JP2014235351A - 走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型に形成可能で、被走査面上のビーム径を十分に小さくできる走査光学系を得る。
【解決手段】光源から発せられた光ビームを反射偏向させるガルバノミラー(そのミラー4aを図示)と、偏向されたレーザビームを被走査面上で集束させるfθレンズとを有する走査光学系において、ガルバノミラー側から順に、正の屈折力を有する球面レンズである第1レンズL1、負の屈折力を有する球面レンズである第2レンズL2、球面レンズである第3レンズL3、正の屈折力を有する球面レンズである第4レンズL4を配置してfθレンズを構成する。そしてfθレンズ全系の焦点距離をf、第3レンズL3の焦点距離をf3として下記条件式(1)を満足させる。
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1)
【選択図】図1
【解決手段】光源から発せられた光ビームを反射偏向させるガルバノミラー(そのミラー4aを図示)と、偏向されたレーザビームを被走査面上で集束させるfθレンズとを有する走査光学系において、ガルバノミラー側から順に、正の屈折力を有する球面レンズである第1レンズL1、負の屈折力を有する球面レンズである第2レンズL2、球面レンズである第3レンズL3、正の屈折力を有する球面レンズである第4レンズL4を配置してfθレンズを構成する。そしてfθレンズ全系の焦点距離をf、第3レンズL3の焦点距離をf3として下記条件式(1)を満足させる。
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1)
【選択図】図1
Description
本発明は、記録材料等からなる被走査面を光ビームによって走査する光走査装置に関するものである。
また本発明は、そのような光走査装置において用いられる、fθレンズを含む走査光学系に関するものである。
また本発明は、上述のような光走査装置を用いて、蓄積性蛍光体シートに記録されている放射線画像を読み取る放射線画像読取装置に関するものである。
従来、往復揺動するミラーを有するガルバノミラーや、回転するミラーを有するポリゴンミラー等の機械的光偏向器に光ビームを入射させて反射偏向させ、その偏向された光ビームで被走査面を走査するようにした光走査装置が種々提供されている。この種の光走査装置は、情報が記録されている記録材料を光ビームで走査し、光照射を受けた記録材料から発せられる発光光や、あるいは被走査面を透過した透過光、さらには被走査面で反射した反射光を光電的に検出することにより、記録材料に記録されている情報を読み取る光走査読取装置に多く適用されている。またこの種の光走査装置は、光に反応する感光材料等の記録材料を、記録情報に基づいて変調された光ビームで走査して、記録材料に情報を書き込む光走査記録装置にも多く適用されている。
上述のような光偏向器を用いる光走査装置においては通常、読取や記録の精細度を高く保つために、偏向された光ビームを走査レンズに通して、被走査面上で小さなスポット径(本明細書では、これをビーム径という)に集束させている。またその走査レンズとしては一般に、光ビームを等角速度で偏向させたとき光ビームが被走査面上を等速度で走査するように、fθ性を有するものが用いられる。fθ性とは、光ビームによる被走査面上での像高を偏向角θに比例させる特性であり、そのような特性を有するレンズはfθレンズと称されている。
他方、上述した光走査読取装置の一つとして、例えば特許文献1に示されるように、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放射線画像読取装置も公知となっている。蓄積性蛍光体シートは上記特許文献1にも示されている通り、照射された放射線のエネルギーを蓄積する蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)の層を有するものであり、この層に例えば被写体を透過した放射線が照射されると、その放射線のエネルギーが蓄積されて、被写体の透過放射線画像が記録される。放射線画像読取装置は、放射線画像が蓄積記録されている蓄積性蛍光体シートを励起光としての光ビームにより2次元的に走査し、この光照射により励起された蓄積性蛍光体が発する輝尽発光光をシートの微小部分毎に検出して、記録されている放射線画像情報を示す画像信号を得るものである。
上記蓄積性蛍光体シートを用いる放射線画像記録読取システムは、医療・臨床分野において人体の透過放射線画像を記録、読取する他に、工場設備、発電や石油精製用等のプラント、さらには船舶、航空機等において、構成部品の非破壊検査にも広範に利用されている。
この工業用の放射線画像記録読取システムにおいて解像性能を評価する方法として、ISO 17636-2、EN(欧州規格)14784-1が規定するものが知られている。それらにおいては、EN462-5で規定されるDuplex wire と呼ばれる二本の針金で解像性能を計測することが求められている(「非破壊検査」第61巻、第4号、2012年、p.146参照)。この二本の針金を用いる解像性能評価方法は、それらを並べものを蓄積性蛍光体シートに記録した後、読取処理によって針金の並び方向に関する読取信号を得、その読取信号において針金部分の全体を示す信号強度幅に対して、針金間の隙間による信号振れ幅がどの程度の割合(%)確保されるかを調べるものである。この割合は、解像性の高い放射線画像を再生するためには、20%以上必要であると一般に言われている。
本発明者は、上記の割合(%)で規定した解像性と、蓄積性蛍光体シート上における励起光のビーム径との関係を実験により詳しく調べた。なおこの実験では、蓄積性蛍光体シートとして富士フイルム株式会社製の高解像タイプ「UR−1」を用い、読取用の光ビームを発するレーザ光源のパワーを2mW、画素サイズを25μm×25μm、1画素当たりの読取速度を0.7μs(マイクロ秒)に設定した。図11はその結果を示すものであり、ここから、20%以上の解像性を確保するためにはビーム径を36μm以下に設定する必要があることが判る。
先に説明したfθレンズを備えてなる走査光学系は、上記蓄積性蛍光体シートを走査対象とする放射線画像読取装置においても広範に適用されており、その場合の走査光学系は上記の点から、ビーム径を36μm以下に設定可能であることが望まれる。
fθレンズを備えてなる走査光学系は、従来、種々のタイプのものが公知となっている。例えば特許文献2には、ガルバノミラーおよび4枚のレンズ要素から構成された走査光学系が示されている。ここで上記4枚のレンズ要素は、ガルバノミラー側から順に配置された、負のパワー(屈折力)を有する球面レンズ、正のパワーを有する片側平面の球面レンズ、偏向面と垂直な面内で負のパワーを有する片側平面のシリンドリカルレンズ、および偏向面と垂直な面内で正のパワーを有するシリンドリカルミラーである。
また特許文献3には、光入射側から順に配置された、負のパワーを有する第1レンズ群、光入射側に凹面を向けたメニスカス成分からなる第2レンズ群、同じく光入射側に凹面を向けたメニスカス成分からなる第3レンズ群、および正のパワーを有する第4レンズ群からなり、その上で、一部レンズの焦点距離および曲率半径に関わる条件が規定された走査光学系が示されている。
また特許文献4には、光入射側から順に配置された、正のパワーを有するメニスカスレンズからなる第1レンズ、負のパワーを有する第2レンズ、正のパワーを有して第2レンズと貼り合わされた第3レンズ、正のパワーを有する両凸レンズからなる第4レンズからなり、その上で、一部レンズの屈折率、アッベ数および焦点距離に関わる条件が規定された走査光学系が示されている。
また特許文献5には、光入射側から順に第1レンズ群および第2レンズ群が配置され、第1レンズ群は光入射側から順に、光入射側に凹面を向けた正メニスカスレンズ、光入射側に凹面を向けた負メニスカスレンズ、および負レンズから構成され、第2レンズ群は2枚以下の正レンズから構成された走査光学系が示されている。
しかし特許文献2に示された走査光学系は、先に述べたように被走査面上でビーム径を36μm以下と十分小さく設定することは困難となっている。
他方、特許文献3に示された走査光学系は、全系の光路長が大きいので、光走査装置の大型化を招きやすいという問題が認められる。
また特許文献4および5に示された走査光学系は画角が大きいため、ポリゴンミラー等と比べると偏向角度範囲が一般に40°(往復偏向の中央から±20°)以下と比較的小さいガルバノミラーと組み合わせて用いるのは困難であるという問題が認められる。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、光偏向器としてガルバノミラーを用いた上で、小型に形成可能で、また被走査面上のビーム径を十分に小さくすることができる走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置を提供することを目的とする。
本発明による走査光学系は、
光源から発せられた光ビームを反射偏向させる、偏向角度範囲が40°(往復偏向の中央から±20°)以下のガルバノミラーと、偏向されたレーザビームを被走査面上で集束させるfθレンズとを有する走査光学系において、
前記fθレンズが実質的に、ガルバノミラー側から順に、正の屈折力を有する球面レンズである第1レンズ、負の屈折力を有する球面レンズである第2レンズ、球面レンズである第3レンズ、および正の屈折力を有する球面レンズである第4レンズが配置されてなり、そして、
fθレンズ全系の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3として下記条件式
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1)
が満足されていることを特徴とするものである。
光源から発せられた光ビームを反射偏向させる、偏向角度範囲が40°(往復偏向の中央から±20°)以下のガルバノミラーと、偏向されたレーザビームを被走査面上で集束させるfθレンズとを有する走査光学系において、
前記fθレンズが実質的に、ガルバノミラー側から順に、正の屈折力を有する球面レンズである第1レンズ、負の屈折力を有する球面レンズである第2レンズ、球面レンズである第3レンズ、および正の屈折力を有する球面レンズである第4レンズが配置されてなり、そして、
fθレンズ全系の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3として下記条件式
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1)
が満足されていることを特徴とするものである。
ここで、上記の「実質的に・・・配置されてなる」とは、それらの第1〜第4レンズ以外に、実質的にパワーを有さないレンズや、カバーガラス等レンズ以外の光学要素を有する場合も含むものとする。
なお本発明の走査光学系においては、下記条件式
−5.096 ≦f/f3 ≦ −0.539 ・・・(1’)
が満足されていることが望ましい。
−5.096 ≦f/f3 ≦ −0.539 ・・・(1’)
が満足されていることが望ましい。
また本発明の走査光学系においては、下記条件式
−0.014 ≦1/f3≦ 0.001・・・(2)
より好ましくは、下記条件式
−0.010 ≦1/f3≦ −0.001・・・(2’)
が満足されていることが望ましい。
−0.014 ≦1/f3≦ 0.001・・・(2)
より好ましくは、下記条件式
−0.010 ≦1/f3≦ −0.001・・・(2’)
が満足されていることが望ましい。
さらに本発明の走査光学系においては、上記(1)、(1’)、(2)、(2’)に加えて、前記第1レンズの焦点距離をf1として下記条件式
0.172 ≦f1/f≦ 0.320・・・(3)
が満足されていることが望ましい。
0.172 ≦f1/f≦ 0.320・・・(3)
が満足されていることが望ましい。
また本発明の走査光学系においては、上記(1)、(1’)、(2)、(2’)に加えて、前記第2レンズの焦点距離をf2として下記条件式
−0.623 ≦f2/f≦ −0.163・・・(4)
が満足されていることが望ましい。
−0.623 ≦f2/f≦ −0.163・・・(4)
が満足されていることが望ましい。
また本発明の走査光学系においては、上記(1)、(1’)、(2)、(2’)に加えて、前記第4レンズの焦点距離をf4として下記条件式
0.361 ≦f4/f≦ 0.774・・・(5)
が満足されていることが望ましい。
0.361 ≦f4/f≦ 0.774・・・(5)
が満足されていることが望ましい。
さらに本発明の走査光学系においては、上記(1)、(1’)、(2)、(2’)に加えて、下記条件式
0.319 ≦f1/f4≦ 0.499・・・(6)
が満足されていることが望ましい。
0.319 ≦f1/f4≦ 0.499・・・(6)
が満足されていることが望ましい。
また本発明の走査光学系は、被走査面を蓄積性蛍光体シートとして、その上で光ビーム集束させるものであることが望ましい。
他方、本発明による光走査装置は、以上説明した本発明の走査光学系を経たレーザビームにより、被走査面を走査するように構成されたことを特徴とするものである。なおこの本発明による光走査装置は、被走査面を蓄積性蛍光体シートとするものであることが望ましい。
また本発明による放射線画像読取装置は、以上説明した本発明の光走査装置を備え、該光走査装置により走査された蓄積性蛍光体シートの部分から発せられた輝尽発光光を検出して、前記蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されている放射線画像を読み取る構成を有することを特徴とするものである。
本発明の走査光学系は、ガルバノミラー側から順に、正の屈折力を有する球面レンズである第1レンズ、負の屈折力を有する球面レンズである第2レンズ、球面レンズである第3レンズ、および正の屈折力を有する球面レンズである第4レンズを配置してfθレンズを構成した上で、前記条件式(1)を満足するように構成したので、被走査面上におけるビーム径を前述した36μm以下に設定可能で、また、ガルバノミラーから被走査面までの長さを十分に短くして小型に形成することができる。以上のことは、後に実施の形態に即して詳しく説明する。
なお、被走査面上におけるビーム径を36μm以下に設定したいという要求は、前述した放射線画像読取装置以外においても存在するものであり、本発明の走査光学系はそのような要求全てに応えられるものである。
他方、本発明の光走査装置および放射線画像読取装置は、以上述べた本発明の走査光学系が適用されたものであるから、被走査面上におけるビーム径を36μm以下に設定したいという要求に対応可能であり、特に放射線画像読取装置にあっては高解像度の読取画像を得ることが可能になる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の走査光学系は、一例として前述の放射線画像読取装置に適用されるものである。まず図14を参照してこの放射線画像読取装置について説明する。
光源である半導体レーザ1からは例えば波長660nmの光ビーム2が発せられ、この光ビーム2はコリメーターレンズ3により平行光化された後、光偏向器であるガルバノミラー4のミラー4aに入射する。このミラー4aは所定の角度範囲で往復揺動するものであり、そこに入射した光ビーム2を反射偏向させる。こうして偏向した光ビーム2は走査レンズ5を通過した後、長尺の平面ミラー6で下方に反射して被走査面7に入射し、その上を矢印X方向に走査(主走査)する。なお図14では、走査レンズ5を概略的に1つのレンズと示してあるが、実際には4枚のレンズからなるものである。その詳細な構成については、後に詳しく説明する。
被走査面7は、本例の場合は前述した蓄積性蛍光体シートである。この蓄積性蛍光体シート7は一例として工場設備、発電や石油精製用等のプラント、さらには船舶、航空機等を構成する工業製品の非破壊検査に用いられ、検査においては、検査対象物を透過したX線等の放射線画像が該シート7に照射される。それにより蓄積性蛍光体シート7には、検査対象物の透過放射線画像情報に対応した強度分布を有する放射線エネルギーが蓄積記録される。
こうして検査対象物の透過放射線画像を記録している蓄積性蛍光体シート7が、上述のようにして光ビーム2により主走査されると、該シート7の光照射位置部分から蓄積放射線エネルギーに対応した光量の輝尽発光光が放出される。この輝尽発光光は集光ガイド8によって集光され、光電子増倍管(フォトマルチプライヤ)9により主走査位置毎に光電的に検出される。なお上記集光ガイド8は、蓄積性蛍光体シート7上の主走査線に沿って延びる光入射端面8aと、そこから入射して伝搬した輝尽発光光を射出する光射出端面8bとを有するものであり、この光射出端面8bに光電子増倍管9が光学的に接続されている。
それと共に蓄積性蛍光体シート7は、ニップローラ等からなる副走査手段10により上記主走査の方向と略直角な矢印Y方向に送られて副走査がなされ、それにより蓄積性蛍光体シート7は2次元的に光走査される。そこで光電子増倍管9からは、蓄積性蛍光体シート7に記録されていた透過放射線画像を示す光検出信号が出力される。この光検出信号は読取画像信号として、例えば液晶表示装置やCRT等の画像表示装置や、あるいは光走査記録装置等の画像記録手段に送られて、上記放射線画像の再生に供される。
上に述べたガルバノミラー4および走査レンズ5は、本発明の一実施形態による走査光学系を構成している。また、それらに半導体レーザ1、コリメーターレンズ3および副走査手段10を加えて、本発明の一実施形態である光走査装置が構成されている。なお、ガルバノミラー4による光ビーム2の偏向角度範囲は、ミラーを回転させる構造を有するポリゴンミラー等に比べれば比較的狭くて、40°以下となっている。
次に図1を参照して、本発明の一実施形態に係る走査光学系について説明する。この図1は、本発明の実施例1に係る走査光学系の構成を示す断面図である。また図2〜図8は、本発明の実施形態に係る別の構成例を示す断面図であり、それぞれ後述の実施例2〜8に係る走査光学系に対応している。
なお、本発明の走査光学系の基本的な構成や、それによる効果についてはこの実施例1の走査光学系に基づいて説明し、後述する実施例および比較例の走査光学系に関して同様の説明は省略する。
図1では図の左側を光源側、右側を被走査面側として示してある。本実施形態に係る走査光学系は、ガルバノミラー4(図中ではそのミラー4aのみを示す)に加えて、実質的なレンズとして、ガルバノミラー4の次に被走査面側に配置された正の屈折力を有する第1レンズL1と、この第1レンズL1の次に被走査面側に配置された負の屈折力を有する第2レンズL2と、この第2レンズL2の次に被走査面側に配置された負の屈折力を有する第3レンズL3と、この第3レンズL3の次に被走査面側に配置された正の屈折力を有する第4レンズL4とを配置して構成されている。なお以下では、上述したように「正の屈折力を有する」ことは単に「正の」といい、同様に「負の屈折力を有する」ことは単に「負の」ということとする。
上記レンズL1〜L4は全て球面レンズであり、それらによってfθ性を有する走査レンズ5(図14参照)が構成されている。ここで、光入射側から順に「正」、「負」、「負」および「正」という4枚のレンズの屈折力の組み合わせは、後述する実施例2〜8のうち、実施例5を除いた全てにおいて共通である。実施例5においてのみ、光入射側から順に「正」、「負」、「正」および「正」という屈折力の組み合わせとなっている。
本実施形態においては、走査レンズ5の全系の焦点距離をf、第3レンズL3の焦点距離をf3とすると、下記条件式
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1)
が満足されている。
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1)
が満足されている。
ここで表11に、本実施例1および後述する実施例2〜8並びに、比較例1および2の走査光学系のそれぞれについて、全系の焦点距離f、第1レンズL1の焦点距離f1、第2レンズL2の焦点距離f2、第3レンズL3の焦点距離f3、第4レンズL4の焦点距離f4の値、並びにf1/f、f2/f、f3/f、f4/f、f1/f2、f1/f3、f1/f4、f/f3、1/f3の値(単位:mm)を示す。またこの表11に、各実施例および比較例におけるビーム径dの値(単位:μm)を併せて示す。なおこの表11において、前述した条件式(1)〜(6)に係る条件には、それぞれ条件式の番号も付して示してある。また、この表11において特に必要な条件については、各最小値、最大値を濃い背景にして示してある。
上記ビーム径dは、光ビーム2の波長が前述した660nmの場合に関して、計算により半値全幅として求めた。この場合、図14に示すようにコリメーターレンズ3により平行光化された光ビーム2の光路に開口板20を設けるものとし、その開口20aの直径を10mmとして計算した。またガルバノミラー4による光ビーム2の偏向角度範囲は40°(±20°)、主走査長は356mm、ミラー4aから被走査面までの距離は650mmとした。以上説明した波長、開口20aの直径、偏向角度範囲、主走査長、およびミラー4aから被走査面までの距離は、後述する実施例8を除いて、各実施例および比較例において共通である。実施例8では、開口20aの直径は11.7mm、偏向角度範囲は32°(±16°)であり、その他は上記と同じである。
また、以上の10例について、f/f3の値とビーム径dとの関係を図12に示してある。この図12および表11から判るように、f/f3の値が条件式(1)を満足していれば、蓄積性蛍光体シート7上のビーム径dを、前述した36μm以下に設定可能である。それにより、高解像度の読取画像を示す読取画像信号を得ることが可能になる。
上記f/f3の値が条件式(1)の範囲から外れている比較例1および2においては、ビーム径dがそれぞれ48.4μm、40.6μmとなって、36μm以下に設定する要求に応えることができない。
そして上記条件式(1)の範囲内でも特に下記条件式
−5.096 ≦f/f3 ≦ −0.539 ・・・(1’)
が満足されている場合は、ビーム径dを特に小さい35.2μmに設定可能であることが判る。
−5.096 ≦f/f3 ≦ −0.539 ・・・(1’)
が満足されている場合は、ビーム径dを特に小さい35.2μmに設定可能であることが判る。
また上記表11には、走査レンズ5の全系の焦点距離fも併せて示してあるが、本実施形態においてこの焦点距離fは511mmである。そして後述するように、実施例1におけるミラー4aと走査レンズ5の第1レンズL1(最もミラー4a側のレンズ)との間の間隔を表1に示しており、この間隔は約30mmである。本実施形態においては、ガルバノミラー4のミラー4aから被走査面までの距離を前述した650mm以下にすることも容易である。したがって、この距離の約半分の位置に図14のミラー6を配置するものとすれば、ミラー4aからミラー6に至る横向きの光路、そしてミラー6から被走査面に至る縦向きの光路の長さをそれぞれ350mm以下程度にすることも容易であり、よって光走査装置の小型化が実現される。
以上述べたビーム径dを36μm以下に設定できること、および光走査装置を小型化できることの2つの効果は、後述する第2〜8実施例においても同様に得られるものである。
また本実施形態の走査光学系においては、下記条件式
−0.014 ≦1/f3≦ 0.001・・・(2)
も満足されている。この1/f3の値とビーム径dとの関係を図13に示してある。この図13および表11から判るように、1/f3の値が条件式(2)を満足している場合も、被走査面上のビーム径dを、前述した36μm以下に設定可能である。そして上記条件式(2)の範囲内でも特に下記条件式
−0.010 ≦1/f3≦ −0.001・・・(2’)
が満足されている場合は、ビーム径dを特に小さい35.2μmに設定可能であることが判る。
−0.014 ≦1/f3≦ 0.001・・・(2)
も満足されている。この1/f3の値とビーム径dとの関係を図13に示してある。この図13および表11から判るように、1/f3の値が条件式(2)を満足している場合も、被走査面上のビーム径dを、前述した36μm以下に設定可能である。そして上記条件式(2)の範囲内でも特に下記条件式
−0.010 ≦1/f3≦ −0.001・・・(2’)
が満足されている場合は、ビーム径dを特に小さい35.2μmに設定可能であることが判る。
また上記表11を参照すれば、先に述べた4つの条件式
0.172 ≦f1/f≦ 0.320・・・(3)
−0.623 ≦f2/f≦ −0.163・・・(4)
0.361 ≦f4/f≦ 0.774・・・(5)
0.319 ≦f1/f4≦ 0.499・・・(6)
が上記(1)、(1’)、(2)、(2’)に加えて、個別に、あるいは他の条件と共に満足されている場合も、ビーム径dを36μm以下に設定できることが判る。
0.172 ≦f1/f≦ 0.320・・・(3)
−0.623 ≦f2/f≦ −0.163・・・(4)
0.361 ≦f4/f≦ 0.774・・・(5)
0.319 ≦f1/f4≦ 0.499・・・(6)
が上記(1)、(1’)、(2)、(2’)に加えて、個別に、あるいは他の条件と共に満足されている場合も、ビーム径dを36μm以下に設定できることが判る。
次に、本発明の走査光学系の具体的な実施例について説明する。なお、以下に述べる実施例1〜8、並びに比較例1および2の走査光学系は全て、球面レンズを4枚備えて構成されたものである。
<実施例1>
図1に、実施例1の走査光学系の断面図を示す。なお、図1についての詳細な説明は先に説明した通りであるので、ここでは特に必要の無い限り重複した説明は省略する。この実施例1の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、両凹レンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。
図1に、実施例1の走査光学系の断面図を示す。なお、図1についての詳細な説明は先に説明した通りであるので、ここでは特に必要の無い限り重複した説明は省略する。この実施例1の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、両凹レンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。
表1に、実施例1の走査光学系の基本レンズデータを示す。なお以下においては、ミラー4aと被走査面7との間に存在する要素から見てミラー4a側を後方側、被走査面7側を前方側と称することとする。表1において、Siの欄にはミラー4aの表面を1番目とし、次に前方側に有る構成要素の後方側の面を2番目として、前方側に向かうに従い順次増加するように構成要素に面番号を付したときのi番目(i=1、2、3、…)の面番号を示す。Riの欄にはi番目の面の曲率半径を示し、Diの欄にはi番目の面とi+1番目の面との光軸Z上の面間隔を示している。また、Ndjの欄には最も後方側のレンズを1番目として前方側に向かうに従い順次増加するj番目(j=1、2、3、4)のレンズのd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示し、νdjの欄にはj番目のレンズのd線に対するアッベ数を示している。
なお表1の曲率半径Rおよび面間隔Dの値の単位はmmである。また表1中では、所定の桁でまるめた数値を記載している。また曲率半径の符号は、面形状が後方側に凸の場合を正、前方側に凸の場合を負としている。以上述べた表記の仕方は、後述する表2〜10においても同様である。
<実施例2>
図2に、実施例2の走査光学系の断面図を示す。この実施例2の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表2に、実施例2の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図2に、実施例2の走査光学系の断面図を示す。この実施例2の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表2に、実施例2の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<実施例3>
図3に、実施例3の走査光学系の断面図を示す。この実施例3の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表3に、実施例3の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図3に、実施例3の走査光学系の断面図を示す。この実施例3の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表3に、実施例3の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<実施例4>
図4に、実施例4の走査光学系の断面図を示す。この実施例4の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表4に、実施例4の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図4に、実施例4の走査光学系の断面図を示す。この実施例4の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表4に、実施例4の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<実施例5>
図5に、実施例5の走査光学系の断面図を示す。この実施例5の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、メニスカスレンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである正の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表5に、実施例5の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図5に、実施例5の走査光学系の断面図を示す。この実施例5の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、メニスカスレンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである正の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表5に、実施例5の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<実施例6>
図6に、実施例6の走査光学系の断面図を示す。この実施例6の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表6に、実施例6の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図6に、実施例6の走査光学系の断面図を示す。この実施例6の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表6に、実施例6の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<実施例7>
図7に、実施例7の走査光学系の断面図を示す。この実施例7の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表7に、実施例7の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図7に、実施例7の走査光学系の断面図を示す。この実施例7の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表7に、実施例7の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<実施例8>
図8に、実施例8の走査光学系の断面図を示す。この実施例8の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、メニスカスレンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表8に、実施例8の走査光学系の基本レンズデータを示す。なおこの実施例8では前述した通り、偏向角度範囲が他の実施例の40°(±20°)と比べて32°(±16°)と小さいので、表11に示される通り、全系の焦点距離fを比較的長く設定している。
図8に、実施例8の走査光学系の断面図を示す。この実施例8の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、メニスカスレンズである正の第1レンズL1、両凹レンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表8に、実施例8の走査光学系の基本レンズデータを示す。なおこの実施例8では前述した通り、偏向角度範囲が他の実施例の40°(±20°)と比べて32°(±16°)と小さいので、表11に示される通り、全系の焦点距離fを比較的長く設定している。
<比較例1>
図9に、本発明に対する比較例1の走査光学系の断面図を示す。この比較例1の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、両凹レンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表9に、比較例1の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図9に、本発明に対する比較例1の走査光学系の断面図を示す。この比較例1の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、両凸レンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、両凹レンズである負の第3レンズL3、および両凸レンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表9に、比較例1の走査光学系の基本レンズデータを示す。
<比較例2>
図10に、本発明に対する比較例2の走査光学系の断面図を示す。この比較例2の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、メニスカスレンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである正の第3レンズL3、およびメニスカスレンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表10に、比較例2の走査光学系の基本レンズデータを示す。
図10に、本発明に対する比較例2の走査光学系の断面図を示す。この比較例2の走査光学系は、光ビーム入射側から被走査面側に向かって順にガルバノミラー4のミラー4a、メニスカスレンズである正の第1レンズL1、メニスカスレンズである負の第2レンズL2、メニスカスレンズである正の第3レンズL3、およびメニスカスレンズである正の第4レンズL4を配置して構成されている。表10に、比較例2の走査光学系の基本レンズデータを示す。
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明の走査光学系は、上記実施例のものに限られることなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数を適宜変更することが可能である。
また本発明の走査光学系は、前述した放射線画像読取装置に限って適用されるものではなく、例えばその他の種類の読取装置や、さらには光走査記録装置等にも適用可能であって、所望の走査ビーム径を得る上で、先に説明したのと同様の効果を奏することができる。
1 半導体レーザ
2 光ビーム
3 コリメーターレンズ
4 ガルバノミラー
5 走査レンズ
6 ミラー
7 蓄積性蛍光体シート
8 集光ガイド
9 光電子増倍管
10 副走査手段
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
Z 光軸
2 光ビーム
3 コリメーターレンズ
4 ガルバノミラー
5 走査レンズ
6 ミラー
7 蓄積性蛍光体シート
8 集光ガイド
9 光電子増倍管
10 副走査手段
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
Z 光軸
Claims (12)
- 光源から発せられた光ビームを反射偏向させる、偏向角度範囲が40°以下のガルバノミラーと、偏向されたレーザビームを被走査面上で集束させるfθレンズとを有する走査光学系において、
前記fθレンズが実質的に、ガルバノミラー側から順に、正の屈折力を有する球面レンズである第1レンズ、負の屈折力を有する球面レンズである第2レンズ、球面レンズである第3レンズ、および正の屈折力を有する球面レンズである第4レンズが配置されてなるものであり、
fθレンズ全系の焦点距離をf、前記第3レンズの焦点距離をf3として下記条件式(1)が満足されていることを特徴とする走査光学系。
−7.300 ≦f/f3 ≦ 0.509 ・・・(1) - 下記条件式(1’)が満足されている請求項1記載の走査光学系。
−5.096 ≦f/f3 ≦ −0.539 ・・・(1’) - 下記条件式(2)が満足されている請求項1または2記載の走査光学系。
−0.014 ≦1/f3≦ 0.001・・・(2) - 下記条件式(2’)が満足されている請求項3記載の走査光学系。
−0.010 ≦1/f3≦ −0.001・・・(2’) - 前記第1レンズの焦点距離をf1として下記条件式(3)が満足されている請求項1から4いずれか1項記載の走査光学系。
0.172 ≦f1/f≦ 0.320・・・(3) - 前記第2レンズの焦点距離をf2として下記条件式(4)が満足されている請求項1から5いずれか1項記載の走査光学系。
−0.623 ≦f2/f≦ −0.163・・・(4) - 前記第4レンズの焦点距離をf4として下記条件式(5)が満足されている請求項1から6いずれか1項記載の走査光学系。
0.361 ≦f4/f≦ 0.774・・・(5) - 下記条件式(6)が満足されている請求項1から7いずれか1項記載の走査光学系。
0.319 ≦f1/f4≦ 0.499・・・(6) - 偏向されたレーザビームを、前記被走査面としての蓄積性蛍光体シート上で集束させるものである請求項1から8いずれか1項記載の走査光学系。
- 請求項1から9いずれか1項記載の走査光学系を経たレーザビームにより、被走査面を走査するように構成された光走査装置。
- 前記被走査面が蓄積性蛍光体シートである請求項10記載の光走査装置。
- 請求項11記載の光走査装置を備え、該光走査装置により走査された蓄積性蛍光体シートの部分から発せられた輝尽発光光を検出して、前記蓄積性蛍光体シートに蓄積記録されている放射線画像を読み取る構成を有することを特徴とする放射線画像読取装置。
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