JPH0247069A - 光ビーム走査装置 - Google Patents

光ビーム走査装置

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JPH0247069A
JPH0247069A JP63198189A JP19818988A JPH0247069A JP H0247069 A JPH0247069 A JP H0247069A JP 63198189 A JP63198189 A JP 63198189A JP 19818988 A JP19818988 A JP 19818988A JP H0247069 A JPH0247069 A JP H0247069A
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JP
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image
light beam
scanning
aom
light
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JP63198189A
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English (en)
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Shuji Ono
修司 小野
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ビームを発生する光源と、該光ビームの強
度を調整または変調して射出する音響光学的光変調器(
以下、A OMと呼ぶ。)と、被走査体上を該AOMか
ら射出された先ビームにより2次元的に走査する走査手
段とを備えた光ビーム走査装置に関するものである。
(従来の技術) 記録された放射線画像を読み取って画像信号を青、この
画像信号に適切な画像処理を施した後、画像を再生記録
することは種々の分野で行なわれている。たとえば、後
の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の低い
X線フィルムを用いてX線画像を記録し、このX線画像
が記録されたフィルムからX線画像を読み取って電気信
号に変換し、この電気信号(画像信号)に画像処理を施
した後コピー写真等に可視像として再生することにより
、コントラスト、シャープネス、粒状性等の画質性能の
良好な+Ij生画像を得ることのできるシステムが開発
されている(特公昭61−5193号公報2照)。
また本願出願人により、放射線(X線、α線。
β線、γ線、電子線、紫外線等)を照9・1するとこの
放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後可現先等の
励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに応して輝尽
発光を示す蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)を利用して、
人体等の被写体の放射線画像を一μシート状の蓄積性蛍
光体に撮影記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー
光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られ
た輝尽発光光を光電的に読み取って画像データを得、こ
の画像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材
料等の記録材料、CRT等に可現像として出力させる放
射線画像記録IIg生システムがすでに提案されている
(特開昭55−12429号、同5B−11395号、
同55−163472号、同56−104[i45号、
同55−II6340号等)。
このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真シ
ステムと比較して極めて広い放射線露出域にわたって画
像を記録しつるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光−に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、この電気信
号を用いて写真感光材料等の記録材料、CRT等の表示
装置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
て、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を得
ることができる。
上記X線フィルムや蓄積性蛍光体シート等の記録シート
に記録された放射線画像等の画像を読み取って画像信号
を得る画像読取装置や、画像を読み取って得た画像信号
に基づいて光ビームを変調し、変調された光ビームによ
り感光フィルム等の記録シートに画像を再生記録する画
像記録装置等には、通常、光ビームを発生する光源と、
該光ビームの強度を調整または変調して射出するA O
Fvlと、彼、を査体である記録シート上を該AOMか
ら射出された光ビームにより主走査するとともに咳主走
査の方向と略直角する方向に副走査する走査手段を備え
た光ビーム走査装置が内包されている。
上記画像読取装置においては上記光ビーム走査装置を用
いて記録ンート上を略一定の光量の光ビームで、f:査
し、紀SEAンート上のζ5.[査点から得られた画像
を表わす光(蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発
光光やX線フィルムを透過しまたはX線フィルムに反射
した光等)を読み取って画像信号をiするように構成さ
れる。
また、上記画像記録装置においては、上記光ビーム走査
装置を用いて、たとえば上記画像読取装置によりiすら
れた画像信号に基づいてAOMで光ビームを変調し、変
調された光ビームで記録シート上を走査して該記録シー
ト上に画像を再生記録するように構成される。
(発明か解決しようとする課題) 上記画像読取装置において記録シートから得られた画像
信号に基づく画像をたとえばCRTデイスプレィ表示装
置に表示した場合、または上記側(蒙記録装置において
記録シートに画像を再生記録した場合等に、その表示ま
たは記録された画像に所定の方向にボケ(画像のシャー
プネスやコントラストの低下)か生じる場合があるとい
う問題点があった。これまではこの程度のボケか生ずる
ことは装置の実力と考えられていた。しかし所定のツノ
向にボケが生ずると、画像か見にくく、また画像の細部
について観察する際に判断を誤るおそれもある。
このため、本発明者らがこの原因を追求したところ、A
OMにその原因があることが判明した。
A OMは音波(通常超音波)と入射された光ビムとを
干渉させることにより該光ビームを0次ビームと1次ビ
ームとに分けその音波の強度を変えることにより0次ビ
ーム、1次ビームの強度を調整または変調するものであ
り、記録シートに照射される光の強度か一定となるよう
に調節すること、または記録シートに照射される光の強
度を時間的に変調すること等の目的で使用される。
AOM内を音波が伝播する際に、AOMが発熱する。し
かも均一に発熱するのではなく、A OM内で温度の/
+iも生じる。この温度の1′11はAOMの構造、A
 OMの取付方法等により定まる。また、A OMを駆
動するパワー(所定の時間にわたる平均パワー)により
その温度勾配が異なる。
AOM内部の温度が変化し、また温度勾配を生ずるとそ
の1g度変化により直接に、および’IA IW変化、
温度勾配によりAOMに機械的な歪みが生じこの歪みか
生ずることにより、AOM内部に光の屈折十分([iを
生じ、またAOMか複屈折性を帯び、このためA OM
から射出された光ビームの断面か所定方向に延びた略長
円形となり、長円の長袖の方向に画像のボケか生ずるこ
とか判明した。また、実験の結果、主としてはAOMが
複屈折性を帯びることが断面が略長円形となることの原
因であることも判明した。
しかしながら、A OMを用いる限りA OM内部の温
度勾配、歪み等の発生は避は得ないことである。
本発明は、上記′1(情に鑑み、AOMから射出された
光ビームの径の所定方向への広がりが生じてもこの所定
方向への広がりによる画像のボケを画像読取装置、画像
記録装置等において容易に補正することのできる光ビー
ム走査装置を提供することを[1的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の光ビーム走査装置は、光ビームを発生する光源
、該光ビームの強度を調整または変調して射出する音響
光学的先安1週器(AOM)、および被走査体上を上記
変調器から射出された光ビームにより主走査するととも
に該主走査の方向と略直角する方向に副走査する走査手
段を備えた光ビム走査装置において、 上記変0周器から射出された先ビームの径が最も広がる
方向に被走査体上を主走査するように、上記変調器と走
査手段との相対配置が定められていることを特徴とする
ものである。
ここて、上記光ビームの径か最も広がる方向とは、前述
したように、AOM内部の発熱等によりAOMから射出
された光ビームの断面形状が特定の方向に広かったとき
のビーム断面の長袖方向をいう。また、AO〜1から射
出された光ビームは0次ビーム又は1次ビームのいずれ
てあってもよい。
また上記主走査の15向とは被走査体上を時間的に連続
して走査するJj向をいう。
(作  用) 本発明の光ビーム走査装置は、AOMから射出された先
ビームの径が最も広がる方向に被走査体上を主走査する
ように、A OMと走査手段との相対配置か定められて
いるため、先ビームの径が広かった方向か時間的に連続
して走査される主走査の方向となる。したがってこの光
ビーム走査装置を用いた画1象読取装置において、上記
主走査の方向については、連続したアナログ画像信号が
得られるため、適切な周波数特性をHするアナログフィ
ルタを用いることにより、ビーム径の主走査の方向への
広かりによるボケはリアルタイムで容易に捕IFするこ
とかできる。
またこの光ビーム走査装置を用いた画像記録装置におい
て、上記主走査のノj向に並んだ各画素は時間的に連続
して記録されるため、AOMから射出された光ビームが
主走査の方向に広がることを予定してAOMを駆動する
前に、アナログフィルタ′、9−によりAOMを駆動す
るアナログ画像信号の高周波数成分を強調しておくこと
により、主走査の方向のボケの補正された画像が記録さ
れる。
(実 施 例) 以下図面を5照して、本発明の実施例について説明する
第1図は、本発明の光ビーム走査装置の一実施例を示す
斜視図である。
この光ビーム走査装置は、光ビーム2を発生するレーザ
光源1、取付台3′に取付けられた、光ビーム2を変調
するA OM 3、およびAOM3から射出された光ビ
ーム2′(0次ビームまたは1次ビーム)により被走査
体である記録シート4上をXjj向に主走査する走査光
学系5(ここでは、回転多面vL5aのみを示している
)、記録シート4をY方向に搬送することにより副走査
するシート搬送手段6から構成されている。上記走査光
学系5とシート搬送手段6とにより、本発明の走査手段
が構成されている。ここで、AOM3において、超音波
は図に示す矢印Z方向に伝播している。AOM3から射
出された光ビーム2′はAOMの超音波エネルギーが熱
エネルギーに変換されること等により、先ビーム2′の
断面形状かX方向に広がるようにA OM 3から射出
される。本発明者らの実験によるとこのX方向はA O
M 3の構造、AOM3の取付板3′への取付方法等に
より異なるが、−旦特定のAOM3を選択し、取付板3
′への取付方法等も定めると、その方向はほぼ定まり、
AO〜1の駆動パワーCA OM内を伝播する超音波エ
ネルギー等)を変化させると、広かる程度のみ力変化す
る。A OM 3から射出された光ビーム2′は、走査
光学系5を経由して記録シート4上を11((射する。
このとき、AOM3におけるX方向か、被走査体4上に
おける走査光学系5による走査方向(X方向)と対応す
るように、すなわち、AOM3の発熱等により光ビーム
2′のビーム径が広がった長軸方向が主走査の方向(X
方向)となるように、AOM3と走査光学系5との相対
配置が定められている。
第2図は、第1図に示した光ビーム走査装置を用いた画
像読取記録装置の一実施例の斜視図である。この画像読
取記録装置は、前述した蓄積性蛍光体シートを用いた画
像読取装置と、感光フィルム上に画像を再生記録する画
像記録装置との機能を1にね備えた装置である。第1図
に示した構成要素と対応する構成要素には同一の呑号を
付しである。
まずこの画像読取記録装置を画像読取装置として用いる
場合について説明する。
レーザ光源1から発せられた、平行光線束の先ビーム2
はビームエキスパンダ7に入射して所定のビーム径に調
整された後AOM3に入射する。
A OM3から射出された0次の光ビーム2′は、光量
モニタのためのハーフミラ−8を透過した後矢印A方向
に回転する回転多面鏡5aに入射して反射偏向される。
本実施例では、回転多面鏡5aと走査レンズ5bとによ
り走査光学系5か構成されている。反射偏向された光ビ
ーム2′はfθレンズ等の走査レンズ5bを経た後、放
射線画像が蓄積記録された、シート搬送手段6(副走査
手段)により矢印Y方向に搬送される(副走査される)
蓄積性蛍光体シート9上を繰り返し副走査方向と略直角
な主走査ノj向(図に示した矢印X方向)に主走査する
。すなイっち、上記主走査と副走査により、蓄積性蛍光
体シート9の全面にわたって光ビーム2′による2次元
的走査が行なわれる。尚、本実施例においては1150
sec毎に上記シート9上を400 mi主走査するよ
うに回転多面vL5aの回転速度か定められている。
上記走査により走査された蓄積性蛍光体シート9はその
各走査点に蓄積記録された画像情報に応して輝尽発光し
、この発光光か、蓄積性蛍光体シート9の近傍において
主走査線にV行に入射端面10aが形成された透明な光
ガイド10に該入射端面lOaから入射する。この光ガ
イドIOは入射端面10aか平面状に形成されるととも
に、後端側に向かって次第に円筒状になるように形成さ
れ、その後端部10bにおいてほぼ円筒状となって射出
端面上に設けられた光電子増倍管(フォトマルチプライ
ヤ)11と結合している。入射端面10aから入った輝
尽発光光は後端部10bに導かれ、輝尽発光光を選択的
に透過する光学フィルタ(図示せず)を介してフォトマ
ルチプライヤ11に伝えられる。また主、L査線を挾ん
で光ガイド10の入射端面10aと灼向する位置には、
主走査方向に延設され、入射する輝尽発光光を入射端面
10aに向けて反射する反射ミラー12か設けられてい
る。輝尽発光光はフォトマルチプライヤ11において電
気信号(アナログ画像信号)Srに変換之れる。
ここで、前述したようにA OM B内の発熱等による
光ビーム2′の広がる方向か、主走査方向(矢印X方向
)と一致するようにA OM 3と走査光学系5の配置
か定められている。
またl\−フミラー8で反射された光ビーム2′は、光
検出器13によりその光量がモニタされ、AOM 3を
駆動するための駆動手段であるAOMドライバ28を経
由してその光量が一定となるようにA OM 3が駆動
される。
一方、レーザ光源14から発せられた同期ビーム15は
、回転多面鏡5aに入射して反射偏向され、ミラー16
で反射されて、同期ビーム検出器17に入射し、同期ビ
ーム検出器17のグリッド17a上を走査する。グリッ
ド17aには上記走査経路の方向に多数並んだスリット
17bが形成されており、同期ビーム15はこのスリッ
ト17bを照射した時点のみ後方に通過し、スリット+
7bとスリット+7bとの中間位置を照射したときは、
スリット板17aにより光路が遮られる。スリット+7
bを通過したモニタ先は光ガイド17cにはいり、光ガ
イド17cの内部を伝播してフォトマルチプライヤ17
dに入射し、電気信号S3に変換される。電気信号S3
は同期ビーム15かグリッド17a上を走査する際に断
続的に遮られたことと対応し、繰り返し変化するパルス
信号(ここでは100KHzのパルス信号)となる。こ
のパルス信号は、A/D変換器23に送られアナログ画
像信号をサンプリングする際のサンプリングタイミング
信号として使用される。
フォトマルチプライヤ11から出力されたアナログ画像
信号S1は、増幅器21により増幅された後、アナログ
フィルタ22に入力される。アナログフィルタ22ては
、光ビーム2′のビーム径が主走査方向に広がったとき
、この広がりによるボケを補正するような周波数特性を
有している。このアナログフィルタ22は、AOMドラ
イバ28の出力を入力してAOM3を駆動する平均パワ
ーに応じてその周波数特性を変えることができるように
設計されている。または、複数のアナログフィルタを用
意しておいて、上記平均パワーに応じて切換えて使用す
るようにしてもよい。
アナログフィルタ22から出力され、ボケの改善された
画像信号Sl′は、A/D変換器23よりサンプリング
タイミング信号S3と同期するようにサンプリングされ
ディジタル化される。このようにして得られたディジタ
ル画像信号S2は、記憶手段24に記憶された後、必要
に応じて画像処理手段25に送られて必要な画像処理が
施される。ここでアナログフィルタ22から出力された
アナログ画像信号Sl′は既に上記ボケか改訴された信
号であるため、画像処理手段25においてディジタル画
像信号S2に上記ボケを敗訴するための画像処理を施す
必要がなく、その分画像処理のスピードを向上させるこ
とができる。
ここで、アナログフィルタ22についてさらに詳述する
第3図は、光ビーム2′のビーム径と、そのビーム径の
先ビーム2′で蓄積性蛍光体シート9を、[査して得ら
れた画像信号に周波数処理を施さずにその画像信号に基
づいて可視画像を再生出力したときのその可視画像がH
する鮮鋭度[%]との関係を示したグラフである。ビー
ム径が広がるにつれ鮮鋭度かほぼ直線的に低下している
第4A図は、上記鮮鋭度の低下等のボケを改廊するだめ
のアナログフィルタの一実施例を示した回路図、第4B
図は第4A図に示す回路のステップ応答特性を、横軸を
シート9(第2図2照)上における距離(龍)で示した
図、第4C図は、第4A図に示す回路によりボケが改善
されたt、l子をシート9上の空間周波数を横軸にして
示した図である。
本実施例では、前述したように、シート9上を1150
secで400 mII主走査し、これにより得られる
アナログ画像信号81′を100KHzでサンプリング
するように構成されているため、シート9上で0.2 
m11間隔(5サイクル/mi)でサンプリングするこ
とに対応している。
アナログフィルタ22は、第4A図に示すように以下の
ように構成される。
増幅器21から出力されたアナログ画像信号S1が入力
される入力端子51と演算増幅器52の十入力端子52
aとの間には互いに直列に接続された同一の抵抗値R−
6,1kΩをHする2つの抵抗53.54が接続されて
いる。また十入力端子52aとグランドライン55との
間には容、QCt −100pFをaするコンデンサ5
6か接続されている。また抵抗53と抵抗54との接続
点57と演算増幅″ri52の一入力端子52bとの間
に、容量C2−680p Fを有するコンデンサ58が
接続されている。また演算増幅器52の一入力端子52
bと出力端子52c(すなわちアナログフィルタ22の
出力端子59)との間は直結されている。
このアナログフィルタ22に、第4B図のグラフEに示
す立ち上がり特性に対応する特性をHするアナログ画像
信号S1を人力したとき、アナログフィルタ22の出力
は、第4B図のグラフFに示す立ち上がり特性に’IJ
応する特性を白゛するアナログ画像信号81′となる。
すなわち、入力信号S1の立ち上がり時間(10%立ち
上がり時から9096立ち上がり時までの時間)をシー
ト9上の距離(mm)で示すとTF、 −0,0955
(m+*)であり、出力信号81′のそれは、Tp −
0,0775(m+s)となり、十分に改善される。こ
の特性を空間周波数領域で示すと、第4C図に示すよう
に人力信号Slに対応する空間周波数特性を示すグラフ
E′が出力信号81′に対応する空間周波数特性を示す
グラフF′に変換される。すなわち人力信号Sl  (
グラフE)には空間周波数の低い領域から高い領域に向
けてなだらかに立ち下がる特性を有しているが、出力信
号81′ (グラフF’ )では5サイクル/關付近を
境にして可視画像のコントラストや鮮鋭度等の特性に影
響の大きい低空間周波数領域の特性がほぼ平らになるよ
うに改善され、不要な高空間周波数領域の信号を押える
ように変換され、これにより入力信号S1が担持する放
射線画像のボケが改すされる。このアナログフィルタ2
2の特性を変更するにはコンデンサCI+  C2の容
量及び/又は抵抗Rの抵抗値を変更することによりなさ
れる。
上記のように、AOMB(第2図)照)による先ビーム
2′のビーム径の広がりが主走査方向(矢印X方向)と
なるようにA OM 3と走査光学系5との柑り・I配
置が定められた先ビーム走査装置を用いて蓄積性蛍光体
シート9に蓄積記録された放射線画像を読み取り、この
読み取りにより得られたアナログ画像信号をアナログフ
ィルタに入力して放射線画像のボケを改善するようにし
たことにより、画像処理手段25においてボケを改善す
る画像処理を省くことができ、その分画像処理の速度が
向上され、可視画像が再生出力されるまでの時間が短縮
される。
次に第2図に示した画像読取記録装置を用いて画像を再
生記録する場合について説明する。画像読取りの場合と
共通する点については、重複説明は省略する。
画像を再生記録する場合は、A OM 3から出力され
た1次の先ビーム2′が用いられ、この1次の光ビーム
2′で矢印Y方向に搬送される感光フィルム29上をX
方向に主走査することにより感光フィルム29上に画像
を再生記録する。尚、0次の光ビーム2′と1次の光ビ
ーム2′とは正確にはAOMBから射出される方向に差
があるが、ここでは簡j11のため同一の光路を有する
ように表わしている。この差により、蓄積性蛍光体シー
ト9の場合と感光フィルム29の場合とではその主走査
線が少し異なるが、これはAOMBを駆動するタイミン
グを1凋整すること等により補正される。また、蓄積性
蛍光体シート9と感光フィルム29も同一のシートを指
すように描かれているが、読取りの際は蓄積性蛍光体シ
ート9を表わし、記録の際は感光フィルム29を表わす
ものとする。
記憶1段24から読み出された画像信号S2はD/A変
換器26に人力され、アナログ画像信号82′に変換さ
れる。D/A変換器26から出力されたアナログ画像信
号82′はアナログフィルタ27に人力される。アナロ
グフィルタ27はアナログフィルタ22と路間−の構成
をHし、AOMドライバ28の出力(A OM 3の駆
動パワー)に応じてその特性か変更される。このアナロ
グフィルタ27ては、A OM 3で変調された1次の
光ビームの径が感光フィルム29上でX方向に伸びるこ
とにより、感光フィルム29に記録される画像がX方向
にボケることを見込んで、それを補iEするようにアナ
ログ画像信号82′の高周波数成分を強調するように周
波数処理が施される。アナログフィルタ27から出力さ
れたアナログ画像信号はAOMドライバ28に人力され
、AOMドライバ28ではこのアナログ画像信号に基づ
く画像か再生記録されるようにAOM3を駆動する。
上記実施例においては、蓄積性蛍光体シートを用いたシ
ステムについて説明したが、本発明の光ビーム走査装置
は蓄積性蛍光体シートを用いるシステムのみに限られる
ものではなく、画像が記録されたX線フィルムを走査し
て画像信号を得るシステム等にも実施できることはいう
までもない。
また上記実施例においては光ビーム走査装置を画像の読
取りと再生記録の双方を行なうことのできる画像読取記
録装置に適用した例について説明したが、本発明の光ビ
ーム走査装置は画像の読取りのみを行なう画像読取装置
または画像の再生記録のみを行なう画像記録装置にもそ
れぞれ独立に適用することができるものである。
さらに上記実施例ではアナログフィルタ22.27を用
いて画像のボケをh[i iE−するように画像信号に
周波数処理を施しているが、本発明の光ビーム走査装置
は必すしもアナログフィルタと組合せて用いられる必要
はなく、ボケの方向が主走査方向であることがイつかっ
ていることを利用して、画像処理手段25て画像処理を
施す際に主走査方向のボケを補市する演算処理を行なう
ようにしてもよい。
(発明の効果) 本発明の光ビーム走査装置は、AOMから射出された光
ビームの径が最も広がる方向に被走査体上を主走査する
ようにAOMと走査手段との相対配置が定められている
ため、画像のボケを容品に補j[することができる。特
に補正の手段としてアナログフィルタを用いた場合は、
リアルタイムで画像のボケを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の先ビーム走査装置の一実施例を示す
斜視図、 第2図は、第1図に示した光ビーム走査装置を用いた画
像読取記録装置の一実施例を示す斜視図、第3図は、ビ
ーム径と鮮鋭度との対応を示すグラフ、 第4A図は、アナログフィルタの一実施例を示した回路
図、 第4B図、第4C図は、第4A図に示す回路のそれぞれ
ステップ応答特性、周波数特性を示した図である。 ]・・・レーザ光源 2.2’ 、2’・・・先ビーム −3・・・AOM(ηつ光学的光変調′ri)4・・・
記録シート  5・・・走査光学系5a・・回転多面鏡
  9・・・蓄積性蛍光体シート11・・フォトマルチ
プライヤ 22、27・・・アナログフィルタ 29・・・感光フイルム

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光ビームを発生する光源、該光ビームの強度を調整また
    は変調して射出する音響光学的光変調器、および被走査
    体上を前記変調器から射出された光ビームにより主走査
    するとともに該主走査の方向と略直角する方向に副走査
    する走査手段を備えた光ビーム走査装置において、 前記変調器から射出された光ビームの径が最も広がる方
    向に前記被走査体上を主走査するように、前記変調器と
    前記走査手段との相対配置が定められていることを特徴
    とする光ビーム走査装置。
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