JPH04502076A - テレセントリック光学系を用いた透明蓄積蛍光体走査 - 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】 一しセントリック　、を　いた　査 光１しど１１＝ Ｇ、　Ｈ，Ｌｕｃｋｅｙの米国特許第３，８５９，５２９号（Ｒｅ、　３１．８ ４７）に、刺激可能な蛍光体をラジオグラフィの記録媒体として用いることが開 示されている。記録媒体は最初、波長λ１のＸ線で露光して蛍光体中に潜像を形 成される。入射Ｘ線束は蛍光体中に複数の励起された電子及び正孔を生じ、それ らのうちの幾つかが蛍光体中で長命（蓄積）状態に捕獲される。

その後、蛍光体を波長＾２の刺激放射で破壊的に走査して、元のＸ１ｉｉ光に比 例する波長λ、の発光が実現され得る。

本明細書において“破壊的”という語は、刺激放射によって蛍光体が放電するこ と、及び蛍光体によって発生される誘導放射の量が照射された刺激放射の量にか かわらず限られたものでしかないことを指すのに用いである０本明細書中に用い た“蓄積蛍光体”及び“蛍光体”という語は、刺激されると破壊的に放射を発生 する蛍光体を意味する。

上述のシステムでは通常のＸ線露光装置が用いられる。

しかし像の検出及び記録には、通常のラジオグラフィのスクリーン及びフィルム に替えて、光で刺激可能な発光蓄積蛍光体の形態の記録媒体が用いられる。露光 後、記録媒体は振動または回転走査ミラーで偏向されるレーザビームによってラ スタパタンーン状に走査され、波長λコの発光が光電子増倍管のような光検出器 により誤めて検出され、かつデジタル情報に変換され、この情報は像を処理する コンピュータへと転送される。　Ｒ，Ｌ　Ｋｕｌｐｉｎｓｋｉ等の米国特許第４ ，７７８，９９５号に基本的な走査方法の概略が開示されており、それによれば レーザは固定されてレーザビームが（この例では回転多角形ミラーによって）高 速走査方向即ち行走査方向へ偏向され、一方記録媒体は適当なシート駆動機構に よって低速走査方向即ちページ走査方向へ移動される。

現在入手可能な市販システムでは、光学的に混濁した（不透明な）蛍光体が蓄積 媒体として用いられている。しかし、光を通す蛍光体には混濁蛍光体を凌ぐ利点 が幾つか有る。透明蛍光体を用いた撮像システムのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ ｎＴｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　；システムの、細部を記録する能力の 規準）は主に、走査する刺激放射ビームの、所望の大きさに調節できる有効寸法 によって制限されるので、匹敵する混濁蛍光体システムのＭＴＦよりはるかに高 めることが可能である。更に、シートをより厚く形成することによってシートの Ｘ線吸収を増すことができ、その際走査ビームの有効寸法は増大しない、このよ うにしてＸ線検出器の信号対雑音比を改善し得る１通常の混濁蓄積蛍光体シート では、混濁蛍光体中で走査ビームが広がることによって厚みが制限される６光を 通す蓄積蛍光体は、Ｃ，Ｄ、　ＤｅＢｏｅｒ等の米国特許第４，７３３，０９０ 号に開示されている。

しかし、透明な蓄積蛍光体の走査では、刺激放射が蛍光体中で散乱しないことに 起因して新たな問題が生じ得る。

即ち、光路内で透明蛍光体に後続する媒質の（波長λ２での）屈折率ｎ２が蛍光 体の（λ２での）屈折率ｎｌと厳密に整合しないと、第１図に符号７で示したよ うに刺激ビーム３の幾分かはｌ１ｌ−ｎ！境界で反射されて蓄積蛍光体５中へと 戻ってしまう、ビーム３は（図示しない）レーザによって発せられ、通常の回転 ミラー８によって偏向され、かつ通常のｆθレンズ９を透過し、レンズ９はビー ム３の一定の角速度を変更して、像平面内を一定の線速度で移動するスポットを 実現する。

更に、Ｒ，Ｈ，Ｋｕｌｐｉｎｓｋｉ等の米国特許第４，７７８，９９５号に開示 されているようなラスク走査システムにおいて一般にそうであるように刺激ビー ム３が蓄積媒体に対して垂直に向けられず、法線に対して所与の角度を成して入 射する場合、ビームの反射部分は第１図に示したように入射ビーム領域から遠ざ かる方向へ進む、望ましくない反射光が蓄積蛍光体５中で上記のような方向への 光路を成る程度の距離にわたって辿り続け、他の多くの光学系における“フレア 光”の影響に類似の望ましくない影響をもたらす恐れが有る。

そのような影響には、像コントラストの劣化、偽の“影”の出現、及び特に強ｘ ｔｉａ光領域に囲繞された弱Ｘ！ｌ露光領域が走査される際の出力信号対雑音比 損失が含まれる。

しかも、蓄積蛍光体が破壊的に走査されるので、フレア光の望ましくない影響は 大レーザ出力で行なわれる非破壊的走査の場合より実際上大きくなる。

本発明は、上述の問題点の解決を目的とする。

光ｊし１１！− 透明な蛍光体を走査する本発明装置は、刺激放射源と、蛍光体走査装置と、蛍光 体支持装置と、前記走査装置から入射する走査放射を蛍光体表面に対して終始垂 直となるように光学的に方向調整する装置とを含む、好ましくは、走査放射の方 向を調整する装置は走査装置と蛍光体との間に配置されたテレセントリックレン ズ系である。このレンズ系は屈折型であっても反射型であってもよい、やはり好 ましくは、蛍光体のテレセントリックレンズ系から遠い方の表面はダイクロイッ ク層で被覆されており、この層は刺激放射は反射するが、蛍光体の発する放射は 反射しない。

図面の簡単な説明 第１図は従来技術による光学的走査システムと透明蓄積蛍光体との関係、及びこ の関係によってもたらされるフレア光の概略的説明図である。

第２図は本発明の好ましい具体例を示す概略的説明図である。

第３図は光学的走査システムもしくはテレセントリックレンズ系と透明蓄積蛍光 体との光学的関係の概略的説明図である。

い　− 第２図によれば、先に述べた問題点は、典型的なｆθの光学的走査システムをテ レセントリックレンズ系を含むシステムで置き換えることによって解決できる。

透明蛍光体１３を走査する走査システム１１は走査放射源１５と、回動点１９を 有する蛍光体１３走査用回転ミラー１７と、テレセントリックレンズ系２１と、 光結合液２５と、光バー２７と、フィルタ２９及び３１と、光電子増倍管アレイ ３３とを含む、モータ３５及び駆動ローラ３７を含む通常のシート駆動機構が、 蛍光体１３を低速走査方向またはｙ方向としても知ちれるページ方向に移動する のに用いられる。

透明蛍光体１３は、ポリマー結合剤中に分散した光刺激可能な蛍光物質を含む。

ポリマー結合剤１ｊ刺激波長＾２での屈折率が蛍光体の屈折率と整合するものが 選択されるが、選択さｉまた結合剤の発光波長λ、での屈折率は蛍光体の屈折率 と必ずしも整合しない。Ｃ，Ｄ、　ＤｅＢｏｅｒ等の米国特許第４，７３３，０ ９０号を参照されたい。あるいは他の場合には、蛍光体記録媒体をＡｐｐ！ｉｅ ｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ＬｆＦｔｔ、ｅｒｓ、＾ｐｒｉｌ　２８゜１９８６所載の Ｔｓｕｙｏｓｌ＋ｉ　Ｋａｎｏ等による論文”Ｌａ５ｅｒ−Ｓｔｉｓｕｌａｂｉ ｅＴｒａｒ＋ｑｐａｒｅｎｔ　Ｃｓｌ：Ｎａ　Ｆｉｌｍ　ｆｏｒ　Ｈｉｇｈ　Ｑ ｕａｌｉｔｙ　Ｘ−Ｒａｙ　ＩｍａｇｉｎｇＳｅｎｓｏｒ”に述べられているよ うな別の方法で製造することも可能である。

放射源１５は、波長λ、の走査もしくは刺激放射ビーム６・発するレーザである 。当業者に理解されるように、ミラー１７は（図示しない）任意の通常手段Ｃｚ よって軸線＋９周囲に回動するように取り付けらｈており、それによって該ミラ ・−１７は上記ビームの方向を、高速走査方向またはＸ方向とも呼称される行方 向て′の走査を可能にするべく変化させ得る。

テレセントリックレンズ２１は、その焦点の一方が回動点１９上にか、または回 動点１９近傍に位置し、かつ符号４１で示した射出する主光線がシステム１１の 光軸４３に平行となるように設計されている。レンズ２１は像空間においてテレ セントリッつて゛あり、走査ビームは蛍光体１３に対して終始垂直である。やは り当業者に理解されるように、ｌ／レンズ２１の直径は蛍光体の高速走査方向寸 法を僅かに上回らなければならない、また、レンズ２１は反射型テレセントリッ ク系によって置き換えられ得る。

これも第２図から明らかであるが、システム１１は蛍光体１３からの誘導放射λ 、をＰｔ４Ｔアレイ３３に有効に伝達する装置も含む、　Ｒ，１４，Ｋｕｌｐｉ ｎｓｋｉ等の米国特許第４，７７８，９９５号に詳細に述べられているように、 上記伝達は光結合部２５及び光バー２７によって達成され得る。光結合液２５は 、発光波長λ、で光バー２７及び蛍光体１３と同じ屈折率を有する液体の層であ る。フィルタ２９及び３１は、刺激波長λ２を吸収する一方誘導波長＾、をＰＭ ７３３へと透過させるべく機能する。

第３図からは、テレセントリックレンズ系２１が先に述べた走査ビームの内面反 射の問題及び内部フレア光の問題を解決することが知見され得、なぜなら波長λ ２でｎ、≠ｎ２の時ｎ（ｎ２境界で反射された刺激放射λ２は本来の刺激光路に 沿って戻るからである。

捕獲された電子の形７５で透明蓄積スクリーンに蓄積された信号を読み出すのに 必要な刺激露光の量は非常に大きい。

なぜなら、捕獲する電子状態が典型的にはＦ中心であり、Ｆ中心吸収の光学的断 面は非常に小さいからである。即ち、刺激放射源としては一般に大型のレーザが 必要となる。従って、刺激エネルギが目下読み出し中の画素内に留まるのであれ ば、刺激光ビームが透明蛍光体１３を２回以上透過することが非常に望ましい。

このことは、上述の本発明システムにおいて、光路内で透明蛍光体１３に後続す る媒質の屈折率ｎ２が波長λ２で蛍光体スクリーンの屈折率ｎ１に異なる場合に 実現する。

そのうえ、第２図に示したように透明蛍光体スクリーン１３の背面にはグイクロ イック層４９が設けられ得、この層４９は刺激波長λ２は反射し、発光波長λ、 は透過させる。第２図及び第３図に示した構成は、集められる光λ、を最大化し 、かつλ２での必要な放射源強度ｔａ小化するのに最適である。即ち、テレセン トリックレンズ２１はＲ，Ｗ、　Ｋｕｌｐｉｎｓｋｉ等の米国特許第４，７７８ ，９９５号の第７図及び第８図に示された装置と結合して用いられ得る。

ここに説明した本発明システムは、λ１の本来の露光線の傾斜がＭＴＦに及ぼす 影響が重大でない場合、即ち例えば極低エネルギＸ！！撮像の場合、ｘｖＡ源か ら蓄積蛍光体までの距離が非常に大きく設定され得る場合、及び蓄積蛍光体がＸ 線ではなく光、例えば紫外線で露光され得る場合に透明蛍光体を走査するのに特 に有用である。

即ち、上述の本発明装置の利点は、内面反射及び内部フレアの有害な影響を排除 すること、必要な刺激放射源強度を低下させてコストを削減し得、あるいはまた 必要なレーザ出力やコストを増大させずに走査速度を高め得ること、低エネルギ 適用のために有用であること、蛍光体の適用を寸分可能にすること、非Ｘｌｌ露 光型であること、及び透明蓄積蛍光体を解像度に関して試験するのに有用である ことである。

本発明の好ましい具体例を添付図面に示し、かつ本明細書に説明したが、本発明 の範囲に影響することなく本発明を様々に変形し得ることは当業者には明らかで あろう。

ＦＩＧ、　ｌ　（従来源） 国際調査報告 ｌ峨ｒ＋ｎ１ｉｏａｅｌムｎａ−ｍ−醜ＫＴ／ＵＳ　９０１０５４１１国際調査 報告 ρＣｒ／ＪＳ　９０１０５４１１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．透明な蛍光体を走査する装置であって、刺激放射源と、走査手段と、蛍光体 支持手段と、前記放射源からの刺激放射を蛍光体表面に対してどこでも垂直とな るように方向調整するテレセントリック光学系とを含む装置。
2. ２．前記テレセントリックレンズ系が走査手段の回転軸線上かまたは該軸線近傍 に位置する焦点と、無限遠に設定された物体とを有し、それによって刺激放射は 常に蛍光体表面に垂直に当たることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. ３．蛍光体のテレセントリックレンズ系から遠い方の表面にダイクロイックコー ティングが設けられており、このコーティングは刺激放射は反射するが蛍光体の 発する放射は透過させることを特徴とする請求項２に記載の装置。