JPH0446257Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本考案はレーザ光を利用して画像情報の読み取
りまたは画像情報を記録媒体に画像記録する半導
体レーザ素子を有するレーザ光走査装置に関す
る。

【考案の背景】

例えば、文字や図形や絵などの原稿画像情報を
読み取り２値化信号化する読取装置や、２値化信
号化された文字や図形を感光体上（あるいは感光
体を介して記録紙上）に記録する記録装置は種々
提案されている。例えば読取装置一例として、原
稿をレーザ光走査装置のレーザービームで走査
し、原稿からの反射光又は透過光又は散乱光を光
検出器により光電変換して画像信号を得、最終的
には可視画像として記録装置によりハードコピー
化したり、或はCRT上に再生したりして活用さ
れている。 かかるレーザ走査装置を用いた装置の一例とし
て、放射線画像情報読取装置について以下に説明
する。輝尽性蛍光体にＸ線、電子線、紫外線など
の励起光を照射すると、そのエネルギーの一部が
照射量に応じて輝尽性蛍光体の結晶内に一旦準安
定状態で蓄積される。これに可視光線や赤外線等
の輝尽励起光で刺激すると、蓄積エネルギーに比
例した輝尽性蛍光発光が起こる。この現象は各種
放射線によつて形成される画像情報の記録に利用
することができ、例えば特開昭55−12144号公報
には、光輝尽性蛍光体層を有する交換パネルにＸ
線等の放射線による画像情報露光を与えて放射線
エネルギーを吸収させて、一種の潜像を形成さ
せ、しかる後、輝尽励起光のビームによつて変換
パネル面を走査し、蛍光体の発する輝尽発光強度
を検出系で読み取り放射線画像情報を得る方法が
開示されている。こうした方法では通常輝尽励起
光としてはレーザービーム等が使用され、また輝
尽発光の読み取りには光電子増倍管等の光検出器
が使用され、輝尽発光強度は光電変換され電気信
号として取り出される。 第９図は、輝尽性蛍光体を利用した放射線画像
情報読取装置の構成図である。図において、１は
Ｘ線管のごとき放射線発生装置、２は被写体、３
は放射線画像変換パネル（蓄積性蛍光体）であ
り、従来の撮影に準じて行われる画像情報読取装
置４内にマウントされている撮影済みの変換パネ
ル３は、装置内では振動ミラー（ガルバノメータ
ミラー）、fθレンズを介するレーザービームの主
走査方向に対して直角方向に、変換パネル３を搬
送することにより、変換パネル３の全面を走査す
る。走査により生ずる光を光フアイバーで光検出
器（光電子増倍管）により光電変換し、時系列電
気信号としたうえでＡ／Ｄ変換する。 次に、画像処理機５において、デジタル化され
た電気信号はコンピユータにより、階調処理、エ
ツジ強調処理などの処理を診断目的に応じて施
す。処理画像は即座にCRTモニター６上に表示
される。また、処理画像は磁気デイスク、磁気テ
ープ、光デイスク光磁気デイスク等のメモリー装
置７に収容蓄積することが可能である。 画像記録機８は、前記処理信号をＤ／Ａ変換し
たうえで光変調器により再びレーザービーム変調
し、この走査によりフイルムＦ上に書き込みを行
う部分である。書き込みの終了したフイルムは、
自動現像され最終出力画像としての処理済みのＸ
線写真が得られる。 上記のごとき放射線画像情報処理装置は、記録
し得る放射線露光域が極めて広く、電気信号とし
て得られる画像情報を自由に信号処理することが
でき、目的に最も適合した画像を得ることが出来
る等の特長を有する。特に、可視範囲の広い鮮明
な画像が恒常的に得られ、目的に応じて低線量撮
影も可能な利点がある。 上記画像情報読取装置４においては、輝尽励起
光発生用のレーザービームは、偏向器によつてド
ライブされるガルバノメーターミラーで主走査さ
れ、fθレンズを透過して、変換パネル３に照射さ
れる。レーザービームが照射されることにより、
変換パネル３から記録されている放射線画像が輝
尽発光となつて現れる。この輝尽発光は最初の放
射線の照射量による蓄積エネルギーに対応した光
量である。

【考案が解決しようとする問題点】

ところで、上記変換パネル３における輝尽発光
の光量は、それが多いほど光検出器での光電変換
の際に高Ｓ／Ｎ比の電気信号を得ることができ、
良質の再生放射線画像を得ることができる。ま
た、輝尽発光の光量が多いほど走査線Ａに沿つた
走査速度を速くして読取速度を高速化することも
できる。そして、上記輝尽発光量を増すには励起
光を増す必要があり、励起光発生部からの光ビー
ムの出力を増大する必要がある。 また、被写体２に照射するＸ線量を低減するた
めには、励起光の光量を増大させる必要があり、
このためには半導体レーザを励起光発生部に使用
した場合には、その出力の増大が必須となる。こ
れは感度の低い感光体を用いる記録装置において
も同様である。 しかしながら、半導体レーザの出力を増大せし
めると、レーザ素子の寿命が短かくなり信頼性が
低下するという問題点がある。即ち、レーザービ
ームの強度分布が正規分布を示さなくなつたり、
出力が不足したり、ダークラインを生じる等の欠
点が生じる。このため半導体レーザを新しいもの
と交換する頻度が多くなる。 そして半導体レーザを交換する都度、画像情報
読取（あるいは記録）装置内でレーザービーム光
の光学系位置調節を高精度に維持しなければなら
ない。しかしその調整作業は容易ではなく、ピン
ト調整に多大の時間を要し、かつ精度低下のおそ
れも生じる。 また、画像情報読取（あるいは記録）装置の光
源装置を他の光学系に変更する場合にも、同様な
作業性と精度に問題点が多い。

【問題点を解決するための手段】

本考案は、かかる問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、レーザ光走査装置に半導体レー
ザを使用した場合、レーザービームのパワーを所
望の強度に増加させ、輝尽発光量の増大またはＸ
線量低減を可能にし、かつこれに伴う半導体レー
ザの出力低下による交換頻度増加にも拘らず、作
業性の向上と高精度維持を可能とするものであ
る。更に、光学系変更も容易確実に行なうことが
可能とするレーザ光走査装置を提供することを目
的とするものである。 上記した目的を達成する本考案のレーザ光走査
装置は、走査面上を光源装置からのレーザ光によ
り主走査する主走査手段と、前記走査面を主走査
方向とほぼ直角な方向に相対的に移動させて副走
査する副走査手段とを有するレーザ光走査装置に
おいて、前記主走査手段として、半導体レーザ素
子を中央に配置し、この半導体レーザ素子の照射
側にコリメートレンズを回動自在のレーザ保持部
材に嵌合して固定し、このレーザ保持部材の外周
に固定枠を備え、前記半導体レーザ素子の保持部
材に接して冷却部材を配置して光源装置を構成
し、この光源装置を保持する保持部材が位置決め
基準を設定した基板上に固定され、この光源装置
を一体化ユニツトにするとともにこのユニツト内
の基板上にビーム整形光学系を配置したことを特
徴とするものである。 また上記基板上にビーム整形光学系を配設した
光源装置を一体化ユニツトにしたり、複数のレー
ザ素子を有する光源装置を一体化ユニツトに構成
し、着脱、交換可能にすることにより前記目的を
達成することができる。

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に従い詳細に説明
する。 第１図は本考案に係るレーザ光走査装置を用い
た放射線画像情報読み取り装置の光学系配置を示
す概略斜視図である。 輝尽性蛍光層を有する放射線画像情報変換パネ
ル３は、画像情報読取装置内の所定位置に設置さ
れている。そして読取装置の主走査系と読取系と
は一体となつて構成され直線方向移動可能になつ
ていて、変換パネル３と相対移動して副走査ｂが
行なわれる。１０は励起光発生用の光源装置（半
導体レーザー装置）であつて半導体レーザ駆動回
路９によつてドライブされる。光源装置１０の半
導体レーザー素子より発生したレーザービームＬ
は、コリメートレンズCL、ビーム整形光学系
（プリズムペア）１９、アパーチヤ２０、単色光
フイルタ２１、第一ミラー２２を経て振動ミラー
（ガルバノメーターミラー）２３に達する。該振
動ミラー２３は偏向器２４によつて振動され、レ
ーザービームＬを走査領域内に一定角速度で振動
偏向する。偏向器２４は偏向器ドライバー２５に
よつてドライブされる。偏向されたレーザービー
ムＬはfθレンズ２６によつて主走査線上で一定速
度となるよう調整され、第２ミラー２７、第３ミ
ラー２８、第４ミラー２９を経て変換パネル３上
を矢印ａ方向に主走査する。変換パネル３は同時
に矢印ｂ方向に相対移動し（副走査）、変換パネ
ル３の全面がラスタースキヤン走査される。 レーザービームＬによつて走査されて変換パネ
ル３から発生する輝尽は、光フアイバー集合体３
０で集光され輝尽光の波長領域のみを通すフイル
タ３１を通つて光電子増倍管３２等の光電変換器
を備えた受光部に至りアナログ電気信号に変換さ
れる。光電子増倍管３２から電流として出力され
た画像信号は電流−電圧変換増幅器３３を通つて
電圧増幅され、更に発光強度信号を画像濃度信号
に変換するLog変換器３４、画像クロツク信号に
同期して信号を一定期間維持するサンプルホール
ド回路３５を通つた後、Ａ／Ｄ変換器３６によつ
てデジタル信号に変換されたのち、メモリー３７
に貯えられる。メモリー３５はデジタル演算等を
行うCPU３８に接続されている。CPU３８はイ
ンターフエース３９を介して外部の機器例えばデ
ータを保存、加工するためのコンピユーター、画
像を出力するCPU表示装置やプリンタ等に連結
することができ、メモリーに貯えられたデータの
演算、転送を可能とする。 前記光源装置１０は、そのハウジング内に後述
のレーザ発生器SLとコリメートレンズCLを内蔵
し、該ハウジングの背面には放熱器１４が固定さ
れ、ハウジングの底面には取付台４１を介して基
板４２が固定されている。 第２図および第３図は本考案による光源装置ユ
ニツトの一実施例を示す斜視図および側断面図で
ある。 レーザ発生器SLは、半導体レーザ素子と、こ
れを収容する外装体であるパツケージと、該レー
ザ素子に電気的に接続され外部のレーザ発振器９
に接続するリード線等から構成されている。 上記レーザ発生器SLは、レーザーホルダ１１
の中央の段付開口部に嵌入され、ピン１１Ａによ
り円周方向が位置決めされ、レーザーホルダ１１
の段付部にパツケージのフランジ部が当接し後方
のスペーサ１１Ｂによる支持と接着により光軸方
向が位置決めされ一体化される。この状態で前記
パツケージの中心軸（ビーム光軸）とレーザーホ
ルダ１１の中心軸とはほぼ一致して固定されるこ
とになる。 レーザーホルダ１１の一部には温度検出素子１
２たとえばサーミスタ等が内蔵され、またレーザ
ーホルダ１１の背面には電子冷却素子、たとえば
ペルチエ素子１３が密着して取付けられている。
更に該ペルチエ素子１３の他の面にはヒートシン
ク等の放熱器１４が取付けられている。 前記レーザーホルダ１１は、断熱性を有する保
持部材１５とそれぞれの中心軸が一致するように
嵌合、保持されている。該保持部材１５は更にハ
ウジング本体１６の内部に、各中心軸が一致する
ように嵌合、保持されている。前記放熱器１４は
上記本体１６にねじ固定される。 上記本体１６の外周側面の一部は平面状にカツ
トされていて取付面１６Ａを形成している。該取
付面１６Ａは前記取付台４０に当接しねじ固定さ
れる。ここで４１は取付台４０と本体１６との各
穴に嵌合し位置決めする取付基準ピンである。 一方、前記レーザ発生器SLから出射した光ビ
ームをコリメートして平行光束にするコリメート
レンズCLは、レンズホルダ１７内に嵌入され、
レンズ押え１７Ａにより固定されている。該レン
ズホルダ１７は、マウント部材１８とねじ嵌合し
ていて、ロツクナツト１７Ｂにより固定可能にな
つている。コリメートレンズCLのピント調整は、
上記レンズホルダ１７を回転させて微動させるこ
とによつて行なわれ、調整完了後にロツクナツト
１７Ｂにより位置固定する。 コリメートレンズCLの光軸調整は、マウント
部材１８を本体１６の端面上で摺動させ、図示し
ない外方の検出器等により位置決めしたのち、本
体１６にねじ固定する。 以上の如くピント調整と光軸調整され取付台４
０に固定された光源装置１０は、基板４２に位置
調整されたのちねじ固定される。ここで基板４２
は前方基準面４２Ｘと側方基準面４２Ｙと上方基
準面４２Ｚとを有し、一定の板厚に作られてい
る。前記取付台４０はこれら３基準面に対し所定
の寸法を保ち、平行度が得られるよう設定された
のち固定される。かくしてレンズ発生器SL等を
収容した本体１６と、コリメートレンズCLを収
容したマウント部材１８等から成る光源装置１０
は取付台４０と共に基板４２上に位置調整されて
一体化ユニツトを形成する。 上記基板４２が取り付けられる画像情報読取装
置の主走査手段の光学系部材を配設する基体４３
上に基準ゲージ４４を予め位置決め固定してあ
る。そして該基準ゲージ４４の直交する内側２面
に前記光源装置１０を備えた基板４２の２つの基
準面４２Ｘ，４２Ｙを突き当てて、基板４２を基
体４３にねじ固定すれば、光源装置１０によるレ
ンズ光のピントおよび光軸は正確に設定される。 以上の如く調整設定された前記一体化ユニツト
の光源装置のうち、レーザ発生器SLは、放射線
画像形成装置におけるＸ線量低減や、高Ｓ／Ｎ比
の電気信号による高画質化や、読取速度の高速化
等を達成させるため、レーザ光の出力を増大して
使用される場合、半導体レーザ素子の寿命が短く
なる。このためレーザ発生器SLの交換を行う必
要があるが、その交換時に、ピント調整や光軸調
整や既設主走査手段の既設光学系との光軸合致調
整等を読取装置本体内で作業することは困難であ
る。 このため前記一体化ユニツトをなす光源装置１
０と基板４２とを一体にして前記基板４３から取
り外して、新規半導体レンズ素子を内蔵した交換
用光源装置を有する一体化ユニツトの基板４２を
基体４３上に設置し、基準ゲージ４４に基準面４
２Ｘ，４２Ｙを突き当ててＸ，Ｙ方向の位置決め
したのち、基板４２を基体４３にねじ固定する。
このとき従来のユニツトと交換する新規ユニツト
間に光軸位置（ｘ，ｙ，ｚ）に差異を生じないよ
う予め所定値になるよう各ユニツトを調整して共
通化しておくことが必要である。その一方法とし
て、調整済みの標準ユニツトと、基準ゲージ４４
を含む基体４３と同等の形状を有し、前遠方に光
検出器を備えた標準検査装置とを準備し、新規に
交換する一体化ユニツトを上記検査装置を用いて
標準ユニツトと同一寸法精度になるよう調整して
おけば、すべての光源装置の位置精度は共通化で
きる。このように予め共通化された新規の光源装
置を用いて、パワー低下した光源装置と交換すれ
ば、作業は迅速、確実に行なわれ精度維持も正確
である。そしてパワー低下した光源装置は内部の
レーザ発生器を新規のものと交換し、前記標準検
査装置により調整すれば、再び使用可能となる。 第４図は本考案による他の実施例を示すもの
で、基体４３上の基準ゲージ４４の代りに、基体
４３上に２個の基準ピン４５Ａ，４５Ｂを植設す
る。基板４２には、上記基準ピン４５Ａに嵌合す
る基準穴４２Ａと、反対側の基準ピン４５Ｂの回
動を規制するよう嵌合する長円形穴４２Ｂとがあ
けられている。これらの２対のピンと穴によつて
基板４２は基板４３に対して着脱自在に取付可能
であり、かつ常に所定位置に設置されるから、光
源装置１０の出射ビームの光軸は交換後も変らず
精度が維持できる。 第５図および第６図は本考案による更に他の実
施例による主走査手段の光学系の正面図および側
面図である。 これらの図において、前記レンズ発生器SLと
コリメートレンズCLとから成る光源装置１０と、
該光源装置１０の光ビーム出射方向前方に配置さ
れたビーム整形光学系（プリズムペア）１９を保
持する取付台５０とを基板５１上に固設して、こ
れらを一体化ユニツトとした。 このように光源装置１０、とビーム整形光学系
１９とを一体化ユニツトに構成して、予め標準検
査装置を用いて標準寸法に調整・設定しておくこ
とにより、特に高精度を要する光源装置１０とビ
ーム整形光学系１９の相対位置を維持することが
可能で、レーザ発生器SLの交換時の作業も正確、
迅速、容易に遂行することができる。 第７図は本考案による更に他の実施例によるレ
ーザ光走査装置を用いた画像情報読取装置の主走
査光学系の一部を示す斜視図である。 本実施例では、光ビームをα，βで示すよう
に、２本使用する。これら２本の光ビームは、
各々別の独立したレーザ発生器SL１，SL２から
射出され、その各々がコリメートレンズCL１，
CL２でコリメート（平行光線ビーム）にされ、
これにより光ビームα，βを形成され、偏光ビー
ムスプリツタ６０入射する。この偏光ビームスプ
リツタ６０では、光ビームαはそこのハーフミラ
ー面を通過するように偏光を揃えられ、また光ビ
ームβは上記ハーフミラー面をほぼ直角に反射す
るよう偏光を揃えられる。そして、上記偏光ビー
ムスプリツタ６０から出た光ビームα，βは、そ
の主光線が一致する（共軸となる）よう集束され
た光ビームとなり、前記主走査光学系により変換
パネル３の上面の主走査線ａ上の一点（一画素）
に集光される。即ち、両光ビームα，βの集合し
たパワーとなり、高エネルギーの励起光となるか
ら、変換パネル３上に励起される輝尽発光量は増
大し、画像読取精度の向上と高速処理が可能とな
る。 かかる複数の光ビームを共軸的集光させる場合
にも、上記複数のレーザ発生器SL１，SL２と、
複数のコリメートレンズCL１，DL２と、偏光ビ
ームスプリツタ６０とを一つの基板６１上に配置
し、一体化ユニツトに構成して交換着脱可能にす
れば、前述と同様にレーザ発生器交換時の作業性
と精度維持が容易、迅速、正確に行なわれる。 第８図は７図に示した例の変形例を示すもの
で、レーザ発生器SL１，SL２から射出した光ビ
ームを直接偏光ビームスプリツタ６２で共軸とな
るよう集束・集光させ、そののちコリメートレン
ズCLによりコリメートさせるようにしたもので
ある。この例では、コリメートレンズCLを１個
にすることができる。この場合においても、上記
レーザ発生器SL１，SL２、偏光ビームスプリツ
タ６２、コリメートレンズCLを一つの基板６３
上に配設し一体化ユニツトに構成すれば、前述と
同様な効果が得られる。 なお、第７図、第８図はレーザ発生器を２個用
いた場合について示したが、レーザ発生器を３個
以上用いる場合もレーザ発生器、コリメートレン
ズ、偏光ビームスプリツタを１つの基板上に配置
し、一体化ユニツトとすることで前述と同様の効
果が得られる。

【考案の効果】

以上説明したように、半導体レーザの出力を増
大せしめたとき、これに伴う半導体レーザの寿命
短縮や信頼性低下に応じて、半導体レーザの交換
が頻繁になり、その都度、光学系配列の調整やピ
ント調整等の精度作業に高度の熟練と多大な時間
を要していたが、本考案によれば、消耗するレー
ザ発生器の位置決めと、関連する光学部材のアラ
イメントとを一体化ユニツトとして予め精密検査
装置を用い外部で調整済みとなし、交換時にこの
ユニツトを画像情報読取装置の基準位置に装着す
るのみで完了するから、誰でも容易、確実、迅速
に交換着脱することができ、直ちに読取操作を遂
行できる。また、消耗したレーザ発生器のみを新
規のものと交換し上記一体化ユニツトニ組込み上
記精密検査装置で再調整すれば、再び使用可能な
状態に復元するから、ユニツトのコストは最小限
で済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る放射線画像情報読取装置
の光学系配置を示す概略斜視図である。第２図お
よび第３図は本考案による光源装置ユニツトの一
実施例を示す斜視図および側断面図である。第４
図は本考案による他の実施例を示す光源装置ユニ
ツトの斜視図である。第５図および第６図は本考
案による更に他の実施例による主走査光学系の正
面図および側面図である。第７図および第８図は
本考案による更に他の実施例による光源装置ユニ
ツトの斜視図である。第９図は放射線画像情報読
取装置の構成図である。 ３……放射線画像変換パネル、４……画像情報
読取装置、１０……光源装置、１６……ハウジン
グ本体、１７……レンズホルダ、１８……マウン
ト部材、１９……ビーム整形光学系（プリズムペ
ア）、４０，５０……取付台、４２，５１，６１，
６３……取付台、４３……基台、４４……基準ゲ
ージ、４５Ａ，４５Ｂ……基準ピン、６０，６２
……偏光ビームスプリツタ、CL，CL１，CL２
……コリメートレンズ、SL，SL１，SL２……レ
ーザ発生器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 走査面上を光源装置からのレーザ光により主
   走査する主走査手段と、前記走査面を主走査方
   向とほぼ直角な方向に相対的に移動させて副走
   査する副走査手段とを有するレーザ光走査装置
   において、前記主走査手段として、半導体レー
   ザ素子を中央に配置し、この半導体レーザ素子
   の照射側にコリメートレンズを回動自在のレー
   ザ保持部材に嵌合して固定し、このレンズ保持
   部材の外周に固定枠を備え、前記半導体レーザ
   素子の保持部材に接して冷却部材を配置して光
   源装置を構成し、この光源装置を保持する保持
   部材が位置決め基準を設定した基板上に固定さ
   れ、この光源装置を一体化ユニツトにするとと
   もにこのユニツト内の基板上にビーム整形光学
   系を配置したことを特徴とするレーザ光走査装
   置。 (2) 前記光源装置を構成する複数の半導体レーザ
   素子と、コリメートレンズと、該レーザ素子か
   ら射出される複数の光ビームを集束させる偏光
   ビームスプリツトとを、位置決め基準を有する
   基板上に配設して、これらを一体化ユニツトに
   なしたことを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載のレーザ光走査装置。 (3) 前記一体化ユニツトの基板が前記主走査手段
   の本体基準面に着脱可能であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   に記載のレーザ光走査装置。 (4) 前記走査装置が放射線画像情報が蓄積記録さ
   れた輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パ
   ネルであり、前記光源装置が、該光源装置のレ
   ーザ光の励起光により主走査露光し、走査面の
   放射線画像情報に応じた輝尽発光光を光検出器
   により光電変換して画像情報を読み取る放射線
   画像読取装置における励起光主走査手段の光源
   装置であることを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記
   載のレーザ光走査装置。