JPH05273153A - 蓄積性蛍光体の読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光電変換手器による光検出感度を向上させた
読取装置を提供する。 【構成】 蓄積性蛍光体１にレーザ光Ｒを照射して励起
光を発生させ、その励起光を光電変換器８によって電気
信号に変換するようにした蓄積性蛍光体の読取装置であ
る。レーザ光Ｒの光路上にプリズム受光ヘッド５が設け
られる。プリズム受光ヘッド５は、先端が蓄積性蛍光体
１に近接する受光筒５ａと、受光筒５ａに連続していて
その受光筒５ａに対して直角方向に延びる導光筒５ｂ
と、受光筒５ａと導光筒５ｂとの間に形成された光選択
面５ｃとを有する。光選択面５ｃは、レーザ光Ｒを受光
筒５ａ内へと導き、さらに受光筒５ａ内を通過した励起
光を反射して導光筒５ｂ内へと導く。受光筒５ａの先端
が蓄積性蛍光体１に近接しているので、より多くの励起
光を取り込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄積性蛍光体内に形成
されたエネルギ潜像を読み取るための読取装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被検査物にＸ線を照射し、その被検査物
を透過したＸ線で又はその被検査物で回折若しくは散乱
したＸ線でＸ線感光材料を露光し、その露光によりＸ線
感光材料内に像を形成し、その像を観察することにより
被検査物の内部の様子を観察する検査方法は、従来より
広く知られている。また、この検査方法においてＸ線感
光材料として、蓄積性蛍光体を用いることも既に知られ
ている。

【０００３】蓄積性蛍光体は輝尽性蛍光体とも呼ばれる
ことがあり、次のような性質を有している。すなわち、
その蓄積性蛍光体にＸ線等の放射線を照射すると、その
照射された部分に対応する蓄積性蛍光体内にエネルギが
潜像として蓄積され、さらにその蓄積性蛍光体にレーザ
光等の輝尽励起光を照射すると上記潜像エネルギが光と
なって外部に放出される。このような性質を有する物質
としては、例えば、ＢａＦＸ：Ｅｕ（Ｘはハロゲン）で
示される蛍光体、あるいは特開昭５６−１１３９２号公
報において可視ないし赤外輝尽性蛍光体としてあげられ
ている各種の蛍光体が知られている。

【０００４】蓄積性蛍光体内に蓄積されたエネルギ潜像
を読み取るための装置として、従来、図８に示すような
構造のものが知られている。この読取装置においては、
平板状の蓄積性蛍光体５１が金属製で円筒状の回転ドラ
ム５２の外周表面に密着状態で装着されている。回転ド
ラム５２及びそれに巻回された蓄積性蛍光体５１は、図
示しない駆動源によって駆動されて中心軸線Ｌを中心と
して一定の角速度で回転する。

【０００５】蓄積性蛍光体５１が回転する間、レーザ光
源５３から出射したレーザ光Ｒは、第１ミラー５４、ダ
イクロイックミラー５５、そして第２ミラー５６の各ミ
ラーで反射し、さらに集光レンズ５７によって蓄積性蛍
光体５１上の一点に集光される。レーザ光が照射された
位置の蓄積性蛍光体５１内にＸ線照射に起因してエネル
ギが蓄積されている場合、集光レンズ５７を透過したレ
ーザ光がそのエネルギ蓄積点に集光すると、そのエネル
ギが光となって蓄積性蛍光体５１の外部へ放散する。放
散した光はレンズ５７を通過し、第２ミラー５６で反射
し、そしてダイクロイックミラー５５を通過して光電変
換器、例えば光電子増倍管５８に入射する。

【０００６】集光レンズ５７及び第２ミラー５６は、平
板状の走査台５９上に固定された円筒状のケース６０内
に格納されている。走査台５９は、２本のレール６１に
ガイドされながら、駆動ワイヤ６２によって駆動されて
回転ドラム５２に対して平行の方向に往復移動する。レ
ーザ光Ｒは、回転ドラム５２の回転により蓄積性蛍光体
５１を円周方向に主走査し、そして走査台５９の往復移
動によって蓄積性蛍光体５１を軸線Ｌ方向に副走査す
る。それらの主走査及び副走査により蓄積性蛍光体５２
の全面がレーザ光によって走査され、その走査により蓄
積性蛍光体５２内に蓄積されたエネルギ潜像が読み取ら
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の読取装
置においては、蓄積性蛍光体５１の前方に集光レンズ５
７を設けていた。この集光レンズ５７はその光学的条件
から、あまり蓄積性蛍光体に近接して配置できない。そ
のため、レーザ光の照射により蓄積性蛍光体５１に励起
された光の多くが、集光レンズ５７に取り込まれること
なく外部へ放散してしまい、その結果、光検出感度すな
わち蓄積性蛍光体の読取感度が低いという問題があっ
た。

【０００８】本発明は、従来の読取装置における上記の
問題点を解消するためになされたものであって、光電変
換手器による光検出感度を向上させた読取装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蓄積性蛍光
体の読取装置は、蓄積性蛍光体にレーザ光を照射し、そ
のレーザ光によって励起されて蓄積性蛍光体から放出さ
れる光を光電変換器によって電気信号に変換する。この
読取装置は、蓄積性蛍光体へ向かうレーザ光の光路上に
配置されたプリズム受光ヘッドを有しており、そのプリ
ズム受光ヘッドは、先端が蓄積性蛍光体に近接して配置
された受光筒と、受光筒に連続していてその受光筒に対
して直角方向に延びる導光筒と、受光筒と導光筒との間
に設けられた光選択面とを有している。そしてその光選
択面は、レーザ光を受光筒内へと導き、さらに受光筒内
を通過した励起光を反射して導光筒内へと導く。

【００１０】

【作用】プリズム受光ヘッドの光選択面によって選択さ
れて受光筒内へ導かれたレーザ光は、受光筒内を通って
蓄積性蛍光体に照射される。レーザ光の照射により蓄積
性蛍光体から放出された励起光は、プリズム受光ヘッド
の受光筒の先端面から受光筒内へ取り込まれる。取り込
まれた励起光は光選択面において反射して、受光筒に連
続して設けられた導光筒内を通って光電変換器内に取り
込まれる。プリズム受光ヘッドの受光筒の先端面は蓄積
性蛍光体に近接して配置されるので、蓄積性蛍光体に励
起された光の大部分は放散することなくプリズム受光ヘ
ッドの受光筒の先端面に取り込まれる。この結果、蓄積
性蛍光体の読取感度が向上する。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明に係る蓄積性蛍光体の読取装
置の一実施例を示している。この読取装置は、蓄積性蛍
光体１が装着された円柱状の回転ドラム２を有してい
る。蓄積性蛍光体１は、真空吸着、マグネチック吸着又
は機械的固定により回転ドラム２の外周面に密着状態で
保持されている。回転ドラム２は図示しない駆動源、例
えばパルスモータによって駆動されて中心軸線Ｌを中心
として回転する。回転ドラム２の左側には、回転ドラム
２に巻回された蓄積性蛍光体１を照明してその内部に残
留するエネルギを消去するためのランプ１６が設けられ
ている。

【００１２】回転ドラム２の右側には、その回転軸線Ｌ
と平行に延びる２本のガイドレール１１が設けられてお
り、それらのガイドレール１１上に平板状の走査台９が
載置されている。走査台９は回転ドラム２と平行に延び
る送りネジ１７と噛み合っており、その送りネジ１７
は、その端部に接続されたモータ１８によって駆動され
て正逆回転する。送りネジ１７の正逆回転により、走査
台９は回転ドラム２に対して平行の方向へ往復移動す
る。

【００１３】走査台９の上には、レーザ光源３、第１ミ
ラー４、第２ミラー６、集光レンズ７、そしてプリズム
受光ヘッド５によって構成されたレーザ光学系が固定配
置されている。プリズム受光ヘッド５はその全体が光学
ガラスによって形成されており、図２にも示すように、
軸線Ｌ１を中心とする円柱形状の受光筒５ａ及びその受
光筒５ａに連続していて受光筒５ａに対して直角方向に
延びる導光筒５ｂによって構成されている。導光筒５ｂ
は軸線Ｌ２を中心とする円柱形状に形成されている。受
光筒５ａと導光筒５ｂが連続する部分には、軸線Ｌ１及
び軸線Ｌ２の両方に対して傾斜する面である光選択面５
ｃが形成されている。この光選択面５ｃは、図３に示す
ように、受光筒５ａと導光筒５ｂとの間にわたって位置
していて、ほぼ円形状となっている。光選択面５ｃの中
心位置には、レーザ光Ｒを取り込むための凹部１０が形
成されている。この凹部１０は図２に示すようにその断
面が直角三角形状であり、その三角形状のうちの隣接す
る２辺が、それぞれ、軸線Ｌ１及びＬ２に直交してい
る。レーザ光Ｒは軸線Ｌ１上を進行する。

【００１４】図１において、プリズム受光ヘッド５の導
光筒５ｂの先方位置（図の下方位置）の走査台９上に光
電変換器、例えば光電子増倍管８が設けられている。こ
の光電子増倍管８は、図２に示すように、フィルタ１２
を間に挟んで導光筒５ｂの先端面に密着状態で接触して
いる。符号Ｓは、シリコンオイルである。光電子増倍管
８は、周知の通り、光を受光してその光量に応じた電気
信号を出力するものであり、導光筒５ｂは光電子増倍管
８の受光面に接触している。フィルタ１２は、蓄積性蛍
光体１に励起される、例えば波長３９０ｎｍの蛍光を透
過でき、しかし波長６３３ｎｍのレーザ光の通過を阻止
する。

【００１５】図２において、受光筒５ａの先端の受光面
１３ａ、導光筒５ｂの先端の光出射面１３ｂ及びレーザ
光取り込みのための凹部１０の表面には、いずれも無反
射コーティング処理が施されている。この無反射コーテ
ィングというのは、レーザ光（波長６３３ｎｍ）及び励
起光（波長３９０ｎｍ）の両光について反射を減少させ
るコーティングのことであり、例えばＭｇＦ₂ をコーテ
ィングする。また、受光筒５ａの側面外周及び導光筒５
ｂの側面外周には、その内面においてレーザ光及び励起
光を全反射させるようなコーティング、例えばＡｌ，Ａ
ｇのコーティングが施される。さらに、光選択面５ｃに
はレーザ光を透過し、励起光を反射するコーティング、
例えば色分光フィルタ（青反射）のコーティングが施さ
れる。

【００１６】以下、上記構成よりなる蓄積性蛍光体の読
取装置の動作について説明する。図１において、回転ド
ラム２に巻回される蓄積性蛍光体１は、その巻回装着に
先だって、図示しない別の場所に設けられたＸ線装置に
よって被検査物を透過したＸ線又は被検査物で回折した
若しくは散乱したＸ線によって露光される。その露光に
より、蓄積性蛍光体１のうちＸ線が当たった部分にエネ
ルギが潜像として蓄積される。エネルギ潜像を有するに
至った蓄積性蛍光体１は、回転ドラム２の外周面に真空
吸着等によって固定状態で装着される。

【００１７】エネルギ潜像を担持した蓄積性蛍光体１を
回転ドラム２に装着した後、測定者が希望する適時のタ
イミングが到来すると、回転ドラム２が回転を始め、そ
れに装着された蓄積性蛍光体１が軸線Ｌを中心として回
転を開始する。回転ドラム２の回転開始に同期して、レ
ーザ光源３からレーザ光Ｒが出射され、そのレーザ光Ｒ
は第１ミラー４及び第２ミラー６で順次反射し、さらに
集光レンズ７によってプリズム受光ヘッド５の凹部１０
（図２参照）に集光される。凹部１０に集光したレーザ
光Ｒは受光筒５ａ内を進行した後に蓄積性蛍光体１に照
射される。蓄積性蛍光体１は中心軸線Ｌを中心として回
転するので、レーザ光Ｒは蓄積性蛍光体１の外周表面上
の円軌跡を走査する。この走査が主走査である。

【００１８】図１に戻って、回転ドラム２が１回転して
レーザ光Ｒにより蓄積性蛍光体１が１円周分だけ主走査
されると、走査台駆動モータ１８の出力軸１８ａが所定
のステップ角度だけ回転する。この回転により、送りネ
ジ１７が回転し、それに応じて走査台９が所定の読取ス
テップ幅だけ横移動（図１の矢印Ａ−Ａ’方向への移
動）する。横移動した状態で再びレーザ光Ｒにより蓄積
性蛍光体１が主走査される。それ以降、走査台９が回転
ドラム２の折り返し位置（図示せず）まで移動する間、
走査台９の横移動及びレーザ光Ｒによる蓄積性蛍光体１
の主走査が繰り返して実行される。上記走査台９の横移
動がレーザ光Ｒの蓄積性蛍光体１に対する副走査であ
る。

【００１９】上記の主走査及び副走査により、蓄積性蛍
光体１はその全領域をレーザ光Ｒによって走査されるこ
とになる。レーザ光Ｒが蓄積性蛍光体１を主走査及び副
走査する間、レーザ光Ｒが照射される位置Ｑに対応する
蓄積性蛍光体１内にエネルギ潜像が存在していると、そ
のレーザ光Ｒによって光が励起される。励起された光の
大部分は、蓄積性蛍光体１に近接している受光筒５の受
光面１３ａ（図２）に取り込まれ、受光筒５ａ内を全反
射しながら光選択面５ｃに向かって進行する。光選択面
５ｃに達した励起光は、その面で反射して導光筒５ｂ内
へ導かれ、そしてその導光筒５ｂ内を全反射しながら進
行した後、光出射面１３ｂを経てフィルタ１２を通過し
て光電子増倍管８に取り込まれる。光電子増倍管８は、
取り込んだ光の光量に応じて電気信号を出力し、その出
力信号を計測することにより、蓄積性蛍光体１内のエネ
ルギ量が検出される。光電子増倍管８によるエネルギ量
の計測を蓄積性蛍光体１の全走査領域内の個々の読取画
素に対して行うことにより、蓄積性蛍光体１内に蓄積さ
れたエネルギ潜像の全体が読み取られる。

【００２０】蓄積性蛍光体１にレーザ光Ｒが照射される
とき、蓄積性蛍光体１から光が励起されるのと同時に、
照射されたレーザ光自身が蓄積性蛍光体１で反射するこ
とが考えられる。光選択面５ｃに施したレーザ光透過の
ためのコーティング及び光電子増倍管８の受光面に装着
したフィルタ１２は、そのような反射レーザ光が光電子
増倍管８に取り込まれるのを遮断する。

【００２１】上記の読取装置においては、プリズム受光
ヘッド５の受光筒５ａの先端受光面１３ａが蓄積性蛍光
体１の表面にきわめて近接して配置されている。そのた
め、レーザ光の照射によりその蓄積性蛍光体１に励起さ
れた光の大部分がその受光面１３ａを介してプリズム受
光ヘッド５内に取り込まれる。そして、取り込まれた励
起光は、光学ガラスによって形成されたプリズム受光ヘ
ッド５内を減衰することなく進行して光電子増倍管８に
入り、光量測定される。励起光の大部分が光電子増倍管
８による測定対象になるので、感度の高い測定を行うこ
とができる。

【００２２】また、受光筒５ａの先端面１３ａ、導光筒
５ｂの先端面１３ｂ及びレーザ光取り込み用凹部１０の
表面を無反射コーティングしたので、蓄積性蛍光体１か
らの励起光を外部へ散乱させることなく、確実に光電子
増倍管８へ送ることができる。

【００２３】以下、プリズム受光ヘッド５の製造方法に
ついて、その一例をあげて説明する。図５に示すよう
に、受光筒５ａに相当する円柱状光学ガラス部材１４ａ
及び導光筒５ｂに相当する同形状の円柱状光学ガラス部
材１４ｂの２つの光学ガラス部材を用意する。これらの
光学ガラス部材１４ａ，１４ｂの一方の端面には、それ
ぞれ、４５゜に傾斜する２つの傾斜面１５が形成されて
いる。これらの傾斜面１５のうち、互いに対向する傾斜
面１５，１５同士が矢印Ｂのように接着剤によって隙間
なく接着される。この接着により二股形状のプリズム受
光ヘッド５の主体部分が形成される。また、接着されな
い方の２つの傾斜面１５，１５によって光選択面５ｃ
（図３参照）の主体部分が形成される。

【００２４】各光学ガラス１４ａ，１４ｂの隣接する傾
斜面１５，１５の間の稜線部分には狭い幅の平坦部１
９，１９が形成されている。これらの平坦部１９は、両
光学ガラス部材１４ａ及び１４ｂの傾斜面１５を互いに
接着させたときに、光選択面５ｃの直径部分に断面直角
三角形状の溝２１となって現れる（図３及び図４参
照）。図３及び図４に示すように、この溝２１に、光学
ガラスによって形成された断面直角三角形状の２つの棒
材２０がはめ込まれ、そして隙間なく接着される。これ
ら２つの棒材２０は、溝２１の長さの半分の長さよりも
短くなっており、従って、両棒材２０，２０を溝２１内
に接着した状態で両棒材２０，２０の間に空間が形成さ
れる。この空間がレーザ光取り込み用の凹部１０として
働く。

【００２５】以上により、プリズム光学ヘッド５の形状
が完成する。形状完成の後、記述したコーティング処理
が施されてプリズム光学ヘッド５が完成する。

【００２６】図６は、プリズム光学ヘッドの変形実施例
を示している。このプリズム光学ヘッド２５が図４に示
したプリズム光学ヘッド５と異なる点は、光選択面５ｃ
の直径部分に形成される溝２１に接着される断面直角三
角形状の棒材として、長さの長い棒材３０を用いたこと
である。長さの長い棒材３０を溝２１に接着するので、
レーザ光取り込み用の凹部１０は、光選択面５ｃの上端
に形成される。このようにレーザ取り込み用凹部１０を
光選択面５ｃの上端に設けたことにより、プリズム受光
ヘッド２５の上方からレーザ光を取り込むことができ
る。位置的な制約により、蓄積性蛍光体１に対して直角
方向からレーザ光を照射できない場合に都合が良い。

【００２７】図７は、光電子増倍管８の設置態様につい
ての変形実施例を示している。この実施例は、読取装置
の機構上の制約により、光電子増倍管８をプリズム受光
ヘッド５の導光筒５ｂの先端に接着できない場合を想定
したものである。この場合には、導光筒５ｂの先端に集
光用の凸レンズ２２を接着したり、導光筒５Ｂの先端を
凸形状に加工する。これにより、蓄積性蛍光体１からの
励起光が光電子増倍管８に集光して、光電子増倍管８の
集光効率が向上する。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の読取装置によれば、プリ
ズム受光ヘッドの励起光受光面が蓄積性蛍光体表面に近
接して配置されたので、プリズム受光ヘッドによってよ
り多くの励起光を取り込むことができ、従って、蓄積性
蛍光体の読取感度が向上する。

【００２９】請求項２及び請求項３記載の読取装置によ
れば、より多くの励起光を光電変換器に取り込むことが
できる。

【００３０】請求項４記載の読取装置によれば、蓄積性
蛍光体で散乱するレーザ光を光電変換器へ送り込むこと
なく、蓄積性蛍光体で励起された光のみを確実に光電変
換器へ送り込むことができる。

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄積性蛍光体の読取装置の一実施
例を示す平面図である。

【図２】上記実施例に用いられるプリズム受光ヘッドを
拡大して示す平面図である。

【図３】図２において矢印ＩＩＩ方向からプリズム受光
ヘッドを見た場合の斜視図である。

【図４】図２における矢印ＩＶ−ＩＶ線に従った側面断
面図である。

【図５】プリズム受光ヘッドの製造方法の一例を説明す
るための分解平面図である。

【図６】プリズム受光ヘッドの他の実施例を示す側面断
面図である。

【図７】プリズム受光ヘッドに対する光電変換器の設置
態様に関する他の実施例を示す平面図である。

【図８】蓄積性蛍光体の読取装置の従来例を示す平面図
である。

【符号の説明】

１ 蓄積性蛍光体 ５ プリズム受光ヘッド ５ａ 受光筒 ５ｂ 導光筒 ５ｃ 光選択面 ８ 光電子増倍管（光電変換器） １２ フィルタ ２２ 凸レンズ Ｒ レーザ光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄積性蛍光体にレーザ光を照射し、その
   レーザ光によって励起されて蓄積性蛍光体から放出され
   る光を光電変換器によって電気信号に変換するようにし
   た蓄積性蛍光体の読取装置において、蓄積性蛍光体へ向
   かうレーザ光の光路上に配置されたプリズム受光ヘッド
   を有しており、そのプリズム受光ヘッドは、 先端が蓄積性蛍光体に近接して配置された受光筒と、 受光筒に連続していてその受光筒に対して直角方向に延
   びる導光筒と、 受光筒と導光筒との間に設けられていて、レーザ光を受
   光筒内へと導き、さらに受光筒内を通過した励起光を反
   射して導光筒内へと導く光選択面とを有することを特徴
   とする蓄積性蛍光体の読取装置。
2. 【請求項２】 上記光電変換器の受光面が、レーザ光の
   通過を遮断するフィルタを介してプリズム受光ヘッドの
   導光筒の先端に密着状態で設けられることを特徴とする
   請求項１記載の蓄積性蛍光体の読取装置。
3. 【請求項３】 光電変換器とプリズム受光ヘッドの導光
   筒の先端面とが互いに間隔をあけて設けられており、導
   光筒の先端面に集光レンズを設けたことを特徴とする請
   求項１記載の蓄積性蛍光体の読取装置。
4. 【請求項４】 蓄積性蛍光体に対向するプリズム受光ヘ
   ッドの受光筒の先端面及び光電変換器に対向するプリズ
   ム受光ヘッドの導光筒の先端面に無反射コーティングを
   施し、受光筒及び導光筒の側面に全反射コーティングを
   施し、そしてレーザ光入射面に特定光反射及び透過コー
   ティングを施してあり、その特定光反射及び透過コーテ
   ィングは、蓄積性蛍光体から励起される励起光を反射
   し、レーザ光を透過させることを特徴とする請求項１記
   載の蓄積性蛍光体の読取装置。