JP2003228021A - 結像光学系 - Google Patents
結像光学系Info
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- JP2003228021A JP2003228021A JP2002026303A JP2002026303A JP2003228021A JP 2003228021 A JP2003228021 A JP 2003228021A JP 2002026303 A JP2002026303 A JP 2002026303A JP 2002026303 A JP2002026303 A JP 2002026303A JP 2003228021 A JP2003228021 A JP 2003228021A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レンズアレイを用いた結像光学系において、
結像させる像のボケの増大を抑制しつつ集光効率を高め
る。 【解決手段】 主走査X方向に屈折率分布を持ち、主走
査X方向と直交する方向に一定の屈折率を持つバイアキ
シアルレンズアレイ32と、主走査X方向に沿ってバイ
アキシアルレンズアレイ32の入射側Nおよび結像側K
に配設された、球面収差を低減する一対の非球面シリン
ドリカルレンズ33、34とからなる結像光学系30に
よって、蓄積性蛍光体シート1上の主走査X方向に延び
る線状の領域Lを表す線像Sを主走査X方向に正立等倍
となるようにラインセンサ20の受光面21上に結像さ
せ、上記領域Lへの励起光照射手段10による線状の励
起光の照射によってこの領域Lから発生した輝尽発光光
を結像光学系30を通して上記受光面21で受光する。
結像させる像のボケの増大を抑制しつつ集光効率を高め
る。 【解決手段】 主走査X方向に屈折率分布を持ち、主走
査X方向と直交する方向に一定の屈折率を持つバイアキ
シアルレンズアレイ32と、主走査X方向に沿ってバイ
アキシアルレンズアレイ32の入射側Nおよび結像側K
に配設された、球面収差を低減する一対の非球面シリン
ドリカルレンズ33、34とからなる結像光学系30に
よって、蓄積性蛍光体シート1上の主走査X方向に延び
る線状の領域Lを表す線像Sを主走査X方向に正立等倍
となるようにラインセンサ20の受光面21上に結像さ
せ、上記領域Lへの励起光照射手段10による線状の励
起光の照射によってこの領域Lから発生した輝尽発光光
を結像光学系30を通して上記受光面21で受光する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、結像光学系に関
し、詳しくは、2次元画像の主走査方向に延びる線像を
この主走査方向に正立等倍となるように結像させるレン
ズアレイを用いた結像光学系に関するものである。
し、詳しくは、2次元画像の主走査方向に延びる線像を
この主走査方向に正立等倍となるように結像させるレン
ズアレイを用いた結像光学系に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ある種の蛍光体に放射線(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―の一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光
体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネル
ギ―に応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られてお
り、このような性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体(輝尽
性蛍光体)と呼ばれている。
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―の一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光
体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネル
ギ―に応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られてお
り、このような性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体(輝尽
性蛍光体)と呼ばれている。
【0003】この蓄積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一旦蓄積性蛍光体層が形成され
ている蓄積性蛍光体シ―トに記録し、この蓄積性蛍光体
シ―トを副走査方向に搬送しつつレ―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検出器により光
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、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情
報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。
写体の放射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体層が形成され
ている蓄積性蛍光体シ―トに記録し、この蓄積性蛍光体
シ―トを副走査方向に搬送しつつレ―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検出器により光
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、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情
報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。
【0004】上記放射線画像記録再生システムに用いら
れる放射線画像情報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。すなわち、副走査方向に
搬送される蓄積性蛍光体シ―ト上の主走査方向にライン
光源により線状の励起光を照射すると共に、この励起光
が照射された蓄積性蛍光体シ―ト上の線状の領域を、主
走査方向に多数の屈折率分布型レンズが並べられて形成
された正立等倍結像レンズを通して主走査方向に多数の
CCD素子が並べられて形成されたラインセンサ上に正
立等倍像として結像させることによって、上記線状の領
域から発生する輝尽発光光を検出する方式が特開平1-10
1540号などに提案されている。
れる放射線画像情報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。すなわち、副走査方向に
搬送される蓄積性蛍光体シ―ト上の主走査方向にライン
光源により線状の励起光を照射すると共に、この励起光
が照射された蓄積性蛍光体シ―ト上の線状の領域を、主
走査方向に多数の屈折率分布型レンズが並べられて形成
された正立等倍結像レンズを通して主走査方向に多数の
CCD素子が並べられて形成されたラインセンサ上に正
立等倍像として結像させることによって、上記線状の領
域から発生する輝尽発光光を検出する方式が特開平1-10
1540号などに提案されている。
【0005】ところで、上記正立等倍結像レンズを形成
する屈折率分布型レンズは、製造上の都合により大きな
屈折率勾配を有するものを得ることが難しく、正立等倍
結像レンズの開口数(NA)の大きさが制限されるの
で、微弱な輝尽発光光を効率良く集光することが要求さ
れる上記放射線画像情報読取装置においては、図12の
斜視図に示すように、蓄積性蛍光体シ―ト1が搬送され
る副走査方向(図中矢印Y方向)に直交する蓄積性蛍光
体シ―ト1上の主走査方向(図中矢印X方向)に屈折率
分布を持ちこの主走査方向と直交する方向に一定の屈折
率を持つバイアキシアル光学素子を上記主走査方向に複
数並設させてなるバイアキシアルレンズアレイ80と、
このバイアキシアルレンズアレイ80の入射側81およ
び結像側82に上記主走査方向に沿って配設された入射
側シリンドリカルレンズ83、結像側シリンドリカルレ
ンズ84とからなる結像光学系85を用いて、蓄積性蛍
光体シ―ト1上の主走査方向に延びる線状の領域Lを主
走査方向に正立等倍となるようにラインセンサ20の受
光面21上に結像させて、線状の励起光Reの上記線状
の領域Lへの照射により蓄積性蛍光体シ―ト1から発生
した輝尽発光光をラインセンサ20で検出する方式が検
討されている。この方式によれば、副走査方向と直交す
る方向への光の伝播に対して屈折力を有するバイアキシ
アルレンズアレイ80と、主走査方向と直交する方向へ
の光の伝播に対して屈折力を有する上記一対のシリンド
リカルレンズ83、84とが組み合わされた結像光学系
によって上記線状の領域Lを表す線像を受光面21上に
結像させる際に、一対のシリンドリカルレンズ83、8
4の副走査方向の開口数(NA)を、製造上の都合によ
り大きさが制限されているバイアキシアルレンズアレイ
80の主走査方向の開口数(NA)より大きくすること
ができ、これにより結像光学系85の集光効率を高める
ことができる。
する屈折率分布型レンズは、製造上の都合により大きな
屈折率勾配を有するものを得ることが難しく、正立等倍
結像レンズの開口数(NA)の大きさが制限されるの
で、微弱な輝尽発光光を効率良く集光することが要求さ
れる上記放射線画像情報読取装置においては、図12の
斜視図に示すように、蓄積性蛍光体シ―ト1が搬送され
る副走査方向(図中矢印Y方向)に直交する蓄積性蛍光
体シ―ト1上の主走査方向(図中矢印X方向)に屈折率
分布を持ちこの主走査方向と直交する方向に一定の屈折
率を持つバイアキシアル光学素子を上記主走査方向に複
数並設させてなるバイアキシアルレンズアレイ80と、
このバイアキシアルレンズアレイ80の入射側81およ
び結像側82に上記主走査方向に沿って配設された入射
側シリンドリカルレンズ83、結像側シリンドリカルレ
ンズ84とからなる結像光学系85を用いて、蓄積性蛍
光体シ―ト1上の主走査方向に延びる線状の領域Lを主
走査方向に正立等倍となるようにラインセンサ20の受
光面21上に結像させて、線状の励起光Reの上記線状
の領域Lへの照射により蓄積性蛍光体シ―ト1から発生
した輝尽発光光をラインセンサ20で検出する方式が検
討されている。この方式によれば、副走査方向と直交す
る方向への光の伝播に対して屈折力を有するバイアキシ
アルレンズアレイ80と、主走査方向と直交する方向へ
の光の伝播に対して屈折力を有する上記一対のシリンド
リカルレンズ83、84とが組み合わされた結像光学系
によって上記線状の領域Lを表す線像を受光面21上に
結像させる際に、一対のシリンドリカルレンズ83、8
4の副走査方向の開口数(NA)を、製造上の都合によ
り大きさが制限されているバイアキシアルレンズアレイ
80の主走査方向の開口数(NA)より大きくすること
ができ、これにより結像光学系85の集光効率を高める
ことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなレンズアレイと一対のシリンドリカルレンズとの
組み合わせによって構成される結像光学系においては、
シリンドリカルレンズの副走査方向の屈折力によって線
像を結像させる際に、シリンドリカルレンズを通して副
走査方向に収束される光束に球面収差(実質的には円筒
面収差であるが球面収差と呼ぶ)が生じ、特にこの結像
光学系の副走査方向のNAを大きくし、結像に利用する
光量を増加させて集光効率を高めようとすると、球面収
差を所定の値以内に抑えることが難しくなる。この球面
収差が所定の値以上に大きくなるとこのシリンドリカル
レンズによって結像される像がボケてしまうという問題
がある。
ようなレンズアレイと一対のシリンドリカルレンズとの
組み合わせによって構成される結像光学系においては、
シリンドリカルレンズの副走査方向の屈折力によって線
像を結像させる際に、シリンドリカルレンズを通して副
走査方向に収束される光束に球面収差(実質的には円筒
面収差であるが球面収差と呼ぶ)が生じ、特にこの結像
光学系の副走査方向のNAを大きくし、結像に利用する
光量を増加させて集光効率を高めようとすると、球面収
差を所定の値以内に抑えることが難しくなる。この球面
収差が所定の値以上に大きくなるとこのシリンドリカル
レンズによって結像される像がボケてしまうという問題
がある。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、結像させる像のボケの増大を抑制しつつ集光効
率を高めることができるレンズアレイを用いた結像光学
系を提供することを目的とするものである。
であり、結像させる像のボケの増大を抑制しつつ集光効
率を高めることができるレンズアレイを用いた結像光学
系を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の結像光学系は、
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
立等倍となるように結像させる結像光学系であって、主
走査方向に伝播される光成分に対して屈折力を持ち主走
査方向と直交する方向に伝播される光成分に対して屈折
力を持たない光学素子を主走査方向に複数並設させてな
るレンズアレイと、主走査方向に沿って上記レンズアレ
イの入射側および結像側に配設された、球面収差を低減
する一対の非球面シリンドリカルレンズとからなること
を特徴とするものである。
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
立等倍となるように結像させる結像光学系であって、主
走査方向に伝播される光成分に対して屈折力を持ち主走
査方向と直交する方向に伝播される光成分に対して屈折
力を持たない光学素子を主走査方向に複数並設させてな
るレンズアレイと、主走査方向に沿って上記レンズアレ
イの入射側および結像側に配設された、球面収差を低減
する一対の非球面シリンドリカルレンズとからなること
を特徴とするものである。
【0009】前記光学素子は、主走査方向に屈折率分布
を持ち主走査方向と直交する方向に一定の屈折率を持つ
バイアキシアル光学素子とすることができる。
を持ち主走査方向と直交する方向に一定の屈折率を持つ
バイアキシアル光学素子とすることができる。
【0010】前記非球面シリンドリカルレンズは、色フ
ィルタを兼用するものとしたり、ガラスレンズ部と樹脂
レンズ部とからなるハイブリッド構造を有するものとす
ることができる。また、前記光学系は、レンズアレイと
非球面シリンドリカルレンズとが一体的に形成されてな
るものとすることができる。
ィルタを兼用するものとしたり、ガラスレンズ部と樹脂
レンズ部とからなるハイブリッド構造を有するものとす
ることができる。また、前記光学系は、レンズアレイと
非球面シリンドリカルレンズとが一体的に形成されてな
るものとすることができる。
【0011】また、「球面収差を低減する一対の非球面
シリンドリカルレンズ」とは、レンズアレイの前後に配
されて、全体としてシリンドリカルレンズ機能とこのシ
リンドリカルレンズ機能により生じる球面収差を低減さ
せる非球面機能とを併せ持つ一対のレンズを意味するも
のであり、入射側に配置された非球面シリンドリカルレ
ンズの球面収差を低減させる性能と、結像側に配置され
た非球面シリンドリカルレンズの球面収差を低減させる
性能とが同等である必要はない。また、上記一対のうち
の一方の非球面シリンドリカルレンズにのみ球面収差を
低減させる機能を持たせ、他方には球面収差を低減させ
る機能を持たせない単なるシリンドリカルレンズとする
態様も含むものとする。また、非球面シリンドリカルレ
ンズは必ずしも非球面形状を有するものでなくても良
く、例えば、シリンドリカルレンズ上に球面収差を低減
させる一定の厚さのフレネルレンズを積層したり、シリ
ンドリカルレンズ機能と非球面レンズ機能とを併せ持つ
平板状のフレネルレンズや他のタイプの干渉レンズを非
球面シリンドリカルレンズとしてもよい。
シリンドリカルレンズ」とは、レンズアレイの前後に配
されて、全体としてシリンドリカルレンズ機能とこのシ
リンドリカルレンズ機能により生じる球面収差を低減さ
せる非球面機能とを併せ持つ一対のレンズを意味するも
のであり、入射側に配置された非球面シリンドリカルレ
ンズの球面収差を低減させる性能と、結像側に配置され
た非球面シリンドリカルレンズの球面収差を低減させる
性能とが同等である必要はない。また、上記一対のうち
の一方の非球面シリンドリカルレンズにのみ球面収差を
低減させる機能を持たせ、他方には球面収差を低減させ
る機能を持たせない単なるシリンドリカルレンズとする
態様も含むものとする。また、非球面シリンドリカルレ
ンズは必ずしも非球面形状を有するものでなくても良
く、例えば、シリンドリカルレンズ上に球面収差を低減
させる一定の厚さのフレネルレンズを積層したり、シリ
ンドリカルレンズ機能と非球面レンズ機能とを併せ持つ
平板状のフレネルレンズや他のタイプの干渉レンズを非
球面シリンドリカルレンズとしてもよい。
【0012】
【発明の効果】本発明の結像光学系によれば、レンズア
レイの入射側および結像側に、球面収差を低減する一対
の非球面シリンドリカルレンズを配設したので、開口数
を変更することなく、一対の非球面シリンドリカルレン
ズの副走査方向の屈折力によって収束される光束をより
正確に一点に収束させることができ、これにより、この
結像光学系によって結像される像のボケの増大を抑制し
つつ集光効率を高めることができる。また、非球面シリ
ンドリカルレンズが、色フィルタを兼用するものであれ
ば、色フィルタの設置スペースおよび、色フィルタの製
作コストを削減することができる。
レイの入射側および結像側に、球面収差を低減する一対
の非球面シリンドリカルレンズを配設したので、開口数
を変更することなく、一対の非球面シリンドリカルレン
ズの副走査方向の屈折力によって収束される光束をより
正確に一点に収束させることができ、これにより、この
結像光学系によって結像される像のボケの増大を抑制し
つつ集光効率を高めることができる。また、非球面シリ
ンドリカルレンズが、色フィルタを兼用するものであれ
ば、色フィルタの設置スペースおよび、色フィルタの製
作コストを削減することができる。
【0013】ここで、非球面シリンドリカルレンズを、
ガラスレンズ部と樹脂レンズ部とからなるハイブリッド
構造を有するものとすれば、より容易にこの非球面シリ
ンドリカルレンズを製作することができる。
ガラスレンズ部と樹脂レンズ部とからなるハイブリッド
構造を有するものとすれば、より容易にこの非球面シリ
ンドリカルレンズを製作することができる。
【0014】さらに、レンズアレイと非球面シリンドリ
カルレンズとが一体的に形成されているものとすれば、
レンズ保持機構を簡素化することができ結像光学系を小
型化することができると共に、振動等によるレンズアレ
イに対するシリンドリカルレンズの位置ずれを抑制する
ことができ長期に亘って光学性能を一定に保つことがで
きる。
カルレンズとが一体的に形成されているものとすれば、
レンズ保持機構を簡素化することができ結像光学系を小
型化することができると共に、振動等によるレンズアレ
イに対するシリンドリカルレンズの位置ずれを抑制する
ことができ長期に亘って光学性能を一定に保つことがで
きる。
【0015】
【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
系を搭載す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は上記放射線画像情報読取装置の読取部を
拡大した側面図、図3はバイアキシアルレンズアレイを
形成するバイアキシアル光学素子の概略構成を示す斜視
図、図4は結像光学系を通して線像が受光面上に結像さ
れる様子を示す側面図、図5は主走査方向のNAと副走
査方向のNAとの違いを示す側面図、図6は非球面シリ
ンドリカルレンズの替わりに単なるシリンドリカルレン
ズを用いて線像を結像させる様子を示す側面図である。
て、図面を用いて説明する。図1は、本発明の結像光学
系を搭載す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は上記放射線画像情報読取装置の読取部を
拡大した側面図、図3はバイアキシアルレンズアレイを
形成するバイアキシアル光学素子の概略構成を示す斜視
図、図4は結像光学系を通して線像が受光面上に結像さ
れる様子を示す側面図、図5は主走査方向のNAと副走
査方向のNAとの違いを示す側面図、図6は非球面シリ
ンドリカルレンズの替わりに単なるシリンドリカルレン
ズを用いて線像を結像させる様子を示す側面図である。
【0016】図1および図2に示すように、本発明の結
像光学系を搭載する放射線画像情報読取装置は、副走査
方向(図中矢印Y方向、以後副走査Y方向と呼ぶ)に搬
送される放射線画像情報が記録された蓄積性蛍光体シー
ト1に対して、上記副走査Y方向と直交する方向である
主走査方向(図中矢印X方向、以後主走査X方向と呼
ぶ)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を受けて蓄積性蛍光体シート1
上の線状の領域Lから発生した輝尽発光光を受光する上
記主走査X方向に1列に並べられた多数の受光素子から
なるラインセンサ20と、蓄積性蛍光体シート1とライ
ンセンサ20との間に配置され蓄積性蛍光体シート1上
の上記線状の領域Lをから発生した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。
像光学系を搭載する放射線画像情報読取装置は、副走査
方向(図中矢印Y方向、以後副走査Y方向と呼ぶ)に搬
送される放射線画像情報が記録された蓄積性蛍光体シー
ト1に対して、上記副走査Y方向と直交する方向である
主走査方向(図中矢印X方向、以後主走査X方向と呼
ぶ)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を受けて蓄積性蛍光体シート1
上の線状の領域Lから発生した輝尽発光光を受光する上
記主走査X方向に1列に並べられた多数の受光素子から
なるラインセンサ20と、蓄積性蛍光体シート1とライ
ンセンサ20との間に配置され蓄積性蛍光体シート1上
の上記線状の領域Lをから発生した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。
【0017】結像光学系30は、2次元画像である放射
線画像が記録されている蓄積性蛍光体シート1の主走査
X方向に延びる線像S、すなわち上記線状の領域Lを表
す線像Sをこの主走査X方向に正立等倍となるように結
像させる結像光学系であって、主走査X方向に屈折率分
布を持ち、主走査X方向と直交する方向に一定の屈折率
を持つ後述するバイアキシアル光学素子31を上記主走
査X方向に複数並設させてなるレンズアレイであるバイ
アキシアルレンズアレイ32と、主走査X方向に沿って
バイアキシアルレンズアレイ32の入射側および結像側
に配設された球面収差を低減する一対の非球面シリンド
リカルレンズ、すなわちバイアキシアルレンズアレイ3
2の入射側Nに配設された入射側非球面シリンドリカル
レンズ33と、バイアキシアルレンズアレイ32の結像
側Kに配設された結像側非球面シリンドリカルレンズ3
4とからなる。
線画像が記録されている蓄積性蛍光体シート1の主走査
X方向に延びる線像S、すなわち上記線状の領域Lを表
す線像Sをこの主走査X方向に正立等倍となるように結
像させる結像光学系であって、主走査X方向に屈折率分
布を持ち、主走査X方向と直交する方向に一定の屈折率
を持つ後述するバイアキシアル光学素子31を上記主走
査X方向に複数並設させてなるレンズアレイであるバイ
アキシアルレンズアレイ32と、主走査X方向に沿って
バイアキシアルレンズアレイ32の入射側および結像側
に配設された球面収差を低減する一対の非球面シリンド
リカルレンズ、すなわちバイアキシアルレンズアレイ3
2の入射側Nに配設された入射側非球面シリンドリカル
レンズ33と、バイアキシアルレンズアレイ32の結像
側Kに配設された結像側非球面シリンドリカルレンズ3
4とからなる。
【0018】上記バイアキシアルレンズアレイ32を構
成する個々のバイアキシアル光学素子31は、図3の斜
視図を示すように、直方体形状で中央部Cから主走査X
方向の両端部H1およびH2に向けて、徐々に屈折率が
小さくなる屈折率分布を持ち、主走査X方向と直交する
方向には(すなわち、主走査X方向および副走査Y方向
に直交する図中矢印Z方向と、副走査Y方向とを含む面
方向においては)一定の屈折率を持つものである。
成する個々のバイアキシアル光学素子31は、図3の斜
視図を示すように、直方体形状で中央部Cから主走査X
方向の両端部H1およびH2に向けて、徐々に屈折率が
小さくなる屈折率分布を持ち、主走査X方向と直交する
方向には(すなわち、主走査X方向および副走査Y方向
に直交する図中矢印Z方向と、副走査Y方向とを含む面
方向においては)一定の屈折率を持つものである。
【0019】励起光照射手段10は、主走査X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Y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、蓄積
性蛍光体シート1上の上走査X方向に延びる線状の領域
Lに線状の励起光を照射する。
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Y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、蓄積
性蛍光体シート1上の上走査X方向に延びる線状の領域
Lに線状の励起光を照射する。
【0020】なお、励起光照射手段10、ラインセンサ
20および結像光学系30とは一体化され、図示してい
ない搬送手段によって副走査Y方向に同時に搬送され
る。以後、上記一体化された励起光照射手段10、ライ
ンセンサ20、および結像光学系30を読取部40と呼
ぶ。
20および結像光学系30とは一体化され、図示してい
ない搬送手段によって副走査Y方向に同時に搬送され
る。以後、上記一体化された励起光照射手段10、ライ
ンセンサ20、および結像光学系30を読取部40と呼
ぶ。
【0021】次に、上記実施の形態における作用につい
て説明する。
て説明する。
【0022】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って蓄積性蛍光体シート1
の線状の領域Lから発生した輝尽発光光は結像光学系3
0を通してラインセンサ20の受光面21上に結像され
る。すなわち、線状の励起光が照射された蓄積性蛍光体
シート1上の主走査X方向に延びる線状の領域Lを表す
線像が結像光学系30を通して受光面21上に結像され
ているので、この線状の領域Lから発生した輝尽発光光
が受光面21上に入射され、この入射された輝尽発光光
がラインセンサ20の各受光素子によって受光され光電
変換されて出力される。
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って蓄積性蛍光体シート1
の線状の領域Lから発生した輝尽発光光は結像光学系3
0を通してラインセンサ20の受光面21上に結像され
る。すなわち、線状の励起光が照射された蓄積性蛍光体
シート1上の主走査X方向に延びる線状の領域Lを表す
線像が結像光学系30を通して受光面21上に結像され
ているので、この線状の領域Lから発生した輝尽発光光
が受光面21上に入射され、この入射された輝尽発光光
がラインセンサ20の各受光素子によって受光され光電
変換されて出力される。
【0023】上記励起光照射手段10による励起光の照
射、およびこの励起光の照射によって蓄積性蛍光体シー
ト1から発生した輝尽発光光のラインセンサ20による
受光と光電変換とを行いながら、上記一体化された読取
部40が副走査Y方向に搬送され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が読み取られる。
射、およびこの励起光の照射によって蓄積性蛍光体シー
ト1から発生した輝尽発光光のラインセンサ20による
受光と光電変換とを行いながら、上記一体化された読取
部40が副走査Y方向に搬送され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が読み取られる。
【0024】ここで、上記蓄積性蛍光体シート1から発
生した輝尽発光光が結像光学系30を通して受光面21
上に結像される場合について図4および図5を参照して
詳しく説明する。
生した輝尽発光光が結像光学系30を通して受光面21
上に結像される場合について図4および図5を参照して
詳しく説明する。
【0025】始めに、結像光学系30による主走査X方
向の結像について説明する。
向の結像について説明する。
【0026】一対の非球面シリンドリカルレンズ33、
34は、副走査Y方向に直交する方向には光束を収束さ
せるパワーをもたないので、副走査Y方向と直交する方
向に伝播される光に関しては非球面シリンドリカルレン
ズ33、34を平行平板として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Y方
向と直交する方向に伝播される輝尽発光光は、バイアキ
シアルレンズアレイ32の屈折力のみによって主走査X
方向に収束されて受光面21上に結像される(副走査Y
方向から観察した側面図4(a)参照)。すなわち、蓄
積性蛍光体シート1上の主走査X方向に延びる領域L1
の線像S1が主走査X方向に正立等倍となるように受光
面21上に結像される。
34は、副走査Y方向に直交する方向には光束を収束さ
せるパワーをもたないので、副走査Y方向と直交する方
向に伝播される光に関しては非球面シリンドリカルレン
ズ33、34を平行平板として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Y方
向と直交する方向に伝播される輝尽発光光は、バイアキ
シアルレンズアレイ32の屈折力のみによって主走査X
方向に収束されて受光面21上に結像される(副走査Y
方向から観察した側面図4(a)参照)。すなわち、蓄
積性蛍光体シート1上の主走査X方向に延びる領域L1
の線像S1が主走査X方向に正立等倍となるように受光
面21上に結像される。
【0027】次に、結像光学系30による副走査Y方向
の結像について説明する。
の結像について説明する。
【0028】バイアキシアルレンズアレイ32は、主走
査X方向と直交する方向に屈折率が一定で、この主走査
X方向に直交する方向には光束を収束させるパワーを持
たないので、主走査X方向と直交する方向に伝播される
光に関してはバイアキシアルレンズアレイ32を平行平
板としてみなすことができる。したがって、蓄積性蛍光
体シート1から発生し主走査X方向と直交する方向に伝
播される輝尽発光光は、一対の非球面シリンドリカルレ
ンズ33、34の屈折力のみによって収束され受光面2
1上に結像される(主走査X方向から観察した側面図4
(b)参照)。
査X方向と直交する方向に屈折率が一定で、この主走査
X方向に直交する方向には光束を収束させるパワーを持
たないので、主走査X方向と直交する方向に伝播される
光に関してはバイアキシアルレンズアレイ32を平行平
板としてみなすことができる。したがって、蓄積性蛍光
体シート1から発生し主走査X方向と直交する方向に伝
播される輝尽発光光は、一対の非球面シリンドリカルレ
ンズ33、34の屈折力のみによって収束され受光面2
1上に結像される(主走査X方向から観察した側面図4
(b)参照)。
【0029】なお、図5(a)、(b)に示すように、
上記結像光学系30による主走査X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がバイアキ
シアルレンズアレイ32の入射側の開口数(K1)によ
って制限され(図5(a)参照)、副走査Y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
一対の非球面シリンドリカルレンズ33、34の入射側
の開口数(K2)によって制限される(図5(b)参
照)。ここで、バイアキシアルレンズアレイ32の開口
数は製造上の都合により制限されるので、一対の非球面
シリンドリカルレンズ33、34の入射側の開口数をバ
イアキシアルレンズアレイ32の入射側の開口数より大
きくすることができ(K2>K1、φ2>φ1)、副走
査Y方向の集光効率を主走査X方向の集光効率より高め
ることができる。
上記結像光学系30による主走査X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がバイアキ
シアルレンズアレイ32の入射側の開口数(K1)によ
って制限され(図5(a)参照)、副走査Y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
一対の非球面シリンドリカルレンズ33、34の入射側
の開口数(K2)によって制限される(図5(b)参
照)。ここで、バイアキシアルレンズアレイ32の開口
数は製造上の都合により制限されるので、一対の非球面
シリンドリカルレンズ33、34の入射側の開口数をバ
イアキシアルレンズアレイ32の入射側の開口数より大
きくすることができ(K2>K1、φ2>φ1)、副走
査Y方向の集光効率を主走査X方向の集光効率より高め
ることができる。
【0030】次に、上記一対の非球面シリンドリカルレ
ンズの替わりに、バイアキシアルレンズアレイの入射側
および結像側それぞれに、非球面成分を持たない単なる
シリンドリカルレンズ35、36が配設された結像光学
系37について図6(a)、(b)を参照して説明す
る。
ンズの替わりに、バイアキシアルレンズアレイの入射側
および結像側それぞれに、非球面成分を持たない単なる
シリンドリカルレンズ35、36が配設された結像光学
系37について図6(a)、(b)を参照して説明す
る。
【0031】結像光学系37に用いられるシリンドリカ
ルレンズ35、36は、上記非球面シリンドリカルレン
ズと同様に副走査Y方向に直交する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Y方向と直交する
方向に伝播される光に関してはシリンドリカルレンズ3
3、34を平行平板として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Y方向と
直交する方向に伝播される輝尽発光光は、バイアキシア
ルレンズアレイ32の屈折力のみによって主走査X方向
に収束され受光面21上に結像されるので(副走査Y方
向から観察した側面図6(a)参照)、蓄積性蛍光体シ
ート1上の主走査X方向に延びる領域L2の線像S2を
主走査X方向に正立等倍となるように受光面21上に結
像させる作用については上記非球面シリンドリカルレン
ズを用いた結像光学系と同様である。
ルレンズ35、36は、上記非球面シリンドリカルレン
ズと同様に副走査Y方向に直交する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Y方向と直交する
方向に伝播される光に関してはシリンドリカルレンズ3
3、34を平行平板として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Y方向と
直交する方向に伝播される輝尽発光光は、バイアキシア
ルレンズアレイ32の屈折力のみによって主走査X方向
に収束され受光面21上に結像されるので(副走査Y方
向から観察した側面図6(a)参照)、蓄積性蛍光体シ
ート1上の主走査X方向に延びる領域L2の線像S2を
主走査X方向に正立等倍となるように受光面21上に結
像させる作用については上記非球面シリンドリカルレン
ズを用いた結像光学系と同様である。
【0032】一方、バイアキシアルレンズアレイ32は
副走査Y方向に光束を収束させるパワーを持たないの
で、主走査X方向と直交する方向に伝播される光に関し
てはバイアキシアルレンズアレイ32を平行平板として
みなすことができ、蓄積性蛍光体シート1から発生し主
走査X方向と直交する方向に伝播される輝尽発光光は、
一対のシリンドリカルレンズ35、36の屈折力のみに
よって収束され受光面21上に結像される。このとき、
一対のシリンドリカルレンズ35、36のシリンドリカ
ル面の曲率半径の調節のみではこの一対のシリンドリカ
ルレンズ35、36によって生じる球面収差を補正する
ことはできないので、蓄積性蛍光体シート1上の線状の
領域L2の線像S2が受光面21上に結像されるときに
球面収差によって、領域L2から発生した輝尽発光光が
正確に一点に収束されない(主走査X方向から観察した
側面図6(b)参照)。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2
1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21の前側となり、
その結果、結像光学系37を通して受光面21上に結像
させようとする線像S2がボケてしまうことになる。
副走査Y方向に光束を収束させるパワーを持たないの
で、主走査X方向と直交する方向に伝播される光に関し
てはバイアキシアルレンズアレイ32を平行平板として
みなすことができ、蓄積性蛍光体シート1から発生し主
走査X方向と直交する方向に伝播される輝尽発光光は、
一対のシリンドリカルレンズ35、36の屈折力のみに
よって収束され受光面21上に結像される。このとき、
一対のシリンドリカルレンズ35、36のシリンドリカ
ル面の曲率半径の調節のみではこの一対のシリンドリカ
ルレンズ35、36によって生じる球面収差を補正する
ことはできないので、蓄積性蛍光体シート1上の線状の
領域L2の線像S2が受光面21上に結像されるときに
球面収差によって、領域L2から発生した輝尽発光光が
正確に一点に収束されない(主走査X方向から観察した
側面図6(b)参照)。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2
1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21の前側となり、
その結果、結像光学系37を通して受光面21上に結像
させようとする線像S2がボケてしまうことになる。
【0033】以下、本発明の実施の形態の上記とは異な
る態様の結像光学系を示す。図7はガラス製のシリンド
リカルレンズ上に樹脂製の非球面レンズを積層した非球
面シリンドリカルレンズを用いた結像光学系の態様を示
す側面図、図8はガラス製のシリンドリカルレンズ上に
樹脂製のフレネルレンズを積層した非球面シリンドリカ
ルレンズを用いた結像光学系の態様を示す側面図、図9
は平行平面ガラス板上に平板状のフレネルレンズを積層
した非球面シリンドリカルレンズを用いた結像光学系の
態様を示す側面図、図10はバイアキシアルレンズアレ
イと一対の非球面シリンドリカルレンズとを一体的に形
成した結像光学系の態様を示す側面図、図11はバイア
キシアルレンズアレイの替わりにシリンドリカルレンズ
アレイを用いて構成した結像光学系を示す斜視図であ
る。
る態様の結像光学系を示す。図7はガラス製のシリンド
リカルレンズ上に樹脂製の非球面レンズを積層した非球
面シリンドリカルレンズを用いた結像光学系の態様を示
す側面図、図8はガラス製のシリンドリカルレンズ上に
樹脂製のフレネルレンズを積層した非球面シリンドリカ
ルレンズを用いた結像光学系の態様を示す側面図、図9
は平行平面ガラス板上に平板状のフレネルレンズを積層
した非球面シリンドリカルレンズを用いた結像光学系の
態様を示す側面図、図10はバイアキシアルレンズアレ
イと一対の非球面シリンドリカルレンズとを一体的に形
成した結像光学系の態様を示す側面図、図11はバイア
キシアルレンズアレイの替わりにシリンドリカルレンズ
アレイを用いて構成した結像光学系を示す斜視図であ
る。
【0034】上記結像光学系に用いられる非球面シリン
ドリカルレンズをハイブリッド構造を有するものとする
際には、主走査X方向に延びるガラス製のシリンドリカ
ルレンズ51、52上に樹脂で形成した非球面レンズ5
3、54を積層したり(図7参照)、主走査X方向に延
びるガラス製の一対のシリンドリカルレンズ55、56
上にこの一対のシリンドリカルレンズ55、56の球面
収差を低減する樹脂で形成した非球面フレネルレンズ5
7、58をそれぞれ積層したり(図8参照)、あるい
は、主走査X方向に延びる平行平面ガラス板59、60
上にシリンドリカルレンズ機能と非球面レンズ機能とを
併せ持つ平板状のフレネルレンズ61、62を積層して
非球面シリンドリカルレンズとしてもよい(図9参
照)。
ドリカルレンズをハイブリッド構造を有するものとする
際には、主走査X方向に延びるガラス製のシリンドリカ
ルレンズ51、52上に樹脂で形成した非球面レンズ5
3、54を積層したり(図7参照)、主走査X方向に延
びるガラス製の一対のシリンドリカルレンズ55、56
上にこの一対のシリンドリカルレンズ55、56の球面
収差を低減する樹脂で形成した非球面フレネルレンズ5
7、58をそれぞれ積層したり(図8参照)、あるい
は、主走査X方向に延びる平行平面ガラス板59、60
上にシリンドリカルレンズ機能と非球面レンズ機能とを
併せ持つ平板状のフレネルレンズ61、62を積層して
非球面シリンドリカルレンズとしてもよい(図9参
照)。
【0035】また、上記結像光学系は、図10に示すよ
うに、バイアキシアルレンズアレイ32と一対の非球面
シリンドリカルレンズ33、34とを、2枚の板70、
71で副走査Y方向から挟んで接着固定し一体的に形成
するようにしてもよい。
うに、バイアキシアルレンズアレイ32と一対の非球面
シリンドリカルレンズ33、34とを、2枚の板70、
71で副走査Y方向から挟んで接着固定し一体的に形成
するようにしてもよい。
【0036】また、上記球面収差を低減させる非球面機
能は、一対の非球面シリンドリカルレンズのいずれか一
方にのみ持たせるようにしてもよく、また上記フレネル
レンズは他のタイプの干渉レンズによって代替すること
ができる。
能は、一対の非球面シリンドリカルレンズのいずれか一
方にのみ持たせるようにしてもよく、また上記フレネル
レンズは他のタイプの干渉レンズによって代替すること
ができる。
【0037】なお、上記結像光学系に用いられる非球面
シリンドリカルレンズは、色フィルタを兼用するものと
してもよい。
シリンドリカルレンズは、色フィルタを兼用するものと
してもよい。
【0038】なお、上記実施の形態においては、レンズ
アレイとしてバイアキシアルレンズアレイを用いたが、
レンズアレイはバイアキシアルレンズアレイに限らず、
レンズアレイとしては、図11に示すような、主走査方
向に伝播される光成分に対して屈折力を持ち主走査方向
と直交する方向に伝播される光成分に対して屈折力を持
たない、入射側と結像側とに配置されたシリンドリカル
レンズ91、92によって構成されるシリンドリカルレ
ンズ対90からなる光学素子を主走査方向に複数並設さ
せてなるシリンドリカルレンズアレイ95用いることが
できる。そして、このシリンドリカルレンズアレイ95
の入射側および結像側に、主走査方向に沿って球面収差
を低減する一対の非球面シリンドリカルレンズ93、9
4を配設することにより上記実施の形態と同様の機能を
持つ結像光学系を形成することができる。
アレイとしてバイアキシアルレンズアレイを用いたが、
レンズアレイはバイアキシアルレンズアレイに限らず、
レンズアレイとしては、図11に示すような、主走査方
向に伝播される光成分に対して屈折力を持ち主走査方向
と直交する方向に伝播される光成分に対して屈折力を持
たない、入射側と結像側とに配置されたシリンドリカル
レンズ91、92によって構成されるシリンドリカルレ
ンズ対90からなる光学素子を主走査方向に複数並設さ
せてなるシリンドリカルレンズアレイ95用いることが
できる。そして、このシリンドリカルレンズアレイ95
の入射側および結像側に、主走査方向に沿って球面収差
を低減する一対の非球面シリンドリカルレンズ93、9
4を配設することにより上記実施の形態と同様の機能を
持つ結像光学系を形成することができる。
【0039】なお、上記シリンドリカルレンズ対90
は、球面収差を低減させる機能を持たせた非球面シリン
ドリカルレンズによって構成することもでき、また、こ
れらのシリンドリカルレンズは必ずしも円筒形状を有す
るものでなくてもよく、例えば、平板状のフレネルレン
ズや他のタイプの干渉レンズをシリンドリカルレンズの
替わりに用いるようにしてもよい。
は、球面収差を低減させる機能を持たせた非球面シリン
ドリカルレンズによって構成することもでき、また、こ
れらのシリンドリカルレンズは必ずしも円筒形状を有す
るものでなくてもよく、例えば、平板状のフレネルレン
ズや他のタイプの干渉レンズをシリンドリカルレンズの
替わりに用いるようにしてもよい。
【図1】本発明の結像光学系を搭載する放射線画像情報
読取装置の概略構成を示す斜視図
読取装置の概略構成を示す斜視図
【図2】放射線画像情報読取装置の読取部を拡大した側
面図
面図
【図3】バイアキシアル光学素子の概略構成を示す斜視
図
図
【図4】結像光学系を通して線像が受光面上に結像され
る様子を示す側面図
る様子を示す側面図
【図5】主走査方向のNAと副走査方向のNAとの違い
を示す側面図
を示す側面図
【図6】単なるシリンドリカルレンズを用いて線像を結
像させる様子を示す側面図
像させる様子を示す側面図
【図7】シリンドリカルレンズ上に樹脂製の非球面レン
ズを積層した非球面シリンドリカルレンズを用いた結像
光学系の態様を示す側面図
ズを積層した非球面シリンドリカルレンズを用いた結像
光学系の態様を示す側面図
【図8】シリンドリカルレンズ上に樹脂製のフレネルレ
ンズを積層した非球面シリンドリカルレンズを用いた結
像光学系の態様を示す側面図
ンズを積層した非球面シリンドリカルレンズを用いた結
像光学系の態様を示す側面図
【図9】平行平面ガラス板上に平板状のフレネルレンズ
を積層した非球面シリンドリカルレンズを用いた結像光
学系の態様を示す側面図
を積層した非球面シリンドリカルレンズを用いた結像光
学系の態様を示す側面図
【図10】バイアキシアルレンズアレイと一対の非球面
シリンドリカルレンズとを一体的に形成した結像光学系
の態様を示す側面図
シリンドリカルレンズとを一体的に形成した結像光学系
の態様を示す側面図
【図11】バイアキシアルレンズアレイの替わりにシリ
ンドリカルレンズアレイを用いて構成した結像光学系を
示す斜視図
ンドリカルレンズアレイを用いて構成した結像光学系を
示す斜視図
【図12】バイアキシアルレンズアレイと一対のシリン
ドリカルレンズとからなる結像光学系の概略構成を示す
斜視図
ドリカルレンズとからなる結像光学系の概略構成を示す
斜視図
1 蓄積性蛍光体シート
20 ラインセンサ
21 受光面
31 バイアキシアル光学素子
32 バイアキシアルレンズアレイ
33 入射側非球面シリンドリカルレンズ
34 結像側非球面シリンドリカルレンズ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H04N 1/04 H04N 1/04 E
Fターム(参考) 2H013 AC03
2H087 KA12 KA19 LA28 RA07 RA21
RA26 UA01
5C051 AA01 BA03 CA07 DB22 DC07
5C072 AA01 BA16 CA06 DA02 EA04
VA01
Claims (5)
- 【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となるように結像させる結像光
学系であって、 前記主走査方向に伝播される光成分に対して屈折力を持
ち該主走査方向と直交する方向に伝播される光成分に対
して屈折力を持たない光学素子を、該主走査方向に複数
並設させてなるレンズアレイと、 前記主走査方向に沿って前記レンズアレイの入射側およ
び結像側に配設された、球面収差を低減する一対の非球
面シリンドリカルレンズとからなることを特徴とする結
像光学系。 - 【請求項2】前記光学素子が、前記主走査方向に屈折率
分布を持ち該主走査方向と直交する方向に一定の屈折率
を持つバイアキシアル光学素子であることを特徴とする
請求項1記載の結像光学系。 - 【請求項3】 前記非球面シリンドリカルレンズが、色
フィルタを兼用するもの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】 前記非球面シリンドリカルレンズが、ガ
ラスレンズ部と樹脂レンズ部とからなるハイブリッド構
造を有するものであることを特徴とする請求項1から3
のいずれか1項記載の結像光学系。 - 【請求項5】 前記レンズアレイと前記非球面シリンド
リカルレンズとが一体的に形成されていることを特徴と
する請求項1から5のいずれか1項記載の結像光学系。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002026303A JP2003228021A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 結像光学系 |
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---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=27748177
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JP2002026303A Withdrawn JP2003228021A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 結像光学系 |
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2002
- 2002-02-04 JP JP2002026303A patent/JP2003228021A/ja not_active Withdrawn
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