JPH05160497A - 半導体レーザーの光出力安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感度が照射光波長に応じて変化する感光体に
光を照射する半導体レーザーの光出力を安定化させると
ともに、光出力安定化制御のためにモニター光光量を検
出する光検出器の前に、感光体の分光感度特性に対応し
た分光透過率特性を有する光学フィルターを配置して、
感光体の感度の波長依存性を補償するようにした半導体
レーザーの光出力安定化装置において、分光感度特性が
相異なる複数の感光体に対して上記波長依存性を正確に
補償できるようにする。 【構成】 感光体である第１の蓄積性蛍光体シート１、
第２の蓄積性蛍光体シート１’の各分光感度特性にそれ
ぞれ対応した分光透過率特性を有する光学フィルター37
Ａ、37Ｂをターレット39に取り付けて、それらの１つを
選択的にモニター光31Ｂの光路に挿入できるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザーの光出力
安定化装置に関し、特に詳細には、感度が照射光波長に
応じて変化する感光体に光を照射する半導体レーザーを
対象とした光出力安定化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光走査記録装置や光通信装置
等において光ビームを発生する光源の１つとして、半導
体レーザーが広く用いられている。この半導体レーザー
は、ガスレーザー等に比べれば小型、安価で消費電力も
少なく、また駆動電流を変えることによって直接変調が
可能である等、数々の長所を有している。

【０００３】この半導体レーザーを用いた光源装置にお
いては、一定の光量指令信号、あるいは段階的または連
続的に変えられる光量指令信号が示す所定光量が正確に
得られるように、いわゆるＡＰＣ（Ａutomatic Ｐower
Ｃontrol）回路を設けて光出力安定化制御を行なうこ
とが多い。このＡＰＣ回路は、半導体レーザーの後方出
射光（画像記録等に供される前方出射光とは反対の方向
に出射する光ビーム）や、あるいは上記前方出射光の一
部をビームスプリッタ等で分岐させたモニター光の光量
を光検出器により検出し、その検出光量を所定値に保つ
ように半導体レーザーの駆動電流をフィードバック制御
するものである。

【０００４】上述のように光出力安定化制御がかけられ
た半導体レーザーは、種々の感光体に照射するための光
を発する光源として使用されることも多い。またこの感
光体は、感度が照射光波長に応じて変化するものが多
く、そのような感光体としては、例えば銀塩写真フィル
ムや、特開昭55-116340 号公報等に開示されている蓄積
性蛍光体シート等が挙げられる。

【０００５】なおここで、上記蓄積性蛍光体シートにつ
いて簡単に説明する。ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、
α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、
この放射線エネルギーの一部が蛍光体中に蓄積され、こ
の蛍光体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積された
エルネギーに応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知ら
れており、このような性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体
（輝尽性蛍光体）と呼ばれる。

【０００６】この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の放
射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体の層を有するシートに
記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光
で２次元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、ＣＲＴ等からな
る表示装置に放射線画像を可視像として出力させる放射
線画像情報記録再生システムも本出願人により既に提案
されている（特開昭55-12492号、同56-11395号等）。

【０００７】ところで半導体レーザーにおいては、周囲
温度の変化によって発振波長が連続的に変動したり、特
にシングルモードの半導体レーザーにあっては温度変化
あるいは駆動電流の変化によりモードホッピングという
現象が起こり、発振波長が不連続に変化したりする。上
記のように半導体レーザーから発せられた光が、波長依
存性の有る感度特性を備えた感光体に照射される場合、
この発振波長変動は好ましくない事態を招くことにな
る。すなわち感光体が記録材料である場合には、発振波
長変動により記録画像の濃度が変動してしまうし、また
感光体が前述の蓄積性蛍光体シートである場合には、発
振波長変動により輝尽発光光量つまり読取画像の濃度が
変動してしまう。

【０００８】特公昭63-60385号公報には、上述のような
感光体の感度の波長依存性を補償可能とした半導体レー
ザーの光出力安定化装置が示されている。この半導体レ
ーザーの光出力安定化装置は、光出力安定化制御のため
に光検出器によって検出されるモニター光の光路に、感
光体の分光感度特性に対応した分光透過率特性を有する
光学フィルターを挿入したものである。この構成によれ
ば、例えば半導体レーザーの発振波長が感光体の感度低
下側に変化した際には、光検出器の検出光量も減少する
ために光出力が増大され、感光体の感度低下が照射光量
増大によって補償される。発振波長が感光体の感度増大
側に変化した場合は、その逆である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来装置にあ
っては、感光体の種類によって分光感度特性が異なるの
で、上記のような光学フィルターの分光透過率特性が特
定感光体の分光感度特性には正確に対応していても他の
感光体には対応せず、そのために、感光体の感度の波長
依存性を正確に補償できないことがあった。

【００１０】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、モードホッピング等により半導体レーザ
ーの発振波長が変動した際に、感光体の感度の波長依存
性を正確に補償することができる半導体レーザーの光出
力安定化装置を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザーの光出力安定化装置は、前述したように感度が照射
光波長に応じて変化する感光体に光を照射する半導体レ
ーザーと、この半導体レーザーから出射した光の光量を
検出する光検出器と、この光検出器が出力する光量信号
を受け、該光量信号を所定値に保つように半導体レーザ
ー駆動電流を制御するフィードバック制御回路と、上記
感光体の分光感度特性に対応した分光透過率特性を有
し、上記光検出器に入射する光の光路に挿入された光学
フィルターとからなる半導体レーザーの光出力安定化装
置において、複数の感光体の各分光感度特性にそれぞれ
対応した分光透過率特性を有する複数の光学フィルター
と、これらの光学フィルターのうちの１つを選択的に光
路に挿入させるフィルター切換手段とが設けられたこと
を特徴とするものである。

【００１２】

【作用および発明の効果】本発明者等の研究によると、
前述したように感光体の感度の波長依存性を正確に補償
できないという問題は、光走査記録装置や光走査読取装
置においては分光感度特性が相異なる感光体が使用され
ることがあり、そのような場合は、ある感光体に対して
感度の波長依存性を正確に補償できる光学フィルターを
使用しても、他の感光体に対してはその光学フィルター
の特性が不適当となることがある、ということに起因し
ていることが判明した。

【００１３】そこで上述のような複数の光学フィルター
を用意しておき、フィルター切換手段を操作して、使用
する感光体の分光感度特性に応じて光学フィルターを切
換使用すれば、どの感光体に対しても、感度の波長依存
性が正確に補償されるようになる。

【００１４】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例による半導
体レーザーの光出力安定化装置を示すものである。な
お、この実施例装置によって光出力が安定化される半導
体レーザー30は、一例として前述の蓄積性蛍光体シート
に照射される励起光の光源として用いられたものであ
る。図示されるように半導体レーザー30から発散光状態
で射出された光ビーム（レーザービーム）31はコリメー
ターレンズ32によって平行光化されて、ビームスプリッ
タ33に入射する。光ビーム31の一部はこのビームスプリ
ッタ33を透過して、励起光31Ａとしてガルバノメータミ
ラー等の光偏向器34に入射する。一方ビームスプリッタ
33で反射した光ビームは、モニター光31Ｂとして集光レ
ンズ35で集光された後、光出力安定化制御用の光検出器
36に受光される。なおこのモニター光31Ｂは、後述する
光学フィルター37Ａあるいは37Ｂを通して光検出器36に
導かれる。

【００１５】被写体を透過した放射線を照射する等によ
り、この被写体の放射線画像情報が蓄積記録された蓄積
性蛍光体シート１は、エンドレスベルト等の副走査手段
11により矢印Ｙ方向に移動され、それとともに上記励起
光31Ａが光偏向器34によって偏向され、シート１上をＸ
方向に主走査する。この励起光走査を受けた蓄積性蛍光
体シート１の箇所からは、蓄積記録されている放射線画
像情報に応じた光量の輝尽発光光13が発散する。この輝
尽発光光13は、透明なアクリル板を成形して作られた光
ガイド14の一端面14ａからこの光ガイド14の内部に入射
し、その中を全反射を繰返しながら進行して、円形に丸
められた端面14ｂから出射し、フォトマルチプライヤー
（光電子増倍管）15に受光される。このフォトマルチプ
ライヤー15からは、輝尽発光光13の発光量に対応した、
つまり上記放射線画像情報を示す画像信号Ｓが出力され
る。

【００１６】上記の画像信号Ｓは、対数増幅器16により
対数増幅され、次いでＡ／Ｄ変換器17に通されて、デジ
タル画像信号Ｄに変換される。このデジタル画像信号Ｄ
は次に画像処理回路20において階調処理等の画像処理を
受けた後、画像再生装置21に送られて、放射線画像の再
生に供せられる。この画像再生装置21は、ＣＲＴ等から
なるディスプレイ手段でもよいし、感光フィルムに光走
査記録を行なう記録装置であってもよい。

【００１７】次に、半導体レーザー30の光出力安定化制
御について説明する。上記光検出器36はモニター光31Ｂ
の光量を示す光量信号Ｓ１を出力し、この光量信号Ｓ１
はフィードバック制御回路38に入力される。本実施例に
おいてはこのフィードバック制御回路38により、励起光
31Ａの光量が一定となるように光出力安定化制御がなさ
れる。すなわちフィードバック制御回路38は上記光量信
号Ｓ１と基準信号とを比較し、前者が後者を上回る場合
は半導体レーザー30に注入する駆動電流Ｉを低下させ、
その反対の場合は駆動電流Ｉを増大させる制御を行な
う。それによりモニター光31Ｂの光量、すなわちそれと
対応する励起光31Ａの光量が一定の値に安定する。なお
フィードバック制御回路38としては、従来より知られて
いる一般的なものを用いればよい。

【００１８】ここで、先に述べた光学フィルター37Ａ、
37Ｂの作用について説明する。光学フィルター37Ａ、37
Ｂは、フィルター切換手段としてのターレット39に固定
されている。ターレット39は軸Ｃを中心として、手動に
より回転自在に保持されており、そのように回転するこ
とにより、光学フィルター37Ａ、37Ｂの一方を選択的に
モニター光31Ｂの光路に挿入する。蓄積性蛍光体シート
１の励起光31Ａに対する感度（これは一定光量の励起光
に対する輝尽発光光量で規定される）は、図２の曲線Ｐ
１で示すような波長依存性を有する。そして一方の光学
フィルター37Ａは図３の曲線ａ１で示すように、蓄積性
蛍光体シート１の分光感度特性に対応した分光透過率特
性を有するものである。モニター光31Ｂの光路にこのよ
うな光学フィルター37Ａが挿入されていると、半導体レ
ーザー30のモードホッピング等により光ビーム31の波長
が変動した場合、その波長に応じて光検出器36のモニタ
ー光受光量が変化する。つまり、光ビーム31の波長が長
波長側にずれるのに従って、このモニター光受光量がよ
り減少する。そうなるとフィードバック制御回路３８に
より、この受光量減少に応じて半導体レーザー３０の光
出力が増大方向に制御される。光ビーム31の波長が短波
長側にずれた場合は、その逆である。

【００１９】したがって光ビーム31の光量つまり励起光
31Ａの光量は、図３の曲線ｂ１で示すように蓄積性蛍光
体シート１の分光感度特性の逆特性で、その波長変化に
応じて変化する。このように蓄積性蛍光体シート１の感
度の波長依存性が励起光照射量の増減によって補償され
れば、画像再生装置21により再生される放射線画像の濃
度が励起光波長の変化によって変動することがなくな
り、高画質の放射線画像が再生されるようになる。

【００２０】上記放射線画像情報読取装置には、蓄積性
蛍光体シート１とは異なる分光感度特性を有する蓄積性
蛍光体シート１’が供給されることもある。この蓄積性
蛍光体シート１’の励起光31Ａに対する感度は、図２の
曲線Ｐ２で示すような波長依存性を有する。そしてもう
１つの光学フィルター37Ｂは図３の曲線ａ２で示すよう
に、蓄積性蛍光体シート１’の分光感度特性に対応した
分光透過率特性を有する。そこで、蓄積性蛍光体シート
１’が読取処理にかけられる際には、ターレット39を操
作して光学フィルター37Ｂをモニター光31Ｂの光路に挿
入させれば、励起光31Ａの光量は波長変化に応じて図３
の曲線ｂ２の特性で変化する。そうなっていればこの場
合も、蓄積性蛍光体シート１’の感度の波長依存性が励
起光照射量の増減によって補償されるので、画像再生装
置21により再生される放射線画像の濃度が励起光波長の
変化によって変動することがなくなり、高画質の放射線
画像が再生されるようになる。

【００２１】なお上記の実施例は、２種類の蓄積性蛍光
体シート１、１’に対応するように形成されたものであ
るが、本発明は３種類以上の感光体が使用される場合で
も、各感光体の特性に合わせてそれぞれ光学フィルター
を設けることにより対応可能である。

【００２２】また本発明においては、ある感光体に対応
する光学フィルターが複数の光学フィルターから構成さ
れても構わない。以下図４を参照して、そのように形成
された本発明の第２実施例について説明する。なおこの
図４において、図１中のものと同等の要素については同
番号を付してあり、それらについての重複した説明は省
略する。

【００２３】この第２実施例装置においては、モニター
光31Ｂの光路に光学フィルター37Ａが常時挿入されてい
る。この光学フィルター37Ａは、一方の蓄積性蛍光体シ
ート１の分光感度特性に対応した分光透過率特性を有す
るものである。そしてもう１つの光学フィルター37Ｃ
は、例えば電磁式のアクチュエータ40により図中左右方
向に移動されて、モニター光31Ｂの光路に入る位置と該
光路から退出した位置のいずれかに配置される。この光
学フィルター37Ｃは、上記光学フィルター37Ａと合わさ
れた状態で第１実施例の光学フィルター37Ｂと同等の分
光透過率特性を有するようになるものである。したがっ
てこの装置においては、光学フィルター37Ｃをモニター
光31Ｂの光路から退出させておけば、蓄積性蛍光体シー
ト１の感度の波長依存性が補償され、光学フィルター37
Ｃをモニター光31Ｂの光路に挿入すれば、蓄積性蛍光体
シート１’の感度の波長依存性が補償されるようにな
る。

【００２４】以上、使用光である励起光31Ａの光量を一
定値に安定化させるように形成された実施例について説
明したが、本発明は、半導体レーザーを直接変調するに
当たり、連続的あるいは段階的に変えられる光量指令信
号に対して使用光光量が所定値となるように光出力安定
化制御を行なう場合にも同様に適用可能である。

【００２５】また本発明は、蓄積性蛍光体シートに照射
する励起光を発する半導体レーザーに限らず、その他例
えば、感度が照射光波長に応じて変化する感光体に記録
光を照射するための半導体レーザーの光出力を安定化す
る装置に対しても、同様に適用可能である。さらに本発
明は、半導体レーザーの前方出射光を使用光とし、後方
出射光をモニター光として検出するようにした装置に対
しても、同様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例装置が適用された放射線画
像情報読取装置を示す概略図

【図２】図１の放射線画像情報読取装置が扱う蓄積性蛍
光体シートの分光感度特性を示すグラフ

【図３】図１の装置における光学フィルターの分光透過
率特性と、励起光の波長対照射量特性とを示すグラフ

【図４】本発明の第２実施例装置の要部を示す側面図

【符号の説明】

１、１’ 蓄積性蛍光体シート 11 副走査手段 15 フォトマルチプライヤー 30 半導体レーザー 31 光ビーム 31Ａ 励起光 31Ｂ モニター光 33 ビームスプリッタ 34 光偏向器 36 光検出器 37Ａ、37Ｂ、37Ｃ 光学フィルター 38 フィードバック制御回路 39 ターレット 40 アクチュエータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 1/04 １０４ Ｚ 7251−5Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感度が照射光波長に応じて変化する感光
   体に光を照射する半導体レーザーと、 この半導体レーザーから出射した光の光量を検出する光
   検出器と、 この光検出器が出力する光量信号を受け、該光量信号を
   所定値に保つように半導体レーザー駆動電流を制御する
   フィードバック制御回路と、 前記感光体の分光感度特性に対応した分光透過率特性を
   有し、前記光検出器に入射する光の光路に挿入された光
   学フィルターとからなる半導体レーザーの光出力安定化
   装置において、 複数の感光体の各分光感度特性にそれぞれ対応した分光
   透過率特性を有する複数の光学フィルターと、これらの
   光学フィルターのうちの１つを選択的に前記光路に挿入
   させるフィルター切換手段とが設けられたことを特徴と
   する半導体レーザーの光出力安定化装置。