JP2015102623A - 走査光学系、光走査装置および放射線画像読取装置 - Google Patents

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、負の屈折力を有する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１レンズＬ１の焦点距離をｆ1として下記条件式（１）を満足させる。２．５２９ ≰ ｆ／ｆ1 ≰ ８．４３７ ・・・（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、それらを並べた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、二本の針金として直径５０μｍのものを用い、それらの間隔は５０μｍに設定した。そして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」（蓄積性蛍光体はＢａＦＸ：Ｅｕ²⁺（ただしＸはＢｒおよびＩ））を用い、読取用の波長６６０ｎｍ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９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。

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。

特開２００３−２２８１４５号公報 特開平０１−３０９０２１号公報 特公昭６０−０５３２９４号公報 特開昭６２−２６２８１２号公報 特開平１０−１８６２５８号公報

ところで、例えば航空・宇宙関連分野等の部品の検査では、部品の厚さが比較的薄いことから、読取時のレーザパワーは前述のように２ｍＷ程度に設定すれば十分であることが多い。つまり、比較的薄い部品の放射線画像を記録する際には、Ｘ線やγ線等の放射線は部品を良好に透過するので、蓄積性蛍光体シートに照射される放射線量が大きくなり、そこで、レーザパワーを２ｍＷ程度と比較的低く設定してもＳ／Ｎの高い読取画像信号が得られるようになる。

それに対して、例えば石油、電力関連分野等の部品の検査では、部品の厚さが比較的厚いことから、放射線画像の記録に際して、蓄積性蛍光体シートに照射される放射線量は小さくなりがちである。この場合、部品が薄い場合と同じようにＳ／Ｎの高い読取画像信号を得るためには、放射線の照射時間をより長く設定して、蓄積性蛍光体シートに照射される放射線量を増大させることが考えられるが、そのようにすると、放射線画像の記録に要する時間が長くなってしまう。放射線照射時間を比較的短くしたままＳ／Ｎの高い読取画像信号を得るには、蓄積性蛍光体シートに照射された放射線量が小さくても高レベルの読取画像信号が得られるように、読取時のレーザパワーを高めに設定して蓄積性蛍光体シートからの輝尽発光光量を増やすのが効果的である。

以上、記録対象の部品が厚い場合でも、部品が薄い場合と同程度に放射線照射時間を設定したいという要求から読取時のレーザパワーを高くすることについて説明したが、部品の厚さが共通の場合なら、読取時のレーザパワーを高くすることによって放射線照射時間をより短くすることが可能である。すなわち、例えば放射線照射時間を１０分としたとき読取時のレーザパワーを２ｍＷに設定すればよい場合なら、読取時のレーザパワーを４倍の８ｍＷに設定することにより、放射線照射時間を１／４の２分３０秒と短くすることができる。

ただし、そのようにするには、レーザパワーを高めに設定しても必要な解像性が確保されることが前提となる。図９によれば、ビーム径を３６μｍ以下に設定する場合、ビーム径を細くする程より高い解像性が得られることが分かる。そこで本発明者は、ビーム径およびレーザパワー以外の条件は上記実験と共通として、ビーム径は３０μｍとする一方、レーザパワーを種々に設定して、レーザパワーによって変わる解像性を具体的に調べた。表１０および図１０はその結果を示すものであり、それらに示される通り、ビーム径を３０μｍ以下に設定できれば、レーザパワーを８ｍＷ程度まで上げても２０％以上の解像性が確保されることが判る。

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３０μｍ以下に設定可能であることが望まれる。

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３０μｍ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°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、
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、正または負の屈折力を有する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、そして、
ｆθレンズ全系の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ1として下記条件式（１）
２．５２９ ≦ ｆ／ｆ1 ≦ ８．４３７ ・・・（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
０．００５ ≦ １／ｆ1 ≦ ０．０１６４ ・・・（２）
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、上記条件式（１）、（２）の少なくともいずれか一つに加えて、第２レンズの焦点距離をｆ2として下記条件式
−９．１００ ≦ｆ／ｆ2 ≦ −４．３１２ ・・・（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、上記条件式（１）、（２）の少なくともいずれか一つに加えて、第３レンズの焦点距離をｆ3として下記条件式
−０．８４７ ≦ ｆ／ｆ3 ≦ ０．４２３ ・・・（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、上記条件式（１）、（２）の少なくともいずれか一つに加えて、第４レンズの焦点距離をｆ4として下記条件式
１．３４６ ≦ ｆ／ｆ4 ≦ １．８３８ ・・・（５）
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、その上で光ビームを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、正または負の屈折力を有する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、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３０μｍ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３０μｍ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３０μｍ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。

本発明の実施例１に係る走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２に係る走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３に係る走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４に係る走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５に係る走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６に係る走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明に対する比較例１の走査光学系のレンズ構成を示す断面図 本発明に対する比較例２の走査光学系のレンズ構成を示す断面図 光走査装置において求められるビーム径を説明するグラフ レーザパワーと解像性との関係を示すグラフ ｆ／ｆ1の値とビーム径との関係を示すグラフ １／ｆ1の値とビーム径との関係を示すグラフ 本発明の一実施形態に係る光走査装置を示す概略構成図

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１３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１３では、走査レンズ５を概略的に１つのレンズとして示してあるが、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。

なお上記検査対象物が比較的厚いものである場合でも、先に説明したように、読取時の半導体レーザ１のパワーを高く設定すれば、蓄積性蛍光体シート７に対する放射線の照射時間を、検査対象物が比較的薄いものである場合と同程度に設定することが可能になる。また、検査対象物の厚さが共通の場合どうしで比較すれば、半導体レーザ１のパワーを高く設定することにより、蓄積性蛍光体シート７に対する放射線照射時間をより短くすることができる。

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６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２〜６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１３参照）が構成されている。ここで実施例１において、４枚のレンズの屈折力の組み合わせは、光入射側から順に「正」、「負」、「正」、および「正」となっている。それに対して、後述する実施例２〜６並びに比較例１および２においてこの屈折力の組み合わせは、光入射側から順に「正」、「負」、「負」、および「正」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１レンズＬ１の焦点距離をｆ1とすると、下記条件式
２．５２９ ≦ ｆ／ｆ1 ≦ ８．４３７ ・・・（１）
が満足されている。

ここで表９に、本実施例１および後述する実施例２〜６、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ｆ／ｆ1、ｆ／ｆ2、ｆ／ｆ3、ｆ／ｆ4、1／ｆ1の値（単位：ｍｍ）を示す。またこの表９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。なお表９において、前述した条件式（１）〜（５）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、表９において特に必要な条件については、実施例１〜６内の各最小値、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１３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１２ｍｍ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約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（約６５０ｍｍ）は、後述する実施例２〜６および比較例１、２において共通である。

また、以上の８例について、ｆ／ｆ1の値とビーム径ｄとの関係を図１１に示してある。この図１１および表９から判るように、ｆ／ｆ1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３０μｍ以下に設定可能である。そうであれば、放射線画像読取時のレーザパワーを前述した８ｍＷ程度まで上げて放射線照射時間の短縮化を図っても、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。その詳しい理由は、先に述べた通りである。

上記ｆ／ｆ1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３１．２μｍ、３１．６μｍとなって、３０μｍ以下に設定する要求に応えることができない。

また上記表９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５０５．７ｍｍ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３０．０４６ｍｍ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は前述した通り約６５０ｍｍであり、後述する表１に示す面間隔Ｄiの合計も６５０．０２７ｍｍとなっている。しかし、本発明の走査光学系ではそれに限らず、この距離を６５０ｍｍより短く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１３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。

以上述べたようにビーム径ｄを３０μｍ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２〜６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
０．００５ ≦ １／ｆ1 ≦ ０．０１６４ ・・・（２）
も満足されている。この１／ｆ1の値とビーム径ｄとの関係を図１２に示す。この図１２および表９から判るように、１／ｆ1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３０μｍ以下に設定可能である。

また上記表９を参照すれば、先に述べた３つの条件式
−９．１００ ≦ｆ／ｆ2 ≦ −４．３１２ ・・・（３）
−０．８４７ ≦ ｆ／ｆ3 ≦ ０．４２３ ・・・（４）
１．３４６ ≦ ｆ／ｆ4 ≦ １．８３８ ・・・（５）
が上記条件式（１）、（２）の少なくともいずれか一つに加えて、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３０μｍ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１〜６、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、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。なお、面番号９の面に関して、上記ｉ＋１番目の面は被走査面である。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、適宜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２〜８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、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。

＜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。

＜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、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。

＜比較例１＞
図７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、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７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８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、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８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

Claims (9)

1. 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、正または負の屈折力を有する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１レンズの焦点距離をｆ1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。
   ２．５２９ ≦ ｆ／ｆ1 ≦ ８．４３７ ・・・（１）
2. 下記条件式（２）が満足されている請求項１記載の走査光学系。
   ０．００５ ≦ １／ｆ1 ≦ ０．０１６４ ・・・（２）
3. 前記第２レンズの焦点距離をｆ2として下記条件式（３）が満足されている請求項１または２記載の走査光学系。
   −９．１００ ≦ｆ／ｆ2 ≦ −４．３１２ ・・・（３）
4. 前記第３レンズの焦点距離をｆ3として下記条件式（４）が満足されている請求項１から３いずれか１項記載の走査光学系。
   −０．８４７ ≦ ｆ／ｆ3 ≦ ０．４２３ ・・・（４）
5. 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４いずれか１項記載の走査光学系。
   １．３４６ ≦ ｆ／ｆ4 ≦ １．８３８ ・・・（５）
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５いずれか１項記載の走査光学系。
7. 請求項１から６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。
8. 前記被走査面が蓄積性蛍光体シートである請求項７記載の光走査装置。
9. 請求項８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。