JPH07505991A - 記録媒体，特に蛍光体蓄積プレートを光学的に走査する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 記録媒体、特に蛍光体蓄積プレートを光学的に走査する装置技術分野 この発明は、請求の範囲ｌの前文の部分に記載されており、また、文献　ジャー ナル　エレクトロン、マイクロスフ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｅｌｅｃＬｒｏｎ。

Ｍｉｃｒｏｓｃ　）　、３９、（１９９０）の第４３３頁乃至第４３６頁に記載 された森氏他の論文により公知の特徴をもった装置の改良に関するものである。

発明の背景 上記の刊行物に開示された公知の装置（ＩＰ読取り装置）は、一部透過性ミラー を通過する走査ビーム通路に沿う走査ビームを発生するＨｅ−Ｎｅ（ヘリウム− ネオン）レーザを含んでいる。走査ビームは偏向ミラー上に照射され、さらにレ ンズによって走査位置に集束される。この走査位置を通過して蛍光体蓄積プレー トが座標テーブルによって移動させられる。走査ビームは上記走査位置にある蛍 光体蓄積プレートの点において、蓄積された情報を表わす蛍光体輻射光を発生さ せ、この蛍光体輻射光は次いで収束レンズによって平行化され、さらに偏向ミラ ーおよび一部透過性ミラーによって反射され、第２のレンズによってダイアフラ ム（絞り）の開孔に集束される。ダイアフラムの後方には光増倍器が設けられて いる。ダイアフラムは蓄積プレートからの蛍光体輻射光信号を横方向に識別する ために必要なものである。これによって読取り装置の解像度を向上させることが できる。

収束レンズの開口度が比較的制限されており、また読取りビームのビーム通路中 にあるレンズおよびミラーによって生ずる光学的損失、最後にダイアフラム自体 によって生ずる光学的損失により、光増倍器に到達する蛍光体輻射光は比較的小 部分に過ぎないから、光増倍器の出力部において所望の信号と不所望な信号との 比を改善する必要がある。

発明の概要 この発明は上記の従来技術を基礎として構成されもので、請求の範囲１の前文の 部分の構成を有し、走査位置において走査ビームによって発生された有効輻射光 のより大きな部分を光検出器によって検出することができ、同時に非常に高い横 方向の局部解像度を実現することができる装置を得ることを目的とする。

この発明の目的は、請求の範囲１の特徴部分の構成をもった装置によって達成さ れる。また、請求の範囲１に記載された発明をさらに発展させた構造をもった他 の好ましい実施例は請求の範囲２乃至８に記載された構造をもっている。

この発明は、非常に大きな開口度をもった実質的に共焦点光学ミラー系を有し、 これによって読取り時に発生する有効輻射光の非常に大きな部分を検出し、実質 的に損失なく光検出器に導くことができる。

ミラー系の結像特性により、光検出器（ＳＥＶ）の入口窓あるいは上記光検出器 の前方に設けられた色付ガラスフィルタによって反射され、あるいは後方へ散乱 されたレーザ輻射光は、実際の結像装置を構成するミラー系の出力部においてビ ームトラップとして設けられた別の凹面鏡によって吸収される。このことにより 、感度および解像度は著しく向上する。

蛍光体蓄積プレートに蓄積された情報を走査する好ましい装置ではレーザビーム が使用され、その強度は公知の蛍光体蓄積プレート読取り装置のレーザ読取りビ ームの強度よりもかなり高い。例えば、１０ｍＷ以上、特に１５ｍＷ以上のＣＷ （連続波）パワーをもったＨｅ−Ｎｅレーザが使用される。この高いパワーは最 初に有効に使用され、ミラー系の結像特性により、色フィルタおよび／または光 検出器の入口窓から蓄積プレートに向けて反射あるいは後方へ散乱されるレーザ 光は極めて大きく抑制される。

この発明の装置は、特に蛍光体蓄積プレートを光学的に走査するのに適しており 、以下にその使用例に基づいて詳細に説明する。しかしながら、この発明は蛍光 体蓄積プレートの読出し装置に限定されるものではなく、情報が読出し可能な形 で蓄積されている他の記録媒体の読出しにも使用することができる。

図面の簡単な説明 以下では、この発明を図示の好ましい実施例に基づいて詳細に説明する。図は蛍 光体蓄積プレートを光学的に走査するこの発明の装置の主要部の軸に沿う断面構 造を示す図である。

詳細な説明 図は、蛍光体蓄積プレート１２を光学的に走査するように動作する光学装置で使 用される走査ヘッド１０の軸に沿う断面を示す。走査ヘッド１０と蓄積プレート １２の一方を固定的に取付け、他方をステップモータにより制御される座標駆動 装＠（図示せず）のような適当な駆動装置に結合することにより、上記走査ヘッ ドｌＯは蓄積プレート１２に対して相対的に移動することができる。

走査ヘッド１０は、内部にチャンバ（空洞）が形成されているように互にネジで 結合された２個の中空の部品１０ａ、１０ｂからなり、上記チャンバは細長い回 転楕円体ミラーの形状をなしている。図示の実施例では、回転楕円体ミラーの短 径の１／２の寸法は４０論、長径の１／２の寸法は約４８ａｕｎである。チャン バの内壁面は上記のように楕円体のミラー１４を形成している。蓄積プレート１ ２に対向する楕円体の端部は、該楕円体の長手方向軸に対して２５°の角度で斜 めに切断されていて光入射開孔１６が形成されている。この光入射開孔１６を通 って蓄積プレートを読み取ることによって得られた有効輻射光、すなわち、この 場合は蛍光体輻射光はミラー１４によって特定されたチャンバ内に入り込むこと ができる。従って、蓄積プレート１２は光入射開孔１６の面と平行に配置されて いる。

チャンバの上端部は軸に対して直角にまっすぐに切断されていて、有効輻射光に 対する光出口開孔１８を形成している。光出口開孔１８の後方には逆テーパー状 の第２のチャンバ、すなわち外部に向かって　゛拡大するチャンバ２０が設けら れている。第２のチャンバ２０は反射性の内壁２２を有し、光出口開孔１８側と 反対側の開孔には光検出器として動作する光増倍器（ＳＥＶ）２４が設けられて いる。

光出口開孔１８とチャンバ２０との間には、有効輻射光、この場合は青色蛍光体 輻射光を横方向に識別するダイアフラムが設けられており、これによって局部解 像度を向上させることができる。光増倍器２４と第２のチャンバ２０との間には 着色ガラスフィルタ３３が設けられており、該フィルタ３３は有効輻射光、すな わち青色蛍光体輻射光のみを通過させ、赤色レーザ輻射光を吸収し、また／ある いは赤色レーザ輻射光をチャンバ内に反射させ、そによってこの場合赤色レーザ 輻射光の走査輻射光を阻止することができる。

走査ヘッド１０の下部１０ｂには、走査ビームを供給するための僅かに外方に向 けて拡大した円錐形の通路２８が形成されている。この例では、通路２８は１４ ″の開孔角を有し、走査ビーム３０のビーム通路は楕円体の長手方向軸に対して ５５″の角度をなしており、それによって走査ビームが蓄積プレート１２の表面 に対して過度に傾斜して照射されることがないようにしている。蓄積プレー）１ ２がミラー１４の長手方向軸に対しである角度をなして配置されているのは同じ 理由による。

図示の実施例では、光入射開孔１６の直径は２１ｍｍ、光出口開孔１８の直径は １６．５ｍｍ、第２のチャンバ２０を構成する部品の軸方向の寸法は１２ｍｍ、 光増倍器２４に対向する上記第２のチャンノく２０の開孔の直径は約２９．５ｎ ＋ｍである。これらの各部の寸法、上述の各、＜ラメータ、角度等は一例として 示したものであって、厳密なものと考える必要はない。

動作に当たって、Ｈｅ　−Ｍ　ｅレーザ（図示せず）によって生成された読取り 走査ビーム３０は蛍光体蓄積プレート１２上の走査位［３２上に照射され、それ によって一般に青色の蛍光体輻射光を発生させる。この蛍光体輻射光の強度は対 応位置に蓄積された情報に依存している。この有効輻射光は、ミラー系か実際に は０．９を越える非常に高い口径度を有することから、上記光学的ミラー系によ って実質的に全部が並行化され、光出口開孔１８の面の中央部において収束され る。多結晶蛍光体蓄積プレート１２において走査ビームが散乱することによって 生ずる不所望な散乱輻射光は色フィルタ２６によって吸収され、また／あるいは 第２のチャンバ２０内における多反射によって、楕円体チャンバに到達する散乱 輻射光が極めて大きく減衰される程度にまで減衰され、それによってレーザ強度 が蓄積プレートの走査位置以外の部分に影響を与えることはない。このことによ り、有効信号、すなわち走査位１３２においてのみ発生された蛍光体輻射光が得 られ、この読取り装置の解像度を向上させることができる。

上述の細長い楕円体ミラー１４はここで使用される共焦点ミラー結像装置の実現 可能な最適の形状を示している。蛍光体輻射光は多くの場合必要でない色フィル タ２６と光増倍器２４の光入射表面領域のみを通過するだけで、それ以外に通過 しなければならない境界面は存在しないから、光学的損失は最少になる。

上述の回転楕円体ミラーの代わりに、例えば３軸楕円体、主開孔面か互いに対向 する２個の回転力物面の形状をもったミラー、あるいは比較的大きな光出口開孔 １８において少なくとも走査位置３２の共焦点影像か生成される他のミラー系を 使用することもできる。

第２のチャンバ２０の内壁面２２は回転楕円体の一部分の形をもつもので、単に 光出口開孔１８から外に向かって僅かに拡大しているものでよい。チャンバ２０ の軸方向の長さは一般に光出口開孔１８の直径よりも小であり、また光出口開孔 １８の直径は一般に光入射開孔１６の直径よりも小である。

ミラー１４．２２の表面は例えばダイヤモンド旋盤によって形成される。

この発明の共焦点結像装置では、その開孔が非常に大であるにも拘わらず、好ま しくない信号の反射輻射光（この場合、蓄積プレートおよび色フィルタあるいは 光増倍器によって楕円体ミラー系に反射されるレーザ）は第２のチャンバ２０に よって著しく減衰され、この発明の装置では当技術分野で公知の装置におけるよ りも相当に強い強度の走査ビーム３０を使用することができる。この発明の一実 施例では、１６ｍＷのパワーをもったＨｅ−Ｎｅレーザビームが使用されている 。走査ビームのパワーを大きくすると、色中心は走査によって実際上完全に打消 され、それによって蓄積プレートの既に走査された領域が散乱された走査輻射光 によって解像度を低下させる好ましくない蛍光体輻射を生じさせるようにされる ことがないという大きな効果を有している。

図　１ ［二ニニ閣ユニ］Ｉ］−２ｔ 、７−−二−一−−−り一一 国ＷＡｍ査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．記録媒体、特に蛍光体蓄積プレート（１２）を光学的に走査する装置であっ て、上記記録媒体に対して相対的に移動することができ、この相対的移動によっ て上記記録媒体が通過して移動することができる予め設定された走査位置（３２ ）上に走査ビーム（３０）を照射する走査ビーム通路を含む走査ヘッド（１０） と、上記走査ビームによって生成された有効輻射光を実質的に結像面内にある上 記走査位置に収束するミラー光学結像系と、上記有効輻射光の通路内であって上 記結像面の後方に間隔を置いて配置された光検出器（２４）とを具備し、 特徴として上記結像系は、細長い楕円体の形あるいは２個の放物面体を互に対向 して結合した形のチャンバの反射性内面（１４）によって形成されており、また 軸方向に対向する位置に光入射開孔（１６）と光出口開孔（１８）とが形成され ている、記録媒体を光学的に走査する装置。
2. ２．上記チャンバは回転楕円体の形状をなしていることを特徴とする請求項１記 載の記録媒体を光学的に走査する装置。
3. ３．上記光入射開孔（１６）の面は上記チャンバの長手方向軸に対して傾斜して 配置されていることを特徴とする請求項１また２記載の記録媒体を光学的に走査 する装置。
4. ４．上記走査ヘッド（１０）は上記走査ビーム（３０）に対する上記チャンバの 長手方向軸に対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１、２また は３記載の記録媒体を光学的に走査する装置。
5. ５．上記チャンバの上記光出口開孔（１８）と上記光検出器（２４）との間には 輻射光の伝播方向において逆テーパ伏をなす第２のチャンバ（２０）が設けられ ていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の記録媒体を光学的に走 査する装置。
6. ６．上記第２のチャンバ（２０）の壁面（２２）は断面が凹面状をなしているこ とを特徴とする請求項５記載の記録媒体を光学的に走査する装置。
7. ７．上記第２のチャンバ（２０）の壁面（２２）は反射面をなしていることを特 徴とする請求項５または６記載の記録媒体を光学的に走査する装置。
8. ８．上記走査ビーム通路（３０）は上記ミラー系（１４）の長手方向軸に対して 傾斜して配置されており、上記記録媒体（１２）は上記走査ビーム通路および上 記ミラー系の長手方向軸に対して傾斜して配置されている請求項１、２、３、４ 、５、６または７記載の記録媒体を光学的に走査する装置。