JP2003270531A - Imaging optical system and image reader - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve beam-condensing efficiency without degrading resolution in image formation in a horizontal scanning direction of an imaging optical system which forms a line image extending in the horizontal scanning direction of two-dimensional image with erecting unmagnification in the horizontal scanning direction. <P>SOLUTION: The imaging optical system 30 comprises a lens array 32 formed by arraying a plurality of optical elements 32a which have refractive index distributions of the refractive indices gradually diminishing from one end toward the other end of the horizontal scanning direction (X direction) and in which the incident light is totally reflected at an end face 32b of the one end in the X direction and a pair of cylindrical lenses 33 and 34 which are arranged on the incident side and imaging side of the lens array 32 along the X direction and have power only in the Y direction. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[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
る結像光学系および上記結像光学系を用いた画像読取装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming optical system for forming a line image of a two-dimensional image extending in the main scanning direction at an equal magnification in the main scanning direction, and an image reading using the image forming optical system. It relates to the device.

【０００２】[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。2. Description of the Related Art When a stimulable phosphor is irradiated with radiation, a part of this radiation energy is accumulated, and when it is subsequently irradiated with excitation light such as visible light or laser light, it is stimulated according to the accumulated radiation energy. The emitted light is emitted. Using this stimulable phosphor (stimulable phosphor), stacking this stimulable phosphor on a support, and irradiating a subject such as a human body with radiation on the sheet-shaped stimulable phosphor sheet By temporarily storing and recording the radiation image information by using this, the stimulable phosphor sheet is conveyed in the sub-scanning direction, and excitation light such as laser light is scanned in the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction. , The stimulable phosphor sheet is scanned two-dimensionally to generate stimulated emission light, and the obtained stimulated emission light is photoelectrically read by a photoelectric conversion element to obtain an image signal. Based on this, a radiation image recording / reproducing system that outputs a radiation image of a subject as a visible image on a recording material such as a photographic light-sensitive material or a display device such as a CRT is CR (Computed).
It is widely used for practical use as radiography.

【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。In the radiation image reading apparatus used in the radiation image recording / reproducing system, the line light source, the erecting equal-magnification imaging lens, and the line sensor are used from the viewpoint of shortening the image reading time, downsizing the apparatus, and reducing the cost. There has been proposed a method for obtaining an image signal by photoelectrically reading the stimulated emission light by using. For example, a line-shaped light source irradiates linear stimulating light in the main scanning direction onto a stimulable phosphor sheet conveyed in the sub-scanning direction, and the stimulative light is emitted from the stimulable phosphor sheet. The linearly stimulated emission light is formed as an erecting equal-magnification image by an erecting equal-magnification imaging lens on a line sensor formed by arranging a large number of photoelectric conversion elements in the main scanning direction. A method of detecting the linearly stimulated emission light has been proposed in JP-A-1-101540.

【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。Here, as the erecting equal-magnification imaging lens in the above system, a gradient index lens array in which a plurality of cylindrical lenses having a gradient of refractive index in the radial direction are arranged in parallel in the main scanning direction. (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-174606) is used.

【０００５】[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。However, such a cylindrical gradient index lens has a gradient in refractive index distribution (difference between maximum refractive index and minimum refractive index) in the radial direction due to manufacturing convenience. Cannot be made sufficiently large, and it is also difficult to make the aperture large, so that the NA (numerical aperture) thereof is limited and sufficient light collection efficiency cannot be obtained.

【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。Further, even if the refractive index gradient can be made large, it becomes large in both main and sub-isotropic directions. Therefore, if the NA (numerical aperture) is increased by prioritizing the light-collecting efficiency, the erecting unity magnification is obtained. With respect to the image formation in the main scanning direction, there is a problem that the resolution is lowered.

【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とともに、簡易な方法で製造す
ることができる結像光学系および上記結像光学系を用い
た画像読取装置を提供することを目的とする。In view of the above circumstances, the present invention can improve the light collection efficiency without lowering the resolution in the image formation in the main scanning direction, and can be manufactured by a simple method. An object of the present invention is to provide an image reading apparatus using the image forming system and the image forming optical system.

【０００８】[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
立等倍に結像させる結像光学系であって、主走査方向に
ついて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とともに前記一端の端面が
鏡面であり、その屈折率分布の方向に沿った入射面から
入射された光が上記一端の端面において反射する光学素
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することを特徴とするもので
ある。The image forming optical system of the present invention comprises:
An image-forming optical system for forming a line image of a two-dimensional image extending in the main scanning direction at an equal magnification in the main scanning direction, the refraction index gradually decreasing from one end to the other end in the main scanning direction. A plurality of optical elements having a refractive index distribution, the end surface of the one end is a mirror surface, and light incident from the incident surface along the direction of the refractive index distribution is reflected at the end surface of the one end, are arranged in the main scanning direction. The erecting equal-magnification optical system and the condensing optical system arranged along the main scanning direction on the incident side or the incident side and the image forming side of the erecting equal-magnification optical system and having power only in the sub-scanning direction. It is characterized by.

【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。Here, the "two-dimensional image" may be any image formed two-dimensionally, for example, a radiation image recorded on the above-mentioned stimulable phosphor sheet, Labels such as phosphors that are two-dimensionally arranged in spots are also included.

【００１０】ここで、上記「一端の端面が鏡面であり」
とは、上記光学素子における上記一端の端面に鏡面加工
を施すことを意味する。Here, the above "the end surface at one end is a mirror surface"
Means that the end surface of the one end of the optical element is mirror-finished.

【００１１】また、光学素子の主走査方向のＮＡは、集
光光学系の副走査方向のＮＡより小さくすることが望ま
しい。Further, it is desirable that the NA of the optical element in the main scanning direction is smaller than the NA of the focusing optical system in the sub scanning direction.

【００１２】また、光学素子の一端の端面は、上記光を
全反射する全反射面であることが望ましい。Further, it is desirable that the end surface at one end of the optical element is a total reflection surface that totally reflects the light.

【００１３】また、光学素子の他端の端面を遮光面とす
ることができる。Further, the other end face of the optical element can be used as a light-shielding face.

【００１４】ここで、上記「光学素子の他端の端面を遮
光面にする」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、光学素子の他端の端面に遮
光塗料を塗布するようにしてもよい。さらに、上記他端
の端面に粗面加工した後に遮光塗料を塗布するようにし
てもよい。Here, the phrase "the end face of the other end of the optical element is used as a light-shielding surface" may be filled with a light-shielding member between the optical elements, or the end face of the other end of the optical element may be filled. You may make it apply a light-shielding paint. Further, the light shielding paint may be applied after roughening the end face of the other end.

【００１５】本発明の画像読取装置は、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
せる結像光学手段と、結像光学手段により結像された像
を光電変換する光電変換素子が主走査方向に複数配列さ
れてなるラインセンサと、２次元画像およびラインセン
サを一方を他方に対して相対的に副走査方向に搬送する
搬送手段とを備えてなる画像読取装置において、結像光
学手段が上記の結像光学系であることを特徴とするもの
である。In the image reading apparatus of the present invention, an image forming optical means for forming a line image of a two-dimensional image extending in the main scanning direction at an equal magnification in the main scanning direction is formed by the image forming optical means. A line sensor including a plurality of photoelectric conversion elements for photoelectrically converting an image in the main scanning direction, and a conveying unit for conveying one of the two-dimensional image and the line sensor in the sub-scanning direction relative to the other are provided. In the image reading apparatus, the image forming optical means is the image forming optical system described above.

【００１６】[0016]

【発明の効果】本発明の結像光学系によれば、主走査方
向について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とともに上記一端の端
面が鏡面であり、その屈折率分布の方向に沿った入射面
から入射された光が上記一端の端面において反射する光
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、光学素子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。According to the imaging optical system of the present invention, there is a refractive index distribution in which the refractive index gradually decreases from one end to the other end in the main scanning direction, and the end face at the one end is a mirror surface, An erecting equal-magnification optical system in which a plurality of optical elements, in which the light incident from the incident surface along the direction of the rate distribution is reflected at the end face at the one end, are arranged in the main scanning direction, and a positive elongating optical system along the main scanning direction. Since it is composed of a condensing optical system arranged on the incident side or the incident side and the image forming side of the equal-magnification optical system and having power only in the sub-scanning direction, the cylindrical refractive index distribution as described above is used. The aperture of the optical element can be made larger and the refractive index gradient can be made larger than that of an imaging optical system using a mold lens, so that the NA can be made large. , Improve the light collection efficiency It is possible.

【００１７】また、光学素子の主走査方向のＮＡを集光
光学系のＮＡより小さくなるようにした場合には、主走
査方向のＮＡと副走査方向のＮＡをそれぞれ別々に決め
ることができるので、主走査方向については解像度を考
慮したＮＡとし、副走査方向については集光効率を優先
したＮＡとすることにより解像度の低下を生じることな
く集光効率を向上した結像を得ることができる。When the NA of the optical element in the main scanning direction is set to be smaller than the NA of the focusing optical system, the NA in the main scanning direction and the NA in the sub scanning direction can be determined separately. By setting the NA in consideration of the resolution in the main scanning direction and the NA in which the focusing efficiency is prioritized in the sub-scanning direction, it is possible to obtain an image in which the focusing efficiency is improved without lowering the resolution.

【００１８】また、光学素子の上記一端の端面を全反射
面とした場合には、反射面でも損失がなく、集光効率を
より向上することができる。When the end face at the one end of the optical element is a total reflection surface, there is no loss even on the reflection surface, and the light collection efficiency can be further improved.

【００１９】また、光学素子の他端の端面は遮光面とし
た場合には、結像され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。Further, when the other end surface of the optical element is a light-shielding surface, light which is not imaged can be absorbed, so that blurring due to scattered light can be prevented.

【００２０】また、本発明の画像読取装置は、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手段として上記の結像光学系を適用
するようにしたので、Ｓ／Ｎおよび解像度のバランスが
とれた画像信号を得ることができる。In the image reading apparatus of the present invention, the above-mentioned image forming optical system is applied as image forming optical means for forming a line image of a two-dimensional image extending in the main scanning direction at an equal magnification in the main scanning direction. By doing so, it is possible to obtain an image signal with a balanced S / N and resolution.

【００２１】[0021]

【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
系を用いた画像読取装置の一実施形態を利用した放射線
画像情報読取装置の概略構成を示す斜視図、図２は側面
図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a radiation image information reading apparatus using an embodiment of an image reading apparatus using an imaging optical system of the present invention, and FIG. 2 is a side view.

【００２２】図１および図２に示すように、放射線画像
情報読取装置は、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。As shown in FIGS. 1 and 2, the radiation image information reading apparatus has an X-axis orthogonal to the Y direction (sub-scanning direction) which is the transport direction of the stimulable phosphor sheet (hereinafter referred to as the phosphor sheet) 1. Excitation light irradiating means 10 for irradiating linear excitation light in the direction (main scanning direction), and a large number for receiving linear stimulated emission light generated from the phosphor sheet 1 by the irradiation of the linear excitation light. Line sensor 20 in which the photoelectric conversion elements are arranged in the X direction, and linear stimulated emission light generated from the phosphor sheet 1 is arranged between the phosphor sheet 1 and the line sensor 20. An image forming optical system 30 for forming an image on the light receiving surface 21 is provided.

【００２３】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、アキシャルレ
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。In the imaging optical system 30, as shown in FIG. 2, a cylindrical lens 33, an axial lens array 32, and a cylindrical lens 34 are provided between the phosphor sheet 1 and the line sensor 20 from the phosphor sheet 1 side. It is arranged in sequence and configured.

【００２４】アキシャルレンズアレイ（以下レンズアレ
イという）３２は、図３（ａ）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、その一端Ｘ１から他端Ｘ２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。そして、光学素子３２ａは、その高屈
折率側の端面３２ｂが鏡面となっており、入射された輝
尽発光光Ｌは端面３２ｂにおいて全反射する。したがっ
て、光学素子３２ａは片側方向にのみ屈折率分布を有す
るものであるが、図５に示すように、光学素子３２ａに
入射された輝尽発光光Ｌは、端面３２ｂにおいて全反射
し、その光路が鏡像の関係となるため、従来のセルフォ
ックレンズと同様に正立等倍に結像される。上記のよう
にして正立等倍光学系の光学素子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。また、上記のように片側方向に
のみ屈折率分布を有する光学素子３２ａを用いて正立答
倍光学系を構成するようにすれば、例えば、上記のよう
な光学素子３２ａの高屈折率側の端面３２ｂ同士を貼り
合せてバイアキシャルレンズを構成し、このバイアキシ
ャルレンズをＸ方向に複数配列して正立等倍光学系を構
成するよりも、より簡単な方法で製造することができ
る。The axial lens array (hereinafter referred to as a lens array) 32 is an erecting equal-magnification optical system in which a plurality of optical elements 32a are arranged in the X direction as shown in FIG. 3 (a). As shown in FIG. 4, the optical element 32a has a rectangular parallelepiped shape, has a refractive index gradient in which the refractive index gradually decreases from one end X1 to the other end X2, and is orthogonal to the Y direction and the XY plane. It has a constant refractive index in the Z direction. The end surface 32b on the high refractive index side of the optical element 32a is a mirror surface, and the incident stimulated emission light L is totally reflected at the end surface 32b. Therefore, although the optical element 32a has a refractive index distribution only in one side direction, as shown in FIG. 5, the stimulated emission light L incident on the optical element 32a is totally reflected at the end face 32b and its optical path. Is a mirror image, so that the image is formed in the same erect size as in the conventional SELFOC lens. By manufacturing the optical element 32a of the erecting equal-magnification optical system as described above, the degree of freedom of the aperture size and the refractive index gradient is increased,
Its manufacture is also easy. Further, when the erecting magnification optical system is configured by using the optical element 32a having the refractive index distribution only in one side as described above, for example, the optical element 32a on the high refractive index side as described above is It can be manufactured by a simpler method than the case where the end faces 32b are bonded to each other to form a biaxial lens and a plurality of the biaxial lenses are arranged in the X direction to form an erecting equal-magnification optical system.

【００２５】また、光学素子３２ａの端面３２ａには鏡
面加工を施すことが望ましい。光学素子３２ａの端面３
２ｂを鏡面とした場合には、より完全な全反射を得るこ
とができ、集光効率をより向上することができる。It is desirable that the end surface 32a of the optical element 32a be mirror-finished. End face 3 of optical element 32a
When 2b is a mirror surface, more complete total reflection can be obtained, and the light collection efficiency can be further improved.

【００２６】また、各光学素子３２ａ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、光学素子３２ａに
おける低屈折率側の端面３２ｃが遮光面となる。このよ
うに遮光面とすることにより結像しない輝尽発光光を吸
収することができ散乱光によるボケを防止することがで
きる。A space between the optical elements 32a is filled with a light shielding member 32d as shown in FIG. 3 (a). By providing the light shielding member 32d, the end surface 32c on the low refractive index side of the optical element 32a serves as a light shielding surface. By using the light-shielding surface in this way, stimulated emission light that does not form an image can be absorbed and blurring due to scattered light can be prevented.

【００２７】本実施の形態では、上記のように各光学素
子３２ａ間に遮光部材３２ｄを充填するようにしたが、
例えば、光学素子３２ａにおける低屈折率側の端面３２
ｃ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。また、各光学素子３２ａ間は空気層であってもよ
い。In the present embodiment, the light shielding member 32d is filled between the optical elements 32a as described above.
For example, the end surface 32 of the optical element 32a on the low refractive index side
Light-shielding paint may be applied to c, or light-shielding paint may be applied after roughening the joint surface. Further, an air layer may be provided between the optical elements 32a.

【００２８】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。Both of the cylindrical lenses 33 and 34, which are condensing optical systems, are arranged so as to have power in the sub-scanning direction, and as shown in FIG. 3B, they focus the light spread in the sub-scanning direction. . By using the cylindrical lens as the condensing optical system as described above, high condensing efficiency can be obtained. Further, as shown in FIG. 3, it is desirable to arrange the cylindrical lenses 33 and 34 on both the incident side and the image forming side of the lens array 32 which is the image forming optical system in order to further improve the light collecting efficiency. However, it is not always necessary to provide both, and it may be provided on either the incident side or the image forming side.

【００２９】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。The excitation light irradiating means 10 emits linear excitation light linearly arranged in the main scanning direction and emits linear excitation light, and excitation light emitted from the laser diode array 11 only in the sub scanning direction. And a cylindrical lens 12 for a light source arranged so as to collect light.

【００３０】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。Next, the operation of the above radiation image reading apparatus using one embodiment of the image forming optical system of the present invention will be described.

【００３１】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。First, the excitation light irradiation means 10 irradiates the stimulable phosphor sheet 1 with linear excitation light in the main scanning X direction. By the irradiation of the linear excitation light, linear stimulated emission light is generated from the stimulable phosphor sheet 1 and is incident on the imaging optical system 30.

【００３２】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。The stimulated emission light incident on the image forming optical system 30 is imaged on the light receiving surface 21 of the line sensor 20 by the image forming optical system 30. The operation at this time will be described in detail.

【００３３】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３
３、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２１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。First, the image formation in the main scanning direction by the image forming optical system 30 will be described. A pair of cylindrical lenses 3
Since the light sources 3 and 34 do not have the power to converge the light beam in the main scanning direction, the cylindrical lenses 33 and 34 can be regarded as parallel plates for the light propagating in the main scanning direction. Therefore, the stimulated emission light generated from the phosphor sheet 1 and propagated in the main scanning direction is converged in the main scanning direction only by the refracting power of the lens array 32 as shown in FIG. An image is formed on the light receiving surface 21 of. Therefore, the linear stimulated emission light L1 emitted from the phosphor sheet 1 is formed on the light receiving surface 21 of the line sensor 20 as an erecting equal-magnification image S1 in the main scanning direction.

【００３４】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。正立等倍光学系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２１上に結像され
る。Next, image formation in the sub scanning direction by the image forming optical system 30 will be described. Since the erecting equal-magnification optical system 32 has a constant refractive index in the sub-scanning direction and does not have the power to converge the light beam in this sub-direction, the light propagated in the sub-scanning direction is regarded as a parallel plate 32. be able to. Therefore, the stimulated emission light generated from the stimulable phosphor sheet 1 and propagated in the sub-scanning direction is converged only by the refractive power of the pair of cylindrical lenses 33 and 34 as shown in FIG. An image is formed on the light receiving surface 21 of 20.

【００３５】つまり、本実施形態の結像光学系３０は、
主走査方向の結像については主にレンズアレイ３２のＮ
Ａによりその集光効率が決定し、副走査方向の結像につ
いては主にシリンドリカルレンズアレイ３３，３４のＮ
Ａによりその集光効率が決定する。従って、主走査方向
については解像度を考慮したＮＡとし、副走査方向につ
いては集光効率を優先したＮＡとすれば、ラインセンサ
２０の受光面２１上には、解像度の低下を生じることな
く、集光効率が向上した正立等倍像が結像される。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。That is, the imaging optical system 30 of this embodiment is
Regarding image formation in the main scanning direction, N of the lens array 32 is mainly used.
The light-collecting efficiency is determined by A, and for image formation in the sub-scanning direction, N of the cylindrical lens arrays 33 and 34 is mainly used.
The light collection efficiency is determined by A. Therefore, if the NA in consideration of the resolution is set in the main scanning direction and the NA in which the focusing efficiency is prioritized in the sub scanning direction, the resolution is not reduced on the light receiving surface 21 of the line sensor 20 without causing a decrease in the resolution. An erecting equal-magnification image with improved light efficiency is formed. The formed line image of the stimulated emission light is photoelectrically converted by each photoelectric conversion element of the line sensor 20 and output as an image signal.

【００３６】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。The irradiation of the linear excitation light by the excitation light irradiation means 10 and the photoelectric conversion by the line sensor 20 of the linear stimulated emission light generated by the irradiation of the excitation light are sub-scanned by the phosphor sheet 1. The radiation image information recorded on the phosphor sheet 1 is read in sequence with the conveyance in the direction.

【００３７】上記実施形態の結像光学系３０によれば、
Ｘ方向について一端Ｘ１から他端Ｘ２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し、その屈折
率分布の方向に沿った入射面から入射された光が上記一
端の端面３２ｂにおいて全反射する光学素子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Ｙ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、
光学素子３２ａ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。また、主走査方向のＮＡと副走査方向
のＮＡをそれぞれ別々に決めることができるので、主走
査方向については解像度を考慮したＮＡとし、副走査方
向については集光効率を優先したＮＡとすることにより
解像度の低下を生じることなく集光効率を向上した結像
を得ることができる。According to the imaging optical system 30 of the above embodiment,
The light has a refractive index distribution in which the refractive index gradually decreases from the one end X1 to the other end X2 in the X direction, and the light incident from the incident surface along the direction of the refractive index distribution is totally reflected by the end face 32b at the one end. A lens array 32 including a plurality of optical elements 32a arranged in the X direction, and a pair of cylindrical lenses 33 arranged on the incident side and the image forming side of the lens array 32 along the X direction and having power only in the Y direction, Since it is composed of 34 and
Since the aperture of the optical element 32a can be formed large and the refractive index gradient can be set large, the NA can be increased and the light collection efficiency can be improved. Further, since the NA in the main scanning direction and the NA in the sub-scanning direction can be determined separately, the NA in consideration of the resolution in the main scanning direction and the NA in which the light-converging efficiency is prioritized in the sub-scanning direction. As a result, it is possible to obtain an image with improved light collection efficiency without causing a decrease in resolution.

【００３８】また、上記実施形態では、レンズアレイ３
２は、各光学素子３２ａの屈折率分布の方向がすべて同
じになるように光学素子３２ａを配列して構成するよう
にしたが、これに限らず、図６に示すように、２つの光
学素子３２ａの高屈折率側の端面３２ｂ同士を接触させ
ることにより、その接触面を中心として両側に屈折率分
布を有する光学素子４０を構成し、この光学素子４０を
遮光部材４０ａを介してＸ方向に配列することにより構
成するようにしてもよい。各光学素子３２ａの端面３２
ｂ同士は上記のように単に接触させるだけでもよいが、
光学的にコンタクトするようにしてもよい。上記のよう
にレンズアレイ５０を構成した方が、各光学素子４０間
の遮光が容易である。In the above embodiment, the lens array 3 is used.
The optical element 32a is configured by arranging the optical elements 32a so that the directions of the refractive index distributions of the respective optical elements 32a are all the same, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. By making the end surfaces 32b on the high refractive index side of 32a contact each other, an optical element 40 having a refractive index distribution on both sides of the contact surface is formed, and this optical element 40 is moved in the X direction via the light shielding member 40a. You may make it comprise by arranging. End face 32 of each optical element 32a
Although b may be simply brought into contact with each other as described above,
You may make an optical contact. When the lens array 50 is configured as described above, it is easier to shield light between the optical elements 40.

【００３９】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。Further, the image forming optical system of the present invention is not limited to the above-mentioned radiation image reading device, and it has a marker such as fluorescence.
It can also be used in a device that reads a dimensional array line by line.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radiation image reading apparatus using an embodiment of an imaging optical system of the present invention.

【図２】図１に示す放射線画像読取装置の側面図FIG. 2 is a side view of the radiation image reading apparatus shown in FIG.

【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3 is a schematic configuration diagram of an image forming optical system in the radiation image reading apparatus shown in FIG.

【図４】図３に示す結像光学系における光学素子の斜視
図FIG. 4 is a perspective view of an optical element in the image forming optical system shown in FIG.

【図５】図３に示す光学素子の結像の作用を示す図5 is a diagram showing an image forming operation of the optical element shown in FIG.

【図６】その他のアキシャルレンズアレイの構成を示す
図FIG. 6 is a diagram showing a configuration of another axial lens array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 ラインセンサ ２１ 受光面 ３０ 結像光学系 ３２ アキシャルレンズアレイ ３２ａ 光学素子 ３２ｄ 遮光部材 ３３，３４ シリンドリカルレンズ 1 Storage phosphor sheet 10 Excitation light irradiation means 12 Cylindrical lens for light source 20 line sensor 21 Light receiving surface 30 Imaging optical system 32 Axial lens array 32a optical element 32d light shielding member 33,34 Cylindrical lens

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/028 Ｈ０４Ｎ 1/028 Ｚ 1/04 1/04 Ｅ Ｆターム(参考） 2H087 KA00 LA01 NA05 RA23 TA01 TA04 2H108 AA05 HA03 5C051 AA01 BA02 DB22 DC04 DC07 5C072 AA01 BA02 BA05 DA03 DA21 EA04 VA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification code FI theme code (reference) H04N 1/028 H04N 1/028 Z 1/04 1/04 EF term (reference) 2H087 KA00 LA01 NA05 RA23 TA01 TA04 2H108 AA05 HA03 5C051 AA01 BA02 DB22 DC04 DC07 5C072 AA01 BA02 BA05 DA03 DA21 EA04 VA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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とともに
前記一端の端面が鏡面であり、前記屈折率分布の方向に
沿った入射面から入射された光が前記一端の端面におい
て反射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することを特徴とする結
像光学系。1. An imaging optical system for forming a line image of a two-dimensional image extending in the main scanning direction at an equal magnification in the main scanning direction, the optical system being arranged from one end to the other end in the main scanning direction. A plurality of optical elements having a refractive index distribution in which the refractive index gradually decreases and the end face at the one end is a mirror surface, and light incident from an incident surface along the direction of the refractive index distribution is reflected at the end face at the one end, An erecting equal-magnification optical system arranged in the main scanning direction, and an erecting equal-magnification optical system along the main scanning direction which is disposed on the incident side or on the incident side and the image forming side and has a power only in the sub-scanning direction. And a condensing optical system having. 【請求項２】 前記光学素子の前記主走査方向のＮＡ
が、前記集光光学系の前記副走査方向のＮＡより小さい
ことを特徴とする請求項１記載の結像光学系。2. The NA of the optical element in the main scanning direction
Is smaller than NA of the condensing optical system in the sub-scanning direction. 【請求項３】 前記光学素子の前記一端の端面が、前記
光を全反射する全反射面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。3. The image forming optical system according to claim 1, wherein the end surface of the one end of the optical element is a total reflection surface that totally reflects the light. 【請求項４】 前記光学素子の前記他端の端面が遮光面
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。4. The image forming optical system according to claim 1, wherein an end surface of the other end of the optical element is a light shielding surface. 【請求項５】 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手段と、
該結像光学手段により結像された像を光電変換する光電
変換素子が前記主走査方向に複数配列されてなるライン
センサと、前記２次元画像および前記ラインセンサを一
方を他方に対して相対的に前記副走査に搬送する搬送手
段とを備えてなる画像読取装置において、 前記結像光学手段として請求項１から４いずれか１項記
載の結像光学系を用いたことを特徴とする画像読取装
置。5. An image forming optical means for forming a line image of a two-dimensional image extending in the main scanning direction at an equal magnification in the main scanning direction.
A line sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements for photoelectrically converting the image formed by the image forming optical means are arranged in the main scanning direction, and one of the two-dimensional image and the line sensor is relative to the other. An image reading apparatus comprising: a conveying unit that conveys the image to the sub-scanning direction, wherein the image forming optical system according to any one of claims 1 to 4 is used as the image forming optical unit. apparatus.