JPS6263929A - 像記録読取装置 - 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】 本発明は放射像を記録しＮ積する光励起けい光体層を用
いる装置に関するものである。このはい光体層はその伝
導帯と価電子帯との間にエネルギーギャップを有し、そ
のエネルギーギャップ内に１以上の欠陥エネルギーレベ
ルが存在する。このけい光体層に記録すべき放射像を照
射するとこの層内に電子／正孔対が発生ずる。これらの
電子又は正孔のいくつかは欠陥エネルギーレベルにトラ
ップされる。トラップされたこれら電子又は正孔はけい
光体層に光を照射することにより励起して再結合させる
ことができる。電子又は正孔が再結合するとき、けい光
体によりルミネッセンス光が放出され、記録像が読取ら
れろ。

米国特許第４２３６０７８号明細書に光励起けい光体を
用いて放射像を記録再生する方法及び装置が開示されて
いる。この装置は放射源と、放射像蓄積パネルとを具え
ている。放射源により物体を照射してパネル上に物体の
放射像を形成する。この放射像はパネル内に、欠陥エネ
ルギーレベルにトラップされた電子又は正孔の形で蓄積
されろ。

この放射像蓄積パネルは１枚の透明支持板」−に支持し
た或いは２類の透明支持板間に挟持したけい光体層であ
る。

パネル内に蓄積された像はレーザのような光源により読
取られる。即ぢ、レーザビームによりパネルを励起して
ルミネッセンス光を発生させる。

発生ずるルミネッセンス光の強さは放射像からパネルに
より吸収された放射量に比例する。

パネルから発生したルミネッセンス光はフォトセンサ（
光検出器）に通ず。このフォトセンサはルミネッセンス
光の強さに比例する電気信号を発生ずる。この電気信号
は出生装置及び表示装置により像に変換される。

蓄積像の読取り中、けい光体層を走査するレーザビート
の大部分がけい光体）阿から反射される。

この反射レーザ光はフォトセンサに人口・］すると雑音
源になる。これがため、米国特許第４２３６０７８　号
明細書の装置では、パネルとフォトセンサとの間にフィ
ルタを設けてパネルから反９・１されてフォトセンサに
向かう漂遊レーザ光を除去するようにしている。

また、１ノ−ザビームの大部分がけい光体層から反射さ
れるために、けい光体層により吸収されてルミネッセン
ス光を励起する光エネルギーが小さくなる。これがため
、高パワーのレーザを使用するか、或いはけい光体層を
長時間走査して十分なルミネッセンス光を放出させる必
要がある。

本発明の目的は、低パワーのレーザビームを用いて発光
強度の減少を生ずることなくルミネッセンス光を励起し
得るようにした光励起けい光体を用いる像記録読取装置
を提供することにある。

本発明の他の目的は、走査レーザビームの一層大きな部
分が光励起けい光体に吸収されるようにした像記録読取
装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は光励起はい光体に蓄積された像
を短時間で読取り得るようにした像記録読取装置を提供
することにある。

本発明の像記録読取装置は入射放射像の入射放射を吸収
し得ろ像蓄積層を具える。この像蓄積層を励起光で走査
して像蓄積層によりルミネッセンス光を生じせしめる走
査手段を設ける。励起光は像蓄積層に走査角範囲内の角
度で入射する。

フィルタ手段を、像蓄積層に入射する励起光がこのフィ
ルタ手段を通るように像蓄積層と走査手段との間に配置
する。このフィルタ手段はこれに受光角範囲内の角度で
入射する励起光を通すが、受光角範囲外の反射範囲内の
角度で入射する励起光を反射するものとする。走査角範
囲は受光角範囲内に含まれる。

このフィルタ手段は像蓄積層に平行に配置することがで
きる。このフィルタ手段は像蓄積層から最大で数ミクロ
ンの距離だけ離して配置することができる。

代表的にはこのフィルタ手段は略々平坦にする。

望ましい受光角範囲はフィルタ手段の平面の法線に対し
０°〜２５°の範囲である。

入射放射、ルミネッセンス光及び励起光の波長は代表的
には斤いに相違する。

像蓄積層に蓄積された像はこの層を励起光で走査して読
取られる。このとき像蓄積層がルミネッセンス光を放出
して入射像に対応するルミネッセンス光像を形成する。

前記フィルタ手段は略々全ての入射角のルミネッセンス
光を通ずものとするのが好ましい。

或いは又、前記フィルタ手段は略々全ての入射角のルミ
ネッセンス光を反射するものとすることもできる。

本発明によるフィルタ手段は交互に高屈折率の層と低屈
折率の層を有する多層干渉フィルタとすることができる
。

本発明による像記録読取装置は更に物体を照射して像蓄
積層上に物体のＸ線像を形成するＸ線爵を含むものとす
ることができる。斯かる装置は更に像蓄積層により放出
されるルミネッセンス光を検出してルミネッセンス光像
を表す電気信号を発生する手段も含むことができる。

本発明においては、走査手段は約６３３ナノメートルの
波長を有する光ビームを発生ずるヘリウｌ、−ネオンレ
ーザを具えるものとするこきができる。

この走査手段は更にこのレーザから発生される光ビーム
を偏向する手段も含むものとすることができる。

図面につき本発明を説明する。

第１図は本発明像記録再生装置の第１実施例を示しく正
しいスケールで示していない）、基板１１上に像蓄積層
１０を具えている。この像蓄積層１０はこの層１０」二
への入射放射像を形成する入射放射１２を吸収し得る。

この像蓄積層１０は光励起けい光体から成る。多くの光
励起けい光体が米国特許第４２３６０７８号明細書及び
同第４２５８２６４号明細書に開示されている。

特に、ユーロピウム活性化バリウドフルオライドブロマ
イドがその読取エネルギーの効率が高いために好適であ
る。

基板１１はけい先板層１０を支持し得る（即ち、けい光
体層が付着する）任意の固体材料とすることができる。

例えば、基板はポリエチレンテレフタレートの薄層とす
ることができる。

本例像記録読取装置は更に励起光１６で像蓄積層１０を
走査する手段１４を具えている。励起光１６は像蓄積層
１０上に走査角範囲に亘って入射する。走査角範囲は第
１図に示す走査の両端における励起光ビーム１６と像蓄
積層の法線１７とのなす角度αの範囲により定まる。

像蓄積層１０を励起光１６で走査することにより像蓄積
層ＩＯからルミネッセンス光１８を放出せしめる。

上述のユーロピウム活性化ＢａＦＢｒ光励起けい光体の
場合、励起光１６は約６３３ナノメートル（赤）にする
ことができ、ルミネッセンス光１８は約４００ナノメー
トル（青）になる。

第１図につき更に説明すると、本例像記録読取装置は更
に像Ｍ積層１０Ｆ、に入射する励起光１６が通るように
像蓄積層１０と走査手段１４との間に配置されたフィル
タ手段２０を具えている。このフィルタ手段２０はこれ
に受光角範囲内の角度αで入射する励起光１６を通すが
、受光角範囲外の反射角範囲内の角度αでこのフィルタ
に入射する励起光１６を反射するよう設計する。

第１図に示すように、このフィルタ手段２０は像蓄積層
１０に平行に配置する。このフィルタ手段２０は更に像
蓄積層１０から透明スペーサ層２２により離して配置す
る。このスペーサ層２２は数ミクロン厚以下にするのが
好ましい。第１図に示す実施例ではスペーサ層２２は入
射放射１２、励起光１６及びルミネッセンス光１８に対
し透明にする必要がある。このスペーサ層２２は例えば
ポリエチレンテ”レフタレートにすることができる。

フィルタ手段２０は略々平坦にするのが好ましい。

フィルタ手段２０はその平面の法線に対し０°〜２５゜
の範囲内の角度で入射する励起光を通すように設計する
のが好適であることが確かめられた。換言すれば、受光
角範囲をＯ°〜２５°とし、０°〜２５゜の角度αでフ
ィルタ手段２０に入射する励起光１６がフィルタ手段２
０を経て像蓄積層１０に通るようにする。

実際にはフィルタ手段２０は角度αが受光角範囲内でも
励起光１６の全部を通し得ないものと考えるべきである
。このため、本発明では受光角範囲はフィルタ手段２０
が入射励起光の少なくとも５０％を透過する入射角範囲
を含むものとする。フィルタ手段２０が入射光の５０％
以上を反射する入射角は反射角範囲内に含まれるものと
みなすことができる。

フィルタによる吸収（最低にするのが望ましい）のため
に、励起光の５０％以下が透過すると共に５０％以下の
励起光が反射されるいくつかの中間入射角が存在する。

これらの中間入射角は受光角範囲でも反射角範囲でもな
い。

フィルタは受光角範囲内の角度で入射する励起光の少な
くとも９０％を透過し、反射角範囲内の角度で入射する
励起光の少なくとも９０％を反射するのが望ましい。ま
た、受光角範囲を反射角範囲にできるだけ近接させて透
過と反射がともに５０％以下になる中間入射角を最小に
するのが望ましい。

フィルタ手段２０は多層干渉フィルタとするのが好適で
ある。第２図（正しいスケールで示してない）に示すよ
うに、このフィルタ手段２０は例えば１７個の交互の高
屈折率層と低屈折率層から成る。

高屈折率層２４はＴｉｎ。、　Ｔａ２０５又は２ｎＳと
することができる。低屈折率層２６は５Ｉ０２又はＭｇ
Ｆ２とすることができる。このフィルタの構成例を下記
の表に示す。このフィルタでは各層２４はＴｌＯ２であ
り、各層２６は５Ｉ０２である。

表　　１ 第３図は表■に示す構成を有する第２図に示すフィルタ
２０の透過率対波長特性を示すグラフである。このフィ
ルタの透過率（入射角０°のとき）は６３３ナノメート
ルの波長で約９７％になる。

第４図は表Ｉに示す構成を有するフィルタ２０の、４０
０ナノメートルと６３３ナノメートルの波長の光ビーム
に対する透過率対人射角（α）の特性を示すグラフであ
る。このフィルタでは、このフィルタにＯ°〜２５°の
角度αで入射する６３３ナノメートル波長のレーザ光（
励起光）は略々５０％以」−の透過率を有する。２５°
より大きい角度αに対しては透過率は約５％に減少する
。このフィルタは光吸収が小さいので、２５°より大き
な角度で入射する６３３ナノメートル波長光の殆どが反
射されろ。

これに対し、４００　ナノメートル光は０°から約７０
゜の入射角に亘って略々完全に透過される。

フィルタ手段２０を設けると、像蓄積層１０の光励起は
い光体に吸収される励起光１６の部分が以下に述べるよ
うに増加する。フィルタ手段２０に受光角範囲内の角度
αで入射する励起光１６の殆どがフィルク手段２０及び
スペーサ層２２を経て像蓄積層ＩＯに入射する。像蓄積
層１０は励起光１６の小部分を吸収し、残りの部分を散
乱する。

散乱される励起光１６は像蓄積層１０により広い角範囲
に亘って散乱される。従って散乱された励起光１６の小
部分のみがフィルタ手段２０に受光角範囲内の角度で入
射する。散乱された励起光１６の残部はフィルタ手段２
０により再び反射されて像蓄積層１０に戻され、ここで
吸収及び散乱が繰返される。

この過程が繰返されて励起光１６の大きな部分が像蓄積
層１０により吸収されることになる。

上述のフィルタ手段２０を用いる結果として、低パワー
のレーザを用いて発光強度の低下を生ずることなくけい
光体からルミネッセンス光を放出させることができる。

或いは又、レーザのパワーをそのままにして読取速度を
増大させることができる。後者の場合を第５図に示しで
ある。第５図の２つの曲線はフィルタ手段を設けた場合
と設けない場合について像蓄積層１０に等量の入射放射
（Ｘ線）を照射し、次いでこの像蓄積層１０に等量の励
紀元を等しい持続時間照射した場合の発光の正規化強度
（発光の強度■を発光のピーク強度で割った値）の時間
変化を示す。

第５図において、両曲線とも略々指数状であるため、正
規化強度が約０．５に低下するときに像蓄積層１０から
の発光強度の半分が読取られることになる。第５図に示
すように、フィルタ２０がない場合には発光強度の半分
を読取るのにフィルタ２０がある場合の読取時間（約６
．５秒）の殆んど２倍の時間（約１２秒）を必要とする
。

像蓄積層１０による励起光１６の散乱及びフィルタ手段
２０による散乱光の反射のためにルミネッセンス光１８
により形成される像の解像度が若干低下することが認識
される。しかし、この解像度の低下はフィルタ手段２０
を像蓄積層１０にできるだけ近接して配置することによ
り最低になる。これはスペーサ層２２をできるだけ薄く
することにより達成される。

像蓄積層１０の一部分を励起光１６で走査すると、この
部分からルミネッセンス光１８が生ずる。この光１８は
次いでフィルタ手段２０を通過させて検出する必要があ
る。従って、このフィルタ手段２０はこれに凡ゆる入射
角で入射するルミネッセンス光１８を透過するようにす
るのが好適である。」−述のフィルタ手段２０は６５°
までの入射角で入射するルミネッセンス光（４００ナノ
メートル）の９０％以−にを透過する。

以上特定のフィルタ２０について説明したが、他のフィ
ルタを使用することもできる。例えば異なる励起光及び
ルミネッセンス光の波長及び／又は異なる受光角範囲に
対しては別のフィルタを設計することができる。

本発明によるフィルタ２０は多くの公知の方法を用いて
製造することができる。例えば、電子ビーム蒸着により
製造することができる。必要に応じて、フィルタを製造
後にアニールしてそのスペクトル応答をシフトさせるこ
とができる。

本発明による像記録再生装置を第６図に示す。

この装置は物体３８をＸ線４０で照射して像蓄積層１０
−１−に物体３８のＸ線像を形成させるＸ線源３６を具
えている。任意のＸ線源を使用することができる。

図示を容易にするために、第６図ではＸ線源を基板１１
側から像蓄積層１０を照射するものとして示しである。

しかし、実際には層１０は反対側から照射されろ。照射
後、層１０は読取装置へと移動されろ。

励起光で走査されて像蓄積層１０から発生したルミネッ
センス光１８は検出器４２で検出されろ。この検出器４
２はルミネッセンス光の像を表す電気信号を発生ずる。

検出器４２はフォトマルチプライヤ、フォトダイ４−ド
、又は他の任意の公知の光検出装置とすることができる
。

像蓄積層ＩＯを励起光１６で走査する手段１４はレーザ
４４と偏向器４６を具えるものとすることができる。

偏向器４６はレーザ４４からのビーｌ、１６を像蓄積層
１０上に沿って偏向させる。レーザと偏向器は公知の装
置とするく例えば米国特許第４．２５８．２６４号明細
書参照）。

レーザは例えば約６３３ナノメートルの波長を有する光
ビームを発生するヘリウ１８−ネオンレーザとすること
ができる。

第６図には示していないが、ルミネッセンス光１８を検
出器４Ｌ）−、に集束する光学素子を検出器４２とフィ
ルタ２０との間に設けることができる。漂遊励起（レー
ザ）光１６を除去するフィルタを検出器の前面に設ける
こともできる。

第７図は本発明による像記録読取装置の他の実施例を示
す。第１図に示す実施例のように、本例装置も像蓄積層
１０と、基板１１と、フィルタ手段２０とを具えている
。しかし、本例装置ではフィルタ手段２０を基板１１の
像蓄積層ＩＯとは反対側、即ちＸ線源側で、検出器とは
反対側に配置する。また、像蓄積層１０を検出器とは反
対側から励起光１６で走査する。

上述したように、像蓄積層１０で散乱された励起光がフ
ィルタ手段２０で像蓄積層１０側に反射されて像蓄積層
１０の光励起けい光体で吸収される励起光の部分が増加
する。この結果、低パワーの励起用光源を使用すること
ができる。

第７図に示す像記録再生装置の実施例では、フィルタ手
段２０が、略々全ての入射角のルミネッセンス光１８を
反射する。従ってルミネッセンス光１８を光検出器（図
示せず）の方向に向けることができる。

第７図の実施例では透明スペー勺層２２は像蓄積層１０
を損傷から保護する作用をする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明像記録読取装置の第１実施例の構成を示
す線図、 第２図は第１図のフィルタ２０の詳細断面図、第３図は
第２図のフィルタ２０の透過率対波長特性を示すグラフ
、 第４図は第２図のフィルタ２０の４００ナノメートルと
６３３ナノメートルの波長に対する透過率対入射角特性
を示すグラフ、 第５図はフィルタ２０を用いる場合と用いない場合にお
ける読取り中に像蓄積層により発生されるルミネッセン
ス光の正規化強度の時間に対する変化を示すグラフ、 第６図は本発明像記録再生装置を示す線図、第７図は本
発明像記録読取装置の他の実施例を示す線図である。 １０・・・像蓄積層　　　　１１・・・基板１２・・・
入射Ｐｉ射　　　　１４・・・走査手段１６・・励起光
　　　　　１８・・・ルミネッセンス光２０・・フィル
タ手段　　２２・・・透明スペー勺層２４・・・高屈折
率層　　　２６・・・低屈折率層３６・・Ｘ線源　　　
　　３８・物体 ４０・・・Ｘ線　　　　　４２・・検出器４４・・レー
ザ　　　　　４６・・偏向器ト ド　４嗜−□ ニド、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入射放射像の入射放射を吸収し得る像蓄積層と、 励起光を該像蓄積層に走査角範囲に亘って 入射させて該励起光で像蓄積層を走査して像蓄積層から
   ルミネッセンス光を生ぜしめる走査手段と、 前記像蓄積層に入射する励起光が通るよう に前記像蓄積層と前記走査手段との間に配置されたフィ
   ルタ手段とを具え、該フィルタ手段はこれに受光角範囲
   内の角度で入射する励起光を通すが受光角範囲外の反射
   角範囲内の角度で入射する励起光を反射する特性を有し
   、前記走査角範囲が受光角範囲内に含まれるようにして
   あることを特長とする像記録読取装置。 ２、前記フィルタ手段は像蓄積層に平行に配置してある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記フィルタ手段は像蓄積層から最大で数ミクロン
   の距離だけ離して配置してあることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の装置。 ４、前記フィルタ手段は略々平坦であり、且つ前記フィ
   ルタ手段はその平面の法線に対し０°〜２５°の範囲内
   の角度で入射する励起光を通すようにしてあることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、前記入射放射は実質的に第１の波長であり、前記ル
   ミネッセンス光は実質的に第２の波長であり、前記励起
   光は実質的に第３の波長であり、且つこれら第１、第２
   及び第３の波長は実質的に互いに相違していることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６、前記像蓄積層が励起光で走査されたときルミネッセ
   ンス光を放出して入射像に対応するルミネッセンス光像
   を形成するようにしてあることを特徴とする特許請求の
   範囲第５項記載の装置。 ７、前記フィルタ手段はこれに入射する略々全ての入射
   角のルミネッセンス光を通すようにしてあることを特徴
   とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、前記フィルタ手段は交互に高屈折率の層と低屈折率
   の層を有する多層干渉フィルタであることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、物体を照射して前記像蓄積層上に物体のＸ線像を形
   成するＸ線源を具えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第８項記載の装置。 １０、前記像蓄積層により放出されたルミネッセンス光
   を検出してこのルミネッセンス光を表す電気信号を発生
   する手段を具えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第９項記載の装置。 １１、前記走査手段は６３３ナノメートルの波長を有す
   る光ビームを発生するヘリウム−ネオンレーザを具える
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １３、前記フィルタ手段はこれに入射する略々全ての入
   射角のルミネッセンス光を反射するようにしてあること
   を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 １４、前記像蓄積層が励起光で走査されたときルミネッ
   センス光を放出して入射像に対応するルミネッセンス光
   像を形成するようにしてあることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 １５、前記フィルタ手段はこれに入射する略々全ての入
   射角のルミネッセンス光を通すようにしてあることを特
   徴とする特許請求の範囲第１４項記載の装置。 １６、物体を照射して前記像蓄積層上に物体のＸ線像を
   形成するＸ線源を具えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１５項記載の装置。 １７、前記像蓄積層により放出されたルミネッセンス光
   を検出してこのルミネッセンス光を表す電気信号を発生
   する手段を具えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１６項記載の装置。 １８、前記フィルタ手段はこれに入射する略々全ての入
   射角のルミネッセンス光を通すようにしてあることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 １９、物体を照射して前記像蓄積層上に物体のＸ線像を
   形成するＸ線源を具えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１８項記載の装置。 ２０、前記像蓄積層により放出されたルミネッセンス光
   を検出してこのルミネッセンス光を表す電気信号を発生
   する手段を具えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１９項記載の装置。