JPH06282023A - 潜像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 読み取り装置全体を小形化できて、かつ、励
起光を走査しても励起光源から蓄積性蛍光体までの光路
長を一定に保つ。 【構成】 読み取りヘッドを構成するＹステージ３４は
半導体レーザ装置３６と第１反射ミラー３８と対物レン
ズ４０を備えている。半導体レーザ装置３６からのレー
ザ光は、第１反射ミラー３８の孔３９を通過して、対物
レンズ４０を通って蓄積性蛍光体３０に照射される。そ
こから発生した蛍光は、対物レンズ４０と第１反射ミラ
ー３８と第２反射ミラー４２を経由して、光電子増倍管
４４で検出される。静止した蓄積性蛍光体３０に対し
て、Ｘステージ３２を鉛直方向に、Ｙステージ３４を水
平方向に移動させて、蓄積性蛍光体３０の全面を読み取
る。読み取りヘッドに半導体レーザ装置が内蔵されてい
るので、装置全体が小形になり、また、レーザ光の走査
に起因する照射野変動がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線などの放射線の
強度分布を測定するために使用する蓄積性蛍光体から、
潜像を読み取る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蓄積性蛍光体に記録された潜像を読み取
るには、レーザ光などの励起光線を蓄積性蛍光体に照射
して、そこから発生する蛍光の強度を検出する。その
際、レーザ光を蓄積性蛍光体上で走査することにより、
蓄積性蛍光体の全面から潜像を読み取ることができる。

【０００３】図５は従来の潜像読み取り装置の斜視図で
ある。Ｘステージ１０は、蓄積性蛍光体１３に沿って鉛
直方向に移動でき、Ｙステージ１２は、Ｘステージ１０
に載っていて、Ｘステージ１０に対して水平方向に移動
できる。Ｙステージ１２には、第１反射ミラー１４（プ
リズムの内面で形成される）と、対物レンズ１６が固定
されている。Ｘステージ１０には、第２反射ミラー１８
が固定されている。Ｈｅ−Ｎｅガスレーザ装置２２は、
第３反射ミラー２０の下に配置され、レーザ光は、第３
反射ミラー２０に形成された孔２１を通過できるように
なっている。光電子増倍管２４は第３反射ミラー２０の
手前に水平に配置されている。

【０００４】図５の読み取り装置の動作を説明すると、
ガスレーザ装置２２から発射されたレーザ光は、第３反
射ミラー２０の孔２１を通過して、第２反射ミラー１８
と第１反射ミラー１４で反射して、対物レンズ１６を通
って蓄積性蛍光体１３に照射される。蓄積性蛍光体に記
録された潜像にレーザ光が照射されると、そこから蛍光
が発生し、この蛍光は対物レンズ１６で集光されて、第
１反射ミラー１４と第２反射ミラー１８と第３ミラー２
０とでそれぞれ反射して、光電子増倍管２４で検出され
る。そして、静止した蓄積性蛍光体１３に対して、Ｘス
テージ１０を鉛直方向に、Ｙステージ１２を水平方向に
移動させることにより、レーザ光を走査して、蓄積性蛍
光体１３の全面を読み取ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の潜像読
み取り装置は、励起光線の光源としてＨｅ−Ｎｅガスレ
ーザ装置を用いている。現在使用しているＨｅ−Ｎｅガ
スレーザ装置は、出力が１０ｍＷ程度のものである。こ
のガスレーザ装置の外形は細長い円筒形状をしており、
長さが６００〜１０００ｍｍもある。そのために、次の
ような欠点がある。 （１）ガスレーザ装置自体が大型なので、読み取り装置
全体が大型になる。 （２）対物レンズ１６を蓄積性蛍光体１３に対して２次
元走査する必要があって、しかも、ガスレーザ装置２２
は静止しているので、ガスレーザ装置２２から対物レン
ズ１６に至る光路上に３個の反射ミラーを配置する必要
がある。したがって、このようなミラー配置構造を採用
することによっても、読み取り装置が大型になる。 （３）対物レンズの移動に伴って、ガスレーザ装置２２
から対物レンズ１６に至る光路の長さが変化する。光路
長が変化すると、照射野（照射スポットの面積）が変動
し、蛍光強度の読み取り誤差が増加する。

【０００６】この発明の目的は、読み取り装置全体を小
形化できて、かつ、励起光を走査しても励起光源から蓄
積性蛍光体までの光路長を一定に保つことのできる潜像
読み取り装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、潜像の記
録された蓄積性蛍光体に励起光線を照射して、そこから
発生する蛍光を検出する潜像読み取り装置において、励
起光線の光源として半導体レーザ装置を用いるものであ
る。

【０００８】ところで、潜像読み取り装置以外の分野に
おいては、レーザ光源として半導体レーザ装置を用いる
ことは珍しくない。しかしながら、潜像読み取り装置の
分野では、半導体レーザ装置を用いることは、次のよう
な理由により、現実的ではなかった。

【０００９】図２は蓄積性蛍光体の発光スペクトルと励
起スペクトルを示したグラフである。ここで、発光スペ
クトルとは、蓄積性蛍光体からの発光強度の波長依存性
を示すものであり、発生する蛍光の波長を横軸に、その
発光強度を縦軸にとったものである。また、励起スペク
トルとは、励起光線の波長を横軸に、発光積分強度（発
光スペクトルの全波長の発光強度を合計したもの）を縦
軸にとったものである。すなわち、励起スペクトルと
は、どの波長で励起すると、どれぐらいの発光強度が得
られるかを示したものである。図２の発光スペクトルと
励起スペクトルは、いずれも相対強度で示したものであ
り、蓄積性蛍光体の材質としてはＢａＦＢｒ：Ｅｕ²⁺を
用いている。発光スペクトルの相対強度がおよそ０．７
以上になるのは、波長が３９０〜４００ｎｍの範囲であ
り、この波長領域は、光電子増倍管で検出するのに適し
ている。励起スペクトルの相対強度がおよそ０．７以上
になるのは、波長が５００〜６５０ｎｍの範囲であり、
この波長領域は、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザ装置の波長６３
３ｎｍ（図２のＡで示す）に適している。

【００１０】ところで、従来知られている代表的な半導
体レーザ装置であるＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓレーザは、
波長が７５０〜９０５ｎｍである。これでは蓄積性蛍光
体を十分に励起するには波長が長過ぎる。もっと波長の
短い半導体レーザ装置はこれまでほとんど実用化されて
いない。図２の励起スペクトルから分かるように、従来
の実用的な半導体レーザ装置の最短波長である７５０ｎ
ｍ（図２のＢで示す）のレーザ光を用いても、蓄積性蛍
光体を十分励起することはできない。したがって、半導
体レーザ装置は、これまで、蓄積性蛍光体の励起光源と
しては実用的でなかった。

【００１１】このような状況に対して、最近になって、
従来よりも波長の短い半導体レーザ装置が実用化レベル
に達してきた。この半導体レーザ装置は波長が６３８ｎ
ｍ（図２のＣで示す）であり、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザの
波長とほぼ同じである。この出願の発明者は、このよう
な半導体レーザ装置の出現を知って、半導体レーザ装置
を用いて蓄積性蛍光体を読み取るというアイデアに到達
したものであり、鋭意工夫の結果、以下の実施例に示す
通り、半導体レーザ装置を用いた潜像読み取り装置を実
現したものである。

【００１２】第２の発明は、第１の発明における半導体
レーザ装置として、レーザ光の波長を５００〜６５０ｎ
ｍの範囲にしたものである。図２に示すように、代表的
な蓄積性蛍光体の励起スペクトルは５００〜６５０ｎｍ
の範囲にあり、半導体レーザ装置としては、この波長の
範囲内にあるものを使用するのが望ましい。

【００１３】第３の発明は、第１の発明における半導体
レーザ装置を、蓄積性蛍光体に対向する対物レンズに対
して相対運動をしないように読み取りヘッドに固定する
ものである。半導体レーザ装置は従来のＨｅ−Ｎｅガス
レーザ装置と比較して非常に小型なので、読み取りヘッ
ドに内蔵することが可能である。すなわち、対物レンズ
と半導体レーザ装置とを読み取りヘッドに内蔵すること
により、両者を相対的に固定することができる。

【００１４】

【作用】励起光線の光源として半導体レーザ装置を用い
ているので光源が小型になる。その結果、読み取り装置
全体を小型にできる。また、光源を読み取りヘッドに内
蔵することが可能になるので、読み取りヘッドを走査し
た場合でも、レーザ光源から対物レンズまでの光路の長
さを一定にできる。これにより、読み取りヘッドの走査
に起因する照射野変動がなくなる。

【００１５】

【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す斜視図で
ある。この潜像読み取り装置は、平板状の蓄積性蛍光体
３０を静止させておいて、読み取りヘッドを２次元方向
に走査することによって蓄積性蛍光体３０に記録された
潜像を読み取るものである。Ｘステージ３２は、蓄積性
蛍光体３０に沿って鉛直方向に移動でき、Ｙステージ３
４は、Ｘステージ３２に載っていて、Ｘステージ３２に
対して水平方向に移動できる。Ｙステージ３４には、半
導体レーザ装置３６と、第１反射ミラー３８と、対物レ
ンズ４０が固定されている。このＹステージ３４が読み
取りヘッドを構成する。Ｘステージ３２には、第２反射
ミラー４２が固定されている。第２反射ミラー４２の下
方には光電子増倍管４４が配置されている。

【００１６】図１の読み取り装置の動作を説明すると、
半導体レーザ装置３６から発射されたレーザ光は、第１
反射ミラー３８の孔３９を通過して、対物レンズ４０を
通って蓄積性蛍光体３０に照射される。蓄積性蛍光体３
０に記録された潜像にレーザ光が照射されると、そこか
ら蛍光が発生し、この蛍光は対物レンズ４０で集光され
て、第１反射ミラー３８と第２反射ミラー４２でそれぞ
れ反射して、光電子増倍管４４で検出される。そして、
静止した蓄積性蛍光体３０に対して、Ｘステージ３２を
鉛直方向に、Ｙステージ３４を水平方向に移動させるこ
とにより、レーザ光を走査して、蓄積性蛍光体３０の全
面を読み取ることができる。

【００１７】半導体レーザ装置３６は、第１反射ミラー
３８と対物レンズ４０とともに、Ｙステージ３４に搭載
されており、第１反射ミラー３８及び対物レンズ４０に
対する相対位置関係が固定されている。したがって、Ｘ
ステージ３２及びＹステージ３４が移動しても、半導体
レーザ装置３６と対物レンズ４０との相対位置関係は不
変であり、半導体レーザ装置３６から蓄積性蛍光体３０
までの光路長は一定である。

【００１８】使用した半導体レーザ装置は赤色半導体レ
ーザ装置であり、その波長は６３８ｎｍである。この波
長は、従来使用していたＨｅ−Ｎｅガスレーザ装置の波
長（６３３ｎｍ）にほぼ等しく、蓄積性蛍光体を励起す
るのに適している。

【００１９】半導体レーザ装置は、Ｈｅ−Ｎｅガスレー
ザ装置と比較して、小型でかつ消費電力が小さいという
利点があるが、レーザ光の平行性が劣っている。すなわ
ち、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザ装置の発生するレーザ光の発
散角は０．５〜１．７ｍｒａｄ程度であるが、半導体レ
ーザ装置の発散角は２００×６００ｍｒａｄであって、
断面が細長い。蓄積性蛍光体上にレーザ光を照射するに
は、読み取り分解能を良好にするために、照射スポット
を１００μｍ程度に絞る必要があるが、半導体レーザ装
置から出た発散性のレーザ光をそのまま対物レンズに入
射させたのでは、上述のような微小な照射スポットを得
ることはできない。そこで、実際には、半導体レーザ装
置３６と第１反射ミラー３８との間にコリメートレンズ
群を挿入するか、あるいは、半導体レーザ装置３６の内
部にコリメート部品を内蔵させるかして、あらかじめレ
ーザ光を平行化している。図３は、半導体レーザ装置の
ためのコリメートレンズ群４６の一例を示した断面図で
ある。このコリメートレンズ群４６は、半導体レーザ装
置３６から出た発散性のレーザ光を平行化することがで
きる。

【００２０】図４はこの発明の第２実施例の斜視図であ
る。この潜像読み取り装置では、蓄積性蛍光体４８の記
録面４９は、中心線５０を中心とする円筒面の内面に沿
った形状をしている。この読み取り装置は、蓄積性蛍光
体４８の内面をレーザ光によって回転走査し、かつ、中
心線５０に平行な方向に読み取り光学系を移動させるこ
とによって、蓄積性蛍光体４８の全面を読み取るように
したものである。

【００２１】図４において、光電子増倍管５２は蓄積性
蛍光体４８の中心線５０と同軸に配置されていて、移動
台（図示せず）に搭載されている。この移動台は中心線
５０に平行な方向に移動できて、この移動台には回転体
５４が回転可能に取り付けられている。この回転体５４
は中心線５０の周りを一方向に回転できる。回転体５４
の内部には、半導体レーザ装置５６と、選択反射ミラー
５８と、対物レンズ６０とが配置され、これら内部構成
は回転体５４に固定されていて、回転体５４と共に回転
する。半導体レーザ装置５６は図１の実施例で使用して
いるものと同じものである。選択反射ミラー５８はダイ
クロイックミラーであり、レーザ光は透過させるが蛍光
は反射する性質を持つ。この選択反射ミラー５８は中心
線５０上に配置されていて、中心線５０に対して４５度
だけ傾斜している。対物レンズ６０は回転体５４の外周
面の近傍に配置されていて、蓄積性蛍光体４８の記録面
４９で発生した蛍光を集めてこれをほぼ平行な光線にす
る。光電子増倍管５２の手前にはフィルター５３があ
り、このフィルター５３は、赤色光をカットするための
ブルーフィルターである。

【００２２】次に、この読み取り装置の動作を説明す
る。半導体レーザ装置５６で発生したレーザ光は選択反
射ミラー５８と対物レンズ６０を通過して、蓄積性蛍光
体４８の記録面４９上に照射される。レーザ光の当たっ
た部分に潜像が記録されていると、そこから蛍光が発生
する。この蛍光は対物レンズ６０で集められて平行光線
となり、選択反射ミラー５８で反射して、中心線５０に
平行な方向に向けられる。この蛍光は、フィルター５３
を通過して、光電子増倍管５２でその強度が検出され
る。このような読み取り作業は、蓄積性蛍光体４８が静
止した状態で、回転体５４を回転させながら行う。さら
に、回転体５４を１回転させるごとに、上述の移動台を
中心線５０に平行な方向に１ステップずつ移動させる。
これにより、蓄積性蛍光体４８の記録面４９の全面を読
み取ることができる。

【００２３】この実施例においても、上述のように、半
導体レーザ装置５６を読み取りヘッドすなわち回転体５
４の内部に配置することができる。

【００２４】この発明は上述の実施例に限定されず、次
のような変更が可能である。 （１）蓄積性蛍光体の読み取り光学系として図１及び図
４の実施例を示したが、この発明は、このような読み取
り光学系に限定することなく、任意のタイプの読み取り
光学系に適用できる。 （２）半導体レーザ装置としては、波長が６３８ｎｍに
限らず、蓄積性蛍光体を十分励起できるような波長範囲
（５００〜６５０ｎｍ）のものであれば利用できる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は、励起光線の光源として半導
体レーザ装置を用いたので、光源が小型になり、読み取
り装置全体を小型にできる。また、半導体レーザ装置を
読み取りヘッドに内蔵できるので、読み取りヘッドを走
査しても、レーザ光源から対物レンズまでの光路長が一
定になり、読み取りヘッドの走査に起因する照射野変動
がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】蓄積性蛍光体の発光スペクトルと励起スペクト
ルを示すグラフである。

【図３】半導体レーザ装置のためのコリメートレンズ群
の断面図である。

【図４】この発明の第２実施例の斜視図である。

【図５】従来の潜像読み取り装置の斜視図である。

【符号の説明】

３０…蓄積性蛍光体 ３２…Ｘステージ ３４…Ｙステージ ３６…半導体レーザ装置 ３８…第１反射ミラー ４０…対物レンズ ４２…第２反射ミラー ４４…光電子増倍管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像の記録された蓄積性蛍光体に励起光
   線を照射して、そこから発生する蛍光を検出する潜像読
   み取り装置において、励起光線の光源として半導体レー
   ザ装置を用いることを特徴とする潜像読み取り装置。
2. 【請求項２】 前記半導体レーザ装置は、発生するレー
   ザ光の波長が５００〜６５０ｎｍの範囲に含まれること
   を特徴とする請求項１記載の潜像読み取り装置。
3. 【請求項３】 前記半導体レーザ装置は、蓄積性蛍光体
   に対向する対物レンズに対して相対運動をしないように
   読み取りヘッドに固定されていることを特徴とする請求
   項１記載の潜像読み取り装置。