線画像情報読取装置１００は、励起光源である半導体レーザ１１、１１′、１１″…（以後まとめて半導体レーザ１１と呼ぶ）から射出された励起光を照射光学系である非球面トーリックレンズ１２、１２′、１２″…（以後まとめて非球面トーリックレンズ１２と呼ぶ）を通して蓄積性蛍光体シート１上の線状の領域Ｐに集光して照射する励起光照射手段１０と、励起光の照射を受けた蓄積性蛍光体シート１の線状の領域Ｐから発生した輝尽発光光を検出して蓄積性蛍光体シート１に記録されている放射線画像情報を読み取るラインセンサ２０とを備えている。
【００１５】
前記励起光照射手段１０は、励起光源である半導体レーザ１１と照射光学系である非球面トーリックレンズ１２とを前記線状に延びる方向に複数組配置したものであり、前記複数組の半導体レーザ１１と非球面トーリックレンズ１２とは、各半導体レーザ１１と非球面トーリックレンズ１２との組によって集光されるそれぞれの線状の領域が互いに重なり合う部分Ｕ（図４参照）を有するように配置されている。
【００１６】
また、この放射線画像情報読取装置１００は、蓄積性蛍光体シート１上の線状の領域Ｐの正立等倍像をラインセンサ２０上に結像させる結像レンズである屈折率分布型レンズ２１および輝尽発光光を透過させ励起光を遮断する励起光カットフィルタ２２も備えている。
【００１７】
以下、図２および図３を参照して、組を成す半導体レーザ１１と非球面トーリックレンズ１２の設計値について詳細を説明する。
【００１８】
半導体レーザの仕様：波長６６０ｎｍ、出力５０ｍＷ、拡り角度θｘ＝２０度、拡り角度θｙ＝８．５度
半導体レーザ発光点の位置Ｚ１からレンズ第１面Ｓ１の頂点の位置Ｚ２までの距離：Ｔ１＝４．９３ｍｍ
レンズ中心厚さ：ｔ＝１．８ｍｍ
レンズ材質：ＢＫ７
レンズ第１面Ｓ１の形状：Ｒｘ＝−４．４ｍｍ、Ｒｙ＝∞（円筒面）
レンズ第２面Ｓ２の形状：非球面のトーリック面（非球面ベースのＹトロイダル）
Ｚ＝ＣＹ２／［１＋SＱRT｛１−（１＋Ｋ）Ｃ２Ｙ２｝］＋ＡＹ４＋ＢＹ６＋ＣＹ８＋ＤＹ１０
Ｃ＝−１／２．８（レンズ面の頂点での曲率）
Ｋ＝−０．１９０５０５（円錐系数）
Ａ＝０．４５０２８１Ｅ−０２
Ｂ＝−０．２１２９２２Ｅ−０２
Ｃ＝０．１２０４３６Ｅ−０２
Ｄ＝−０．２２０７７１Ｅ−０３
レンズ第２面Ｓ２の頂点の位置Ｚ３から蓄積性蛍光体シート１の表面の位置Ｚ４までの距離：Ｔ２＝６２．５ｍｍ
レーザ光が蓄積性蛍光体シート面上に集光される線状の領域の線幅（ビーム径の短径）：Ｗ＝３６μｍ
なお、励起光照射手段１０は、図４に示されるように上記半導体レーザ１１と非球面トーリックレンズ１２との組がそれぞれ１６ｍｍの間隔を置いて２６組並べられたたものである。
【００１９】
次に上記実施の形態における作用について説明する。
【００２０】
半導体レーザ１１から射出された励起光は非球面トーリックレンズ１２を通して蓄積性蛍光体シート１上の線状の領域Ｐに集光され蓄積性蛍光体シート１に照射される。この励起光の照射を受けた蓄積性蛍光体シート１上の線状の領域Ｐから発生した輝尽発光光は、屈折率分布型レンズ２１および励起光カットフィルタ２２を通してラインセンサ２０によって検出され蓄積性蛍光体シート１に記録されている放射線画像情報が読み取られる。なお、蓄積性蛍光体シート１によって反射され輝尽発光光と共にラインセンサ２０に向かって伝播する励起光は励起光カットフィルタ２２によって遮断される。
【００２１】
次に、第２の実施の形態の放射線画像情報読取装置について説明する。第２の実施の形態の放射線画像情報読取装置は、上記第１の実施の形態の励起光照射手段の光路長がさらに短くなるように改良され、非球面トーリックレンズの設計値が変更されているが、放射線画像情報読取装置としての構成は等しいので、同じ図面および符号を使用し設計値以外の説明を省略する。
【００２２】
以下、第２の実施の形態において組を成す半導体レーザ１１と非球面トーリックレンズ１２の設計値について詳細を説明する。
【００２３】
半導体レーザの仕様：波長６６０ｎｍ、出力５０ｍＷ、拡り角度θｘ＝２０度、拡り角度θｙ＝８．５度
半導体レーザ発光点の位置Ｚ１からレンズ第１面Ｓ１の頂点の位置Ｚ２までの距離：Ｔ１＝３．２７ｍｍ
レンズ中心厚さ：ｔ＝２．０ｍｍ
レンズ材質：ＢＫ７
レンズ第１面Ｓ１の形状：Ｒｘ＝−３．０ｍｍ、Ｒｙ＝∞（円筒面）
レンズ第２面Ｓ２の形状：非球面のトーリック面（非球面ベースのＹトロイダル）
Ｚ＝ＣＹ２／［１＋SＱRT｛１−（１＋Ｋ）Ｃ２Ｙ２｝］＋ＡＹ４＋ＢＹ６＋ＣＹ８＋ＤＹ１０
Ｃ＝−１／２．１（レンズ面の頂点での曲率）
Ｋ＝−０．２８１２４８（円錐系数）
Ａ＝０．９１６２７２Ｅ−０２
Ｂ＝−０．９１３９６９Ｅ−０２
Ｃ＝０．９０８２３０Ｅ−０２
Ｄ＝−０．３０３４５９Ｅ−０３
レンズ第２面Ｓ２の頂点の位置Ｚ３から蓄積性蛍光体シート１の表面の位置Ｚ４までの距離：Ｔ２＝４５．０ｍｍ
レーザ光が蓄積性蛍光体シート面上に集光される線状の領域の線幅（ビーム径の短径）：Ｗ＝３７μｍ
励起光照射手段１０は、第１の実施の形態と同様に、図４に示されるように上記半導体レーザ１１と非球面トーリックレンズ１２の組がそれぞれ１６ｍｍの間隔を置いて２６組並べられたものである。
【００２４】
なお、図５に示すように非球面トーリックレンズ１２と蓄積性蛍光体シート１との間に折り返しミラー３０を配設し、半導体レーザ１１から射出され非球面トーリックレンズ１２を通して伝播された励起光を折り返しミラー３０で折り返して蓄積性蛍光体シート１上の線状の領域に集光させて照射するようにすることによりさらに装置サイズを小さくすることができる。
【００２５】
また、蓄積性蛍光体シートへの励起光の入射は、戻り光の影響を防止するために蓄積性蛍光体シートに励起光を垂直入射させずに斜めに入射させることが望ましい。
【００２６】
また、上記レンズ第１面の形状を平面、トーリック面としても、上記と同様の性能を持つ光学系の実現（設計）が可能である。
【００２７】
また、非球面トーリックレンズの材質はガラスに限らず樹脂等であってもよい。
【００２８】
上記のように本発明によれば、照射光学系に非球面のトーリック面を備えるようにしたので、励起光を線状の領域に集光させるときの擬似球面収差や擬似像面湾曲等による誤差を短い光路長で補正することができ、装置サイズを大きくせずに励起光を蓄積性蛍光体シート上の線状の領域に正確に集光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線画像情報読取装置の概略構成を示す斜視図
【図２】組を成す励起光源と照射光学系とを示す平面図
【図３】組を成す励起光源と照射光学系とを示す側面図
【図４】励起光源と照射光学系とを複数組配置して構成した励起光照射手段の平面図
【図５】折り返しミラーで反射させた励起光を蓄積性蛍光体シートに照射する様子を示す図
【符号の説明】
１０    励起光照射手段
１１    半導体レーザ
１２    非球面トーリックレンズ
２０    ラインセンサ
１００    放射線画像情報読取装置
【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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