JPH0247070A - 光ビーム走査装置 - 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】 （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、ＡＯＭと呼ぶ。）と、被走査体上を該ＡＯＭから
射出された光ビームにより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得、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
良好な再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号公報参照）。

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）を照射するとこの放射
線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起
光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光
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−Ｈ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
尽発光光を充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等に可視像として出力させる放射線
画像記録再生システムがすでに提案されている（特開昭
５５−１２４２９号、同５６−１１３９５号、同５５−
１８３４７２号、同５Ｂ−１０４６４５号、同５５−１
１６３４０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
像を記録しう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、放射線露光量に対して
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ＡＯＭ
と、被走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
いて記録シート上を略一定の光量の先ビームで走査し、
記録シート上の各走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得るように構成される。

また、上記画像記録装置においては、上記光ビム走査装
置を用いて、たとえば上記画像読取装置により得られた
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。

（発明が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、または上記画像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）が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が生ずるこ
とは装置の実力と考えられていた。しかし所定の方向に
ボケが生ずると、画像が見にくく、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。

ＡＯＭは音波（通常超音波）と入射された光ビームとを
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が一定となるよう
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、ＡＯＭ内で温度分布も
生じる。この温度分布はＡＯＭの構造、ＡＯＭの取付方
法等により定まる。また、ＡＯＭ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
の温度変化により直接に、および温度変化、温度勾配に
よりＡＯＭに機械的な歪みが生じ、この歪みが生ずるこ
とにより、ＡＯＭ内部に光の屈折率分布を生じ、またＡ
ＯＭが複屈折性を帯び、このためＡＯＭから射出された
光ビームの断面が所定方向に延びた略長円形となり、長
円の長軸の方向に画像のボケが生ずることが判明した。

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のと原因であることも
判明した。

しかしながら、ＡＯＭを用いる限りＡＯＭ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、上記事情を考慮し、ＡＯＭから射出された光
ビームの径が実質的に略円形となるようにして画像のボ
ケの発生を押えた光ビーム走査装置を提供することを目
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
光学的光変調器（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
段を備えた光ビーム走査装置において、 上記光源が直線偏光ビームを発生するものであり、上記
変調器から射出された光ビームの断面形状が最も円形に
近づくように、上記変調器に入射される光ビームの光路
を軸とした、上記光源と上記変調器との相対的な回転位
置が定められていることを特徴とするものである。

上記光源は、もともと直線偏光ビームを発するものであ
ってもよく、または、発せられた光ビームの光路上に偏
光子を配したもの等であってもよい。

また、上記Ａ　ＯＭから射出された光ビームは、０次ビ
ーム又は１次ビームのいずれであってもよい。

（作　　用） 前述したように、ＡＯＭから射出された先ビームの断面
形状が略長円形となってしまう最大の原因はＡＯＭが発
熱や歪み等により複屈折性を帯びることである。複屈折
性を帯びると入射された光ビームの２つの直線偏光成分
毎の屈折率が異なり、各偏光成分毎に若干具なった方向
に射出され、このため、被走査体上の若干具なる位置を
照射することになり、光ビーム全体としてみたときはそ
の断面が所定の方向に広がった略長円形状となってしま
う。また、光ビームの断面が略長円形状となることに関
し、複屈折以外の要因は少なく無視してもよい範囲であ
ることが確認されている。

本発明の光ビーム走査装置の光源は、直線偏光ビームを
発生するものであるため、ＡＯＭに入射される光ビーム
の光路を軸として光源とＡＯＭとを相対的に回転させる
と、Ａ　ＯＭから射出される光ビームの断面が略円形に
なる場合と略長円形になる場合とが交互に発生する。

本発明の光ビーム走査装置は、上記のように光源が直線
偏光ビームを発生するものであり、ＡＯＭから射出され
た光ビームの断面形状が最も円形に近づくように、ＡＯ
Ｍに入射される光ビームの光路を軸とした、光源とＡＯ
Ｍとの相対的な回転位置が定められているため、ＡＯＭ
に発熱や歪み等があってもＡＯＭから射出された光ビー
ムの断面は略円形となり、この光ビーム走査装置を用い
た画像読取装置や画像記録装置で光ビームの断面形状が
略長円形状であった場合に画像の該長円形の長軸の方向
と対応した方向に生ずるボケを補正する必要がなく、最
終的に観察特性の優れた画像を得ることができる。

（実　施　例） 以下図面を参照して、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ＡＯＭ３、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Ｘ方向に主走査する走査光学系
５（ここでは、回転多面鏡５ａ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。上記光源１はレーザ１ａと該レーザ１ａか
ら発せられた光ビームを直線偏光ビームとするための偏
光子１ｂから構成されている。または上記光源１として
直接直線偏光ビームが出力される半導体レーザ等を用い
てもよい。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、ＡＯＭ３が複屈折性を帯
び、このことにより、ＡＯＭ３から射出された光ビーム
の偏光成分毎にわずかながら異なる方向の光路をもつ。

このため、記録シート４上では光ビーム２′の断面形状
は略長円形となってしまう。本発明者らの実験によると
、どの方向に長軸をもつ長円形となるかは、ＡＯＭ３の
構造、ＡＯＭＢ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、ＡＯＭの
駆動パワー（ＡＯＭ内を伝播する超音波エネルギー等）
を変化させると、広がる程度のみが変化する。

本発明の光ビーム走査装置では、ＡＯＭ３に入射される
直線偏光ビーム２の偏波面が上述した光ビームの長軸方
向あるいはこれに垂直な方向となるようにＡＯＭ３に入
射される直線偏光ビーム２の光路を軸とした、光源１と
ＡＯＭ３との相対的な回転位置が定められている。ＡＯ
Ｍ３から射出された光ビーム２′は一方の偏光成分のみ
であるため、記録シート４上において光ビーム２′の断
面形状は略円形となり、したがってこのの光ビーム走査
装置を用いた画像読取装置や画像記録装置において、光
ビーム２の断面形状が略長円形状であった場合に生ずる
、画像の該長円形の長軸の方向と対応した方向めボケを
補正する必要がない。

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兼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番号を付
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】から発せられた、平行光線束の光ビーム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。

ＡＯＭ３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が構成されている。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
走査方向く図に示した矢印Ｘ方向）に主走査する。すな
わち、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。

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じて輝尽発光し
、この発光光が、蓄積性蛍光体シート９の近傍において
主走査線に平行に入射端面１０ａが形成された透明な光
ガイド１０に該入射端面１Ｑａから入射する。この光ガ
イドＩＯは入射端面１０ａが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ｔｏｂ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ｌＯｂ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。また主走査線を挾んで
光ガイド１０の入射端面１０ａと対向する位置には、主
走査方向に延設され、入射する輝尽発光光を入射端面１
０ａに向けて反射する反射ミラー１２が設けられている
。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）Ｓｌに変換される。

ここで、前述したようにＡＯＭＢ内の発熱、歪み等によ
りＡＯＭＢが複屈折性を帯びても、蓄積性蛍光体シート
９上における光ビーム２′の断面形状が略円形となるよ
うに、すなわち、ＡＯＭＢから射出された光ビーム２′
の偏波面が、偏光していない光ビームがＡＯＭＢに入射
されたときに該ＡＯＭ３から射出ビームが長円形となる
その長袖方向またはこれに垂直な方向となるように、八
〇Ｍ３に入射される光ビーム２の光路を軸とした、光源
とＡＯＭＢとの相対的な回転位置が定められている。

またハーフミラ−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、ＡＯＭＢを駆動
するためのＡＯＭドライバ２８を経由してその光量が一
定となるようにＡＯＭＢ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
Ｌ７ｂ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１
７ｂとスリット１７ｂ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１７
ｂを通過したモニタ光は光ガイド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Ｓ
３は同期ビーム１５がグリッド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、例
えば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、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。画像処理手段で画
像処理の施された画像信号は再び記憶手段２４に送られ
て記憶される。

二こで、もし蓄積性蛍光体シート９上を走査する光ビー
ム２′の断面形状が略長円形であった場合には、得られ
た画像信号Ｓ２が上記長円形の長袖の方向と対応した方
向にボケた画像の情報を担持することになるが、この画
像読取記録装置は、本発明の光ビーム走査装置を用いて
いるため、このようなことはなく、得られた画像信号Ｓ
２に基づいて後述するようにして画像を再生記録しても
、該画像に所定方向にボケが生ずることはなく、観察適
正の優れた画像となる。

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、ＡＯＭＢから出力された１
次の光ビーム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ＡＯＭ３から射出される方向に差があ
るが、ここでは簡単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ＡＯＭ３を駆動するタイミングを調整
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
。

記憶手段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。ＡＯＭドライバ２８ではこのアナログ画像信号に
基づく画像が再生記録されるようにＡＯＭ３を駆動する
。感光フィルム２９上における光ビーム２′の断面形状
は略円形であるため、感光フィルム２９上に再生記録さ
れた画像に所定方向のボケが生ずることはない。

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。

（発明の効果） 本発明の光ビーム走査装置は、光源が直線偏光ビームを
発生するものであり、ＡＯＭから射出された光ビームの
断面形状が最も円形に近づくように、ＡＯＭに入射され
る光ビームの光路を軸とした、光源とＡＯＭとの相対的
な回転位置が定められているため、ＡＯＭから射出され
た光ビームの径が略円形となり、この光ビーム走査装置
を内包した画像読取装置や画像記録装置等を用いて最終
的に得られた可視画像に所定方向のボケが生ずるような
ことはない。

【図面の簡単な説明】

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、 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である。 １・・・光源 ｌａ・・・レーザ　　　　１ｂ・・・偏光子２．２’　
、２’・・・光ビーム ３・・・ＡＯＭ　（音響光学的光変調器）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 ２９・・・感光フィルム 第１図

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、 前記光源が直線偏光ビームを発生するものであり、前記
   変調器から射出された光ビームの断面形状が最も円形に
   近づくように、前記変調器に入射される前記光ビームの
   光路を軸とした、前記光源と前記変調器との相対的な回
   転位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。