JPH0651234A - ファイバ光学的蓄積蛍光体画像形成プレートスキャンナ及びそのスキャン方法 - Google Patents

ファイバ光学的蓄積蛍光体画像形成プレートスキャンナ及びそのスキャン方法

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JPH0651234A
JPH0651234A JP5042399A JP4239993A JPH0651234A JP H0651234 A JPH0651234 A JP H0651234A JP 5042399 A JP5042399 A JP 5042399A JP 4239993 A JP4239993 A JP 4239993A JP H0651234 A JPH0651234 A JP H0651234A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄積蛍光画像形成プレートスキャンナの改善
を目的とする。 【構成】 光学的ファイバの二股束を有する新規なファ
イバ光学的ケーブルであって、放出体ファイバ及び収集
ファイバと、放出体ファイバの基部端部に光を集中する
手段と、放出体ファイバの末端端部を外して光を集中す
る手段と、収集ファイバの末端端部に光を収集する手段
とからなるものは蓄積蛍光画像形成プレートスキャンの
感度及び特徴を増大するように使用される。新規なファ
イバ光学的ケーブルは光源からの光を蓄積蛍光画像形成
プレートスキャンナで使用されて蓄積蛍光画像形成プレ
ート上の蛍光体に送出しその光により誘起される任意の
燐光を収集する。放出体ファイバに光を集中し、放出体
ファイバを外して光を集中し、収集ファイバに光を収集
する手段と共に二股ファイバ束を使用することは高感度
及び特性で蓄積蛍光体画像形成プレートをスキャンする
方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には光学スキャン
ナに関し、より詳細には蓄積蛍光画像形成プレートをス
キャンするに有用な装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】蛍光体は他の放射エネルギーにさらされ
ると光エネルギー(燐光)を発する。蛍光体は蛍光体電
子をより高いエネルギー状態に励起する放射エネルギー
を吸収する。そのより高いエネルギー状態は不安定であ
り、蛍光体電子はより低いエネルギー状態であって光と
して特徴があるエネルギーを放出するものに落ちて戻
る。典型的には、放出光エネルギーは燐光を誘起する放
射エネルギーよりも異なる波長を有する。
【0003】燐光体は多くの用途、例えば、テレビジョ
ン画像陰極線管のようなものを有する。蓄積蛍光体は、
しかしながら、鮮明な特性であって光検出器及び放射の
他の形態として自身を非常に望ましくしているものを有
する。蓄積蛍光体は非常に長い時間スケールについて励
起状態のままにある。数千又は百秒の問題での励起後に
蛍光体が一般的には基底状態に緩和する間に蓄積蛍光体
は数日又は数週間さえも励起状態を保持する。この特性
はこの用途では保持として言及する。例えば、蓄積蛍光
体は特許され生産されており、32Pで示すラベルが付け
られたサンプルに露光されると24時間周期で75%ま
での保持を有している。
【0004】蓄積蛍光体は放射二次元パターンに露光さ
れると、潜像であってフィルムに類似するものを有す
る。蓄積蛍光体は、しかしながら、現像を要求しない。
蓄積蛍光体では光スキャンビームで蓄積蛍光体を読み出
すことにより潜像を得る。読み出しビームは蓄積蛍光体
からの放出を作る。その放出色は読み出し色とは異な
る。放出強度は蓄積蛍光体により保持された局部放射露
光の元来の程度に比例する。
【0005】蓄積蛍光体は幾つかの種類の放射に露光さ
れると非常に高い量子効率を有し、それゆえ蓄積媒体と
して望ましい。蓄積蛍光体は放射性的にラベル付けされ
る生物学的サンプルの検出器として提案された。蓄積蛍
光体は同様に光学的情報蓄積装置及び光学的マトリック
ス処理装置として提案された。スキャン光であって反射
及び燐光発生からなるものの異なる装置が記載されてい
る。シンプキンス、米国特許 No.3,588,514,は反射光フ
ァクシミリスキャンナであって放出及び収集ファイバを
含む光学的ファイババンドルを利用するものを開示す
る。
【0006】オグランド等、米国特許 No.3,746,840,は
フィルムに記憶される情報の高分解能読み出しのための
装置を開示する。この装置は光学的ファイバに関し所望
分解能に等しいスリット幅であってそのスリット幅に等
しい直径のスリットに続くものを具備する。光がスリッ
トを横切ると、光学的ファイバは光を収集し検出器に送
出する。
【0007】ワイルド等、米国特許 No.3,836,225,はフ
ァイバ光学的レーザスキャンナであって垂直面にビーム
を偏光できる電磁気学的磁気コイルに取り付けられる二
つの光学的ファイバセットを使用するものを開示する。
デュガイ、米国特許 No.3,892,468,は可変長光学的ファ
イバであってダイナミックスキャンナとして作用するも
のの受動的アレーを開示する。同時にファイバに入る光
が異なる時間にファイバを出て、異なる場所と関連でき
るように各連続ファイバは前記ファイバより長く増加し
ている。
【0008】バリエット等、米国特許 No.4,467,196,は
手動制御バーコードスキャンナローブを開示する。その
スキャンナは交互に光を放出し収集する単一ファイバを
具備する。そのプローブは単一ファイバでの光放出及び
収集の双方を可能にするハーフミラーを具備する。ワス
ズキュウイック、米国特許 No.4,481,142,はセンサアレ
ーでのセンサの可変番号を読み出することによりスキャ
ンナの分解能を制御する方法を開示する。
【0009】モリグチ、米国特許 No.4,490,740,は高強
度の光源および異なる色相の幾つかのフィルタを具備す
る多色光学的読み取り装置を開示する。光学的ファイバ
により読み取りプレートに異なる色相の光を送出し、ミ
ラー及び検出器に反射させる。マーゴリン、米国特許 N
o.4,748,680,はワスズキュウイックに類似する複数のフ
ァイバ光学的アレーを利用する色スキャンナ装置であっ
て各アレーが色フィルタと関連する異なる色に対応する
ものを開示する。
【0010】トメイ等、米国特許 No.4,877,966,は低−
レベルレーザ誘起燐光の測定のめの装置を開示する。レ
ーザはビームエキスパンダを介してまとに向けられ、次
にはミラーによりまとに向けられる。誘起燐光はファイ
バ光学的面プレートにより収集され、光電子増倍管に送
出される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記スキャンナは蓄積
蛍光体の潜在力を十分に利用していない。蓄積蛍光体は
潜像での入放射を格納する固有の高い能力を有する。蓄
積蛍光体は105 以上のオーダの固有のダイナミックレ
ンジを有する。蓄積蛍光体のスキャンナは蓄積蛍光体に
より放出される光に関し最高可能収集効率を有する必要
がある。スキャンナにより認めることができる光の最小
単位が低ければ低いほど、スキャンナのダイナミックレ
ンジは大きくなる。
【0012】さらに、放射を放出し又はプレートの相対
的に大きな範囲から燐光を収集するスキャンナは特徴性
を失う。蓄積蛍光体スキャンナは高分解能又は読み出し
ビームに関し非常に小さなスポット寸法を要求する。ま
た、スキャンナは反射放射エネルギー及び蛍光体放出間
に差を生じさせることができなければならない。燐光よ
り反射される放射エネルギーはスキャンナ収集機構に当
たる。プレートに格納された情報を正確に読み出すため
に、スキャンナは燐光だけを感知しなければならない。
【0013】蓄積蛍光体は本来のサンプルの特徴を十分
の一ミリメータほどに分解できる。いくつかのケースで
は、スキャン時間を最小化し、画像を格納するために要
求されるメモリ量を最小化するために低分解能で潜像を
読み出し可能にすることが望ましい。戻どって蓄積蛍光
体の潜像のサブ−領域又は特徴であってより高い分解能
を要求するものをスキャンすることが望ましい。これは
高分解能及び特徴だけてなく低分解能スキャンと次の高
分解能との繰り返し可能なアラインメントも備えるスキ
ャンナを要求する。これはアドレス可能なスキャンヘッ
ド設計によるスキャンナを要求する。これはまた光学的
メモリ装置といて使用される蓄積蛍光体から情報を更生
するために使用されるスキャンナに対して要求される。
【0014】これらの理由に対して蓄積蛍光体画像形成
プレートの局部領域で燐光を励起でき、低レベル燐光を
効率的に収集でき感知できるスキャン装置を提供するこ
とが望ましい。本発明は正確で効率的な燐光励起及び収
集のためのシステムを提供する。
【0015】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は感度が
よく高い特徴性がある蓄積蛍光体画像形成スキャンナを
提供する。スキャンナに組み込まれた新規な光学的ケー
ブルは励起放射の正確な局部化及び誘起燐光の効率的な
収集の双方を可能にする。新規な光学的ファイバケーブ
ルは二股の光学的ファイババンドルと、少なくとも一つ
の放出体ファイバの基部端部に光を集中する手段と、少
なくとも一つの放出体ファイバの末端部をはずして光を
集中する手段と、少なくとも一つの収集ファイバの末端
に光を収集する手段とを具備する。
【0016】二股光学的ファイババンドルは基部及び末
端部の端部を有し、二つの離隔的セットの光学的ファイ
バ:少なくとも一つの放出体ファイバと、少なくとも一
つの収集ファイバを備える。近似的には、放出体ファイ
バ(複数)は放出体ファイバ(複数)に光を向けるため
の手段に結合される。末端では、放出体ファイバ(複
数)は放出体ファイバ(複数)をはずして光を向ける手
段に結合される。収集ファイバ(複数)に光を向ける手
段は末端に配置される。収集ファイバ(複数)が放出体
ファイバ(複数)からの光により誘起された燐光を効率
的に収集するできるようにするために放出体ファイバ
(複数)及び収集ファイバ(複数)の末端端部は幾何学
的に配置される。
【0017】本発明の一つの説明的実施例では、二股光
学的ファイババンドルは末端で複数の収集ファイバによ
り包囲された単一の放出体ファイバを具備する。放出体
ファイバに光を集中する手段は光源から放出体ファイバ
への光の効率的送出を実現するグレーデッドインデック
ス(GRIN)レンズである。単一の集中/画像形成レ
ンズは放出体ファイバをはずして光を集中し、収集ファ
イバに光を収集する手段を具備する。集中/画像形成レ
ンズは放出光を小さいスポットに集中してこれにより分
解能を増大させ、燐光を効率的に収集しこれにより感度
を増大させる。放出体ファイバ、収集ファイバ及び集中
/画像形成レンズの結合位置では、単一放出体ファイバ
は収集ファイバの円筒構成の中心にある。
【0018】本発明は新規な光学的ファイバケーブルを
組み込んだスキャン装置を提供する。そのスキャンナは
光源と、新規な光学的ファイバケーブルと、スキャン機
構と、電子データ収集システムとを具備する。新規な光
学的ファイバケーブルを組み込んだスキャン装置では光
源からの光放射は放出体ファイバに集中する。放出体フ
ァイバを介して送出される光放射は蓄積蛍光体画像形成
プレートに集中する。もし放出体ファイバから放出され
た光が電荷が保持されている蛍光体領域に当たるなら
ば、蛍光体は読み出され燐光を放出する。燐光は収集フ
ァイバ(複数)に向く。燐光放出は燐光を表す電子信号
を情報格納装置に中継するセンサに送出される。
【0019】蓄積蛍光体画像形成プレートをスキャンす
る新規な方法が提供される。その方法は光学的ファイバ
ケーブルでの光学的ファイバの一セットを介して燐光を
誘起できる放射を送出すること、光学的ファイバケーブ
ルの異なるファイバでの任意の誘起燐光を収集すること
からなる。
【0020】
【実施例】本発明によれば、装置及び方法が蓄積蛍光値
画像形成プレートをスキャンするために設けられる。本
発明は多種の蛍光体を具備する蓄積蛍光体画像プレート
に実施できる。本発明は蓄積蛍光体画像形成プレートを
スキャンする光学的ファイバケーブルを提供するもので
あり、該光学的ファイバケーブルは末端及び基部の端部
を有する光学的ファイバの二股バンドルであって光学的
ファイバが少なくとも一つの放出体のファイバ及び少な
くとも一つの収集ファイバを有するものと、少なくとも
一つの放出体ファイバの基部端部に光を集中する手段
と、少なくとも一つの放出体ファイバの末端から光の焦
点をはずす手段と、少なくとも一つの収集ファイバの末
端部に光を収集する手段とを具備する。
【0021】本発明の一つの説明実施例では、光学的フ
ァイバケーブルは末端及び基部の端部を有する光学的フ
ァイバの二股バンドルであって光学的ファイバがさらに
少なくとも一つの放出体ファイバ及び少なくとも一つの
収集ファイバを有するものと、少なくとも一つの放出体
ファイバの基部の端部に結合されるGRIN型の結合レ
ンズと、少なくとも一つの放出体ファイバ及び少なくと
も一つの収集ファイバの末端端部に結合される焦点形成
/画像形成レンズとを具備する。
【0022】また本発明は蓄積蛍光体画像形成プレート
スキャンナを提供し、該装置は光源と、;光学的ファイ
バケーブルは末端及び基部の端部を有する光学的ファイ
バの二股バンドルであって光学的ファイバケーブルがさ
らに少なくとも一つの放出体ファイバ及び少なくとも一
つの収集ファイバを有するものと、少なくとも一つの放
出体の基部の端部に結合されるGRIN型結合レンズ
と、少なくとも一つの放出体ファイバ及び少なくとも一
つの収集ファイバの末端部に結合される焦点形成/画像
形成レンズとを具備し;光学的ファイバケーブルの末端
部に固定されたレンズマウントと、光学的ファイバケー
ブルで収集ファイバの基部の端部に結合されるセンセ
と;該センサから入力を受ける信号条件調整電子装置
と;信号条件調整電子装置からの入力を受けるデータ格
納装置とを具備する。
【0023】本発明は蓄積蛍光体画像形成プレートをス
キャンする方法であって、光源から光学ファイババンド
ルに関し少なくとも一つ選択された光学的ファイバにそ
して、出現したときに、蓄積蛍光体画像形成プレートに
放射を送出し、選択された光学的ファイバ以外の光学的
ファイババンドルの少なくとも一つの光学的ファイバで
光源から放射により誘起された燐光を収集し、光源から
センサに放射により誘起された燐光を送出し、センサか
らデータ格納装置に光源からの放射により誘起される燐
光を代表する情報を送出することからなるものを提供す
る。
【0024】ここで使用されるように、用語「光」とは
燐光を誘起できる電磁気学的放射の任意の種類をいう。
光は電磁気学の放射の任意の種類、例えば、可視スペク
トルでの電磁気学的放射、赤外線スペクトルでの電気磁
気学的放射、紫外線スペクトルでの電磁気学的放射等を
含む。光源は燐光を誘起できる電磁気学的放射を形成で
きる任意の装置である。
【0025】光学的ファイバケーブルの一つの要素は光
学的ファイバの二股バンドルである。ここに用語「二
股」はバンドルのファイバが二つのグループ内に向くこ
とを示すように使用される−−一方のグループ「放出
体」ファイバ(複数)として表示され、光源から蓄積蛍
光体にを送出する機能を果たし、他方のグループは「収
集」ファイバ(複数)として表示されプレートの蛍光体
からの誘起された放射を収集しセンサに収集された燐光
を送出する機能を果たす。放出体ファイバ(複数)は光
源からの放射の送出を最適化するように選択できる。さ
らに収集ファイバ(複数)は蓄積画像形成プレートから
の燐光の送出を最適化できる。
【0026】近似的には、放出体ファイバ(複数)及び
収集ファイバ(複数)は光学的ケーブルに結合されな
い。放出体ファイバ(複数)及び収集ファイバ(複数)
の分離は光源とセンサとの接続を容易にする。結合され
ない放出体ファイバ(複数)及び収集ファイバ(複数)
はPVCモノコイル、プラスチックフレキシブル管取付
のようなフレキシブル保護カバー形成により別々に包囲
することができる。放出体ファイバ(複数)の結合され
ていない部分の長さは臨界的ではなく、変化可能であ
る。一般的には、放出体ファイバ(複数)の結合されて
いない部分の長さは約25cmから約200cm、通常
は25cmから約35cmであり、好ましくは約30c
mである。さらに、収集ファイバ(複数)の結合されて
いない部分の長さは臨界的ではなく変化可能である。一
般的には、収集ファイバ(複数)の結合されていない部
分の長さは約25cmから200cmであり、通常約2
5cmから約35cmであり好ましくは約30cmであ
る。
【0027】末端的には、放出体ファイバ(複数)及び
収集ファイバ(複数)はフレキシブル保護カバー形成、
例えば、PVCモノコイル、プラスチックフレキシブル
管取り付け等に一体に保持される。放出体ファイバ(複
数)及び収集ファイバ(複数)の合部分の長さは臨界的
ではなく変化可能である。一般的には、放出体ファイバ
(複数)及び収集ファイバ(複数)の結合部分の長さは
約25cmから約200cmであり、通常は約50cm
から約100cmであり、好ましくは約60cmであ
る。
【0028】各グループでのファイバ数は臨界的ではな
く、変化可能であるので、各グループは少なくとも一つ
のこのファイバを具備する。一般的には、これは臨界的
ではないけれど、各グループでのファイバの数は約30
0を越えないであろう。本発明の好ましい実施例では、
放出体ファイバの数は1から約300の範囲にあるでろ
う。特に好ましい実施例では、放出体ファイバの数は収
集ファイバの数以下であり、最も好ましい実施例では唯
一の放出体ファイバがバンドルには含まれるが約100
から約200の収集ファイバが含まれる。
【0029】バンドルでのファイバの物理的構成及びバ
ンドル断面の形状も臨界的ではなく変化可能である。断
面形状の任意の構成は各種ファイバの数に依存して使用
できる。一般的には、特に収集ファイバの数が放出体フ
ァイバの数を越えるこれらの実施例に関し、放出体ファ
イバ(複数)がバンドルの中心を占め、収集ファイバに
より包囲される構成は好ましい。バンドル断面につき、
円断面は好ましい。
【0030】放出体ファイバは個々に、例えば、溶融シ
リカ、ガラス、ポリイミド、ポリマー等の被覆により包
囲される。放出体ファイバは10μmから1,000μ
m、通常は10μmから200μm、好ましくは200
μmの内部直径を有してもよい。放出体ファイバ(複
数)の開口数は0.1から0.5であり、通常は0.2
から0.4であり、好ましくは0.4である。放出体フ
ァイバ(複数)は光学的ファイバケーブルの結合されま
た結合されない部分の双方での長さを介してとぎれな
い。
【0031】収集ファイバ(複数)は個々に、例えば、
溶融シリカ、ガラス、ポリイミド、ポリマー等の被覆に
より包囲される。収集ファイバ(複数)は10μmから
1,000μm、通常は10μmから200μm、好ま
しくは200μmの内部直径を有してもよい。収集ファ
イバ(複数)の開口数は0.1から0.5であり、通常
は0.2から0.5であり、好ましくは0.5である。
収集ファイバ(複数)は光学的ファイバケーブルの結合
されまた結合されない部分の双方での長さを介してとぎ
れない。
【0032】近似的には、放出体ファイバ(複数)は放
出体ファイバ(複数)に光を集中する手段に結合され
る。光集中手段はレンズであってもよく、ビームを集中
させるために曲線状のミラーを有するモジュール、又は
多重−レンズ装置であってもよい。入射光を集中させる
光集中手段の使用により、放出体ファイバ(複数)の光
を集める効率が増加する。一般的には、光集中手段はレ
ンズであり、好ましくはグレーデッドインデックス(G
RIN)レンズであってもよい。GRINのレンズが好
ましいのは光ビームの減衰を小さくし、光伝送の高効率
をもたらすからである。レンズの屈折率は約1.5から
約1.66の範囲にあり、好ましくは約1.59であ
る。レンズのピッチは約0.1から約0.99の範囲に
あり、好ましくは約0.33である。レンズはMgF2
,HEBBAR被覆、V−被覆等のようなアンチ−反射被覆
で被覆されてもよい。結合損失を含むエネルギー損失及
び光学的ファイバ減衰が60%を越えないようにGRI
Nレンズは放出体ファイバ(複数)に結合できる。レン
ズは結合損失を最小にするために三次元位置調整器に配
置できる。
【0033】放出体ファイバ(複)の末端部は放出体フ
ァイバ(複数)から出現する光を集中する手段に結合さ
れる。光集中手段は蓄積蛍光帯画像形成プレートに向け
出現光を集中する。出現光を集中する光集中手段の使用
により、蓄積蛍光体画像形成プレートの小さい領域に出
現光を集めることによって、スキャンナの効率及び分解
能の双方が増大する。
【0034】またファイバ光学的ケーブルは収集ファイ
バ(複数)の末端部に光を集中する手段を具備する。光
収集手段は収集ファイバ(複数)により収集された蓄積
蛍光体画像形成プレートから燐光の量を増加させこれに
よりスキャンナの感度を増大させる。一般的には、ビー
ムを集中させるため曲線状ミラーを有するモジュールが
受け入れることができるけれど、光集中手段及び光収集
手段は単一レンズであり、好ましくはグレーデッドイン
デックス(GRIN)レンズである。レンズの屈折率は
約1.5から約1.65であり、好ましくは約1.59
である。レンズのピッチは一般的に約0.1から約0.
99であり、好ましくは0.33である。レンズはMg
F2 ,HEBBAR被覆、V−被覆等のようなアンチ−反射被
覆で被覆されてもよい。レンズの焦点長さは好ましくは
スキャンされる蓄積蛍光体画像形成プレートの公差より
大きいか又は等しい。蓄積蛍光体画像形成プレートスキ
ャンナは前述した新規なファイバ光学ケーブルに組み込
むように構成してもよい。蓄積蛍光体画像形成プレート
スキャンナの一つの要素は光源である。前述のように、
用語「光」はスキャンされる蓄積蛍光体画像形成プレー
トに存在する蛍光体から燐光を誘起できる任意の波長の
電磁気学的放射を示す。用いられる光源の種類は臨海的
ではなく形成される光がスキャンされる蓄積蛍光体画像
形成プレートの蛍光体での燐光を形成するほどに長く変
化できる。一般的には光源はレーザであってもよく、好
ましくはダイオードレーザがよい。レーザは蛍光体励起
及び燐光を最適化するため選択可能である。レーザは連
続放射を放出でき、好ましくはパルス放射が放出できる
とよい。レーザ出力のパルス化により蓄積蛍光体画像形
成プレートのより離隔的スキャンが考慮できる。
【0035】二股光学的ファイババンドルの末端部と、
放出体ファイバ(複数)の末端部をはずして光を集中す
る手段と、収集ファイバ(複数)の末端部に光を集中す
る手段とがHYSOL エポキシの付いたステンレス鋼の金輪
に入れられて仕上げられてもよい。蓄積蛍光体画像形成
プレートスキャンナでは、レンズマウントに集中/画像
形成レンズを確実に接続する。もしステンレス鋼の金輪
に集中/画像形成レンズを入れると、ステンレス鋼金輪
にレンズマウントを確実に接続できる。レンズマウント
はレンズマウント以内でのレンズ位置の調整を考慮す
る。適切に調整されると、光学的グレードエポキシのよ
うな接着剤で所定位置にレンズを固定できる。
【0036】二次元スキャン機構にレンズを接続する。
二次元スキャン機構によりスキャンされる蓄積蛍光体像
形成プレート上にファイバ光学的ファイバの末端部を正
確に配置することができる。臨界的ではないけれど、Ho
uston Instruments Model Hi1117 のようなX−Y平台
スキャン装置は好ましい。二次元スキャンナ機構は一般
的に二つのステッパモータを有する。ステッパモータは
クロック回路と一体になったスキャン電気装置により制
御される。平台プロッタに使用される、商業的に入手可
能なスキャン機構が採用できる。
【0037】センサに収集ファイバ(複数)の基部端部
を結合する。センサは蓄積蛍光体画像形成プレートから
の燐光により刺激され、感知された燐光を表す電子信号
を形成できる。センサはフォトダイオードであり、又は
好ましくは、光電子増倍管であってもよい。光電増倍管
は可視燐光放出の全範囲にわたりより良い感度を形成す
る。バンドパスフィルタが収集ファイバ(複数)の基部
端部とセンサとの間に配置される。バンドパスフィルタ
は燐光の波長を有する光が、光源から光の波長を有する
光を遮断する間、通過することを選択的に可能にする。
このようにして、バンドパスフィルタはセンサにより形
成された信号に関しより大きな特徴を形成する。蓄積蛍
光画像形成プレートからの燐光を表す電子信号をデータ
格納装置に送出する。データ格納装置は典型的にはコン
ピュータである。コンピュータは蓄積蛍光画像形成プレ
ートを構成する部分であり又はスキャンナの外付けであ
ってもよい。一般的にはセンサからの電子信号はアナロ
グ形である。スキャン装置に使用されるコンピュータは
多くは便宜上ディジタルである。アナログディジタル変
換器のような信号条件形成電子装置はアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換するよう要求される。トラック及び
ホルド増幅器を伴う前置増幅器のような他信号条件形成
手段はセンサから特定の用途におけるデータ取得装置に
電子信号を変換するように要求される。
【0038】データ取得装置として使用されるコンピュ
ータはスキャン機構を制御できる。この手段によりコン
ピュータはスキャン機構の場所とその場所からの信号と
を関連させる。蓄積蛍光体画像形成プレートに符号化さ
れた潜像の再構成を提供できる。ヒュレットパッカード
グラフィック言語のような商業的に入手できるソフトウ
エアはアドレス可能なスキャンヘッドのようなスキャン
機構の制御を可能にする。またコンピュータはスキャン
間隔を変化させるようにプログラムできる。蓄積蛍光体
画像形成プレート上でスキャンされるポイント数を増加
することによりコンピュータはスキャンナの分解能を増
加する。蓄積蛍光体画像形成プレートでスキャンされる
場所の数を減少することによりコンピュータはスキャン
装置の分解能を減少する。スキャン速度はスキャンされ
る場所の数に逆比例する。
【0039】またスキャン速度は潜像の存在を有する蓄
積蛍光体画像形成プレートのこれらの領域のみをスキャ
ンすることにより増加できる。コンピュータ蓄積蛍光体
画像形成プレートをセクタにスキャンするようにプログ
ラム化できる。もしセクタでスキャンされた第1の場所
が燐光を形成するならば、コンピュータは信号を受けそ
のセクタをスキャンし続ける。もしコンピュータが燐光
を代表する信号を受けないならば、コンピュータは次の
セクタをスキャンするためにスキャン機構を調整する。
このように、符号化された情報を持たないセクタをスキ
ャンしない間は、スキャンナはセクタ以内で符号化され
た情報を持つセクタを綿密にスキャンできる。これは早
いスキャンと高分解能の双方を可能にする。
【0040】図1を説明する。本発明の蓄積蛍光体画像
形成プレートスキャンナの一つの実施例の概略説明が示
される。レーザ又は光放出ダイオード(LED)のよう
な光源1はGRINレンズ2を介して集中される光を形
成する。GRINレンズ2は放出体ファイバ(複数)3
にその光を集中する。放出体ファイバ(複数)3は収集
ファイバ7と結合して二股光学的ファイババンドル4を
構成する。光源1からの光は放出体(複数)3により二
股光学的ファイバ4を介して画像形成/集中レンズ5に
送出され蓄積蛍光体画像形成プレート6上の小さい領域
に集中する。もし潜像が光源1からの光にさらされる領
域での蓄積蛍光体画像形成プレート上にあるならば、蛍
光体は励起し、特別の波長の燐光を放出する。もし潜像
が光源1からの光にさらされる領域での蓄積蛍光体画像
形成プレート6上に存在しないならば、いかなる燐光も
形成しないであろう。光源1からの光が蛍光体画像形成
プレート6に潜像を有する蛍光体に当たると仮定する
と、燐光は集中/画像形成レンズ5に当たり入り、二股
の光学的ファイババンドル4での収集ファイバ(複数)
に送出される。収集ファイバ(複数)は光電子増倍管、
フォトダイオードのようなセンサ8に燐光を向け、燐光
を検出し電子アナログ信号を形成する。バンドパスフィ
ルタ20は収集ファイバ7及びセンサ8の間に配設でき
る。センサ8はアナログ信号条件形成回路9でインタフ
ェースされる。センサ8からの情報を格納でき又は光学
的外部コンピュータ11に情報を送出できる内部コンピ
ュータ10に条件形成されたアナログ信号を向ける。
【0041】二股光学的ファイババンドル4及び集中/
画像形成レンズ5の末端部はスキャンナヘッド12に包
含される。蛍光体画像形成プレート6にわたるスキャン
ナ12の場所は二次元機構スキャンナ13により制御さ
れる。内部コンピュータ10は機構スキャンナ13及び
蛍光体画像形成プレート6にわたるスキャンナヘッド1
2の場所を制御する。内部コンピュータ10はスキャン
ナヘッド12の場所を特定する情報を格納でき又は外部
コンピュータ11に情報を向けることができる。内部コ
ンピュータ10又は外部コンピュータ11のいずれかは
スキャンナヘッド場所情報及びセンサ情報を調整して蛍
光体画像形成プレート6に格納された情報を再構成でき
る。
【0042】二股光学的ファイババンドルを図2に示
す。近似的には、収集ファイバ(複数)に放出体ファイ
バ(複数)を結合しない。末端では、放出体ファイバ
(複数)3は収集体ファイバ(複数)7を結合して二股
光学的ファイババンドル4を形成する。GRINレンズ
2に放出体ファイバ(複数)3の基部端部を結合する。
そのGRINレンズは高効率で放出体ファイバ(複数)
3に光源からの光を集中する。
【0043】収集ファイバ(複数)7の基部端部はセン
サを結合する。センサはフォトダイオード又は好ましく
は光電子増倍管であってもよい。収集脚7及びセンサと
の間にバンドパスフィルタを配設してもよい。二股光学
的ファイババンドル4は基部端部及び末端部を有する複
数の光学的ファイバを具備する。ファイバの末端部は集
中/画像形成レンズ5で一致する。図4に示すように、
二股光学的ファイババンドル4の光学的ファイバはPV
Cモノコイル等のようなフレキシブル保護カバー形成1
9により包囲されている。
【0044】図5を説明する。蓄積蛍光体画像形成プレ
ートスキャンナにおいて、集中/画像形成レンズ5及び
二股ファイババンドル4の末端部分はスキャンヘッド1
2に包含される。集中/画像形成レンズ5はスキャンヘ
ッドにおいて固定ネジ18(参照図6)により位置決め
される。固定ネジ18は公差を細かく調整できるように
してある。公差を調整し、固定ネジ18を締着した後、
光学的級エポキシのような接着剤でその調整を固定す
る。
【0045】図7は反射被覆21を持つ集中/画像形成
レンズ5を示す。光学的ファイバケーブル及びそのケー
ブルを使用するスキャナの好ましい実施例では、二股光
学的ファイバケーブルは溶融シリカ芯、200μmの内
部直径、溶融シリカ被覆及び0.4の口径数を持つ単一
放出体ファイバを具備するように構成される。収集ファ
イバは溶融シリカ芯、200μmの内部直径、ポリマ被
覆、及び0.4の口径数を有する。
【0046】結合レンズはGRINレンズであり、ダイ
オードレーザから放出体ファイバに光を集中する。その
レンズはMgF2アンチ−反射被覆を有して910-920nm
のレーザ波長での損失を最小にする。結合損失を最小に
するように調整できる3次元位置決めにその結合レンズ
を固定する。光源はダイオードレーザである。ダイオー
ドレーザ、結合レンズ、及び放出体ファイバは接着剤で
所定位置に固定される。
【0047】また集中/画像形成レンズはGRINの種
類からなる。放出光は130μmの領域に集中する。そ
のレンズはMgF2で被覆されて燐光放出スペクトル(4
50-500)を介して反射損失を最小にする。二股光学的フ
ァイババンドル及び集中/画像形成レンズはスキャンヘ
ッド内にある。スキャンヘッドをスキャン機構と連れ添
わせる。蛍光体蓄積プレート及び集中/画像形成レンズ
間の公差は調整され接着剤で固定される。
【0048】レーザダイオードはレーザパルサにより駆
動される。ダイオードレーザは910-920nmからの範囲
である波長及び12nm以下の線幅を持つ光を放出する。
ダイオードレーザは8KHzの繰り返し率、200nsec
のパルス幅、0.05%のデューティサイクル、15Wのピー
ク出力の能力であり、そしてたかだか40Aのピーク電流
を要求する。出力パワーでのパルス対パルスの変動はス
キャン中5%以下である。
【0049】そのセンサは光電圧で動作する光電子増倍
管であり、この用途のため最適化される。光電子増倍管
及び収集ファイバ間にショットBG−39バンドパスフ
ィルタを設けて赤外線レーザ波長を遮断する。アナログ
信号条件形成回路は高速トラック及びホルドを伴う高速
増幅器である。この回路に検出器の出力を帰還する。16
ビットアナログディジタル(A/D)変換器にそのトラ
ック及びホルドの出力を供給する。
【0050】マスタクロック回路は位置関係クロックパ
ルスを発生するステッパモータ駆動信号を復号し、位置
関係クロックパルスはレーザ、ゲート積分器、コンピュ
ータ及びA/D変換器の動作を変換機構のステッパモー
タと同期する。クロックパルスはプログラマブル周波数
分割器を介してバッファされ、この回路により形成され
る最終クロック周期、Tnに対してn=0から9の値に
できる。
【0051】マスタクロック回路により形成される信号
はレーザパルストリガーに関し50ナノ秒以下のジッタ及
び25ナノ秒以下の立ち上がりを有する。内部コンピュー
タマザボードの拡張スロットにそのA/D及びI/Oボ
ードを設ける。そのA/D変換器はトラック及びホルド
からのアナログ信号をディジタル化し内部コンピュータ
ハードディスクにデータを格納させる。I/Oボードは
レーザ内部クロックを感知し、ライン同期、フレーム同
期を感知するためのディジタル入力と、マスタクロック
回路を介して計器の分解能を制御するためのディジタル
出力とを形成する。
【0052】上記装置を使用して、蛍光体被覆プレート
を用いてデータを取った。この蛍光体のスペクトル吸収
曲線は赤外線の近くにあり、その放出が青の可視領域に
ある。一連のドットは蛍光体32、ラジオアイソトープ
が不安定である流体を用いると紙上で不明瞭であった。
蛍光体で被覆されたプレートと直接接触して紙を配設し
た。そのプレートは上記装置を用いてスキャンされた。
【0053】図8はスキャンナのダイナミック範囲を示
す。垂直軸は燐光強度の対数であり、水平軸は液体シン
チレーションカウントの対数である。スキャンナは大き
さの4オーダにわたり良い直線性を示し、大きさの約2
オーダの典型的直線範囲を示すx−線フィルムよりはる
かに優れている。以上は説明のために主として提供され
た。光学的ファイバケーブル及び蓄積蛍光体画像形成プ
レートスキャンナの構成要素と、スキャン方法のステッ
プと、ここに記載された本発明の他のパラメータとは本
発明の精神及び範囲から離れることなく変形され、種々
の方法で置換できることが当業者にとって容易に明らか
である。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓄
積蛍光体画像形成プレートの局部領域で燐光を励起で
き、低レベル燐光を効率的に収集でき感知できるので、
正確で効率的な燐光励起及び収集が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原則を示す蓄積蛍光体画像形成プレー
トスキャンナのブロック図である。
【図2】本発明はの原則により構成される二股の光学的
ファイババンドルの一つの実施例の透視図である。
【図3】本発明の原則により構成される二股の光学的フ
ァイババンドルの一つの実施例の断面図である。
【図4】本発明の原則により構成される二股の光学的フ
ァイババンドルの一つの実施例の末端部の軸方向切断図
である。
【図5】本発明の原則により構成されるスキャンヘッド
の一つの実施例の軸方向断面図である。
【図6】本発明の原則により構成されるスキャンヘッド
の透視図である。
【図7】本発明のある実施例で使用されるアンチ−反射
被覆を有するレンズを示す。
【図8】本発明の原則により構成されるスキャンナのダ
イナミックレンジを示す。
【符号の説明】
1…光源 2…GRINレンズ 3…放出体ファイバ 4…二股光学的ファイバドンドル 5…画像形成/集中レンズ 6…蓄積蛍光体画像形成プレート 7…収集ファイバ 8…センサ 10…内部コンピュータ 11…外部コンピュータ 12…スキャンヘッド

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄積蛍光体画像形成プレートをスキャン
    するための光学的ファイバケーブルであって:末端部及
    び基部端部を有する光学的ファイバの二股バンドルであ
    って、前記光学的ファイバが少なくとも一つの放出体フ
    ァイバ及び少なくとも一つの収集ファイバを具備するも
    のと;前記少なくとも一つの放出体ファイバの基部端部
    に結合されるGRIN型結合レンズと;前記少なくとも
    一つの放出体ファイバ及び少なくとも一つの収集ファイ
    バの末端部に結合される集中/画像形成レンズとを備え
    る光学的ファイバケーブル。
  2. 【請求項2】 二股バンドルは一つの放出体ファイバだ
    けを有する請求項1に記載の光学的ファイバケーブル。
  3. 【請求項3】 前記二股バンドルは前記少なくとも一つ
    の放出体ファイバの周りに集中的に配置された複数の収
    集ファイバを有する請求項1に記載の光学的ファイバケ
    ーブル。
  4. 【請求項4】 光源と;請求項1に記載の光学的ファイ
    バケーブルであって、前記GRIN型結合レンズが前記
    光学的ファイバケーブルの前記少なくとも一つの放出体
    ファイバに前記光源を連れ添わせるものと;前記集中/
    画像形成レンズに固定されるレンズマウントと;前記レ
    ンズマウントに結合されるスキャン機構と;前記光学的
    ファイバケーブルにおいて前記少なくとも一つの収集フ
    ァイバの基部端部に結合されるセンサと;前記センサか
    ら入力を受ける信号条件形成電子装置と;前記信号条件
    形成電子装置からの入力を受けるデータ格納装置とを備
    える、サンプリング間隔を有する蓄積蛍光体画像形成プ
    レートスキャンナ
  5. 【請求項5】 前記センサはフォトダイオード又は光電
    子増倍管である請求項4に記載の蓄積蛍光体画像形成プ
    レートスキャンナ。
  6. 【請求項6】 前記スキャン機構はアドレス可能なスキ
    ャンヘッドである請求項4に記載の蓄積蛍光体画像形成
    プレートスキャンナ。
  7. 【請求項7】 前記データ格納装置はスキャン機構を制
    御するコンピュータである請求項4に記載の蓄積蛍光体
    画像形成プレートスキャンナ。
  8. 【請求項8】 前記コンピュータは前記サンプリング間
    隔を変更できる請求項7記載の蓄積蛍光体画像形成プレ
    ートスキャンナ。
  9. 【請求項9】 前記光源はレーザである請求項4に記載
    の蓄積蛍光体画像形成プレートスキャンナ。
  10. 【請求項10】 前記スキャン機構はX−Yスキャン機
    構である請求項4に記載の蓄積蛍光体画像形成プレート
    スキャンナ。
  11. 【請求項11】 蓄積蛍光体画像形成プレートをスキャ
    ンする方法であって、 (a) 光源からの放射を、光学的ファイババンドルの少な
    くとも一つ選択された光学的ファイバにそして、そこか
    ら出現したときに、前記蓄積画像形成レートに、集中す
    ること; (b) 前記選択された光学的ファイバとは異なる前記光学
    的ファイババンドルの少なくとも一つの光学的ファイバ
    において前記光源からの放射により誘起される燐光を収
    集すること; (c) 前記光源からセンサへの放射により誘起される前記
    燐光を送出すること; (d) 前記センサからの前記光源からデータ格納装置への
    前記放射により誘起される前記燐光の代表する信号を送
    出することからなる蓄積蛍光体画像形成プレートをスキ
    ャンする方法。
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