JP2006222615A - Image reading apparatus and image recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像の記録された放射線画像変換プレートから画像情報を読み取る画像読取装置及び画像情報を記録する画像記録装置に関する。 The present invention relates to an image reading device that reads image information from a radiation image conversion plate on which a radiation image is recorded, and an image recording device that records image information.
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、次いで現像処理を施して可視画像を得る、いわゆる放射線写真方式が広く利用されている。 Radiation images such as X-ray images are often used in fields such as disease diagnosis. The X-ray image is obtained by irradiating the phosphor layer (phosphor screen) with X-rays that have passed through the subject, thereby generating visible light, and then using this visible light as when taking a normal photograph. Thus, a so-called radiographic method is widely used in which a silver halide photographic light-sensitive material (hereinafter also simply referred to as “photosensitive material”) is irradiated and then subjected to a development treatment to obtain a visible image.
しかしながら、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又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。 However, in recent years, a new method for taking out an image directly from a phosphor layer has been proposed instead of an image forming method using a photosensitive material having a silver halide salt. In this method, the radiation transmitted through the subject is absorbed by the phosphor, and then the phosphor is excited by light or thermal energy, for example, so that the radiation energy accumulated by the phosphor is absorbed as fluorescence. There is a method of emitting and detecting this fluorescence and imaging.
具体的には、例えば、下記特許文献1,2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励起することにより、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として放出させる。この輝尽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、この信号をハロゲン化銀写真感光材料などの記録材料やCRTなどの表示装置上に可視像として再生するものである。 Specifically, for example, a radiation image conversion method using a stimulable phosphor as described in Patent Documents 1 and 2 below is known. This method uses a radiation image conversion plate (hereinafter also simply referred to as “plate”) containing a stimulable phosphor, and the radiation transmitted through the subject is applied to the stimulable phosphor layer of this plate. In the stimulable phosphor, the radiation energy corresponding to the radiation transmission density of each part of the subject is accumulated, and then the stimulable phosphor is excited with excitation light such as laser light in the visible to near infrared region. The radiation energy stored in is emitted as stimulated emission. The signal due to the intensity of this light is converted into an electrical signal by a photoelectric conversion element such as a CCD or photomultiplier tube, and this signal can be applied to a recording material such as a silver halide photographic material or a display device such as a CRT. It is reproduced as a visual image.
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。 According to the radiographic image recording / reproducing method described above, a radiographic image with a much smaller exposure dose and abundant information can be obtained as compared with a radiographic method using a combination of a conventional radiographic film and an intensifying screen. Has the advantage of being able to.
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。 As described above, a stimulable phosphor is a phosphor that exhibits stimulated emission when irradiated with radiation and then irradiated with excitation light, and practically has a wavelength corresponding to the excitation spectrum of the stimulable phosphor. Generally, phosphors exhibiting stimulated emission in the wavelength range of 300 to 500 nm by excitation light in the range of 550 to 750 nm are used.
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、走査光学系を用いた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。通常は励起光の走査のみでは、蓄積情報がプレートに残り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するので、資源保護、経済効率の面からも有利である。 Since plates using these photostimulable phosphors accumulate radiation image information and then release accumulated energy by scanning excitation light using a scanning optical system, radiation images can be accumulated again after scanning. Can be used repeatedly. Normally, the accumulated information remains on the plate and appears as noise at the next photographing only by scanning with excitation light, so the accumulated information is erased by a halogen lamp or the like. In other words, the conventional radiographic method consumes a radiographic film for each imaging, whereas this radiographic image conversion method uses plates repeatedly, which is advantageous from the viewpoint of resource protection and economic efficiency. is there.
この輝尽性蛍光体プレートを用いた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、装置内でプレートからカセッテ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。これらはいずれも前記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ものである。 The radiation image reading apparatus using the photostimulable phosphor plate has a cassette built-in type and a cassette in which the plate is stored, and the cassette is read out by pulling out the cassette from the plate. It is roughly divided into two types. These are widely used in the medical field today because of the economy that can be used repeatedly and the convenience of handling images as digital data.
しかし、このような医療放射線画像読取装置においては、一般に濃度階調数が12bit(4096階調)程度と、民生用の複写機、プリンタに比べ数倍もしくは、1桁以上の濃度分解能が求められるため、振動などにより走査間隔にわずかなズレが生じても、画像上に横スジとして現れてしまい、走査光学系等における振動に対して特別な配慮が必要となる。 However, in such a medical radiation image reading apparatus, generally, the density gradation number is about 12 bits (4096 gradations), and a density resolution of several times or one digit or more is required as compared with consumer copying machines and printers. Therefore, even if a slight deviation occurs in the scanning interval due to vibration or the like, it appears as a horizontal streak on the image, and special consideration is required for the vibration in the scanning optical system or the like.
また、このようなデジタル化された画像データを感光材料に走査光学系により記録する場合にも高濃度分解能が必要であるため、同様の配慮が必要である。しかしながら、従来、走査光学系において偏光器の面倒れを光学的に補正しかつ有効走査幅が300mmを越えるような長距離走査領域にわたって良好な性能を得るためには、例えば下記特許文献3のようにシリンドリカルミラーを用いていたため、振動の影響を受け易く、また振動を抑えるためには強固な構造をとる必要があり、装置サイズ・重量・コストともに増大する問題があった。
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、走査光学系が振動の影響を受け難くかつ小型軽量で像面湾曲などの収差も良好に補正できる画像読取装置及び画像記録装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an image reading apparatus and an image recording apparatus in which a scanning optical system is not easily affected by vibrations, is small and light, and can properly correct aberrations such as field curvature. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明による画像読取装置は、放射線画像の記録された放射線画像変換プレートに対し光源からの励起光を偏向器及び走査光学系で走査することにより画像情報を読み取る画像読取装置において、前記走査光学系は、前記偏向器の面倒れを光学的に補正する機能を有するとともに、前記偏向器側から順に、プラスチックからなる正の第1レンズと、少なくとも1つの面が主走査方向と副走査方向とで異なる曲率を有するプラスチックからなる第2レンズと、を配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image reading apparatus according to the present invention reads an image information by scanning excitation light from a light source with a deflector and a scanning optical system on a radiation image conversion plate on which a radiation image is recorded. In the reading apparatus, the scanning optical system has a function of optically correcting the surface tilt of the deflector, and in order from the deflector side, a positive first lens made of plastic and at least one surface are mainly used. A second lens made of plastic having different curvatures in the scanning direction and the sub-scanning direction is arranged.
この画像読取装置によれば、偏向器の面倒れを光学的に補正する機能を第2レンズに持たせるので、従来のシリンドリカルミラーを用いた光学系よりも振動に対し強くなり、走査光学系が振動の影響を受け難くなり、読み取り精度を向上できる。第2レンズで像面湾曲などの収差も良好に補正でき、両レンズがプラスチックであるので、走査光学系を小型でかつ軽量に構成できる。 According to this image reading apparatus, since the second lens has a function of optically correcting the tilting of the deflector, it is more resistant to vibration than an optical system using a conventional cylindrical mirror, and the scanning optical system is It becomes difficult to be affected by vibration, and reading accuracy can be improved. The second lens can satisfactorily correct aberrations such as curvature of field, and both lenses are made of plastic, so that the scanning optical system can be made small and lightweight.
上記画像読取装置において前記面倒れ補正のための副走査方向の主な屈折力を前記第2のレンズの少なくとも1つの面が有するように構成することが好ましい。 In the image reading apparatus, it is preferable that at least one surface of the second lens has a main refractive power in the sub-scanning direction for the surface tilt correction.
また、前記第2レンズと前記放射線画像変換プレートとの間においてミラー等の光路折り曲げ手段を省略することで、構造上、振動を受け易いミラー等がないので、従来のシリンドリカルミラーを用いた光学系よりも振動に対し更に強くなり、また、部品点数が減るので、装置の小型軽量化及びコスト減に寄与できる。 Further, by omitting optical path bending means such as a mirror between the second lens and the radiation image conversion plate, there is no structurally susceptible mirror or the like, so that an optical system using a conventional cylindrical mirror is used. Since it is stronger against vibration and the number of parts is reduced, it can contribute to reduction in size and weight of the apparatus and cost reduction.
本発明の画像記録装置は、デジタル化された画像情報により変調された光ビームを偏向器及び走査光学系で銀塩感光材料に走査することにより階調画像として記録する画像記録装置において、前記走査光学系は、前記偏向器の面倒れを光学的に補正する機能を有するとともに、前記偏向器側から順に、プラスチックからなる正の第1レンズと、少なくとも1つの面が主走査方向と副走査方向とで異なる曲率を有するプラスチックからなる第2レンズとが配置されていることを特徴とする。 The image recording apparatus of the present invention is an image recording apparatus which records a light beam modulated by digitized image information as a gradation image by scanning a silver salt photosensitive material with a deflector and a scanning optical system. The optical system has a function of optically correcting the surface tilt of the deflector, and in order from the deflector side, a positive first lens made of plastic, and at least one surface has a main scanning direction and a sub-scanning direction. And a second lens made of plastic having different curvatures.
この画像記録装置によれば、偏向器の面倒れを光学的に補正する機能を第2レンズに持たせるので、従来のシリンドリカルミラーを用いた光学系よりも振動に対し強くなり、走査光学系が振動の影響を受け難くなり、記録精度を向上できる。また、第2レンズで像面湾曲などの収差も良好に補正でき、両レンズがプラスチックであるので、走査光学系を小型でかつ軽量に構成できる。 According to this image recording apparatus, since the second lens has a function of optically correcting the tilting of the deflector, it is more resistant to vibration than an optical system using a conventional cylindrical mirror, and the scanning optical system is It becomes difficult to be affected by vibration, and the recording accuracy can be improved. In addition, the second lens can satisfactorily correct aberrations such as curvature of field, and both lenses are made of plastic, so that the scanning optical system can be made small and lightweight.
上記画像記録装置において前記面倒れ補正のための副走査方向の主な屈折力を前記第2のレンズの少なくとも1つの面が有することが好ましい。 In the image recording apparatus, it is preferable that at least one surface of the second lens has a main refractive power in the sub-scanning direction for the surface tilt correction.
また、前記第2レンズと前記銀塩感光材料との間においてミラー等の光路折り曲げ手段を省略することで、構造上、振動を受け易いミラー等がないので、従来のシリンドリカルミラーを用いた光学系よりも振動に対し更に強くなり、また、部品点数が減るので、装置の小型軽量化及びコスト減に寄与できる。 Further, by omitting optical path bending means such as a mirror between the second lens and the silver salt photosensitive material, there is no structurally susceptible mirror or the like, so that an optical system using a conventional cylindrical mirror is used. Since it is stronger against vibration and the number of parts is reduced, it can contribute to reduction in size and weight of the apparatus and cost reduction.
本発明の画像読取装置及び画像記録装置によれば、走査光学系が振動の影響を受け難くかつ小型軽量で像面湾曲などの収差も良好に補正できる。 According to the image reading apparatus and the image recording apparatus of the present invention, the scanning optical system is hardly affected by vibration, and is small and light, and can correct aberrations such as field curvature well.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
〈第1の実施の形態〉 <First Embodiment>
図1は第1の実施の形態を示す画像読取装置の要部を概略的に示す側面図である。図1に示すように、本実施の形態による画像読取装置10は、放射線画像変換プレート20の被走査面20a(放射線画像が記録された輝尽性蛍光体層の面)に対し励起光であるレーザ光Lを走査しながら照射する走査光学部11と、放射線画像の読み取りのためレーザ光Lの走査により放射線画像変換プレート20から発生した輝尽発光光mを検出する読取部14と、放射線画像の読み取り後に放射線画像変換プレート20の被走査面20aに対し後方に反射板16aのあるハロゲンランプ16から消去光hを照射することで残留する放射線エネルギーを放出させて放射線画像の消去を行う消去部15と、を備える。
FIG. 1 is a side view schematically showing a main part of the image reading apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
読取部14は、放射線画像変換プレート20から発生した輝尽発光光mが入射するように主走査面方向(図1の紙面垂直方向)に延びて配置された板状の光ガイド12と、光ガイド12からの光が入射する光電面を有し放射線画像変換プレート20に対し主走査面方向に延びて配置された長尺状の光電子増倍管13と、を備える。
The
図1において、走査光学部11からのレーザ光Lは放射線画像変換プレート20に被走査面20aに対し図1の紙面垂直方向(図2の主走査方向X)に主走査するとともに図1の上下方向(図2の副走査方向Y)に走査光学部11が相対移動することで副走査するようになっている。
In FIG. 1, the laser light L from the scanning
図1の画像読取装置10は、走査光学部11からレーザ光Lの主走査及び副走査により放射線画像変換プレート20から発生した輝尽発光光mが光ガイド12を介して光電子増倍管13に入射し光電変換され、この電気信号を電流電圧変換し、更に増幅しデジタル変換等を行うことで放射射線画像を読み取る。
In the
図1の走査光学部11について図2、図3を参照して説明する。図2は図1の走査光学部の概略的構成を示す斜視図である。図3(a)は図2の走査光学部の光路及び概略的構成を図2の主走査方向から見た平面図であり、図3(b)は同じく図の副走査方向から見た側面図である。
The scanning
走査光学部11は、図2のように、光源である半導体レーザ21を有し、光源から順に、コリメータレンズ22と、シリンドリカルレンズ23と、回転方向Aに回転するポリゴンミラー(偏向器)24と、ポリゴンミラー24で偏向されたレーザ光が入射し図2の破線で示す放射線画像変換プレート20の被走査面20aに向けて出射する走査光学系27と、を備える。なお、図2の破線で示すように、被走査面20aの近傍に図1の読取部14の光ガイド12が主走査方向Xに延在して配置されている。
As shown in FIG. 2, the scanning
走査光学系27は、図2,図3(a)、(b)に示すように、ポリゴンミラー24から順に、正の第1レンズであるfθレンズ25と、第2レンズであるシリンドリカルレンズ26が配置されている。fθレンズ25及びシリンドリカルレンズ26は、ともにプラスチックレンズであり、例えばPMMA、ポリカーボネート、ポリオレフィン等の光学素子用樹脂を用いて成形金型による射出成形で製造することができる。走査光学系27では光路折り曲げのミラーが省略されている。
As shown in FIGS. 2, 3A, and 3B, the scanning
シリンドリカルレンズ26は、1つの面が主走査方向Xと副走査方向Yとで異なる曲率を有し、ポリゴンミラー24の面倒れ補正のために副走査方向Yに主な屈折力を有するようになっている。
The
図3(a)、(b)のように、fθレンズ25及びシリンドリカルレンズ26は、それらの両端で支持部材25a、26aが嵌め込まれており、各レンズ25,26の各下面25b、26b及び各支持部材25a、26aが走査光学部11の筐体内のレンズ台Cに接着されることで、固定されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
図2、図3(a)、(b)の走査光学部11において、半導体レーザ21から出射した所定波長のレーザ光は、コリメータレンズ22で平行光となって、シリンドリカルレンズ23により上下方向にのみ収束されて、回転方向Aに回転するポリゴンミラー24に対し入射する。ポリゴンミラー24はレーザ光Lを主走査方向Xに反射し偏向し、偏向されたレーザ光Lは、fθレンズ25とシリンドリカルレンズ26を組み合わせてなる走査光学系27を通過し、副走査方向Yに相対的に移動する放射線画像変換プレート20の被走査面20a上を主走査方向Xに繰り返し主走査する。このようにして、レーザ光Lを放射線画像変換プレート20の被走査面20aの全面にわたって走査するが、図1のように、この走査のときに発生した輝尽発光光mを光ガイド12で集光して光電子増倍管13で光電変換することで放射射線画像を読み取る。
In the scanning
ここで、従来の走査光学系で生じるポリゴンミラーの面倒れ及びシリンドリカルミラーの振動について図7,図8を参照して説明する。ポリゴンミラーの面倒れは、ポリゴンミラーの形状が原因で発生し、図7(a)のポリゴンミラーのA面は平面に対して図7(b)のように垂直であるため、A面からの反射光は水平方向に反射される。一方、図7(b)の破線のように、ポリゴンミラーのB面が形状の関係で平面に対して傾斜している場合、B面からの反射光は水平方向に対して傾いた方向に反射される。このようにしてポリゴンミラーの面倒れが生じるが、ポリゴンミラーの面倒れに起因して、ポリゴンミラーで偏向反射されたレーザ光が被走査面上の結像位置で副走査方向にずれてしまい、走査線にピッチむらが発生し、読み取り誤差が生じてしまう。 Here, the surface tilt of the polygon mirror and the vibration of the cylindrical mirror that occur in the conventional scanning optical system will be described with reference to FIGS. The surface tilt of the polygon mirror occurs due to the shape of the polygon mirror, and the A surface of the polygon mirror in FIG. 7A is perpendicular to the plane as shown in FIG. The reflected light is reflected in the horizontal direction. On the other hand, as shown by the broken line in FIG. 7B, when the B surface of the polygon mirror is inclined with respect to the plane due to the shape, the reflected light from the B surface is reflected in the direction inclined with respect to the horizontal direction. Is done. In this way, the surface of the polygon mirror is tilted. However, due to the surface tilt of the polygon mirror, the laser beam deflected and reflected by the polygon mirror is shifted in the sub-scanning direction at the imaging position on the surface to be scanned. Pitch unevenness occurs in the scanning lines, resulting in reading errors.
従来、図8(a)のような走査光学系においてポリゴンミラーの面倒れを補正するために、走査光学系にシリンドリカルミラーを用いることで、図8(b)のように、ポリゴンミラーの面倒れを補正し、プレート面では副走査方向に1点に集光できる。しかし、従来のシリンドリカルミラーは、製作誤差による走査線の位置ずれを防ぐため、一般にシリンドリカル面の光軸を中心としたティルト(傾き)調整が必要であり、このため、シリンドリカルミラーは両端が支持体により支持されており、中心部はいわば宙に浮いた状態になっており構造的に振動の影響を受け易くなっており、走査線にピッチむらが発生し易くなっていた。勿論、図8のような従来の走査光学系では、シリンドリカルミラーがなければ、ポリゴンミラーの面倒れ補正ができなくなってしまう。 Conventionally, in order to correct the surface tilt of the polygon mirror in the scanning optical system as shown in FIG. 8A, by using a cylindrical mirror in the scanning optical system, the surface of the polygon mirror is tilted as shown in FIG. 8B. And the light can be condensed at one point in the sub-scanning direction on the plate surface. However, conventional cylindrical mirrors generally require tilt adjustment around the optical axis of the cylindrical surface to prevent scan line misalignment due to manufacturing errors. For this reason, cylindrical mirrors are supported at both ends. The center part is in a state of floating in the air so that it is structurally susceptible to vibrations, and uneven pitch is likely to occur in the scanning line. Of course, the conventional scanning optical system as shown in FIG. 8 cannot correct the tilting of the polygon mirror without the cylindrical mirror.
そこで、本実施の形態の図2、図3の走査光学系27は、ポリゴンミラー24の面倒れ補正のために副走査方向の主な屈折力をシリンドリカルレンズ26の1つの面に持たせることで、ポリゴンミラー24のミラー面24aからの反射レーザ光が副搬送方向にポリゴンミラーの面倒れを生じても、図3(b)の破線のように、ポリゴンミラーの面倒れがシリンドリカルレンズ26で補正され、被走査面20a上で副搬送方向に1点に集光できる。このように、走査光学系27では、従来のようなシリンドリカルミラーを省略している。
Therefore, the scanning
また、ミラー及びレンズにおいて境界面が角度θだけ傾いた場合に、ミラーによる反射光は角度2θだけ傾くのに対して、屈折光(レンズを透過した光)は変化しないので、図2,図3のミラーを使用しない走査光学系27は、物理的にも振動に強く、これらの点から振動に対し非常に強くなる。
Further, when the boundary surface of the mirror and the lens is inclined by the angle θ, the reflected light from the mirror is inclined by the angle 2θ, whereas the refracted light (light transmitted through the lens) does not change. The scanning
次に、走査光学系27が上述のように物理的にも振動に強くなる理由について図4を参照して説明する。図4は、樹脂と空気との間等の境界面で光が反射及び屈折する様子を示す図である。
Next, the reason why the scanning
反射の法則及び屈折の法則(スネルの法則)より次式(1)、(2)が成り立つ。
θ1=θ’ (1)
n1・sinθ1=n2・sinθ2 (2)
From the reflection law and the refraction law (Snell's law), the following equations (1) and (2) hold.
θ 1 = θ '(1)
n 1 · sin θ 1 = n 2 · sin θ 2 (2)
ここで、近軸理論を用いると、sinθ→θと近似することができるから、上記式(2)を次式(3)に変形することができる。
n1・θ1=n2・θ2 (3)
Here, since paraxial theory can be approximated as sin θ → θ, the above equation (2) can be transformed into the following equation (3).
n 1 · θ 1 = n 2 · θ 2 (3)
ここで、図4の境界面1が振動によりΔθだけ傾いた場合を考える。入射角度がθ1+Δθとなるから、反射角度もθ1+Δθとなり、このため、反射光はΔ2θ傾くことになる。
一方、屈折に関しても境界面1がφだけ傾いたときの屈折角θ'2を求めると、次式(4)のようになる。
θ'2=(n1/n2)(θ1+Δθ) (4)
Here, consider a case where the boundary surface 1 in FIG. 4 is inclined by Δθ due to vibration. Since the incident angle is θ 1 + Δθ, the reflection angle is also θ 1 + Δθ. Therefore, the reflected light is inclined by Δ2θ.
On the other hand, regarding refraction, when the refraction angle θ ′ 2 when the boundary surface 1 is inclined by φ is obtained, the following equation (4) is obtained.
θ ′ 2 = (n 1 / n 2 ) (θ 1 + Δθ) (4)
よって、上記式(3)、(4)から次式(5)を得ることができる。
θ'2−θ2=(n1/n2)(θ1+Δθ)−(n1/n2)θ1=(n1/n2)Δθ (5)
ここで、図3において、媒質1を空気、媒質2をプラスチックとし、各屈折率をそれぞれn1=1,n2=1.5として上記式(5)に代入すると、(2/3)Δθが得られる。従って、反射と屈折とでは光線の向きは、反射光の方が境界面の傾きに大きく影響されることがわかる。
Therefore, the following equation (5) can be obtained from the above equations (3) and (4).
θ ′ 2 −θ 2 = (n 1 / n 2 ) (θ 1 + Δθ) − (n 1 / n 2 ) θ 1 = (n 1 / n 2 ) Δθ (5)
Here, in FIG. 3, when medium 1 is air, medium 2 is plastic, and each refractive index is substituted into the above equation (5) with n 1 = 1 and n 2 = 1.5, (2/3) Δθ Is obtained. Therefore, it can be seen that the direction of light rays in reflection and refraction is greatly influenced by the inclination of the boundary surface in the reflected light.
本実施の形態では、レンズの屈折を考えているために、境界面をもう一つ組み合わせ、図4のように、媒質1を空気、媒質2をプラスチック、媒質3を空気とする。そして、図1の境界面2においてスネルの法則を用いて同様な計算を行うと、次式(6)を得ることができる。 In this embodiment, since refraction of the lens is considered, another boundary surface is combined, and medium 1 is air, medium 2 is plastic, and medium 3 is air as shown in FIG. When the same calculation is performed using Snell's law on the boundary surface 2 in FIG. 1, the following equation (6) can be obtained.
n2・θ2=n1・θ3 (6) n 2 · θ 2 = n 1 · θ 3 (6)
ここで、上記式(3)と(6)から、θ1=θ3となる。また、同様の理由で、境界面が傾いた場合でも境界面に対する入射光及び屈折光の角度は等しくなる。よって、レンズの傾きに媒質3内の屈折光の角度は依存しないことが分かる。 Here, from the above equations (3) and (6), θ 1 = θ 3 . For the same reason, the angles of incident light and refracted light with respect to the boundary surface are equal even when the boundary surface is inclined. Therefore, it can be seen that the angle of the refracted light in the medium 3 does not depend on the tilt of the lens.
上述のように、図2,図3の走査光学系27において、ポリゴンミラー24の面倒れ補正のために副走査方向の主な屈折力を1つの面に持たせたシリンドリカルレンズ26が振動を受けても、その振動の影響は物理的にはないことが分かる。
As described above, in the scanning
また、本実施の形態では、面の振動による傾きΔθもシリンドリカルミラーに比べて小さくすることができる。なぜなら、シリンドリカルミラーの場合は、上述のように、シリンドリカル面の光軸を中心としたティルト(傾き)調整のため、シリンドリカルミラーは両端が支持体で支持され、中心部は宙に浮いた状態になっていたため構造的に振動の影響を受け易くなっていたのに対し、第2レンズであるシリンドリカルレンズ26は、図3(a)、(b)のように、完全にレンズ台Cに固定されているので、構造的にも振動に強い。
In the present embodiment, the inclination Δθ due to surface vibration can also be made smaller than that of the cylindrical mirror. This is because, in the case of a cylindrical mirror, as described above, both ends of the cylindrical mirror are supported by the support, and the center part is in a suspended state for tilt adjustment about the optical axis of the cylindrical surface. However, the
以上のように、本実施の形態の走査光学系17によれば、シリンドリカルミラーを省略しシリンドリカルレンズ26でポリゴンミラー24の面倒れ補正を行い、読み取り誤差を抑制するとともに、構造的に振動に強くでき、物理的にも振動の影響がないので、振動の影響を従来のシリンドリカルミラーを用いた場合よりもかなり抑制できる。また、シリンドリカルミラーの省略により、部品点数が減るので、装置の小型軽量化及びコスト減に寄与できる。
As described above, according to the scanning optical system 17 of the present embodiment, the cylindrical mirror is omitted, the surface tilt of the
また、両レンズ25,26をプラスチックレンズにすることで、射出成形が可能なため、シリンドリカル面だけでなく、トロイダル面やトーリック面も低コストで実現することができ、また、軽量化した両レンズにより走査光学系の軽量化を実現できる。
In addition, since both
〈第2の実施の形態〉 <Second Embodiment>
図5は第2の実施の形態の画像記録装置における走査光学部の概略的構成を示す斜視図である。 FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning optical unit in the image recording apparatus of the second embodiment.
図5に示すように、画像記録装置の走査光学部31は、図2、図3(a)、(b)の走査光学部11とほぼ同じ構成であるが、デジタル化された画像情報を銀塩感光材料からなるシート状の記録媒体Fの記録面Faに階調画像として記録する点が図2、図3(a)、(b)と異なる。
As shown in FIG. 5, the scanning optical unit 31 of the image recording apparatus has almost the same configuration as the scanning
即ち、走査光学部31は、半導体レーザ21から画像情報に基づいて変調されたレーザ光が射出し、コリメータレンズ22で平行光となって、シリンドリカルレンズ23により上下方向にのみ収束されて、回転方向Aに回転するポリゴンミラー24に対し入射し、ポリゴンミラー24でレーザ光Lを主走査方向Xに反射し偏向し、偏向されたレーザ光Lがfθレンズ25とシリンドリカルレンズ26を組み合わせてなる走査光学系27を通過し、副走査方向Yに相対的に移動する記録媒体Fの記録面Fa上を主走査方向Xに繰り返し主走査する。このようにして、レーザ光Lを記録媒体Fの全面にわたって走査することで記録面Faに画像情報を記録する。
In other words, the scanning optical unit 31 emits laser light modulated based on image information from the
走査光学系27においてポリゴンミラー24の面倒れが生じると、ポリゴンミラー24で偏向反射されたレーザ光が図5の記録面Fa上の結像位置で副走査方向Yにずれてしまい、走査線にピッチむらが発生し、記録画像にすじむらが生じてしまうのであるが、図5の走査光学系27では、従来のシリンドリカルミラーを省略し、ポリゴンミラー24の面倒れ補正のための副走査方向の主な屈折力をシリンドリカルレンズ26の1つの面に持たせることで図3(b)のようにポリゴンミラーの面倒れを補正するとともに、第1の実施の形態で説明したように、従来のシリンドリカルミラーを用いた光学系よりも振動にかなり強くすることができ、記録画像においてすじむらの発生を抑制でき、記録される画像の画質を向上できる。
When the surface of the
次に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。図6に本実施例の走査光学系の光路図を示す。表1に走査光学系のレンズデータを示す。 EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples. FIG. 6 shows an optical path diagram of the scanning optical system of this embodiment. Table 1 shows the lens data of the scanning optical system.
図6の本実施例の走査光学系は、偏向器側(ポリゴンミラー)側からfθレンズ(第1レンズ)及びCY2レンズ(第2レンズ)が並んでいる。表1中、fは全系の焦点距離、Rは近軸曲率半径、Dは軸上面間隔、Nはd線に対する屈折率である。また、*印は非球面を表しており、その非球面形状は面の頂点を原点として、光軸方向をX軸とした直交座標系において、頂点曲率をC、円錐係数をK、非球面係数をAi(i=4,6,8、10,12,14)として、次の式で表すことができる。 In the scanning optical system of this embodiment shown in FIG. 6, an fθ lens (first lens) and a CY2 lens (second lens) are arranged from the deflector side (polygon mirror) side. In Table 1, f is the focal length of the entire system, R is the paraxial radius of curvature, D is the axial distance, and N is the refractive index with respect to the d line. The symbol * indicates an aspherical surface, and the aspherical shape of the aspherical surface is an orthogonal coordinate system in which the vertex of the surface is the origin and the optical axis direction is the X axis, the vertex curvature is C, the conic coefficient is K, and the aspheric coefficient Is Ai (i = 4, 6, 8, 10, 12, 14) and can be expressed by the following equation.
X=ch2/(1+√1−(1+K)c2h2)+A4h4+A6h6+A8h8+・・・
但し、h=√(Y2+Z2 )
で表される。
X = ch 2 / (1 + √1− (1 + K) c 2 h 2 ) + A 4 h 4 + A 6 h 6 + A 8 h 8 +.
However, h = √ (Y 2 + Z 2 )
It is represented by
第3面にポリゴンミラーの面倒れ補正のための副走査方向の主な屈折力を持たせている。なお、非球面係数中において、「D+j」は「×10j」、「D−j」は「×10-j」を表す。 The third surface has a main refractive power in the sub-scanning direction for correcting the tilting of the polygon mirror. In the aspheric coefficient, “D + j” represents “× 10 j ” and “D−j” represents “× 10 −j ”.
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、図1,図2において走査光学部11及び読取部14を放射線画像変換プレート20に対し移動することで副走査するようにしてよいが、放射線画像変換プレート20を副走査のために移動するようにしてもよい。また、図5における記録媒体は熱現像感光材料等であってもよく、また、副走査のために記録媒体を副走査方向に搬送するようにしてもよい。
As described above, the best mode for carrying out the present invention has been described. However, the present invention is not limited to these, and various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in FIG. 1 and FIG. 2, the scanning
10 画像読取装置
11 走査光学部
14 読取部
15 消去部
20 放射線画像変換プレート
20a 被走査面
21 半導体レーザ、光源
22 コリメータレンズ
23 シリンドリカルレンズ
24 ポリゴンミラー、偏向器
25 fθレンズ(第1レンズ)
25a fθレンズの支持部材
25b fθレンズの下面
26 シリンドリカルレンズ(第2レンズ)
26a シリンドリカルレンズの支持部材
26b シリンドリカルレンズの下面
27 走査光学系
31 走査光学部
A 回転方向
C レンズ台
F 記録媒体
Fa 記録面
L レーザ光
X 主走査方向
Y 副走査方向
m 輝尽発光光
DESCRIPTION OF
25a Supporting member for
26a Cylindrical
Claims (6)
前記走査光学系は、前記偏向器の面倒れを光学的に補正する機能を有するとともに、前記偏向器側から順に、プラスチックからなる正の第1レンズと、少なくとも1つの面が主走査方向と副走査方向とで異なる曲率を有するプラスチックからなる第2レンズと、を配置したことを特徴とする画像読取装置。 In an image reading apparatus that reads image information by scanning excitation light from a light source with a deflector and a scanning optical system on a radiation image conversion plate on which a radiation image is recorded,
The scanning optical system has a function of optically correcting the surface tilt of the deflector, and in order from the deflector side, a positive first lens made of plastic, and at least one surface has a main scanning direction and a sub surface. An image reading apparatus comprising: a second lens made of plastic having a different curvature in a scanning direction.
前記走査光学系は、前記偏向器の面倒れを光学的に補正する機能を有するとともに、前記偏向器側から順に、プラスチックからなる正の第1レンズと、少なくとも1つの面が主走査方向と副走査方向とで異なる曲率を有するプラスチックからなる第2レンズとが配置されていることを特徴とする画像記録装置。 In an image recording apparatus that records a light beam modulated by digitized image information as a gradation image by scanning a silver salt photosensitive material with a deflector and a scanning optical system,
The scanning optical system has a function of optically correcting the surface tilt of the deflector, and in order from the deflector side, a positive first lens made of plastic, and at least one surface has a main scanning direction and a sub surface. An image recording apparatus comprising: a second lens made of plastic having a different curvature in a scanning direction.
6. The image recording apparatus according to claim 4, wherein an optical path bending means is omitted between the second lens and the silver salt photosensitive material.
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