JP2004109726A - Radiographic information reading apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the spherical aberration of an irradiation optical system at low cost as to a reading apparatus which linearly irradiates a stimulable phosphor sheet with excitation lights emitted by stimulating light sources through the irradiation optical system and detects stimulable phosphor lights emitted by the excitation light irradiation parts by line sensors to read radiographic information recorded on the sheet. <P>SOLUTION: The radiographic information reading apparatus equipped with an excitation light irradiation means comprising an excitation light source such as laser diodes 11a, 11b, 11c, etc., irradiating portions of a stimulable phosphor sheet 13 where radiation image information is stored with excitation lights 10a, 10b, 10c, etc., and an irradiation optical system condensing the excitation lights 10a, 10b, 10c, etc., in one direction and linearly converging them is characterized in that the irradiation optical system comprises aspherical cylindrical lenses 12a, 12b, 12c, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像情報が蓄積記録されている蓄積性蛍光体シートに励起光を照射し、それにより該シートから発せられた輝尽発光光を光電的に読み取って前記放射線画像を示す画像信号を得る放射線画像情報読取装置に関し、特に詳細には、蓄積性蛍光体シートに線状に励起光を照射し、輝尽発光光をラインセンサによって検出する放射線画像情報読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線を照射するとこの放射線エネルギーの一部を蓄積し、その後、可視光やレーザ光などの励起光を照射すると、蓄積された放射線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）が知られており、そして、この蓄積性蛍光体を支持体上に積層してなる蓄積性蛍光体シートを用いる放射線画像記録再生システムが広く実用に供されている。
【０００３】
この放射線画像記録再生システムは、人体等の被写体を透過させた放射線を蓄積性蛍光体シートに照射する等してこの蓄積性蛍光体シートに被写体の放射線画像情報を蓄積記録し、その後、レーザ光などの励起光により該シートを２次元的に走査してその励起光照射部分から輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電読取手段により読み取って上記放射線画像情報を示す画像信号を得るものである。
【０００４】
このシステムにおいて得られた画像信号は、観察読影に適した階調処理や周波数処理などの画像処理が施された上で、それが担持する放射線画像を診断用可視像としてフィルムに再生記録したり、あるいはＣＲＴ画像表示装置等に表示するために用いられる。
【０００５】
ここで、上述した放射線画像記録再生システムに用いられる放射線画像情報読取装置においては、輝尽発光光の読取時間の短縮や、装置のコンパクト化およびコスト低減等の観点から、光電読取手段としてＣＣＤ等からなるラインセンサを適用することが提案されている。特許文献１には、そのようにして蓄積性蛍光体シートから放射線画像情報を示す画像信号を得る放射線画像情報読取装置の一例が示されている。
【０００６】
その種の放射線画像情報読取装置は基本的に、
放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートの一部に、励起光源から発せられた励起光を照射光学系を通して線状に照射する励起光照射手段と、
この蓄積性蛍光体シートの線状の励起光照射部分に沿うように複数の光電変換素子が並設されてなるラインセンサと、
このラインセンサおよび励起光照射手段と蓄積性蛍光体シートとの一方を他方に対して相対的に、励起光照射部分の長さ方向（主走査方向）と略直交する方向（副走査方向）に移動させる副走査手段とが設けられてなるものである。
【０００７】
なお、上述のように蓄積性蛍光体シートに励起光を線状に照射する励起光照射手段としては、いわゆるファンビーム状の励起光を発するものであってもよいし、あるいは、１本の細いビームを偏向させて蓄積性蛍光体シート上で線状に走査させるものであってもよい。
【０００８】
従来、上述のようにファンビーム状の励起光を発する励起光源として、装置の小型化やコストダウンの観点から、レーザダイオード（半導体レーザ）を適用することが考えられている。そしてその場合は一般に、照射光学系として、レーザダイオードから発散光状態で出射したレーザビームを副走査方向のみに集光して線状に収束させるシリンドリカルレンズが適用される。
【０００９】
ところが、このようなシリンドリカルレンズを用いてレーザビームを一方向に収束させると、蓄積性蛍光体シート上の線状の励起光照射部分において、励起光のビーム径がこの線状の長さ方向（主走査方向）に亘って不均一になるという問題が認められる。そこでこの問題を解決するために、特許文献２に示されるように、照射光学系に、レンズ長手方向に亘って曲率が変えられたシリンドリカルレンズを適用することも提案されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１−１０１５４０号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−７７５２８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レンズ長手方向に亘って曲率が変えられたシリンドリカルレンズから照射光学系を構成した場合、ビーム径の不均一が解消できても、球面収差は低減できないという問題が残されている。
【００１３】
この球面収差の問題を解決するために、本出願人による特願２００１−２１３０６０号に示されるように、照射光学系を非球面のトーリック面を備えたレンズから構成することも考えられるが、その場合はトーリック面を備えるレンズの加工が難しく、そのために放射線画像情報読取装置のコストが高くつくという問題が生じる。
【００１４】
本発明は上記の事情に鑑みて、励起光を蓄積性蛍光体シート上で線状に収束させる照射光学系の球面収差を低減可能で、そしてそのためのコスト上昇を低く抑えることができる放射線画像情報読取装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による放射線画像情報読取装置は、前述したように、
放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートの一部に、励起光源から発せられた励起光を照射光学系を通して線状に照射する励起光照射手段と、
この蓄積性蛍光体シートの線状の励起光照射部分に沿うように複数の光電変換素子が並設されてなるラインセンサと、
前記ラインセンサおよび前記励起光照射手段と、前記蓄積性蛍光体シートとの一方を他方に対して相対的に、前記励起光照射部分の長さ方向と略直交する方向に移動させる副走査手段とを備えてなる放射線画像情報読取装置において、
励起光照射手段を構成する照射光学系が、励起光を一方向に集光して線状に収束させる非球面シリンドリカルレンズから構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
なおこの場合の「非球面」とは、線状に収束した励起光が延びる方向に垂直な面、つまり副走査方向を含む面内の断面形状が、非球面形状を切り取った形となっていることを意味するものである。
【００１７】
また、上記非球面シリンドリカルレンズの副走査方向を含む断面内の形状は、光軸からの距離が大であるほど光軸方向の面のサグ値が減少する形状とされていることが望ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の放射線画像情報読取装置においては、励起光照射手段を構成する照射光学系が、励起光を一方向に集光して線状に収束させる非球面シリンドリカルレンズから構成されたことにより、球面収差を確実に低減させることができる。また、このような非球面シリンドリカルレンズは、前述のトーリック面を備えるレンズ等と比べれば加工が比較的容易であるので、このような非球面シリンドリカルレンズを用いても、本発明の放射線画像情報読取装置のコスト上昇は低く抑えられるようになる。
【００１９】
また、特に上記非球面シリンドリカルレンズの副走査方向を含む断面内の形状が、光軸からの距離が大であるほど光軸方向の面のサグ値が減少する形状とされている場合には、該レンズの像面湾曲の影響により主走査方向位置に応じて収束ビーム径にバラツキが生じることを防止することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態による放射線画像情報読取装置の概略構成を示すものであり、また図２および図３はそれぞれ、この放射線画像情報読取装置の読取光学系の部分の側面形状、正面形状を示している。
【００２２】
図１に示すように本装置は、ファンビーム状の励起光１０を発するレーザダイオードアレイ１１と、励起光１０を図２に示す面内のみで集光するレンズアレイ１２と、この励起光１０が線状に照射された蓄積性蛍光体シート１３の部分から発せられた輝尽発光光１４を集光するレンズアレイ１５と、このレンズアレイ１５を通過した輝尽発光光１４の光路に配された励起光カットフィルタ１６と、この励起光カットフィルタ１６を透過した輝尽発光光１４を検出するＣＣＤラインセンサ１７と、蓄積性蛍光体シート１３を矢印Ｙ方向、つまり該シート１３上における励起光照射部分の長さ方向（矢印Ｘ方向）と直交する方向に定速送りする副走査手段としてのエンドレスベルト１８とを有している。
【００２３】
さらに、上記ＣＣＤラインセンサ１７から出力されたアナログの光検出信号Ｓを増幅する増幅器２０と、増幅された光検出信号Ｓをデジタル化するＡ／Ｄ変換器２１と、このＡ／Ｄ変換器２１が出力するデジタル画像信号Ｄを画像処理する画像処理装置２２と、画像処理後のデジタル画像信号Ｄが入力される画像再生装置２３とが設けられている。
【００２４】
レーザダイオードアレイ１１は図３に示すように、一例として発振波長が６６０ｎｍの複数のレーザダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……が一列に並設されてなるものである。各レーザダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……から発せられた発散光状態の励起光１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……はそれぞれ、レンズアレイ１２を構成している各シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ……により一方向のみに集光されてファンビームとなり、それらのファンビームが連なってなる励起光１０が蓄積性蛍光体シート１３の一部分を線状に照射する。なお、シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ……の形状については後に詳しく説明する。
【００２５】
ＣＣＤラインセンサ１７は図４に平面形状を示すように、一列に並設された多数のセンサチップ（光電変換素子）１７ａを有するものである。本例においてこのＣＣＤラインセンサ１７のセンサチップ並設方向と直交する方向の受光幅、つまりセンサチップ１７ａの幅Ｗは約１００μｍである。
【００２６】
このＣＣＤラインセンサ１７は、センサチップ１７ａが図１の蓄積性蛍光体シート１３上における励起光照射部分の長さ方向（矢印Ｘ方向）に沿って並ぶ向きに配設されている。なおこのＣＣＤラインセンサ１７は、幅の大きい蓄積性蛍光体シート１３に対応するために、複数のラインセンサをその長さ方向に連ねて構成されてもよい。
【００２７】
一方レンズアレイ１５は、図５の（１）、（２）にそれぞれ正面形状、側面形状を示す通り、例えば多数の屈折率分布型レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ……が一列に並設されてなるものである。各屈折率分布型レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ……は、蓄積性蛍光体シート１３から発せられた輝尽発光光１４を集光して、図１に示すようにＣＣＤラインセンサ１７に導く。このレンズアレイ１５は、屈折率分布型レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ……が蓄積性蛍光体シート１３上における励起光照射部分の長さ方向（矢印Ｘ方向）に沿って並ぶ向きに配設されている。
【００２８】
以下、上記構成の放射線画像情報読取装置の作用について説明する。蓄積性蛍光体シート１３には、被写体を透過した放射線を照射する等によりこの被写体の放射線画像情報が蓄積記録されており、該シート１３はエンドレスベルト１８により矢印Ｙ方向に定速で送られる。それとともに、レーザダイオードアレイ１１から発せられた励起光１０が、蓄積性蛍光体シート１３の一部に線状に照射される。
【００２９】
この励起光１０の照射を受けた蓄積性蛍光体シート１３の部分からは、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光１４が発散する。例えば青色のこの輝尽発光光１４はレンズアレイ１５により集光されてＣＣＤラインセンサ１７に導かれ、該ＣＣＤラインセンサ１７によって光電的に検出される。なお、蓄積性蛍光体シート１３で反射してＣＣＤラインセンサ１７に向かって進行する励起光１０は、励起光カットフィルタ１６によってカットされる。
【００３０】
ＣＣＤラインセンサ１７は、輝尽発光光１４の光量に対応した（つまり上記放射線画像情報を示す）アナログの光検出信号Ｓを出力する。この光検出信号Ｓは増幅器２０により増幅され、次いでＡ／Ｄ変換器２１においてデジタル画像信号Ｄに変換される。
【００３１】
このデジタル画像信号Ｄは次に画像処理装置２２において階調処理等の画像処理を受けた後、画像再生装置２３に送られて、蓄積性蛍光体シート１３に記録されていた放射線画像の再生に供せられる。この画像再生装置２３は、ＣＲＴ表示装置等からなるディスプレイ手段でもよいし、感光フィルムに光走査記録を行なう記録装置等であってもよい。
【００３２】
次に、励起光１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……の収束状態等について、図３を参照して詳しく説明する。本実施形態においてレーザダイオードアレイ１１を構成するレーザダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……は各々出力５０ｍＷのものであり、それらは一例として２４個用いられている。このように多数のレーザダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……を用い、それらから発せられた励起光１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……を連ねて蓄積性蛍光体シート１３に線状に照射するようにすれば、主走査幅が同一である限り、ただ１つのレーザダイオードを用いる場合と比べて、当然本実施形態の方がレーザダイオードから蓄積性蛍光体シート１３までの距離を短くすることができる。それにより、放射線画像情報読取装置を十分に小型化することができる。
【００３３】
本実施の形態では、上述のように複数設けられたレーザダイオード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……に対応させてそれぞれシリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ……が設けられ、それらが連結部材１２Ｈにより互いにレンズ長手方向に連結されてレンズアレイ１２が構成されている。
【００３４】
次に、シリンドリカルレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ……について詳しく説明する。なお、以下ではそれらの中の１つのシリンドリカルレンズ１２ａについて説明するが、その他のシリンドリカルレンズ１２ｂ、１２ｃ……の形状および設置状態、並びに奏する効果も全く同様である。
【００３５】
シリンドリカルレンズ１２ａの中心肉厚は２．５ｍｍ、その入射端面の形状つまりレーザダイオード１１ａ側の光通過面の形状は下記の通りの非球面である。
【００３６】
主走査方向曲率半径：無限大
副走査方向近軸曲率半径（１／ｃ）：３．３０ｍｍ
円錐係数（ｋ）：−６．２９３２６３
４次非球面係数（Ａ）：　０．１４５９６４×１０^−１
６次非球面係数（Ｂ）：−０．３０３２１１×１０^−２
８次非球面係数（Ｃ）：　０．４０７９４８×１０^−３
１０次非球面係数（Ｄ）：−０．２４２７０６×１０^−４
ただし、
【数１】

である。ここでｚは光軸方向の面のサグ値、ｙは副走査方向を含む断面（図２に表される面）における光軸からの距離である。また、このシリンドリカルレンズ１２ａの出射端面つまり蓄積性蛍光体シート１３側の光通過面の曲率半径は主、副走査方向とも無限大である。そしてこのシリンドリカルレンズ１２ａは、レーザダイオード１１ａの発光点との間の距離が６．５ｍｍ、蓄積性蛍光体シート１３との間の距離が３７．５ｍｍとなる状態に配置されている。
【００３７】
本実施の形態では、励起光照射光学系に上述の通りの非球面シリンドリカルレンズ１２ａが用いられたことにより、球面収差を確実に低減させることができる。図６は上記非球面シリンドリカルレンズ１２ａの球面収差を、また図７は従来装置で用いられている球面シリンドリカルレンズの球面収差例を示すものであり、これらの図を比較すれば、本発明による球面収差低減の効果が明らかである。なおここで比較した２つのシリンドリカルレンズの開口数（ＮＡ）は、ともに０．２５である。
【００３８】
また上記非球面シリンドリカルレンズ１２ａは、前述のトーリック面を備えるレンズ等と比べれば加工が比較的容易であるので、このような非球面シリンドリカルレンズ１２ａを用いても、本実施の形態の放射線画像情報読取装置はコスト上昇が低く抑えられ得るものとなる。
【００３９】
ところで、上記形状の非球面シリンドリカルレンズ１２ａを用いた場合には、球面収差が低減する半面、像面湾曲の影響により、主走査方向位置に応じて収束ビーム径にバラツキが生じることもある。この不具合も解消するためには、非球面シリンドリカルレンズの副走査方向を含む断面（図２に表される面）内の形状を、光軸からの距離が大であるほど前記サグ値ｚが減少するように設定することが望ましい。そのような非球面シリンドリカルレンズの非球面形状例を、下の表１に示す。
【００４０】
【表１】

なおこの表１における１／ｃ、ｋ、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、前述と同様に各々副走査方向近軸曲率半径、円錐係数、４次非球面係数、６次非球面係数、８次非球面係数および１０次非球面係数である。またここでは、主走査方向位置を励起光入射角によって表し、この入射角が０°、１０°、３０°である３位置について各数値を示してある。
【００４１】
なお、本発明で用いる非球面シリンドリカルレンズの形状は、以上説明した２つの例における形状に限られるものではなく、適宜その他の形状を採用することも可能である。
【００４２】
また、以上説明した実施の形態では、励起光副走査のために蓄積性蛍光体シート１３をエンドレスベルト１８により定速搬送しているが、励起光を副走査する手段はこのようなものに限らず、その他例えばローラで蓄積性蛍光体シート１３を搬送するものや、あるいは、固定した蓄積性蛍光体シート１３に対して励起光照射手段およびラインセンサ等を相対移動させるものなどを適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による放射線画像情報読取装置の概略構成図
【図２】図１に示した放射線画像情報読取装置の読取光学系を示す側面図
【図３】図２に示した読取光学系の正面図
【図４】上記放射線画像情報読取装置に用いられたラインセンサの平面図
【図５】上記放射線画像情報読取装置に用いられたレンズアレイの正面図（１）と、側面図（２）
【図６】上記放射線画像情報読取装置に用いられた非球面シリンドリカルレンズの球面収差を示す概略図
【図７】従来の放射線画像情報読取装置に用いられたシリンドリカルレンズの球面収差を示す概略図
【符号の説明】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ　　励起光
１１　　レーザダイオードアレイ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ　　レーザダイオード
１２　　レンズアレイ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ　　非球面シリンドリカルレンズ
１３　　蓄積性蛍光体シート
１４　　輝尽発光光
１５　　レンズアレイ
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ　　屈折率分布型レンズ
１６　　励起光カットフィルタ
１７　　ＣＣＤラインセンサ
１８　　エンドレスベルト
２０　　増幅器
２１　　Ａ／Ｄ変換器
２２　　画像処理装置
２３　　画像再生装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention irradiates a stimulable phosphor sheet on which radiation image information is accumulated and recorded with excitation light, thereby photoelectrically reading the stimulated emission light emitted from the sheet and indicating the radiation image. In particular, the present invention relates to a radiation image information reading apparatus that irradiates a stimulable phosphor sheet with excitation light in a linear shape and detects stimulated emission light by a line sensor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a part of this radiation energy is accumulated when irradiated with radiation, and then, when irradiated with excitation light such as visible light or laser light, a stimulable phosphor (stimulated phosphor) that exhibits stimulated luminescence according to the accumulated radiation energy. Exhaustible phosphors) are known, and radiation image recording / reproducing systems using a stimulable phosphor sheet obtained by laminating this stimulable phosphor on a support have been widely put into practical use.
[0003]
This radiographic image recording / reproducing system accumulates and records radiographic image information of a subject on the stimulable phosphor sheet by irradiating the stimulable phosphor sheet with radiation that has passed through a subject such as a human body, and then a laser beam. The sheet is scanned two-dimensionally with excitation light such as to generate stimulated emission light from a portion irradiated with the excitation light, and the stimulated emission light is read by a photoelectric reading means to obtain an image signal indicating the radiographic image information. To get.
[0004]
The image signal obtained by this system is subjected to image processing such as gradation processing and frequency processing suitable for observation interpretation, and the radiological image carried by the system is reproduced and recorded on the film as a diagnostic visible image. Or used for display on a CRT image display device or the like.
[0005]
Here, in the radiological image information reading apparatus used in the radiographic image recording / reproducing system described above, a CCD or the like is used as a photoelectric reading means from the viewpoint of shortening the reading time of the photostimulated emission light, making the apparatus compact and reducing the cost. It has been proposed to apply a line sensor consisting of Patent Document 1 shows an example of a radiation image information reading apparatus that obtains an image signal indicating radiation image information from a stimulable phosphor sheet in this manner.
[0006]
Such a radiological image information reader is basically
Excitation light irradiation means for irradiating a part of the stimulable phosphor sheet on which radiation image information is accumulated and recorded, linearly through the irradiation optical system with excitation light emitted from an excitation light source,
A line sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in parallel along the linear excitation light irradiation portion of the stimulable phosphor sheet;
One of the line sensor and the excitation light irradiation means and the stimulable phosphor sheet is relative to the other in the direction (sub-scanning direction) substantially orthogonal to the length direction (main scanning direction) of the excitation light irradiation portion. Sub-scanning means for moving is provided.
[0007]
As described above, the excitation light irradiation means for linearly irradiating the stimulable phosphor sheet with excitation light may be one that emits so-called fan beam-like excitation light, or a thin one. The beam may be deflected so as to be scanned linearly on the stimulable phosphor sheet.
[0008]
Conventionally, it has been considered that a laser diode (semiconductor laser) is applied as an excitation light source that emits fan beam-shaped excitation light as described above from the viewpoint of downsizing and cost reduction of the apparatus. In that case, generally, a cylindrical lens that converges the laser beam emitted from the laser diode in a divergent state only in the sub-scanning direction and converges in a linear shape is applied as the irradiation optical system.
[0009]
However, when the laser beam is converged in one direction using such a cylindrical lens, the beam diameter of the excitation light in the linear excitation light irradiation portion on the stimulable phosphor sheet becomes the linear length direction ( There is a problem of non-uniformity in the main scanning direction). In order to solve this problem, as shown in Patent Document 2, it is also proposed to apply a cylindrical lens whose curvature is changed in the longitudinal direction of the lens to the irradiation optical system.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 1-1101540
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-77528
[Problems to be solved by the invention]
However, when the irradiation optical system is constituted by a cylindrical lens whose curvature is changed along the longitudinal direction of the lens, there remains a problem that the spherical aberration cannot be reduced even if the nonuniformity of the beam diameter can be eliminated.
[0013]
In order to solve this spherical aberration problem, as shown in Japanese Patent Application No. 2001-213060 by the present applicant, it is conceivable that the irradiation optical system is composed of a lens having an aspheric toric surface. In this case, it is difficult to process a lens having a toric surface, which causes a problem that the cost of the radiographic image information reading apparatus is high.
[0014]
In view of the above circumstances, the present invention can reduce the spherical aberration of the irradiation optical system that converges the excitation light in a linear manner on the stimulable phosphor sheet, and the radiation image information that can suppress an increase in cost for that purpose. An object is to provide a reader.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The radiological image information reading apparatus according to the present invention, as described above,
Excitation light irradiation means for irradiating a part of the stimulable phosphor sheet on which radiation image information is accumulated and recorded, linearly through the irradiation optical system with excitation light emitted from an excitation light source,
A line sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in parallel along the linear excitation light irradiation portion of the stimulable phosphor sheet;
Sub-scanning means for moving one of the line sensor, the excitation light irradiation means, and the stimulable phosphor sheet in a direction substantially perpendicular to the length direction of the excitation light irradiation portion, relative to the other; In a radiation image information reading apparatus comprising:
The irradiation optical system constituting the excitation light irradiating means is composed of an aspherical cylindrical lens that condenses the excitation light in one direction and converges it in a linear shape.
[0016]
In this case, the “aspherical surface” is a shape obtained by cutting out the aspherical shape in a plane perpendicular to the direction in which the linearly converged excitation light extends, that is, in the plane including the sub-scanning direction. It means that.
[0017]
Further, it is desirable that the shape in the cross section including the sub-scanning direction of the aspherical cylindrical lens is a shape in which the sag value of the surface in the optical axis direction decreases as the distance from the optical axis increases.
[0018]
【The invention's effect】
In the radiation image information reading apparatus of the present invention, the irradiation optical system constituting the excitation light irradiating means is composed of an aspheric cylindrical lens that condenses the excitation light in one direction and converges it into a linear shape. Aberration can be reliably reduced. Further, such an aspherical cylindrical lens is relatively easy to process as compared with the above-described lens having a toric surface, etc., so even if such an aspherical cylindrical lens is used, the radiation image information reading of the present invention is performed. The increase in the cost of the apparatus can be kept low.
[0019]
In particular, when the shape in the cross section including the sub-scanning direction of the aspheric cylindrical lens is a shape in which the sag value of the surface in the optical axis direction decreases as the distance from the optical axis increases. It is also possible to prevent variation in the convergent beam diameter depending on the position in the main scanning direction due to the influence of the curvature of field of the lens.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a radiographic image information reading apparatus according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 are side views of a reading optical system portion of the radiographic image information reading apparatus, respectively. The front shape is shown.
[0022]
As shown in FIG. 1, this apparatus includes alaser diode array 11 that emits fan beam-shapedexcitation light 10, alens array 12 that collects theexcitation light 10 only in the plane shown in FIG. Alens array 15 that collects the stimulatedemission light 14 emitted from the portion of thestimulable phosphor sheet 13 that has been irradiated linearly and the optical path of the stimulatedemission light 14 that has passed through thelens array 15 are arranged. The excitation light cutfilter 16, theCCD line sensor 17 that detects the stimulatedemission light 14 that has passed through the excitation light cutfilter 16, and thestimulable phosphor sheet 13 are irradiated with excitation light in the arrow Y direction, that is, on thesheet 13. And anendless belt 18 as sub-scanning means for feeding at a constant speed in a direction orthogonal to the length direction of the portion (arrow X direction).
[0023]
Further, anamplifier 20 that amplifies the analog photodetection signal S output from theCCD line sensor 17, an A /D converter 21 that digitizes the amplified photodetection signal S, and the A /D converter 21. Is provided with animage processing device 22 that performs image processing on the digital image signal D output from theimage processing device 23 and animage reproduction device 23 that receives the digital image signal D after image processing.
[0024]
As shown in FIG. 3, thelaser diode array 11 has a plurality oflaser diodes 11a, 11b, 11c,... Having an oscillation wavelength of 660 nm arranged in a line as an example. Each of the divergingexcitation light beams 10a, 10b, 10c,... Emitted from thelaser diodes 11a, 11b, 11c,... Is transmitted by thecylindrical lenses 12a, 12b, 12c,. The light is condensed only in the direction to become a fan beam, and theexcitation light 10 formed by connecting the fan beams irradiates a part of thestimulable phosphor sheet 13 linearly. Thecylindrical lenses 12a, 12b, 12c,... Will be described in detail later.
[0025]
TheCCD line sensor 17 has a large number of sensor chips (photoelectric conversion elements) 17a arranged in a line as shown in FIG. In this example, the light receiving width of theCCD line sensor 17 in the direction perpendicular to the direction in which the sensor chips are arranged, that is, the width W of the sensor chip 17a is about 100 μm.
[0026]
In theCCD line sensor 17, the sensor chips 17a are arranged in a direction along the length direction (arrow X direction) of the excitation light irradiation portion on thestimulable phosphor sheet 13 of FIG. TheCCD line sensor 17 may be constituted by connecting a plurality of line sensors in the length direction in order to correspond to the widestorage phosphor sheet 13.
[0027]
On the other hand, thelens array 15 includes, for example, a large number ofgradient index lenses 15a, 15b, 15c, 15d,. It will be. Eachgradient index lens 15a, 15b, 15c, 15d,... Condenses the photostimulated light 14 emitted from thestimulable phosphor sheet 13, and guides it to theCCD line sensor 17 as shown in FIG. . Thislens array 15 is arranged in such a direction that thegradient index lenses 15a, 15b, 15c, 15d,... Are aligned along the length direction (arrow X direction) of the excitation light irradiation portion on thestimulable phosphor sheet 13. Has been.
[0028]
The operation of the radiological image information reading apparatus having the above configuration will be described below. Thestorable phosphor sheet 13 stores and records radiographic image information of the subject, for example, by irradiating the radiation that has passed through the subject, and thesheet 13 is sent by theendless belt 18 at a constant speed in the arrow Y direction. At the same time,excitation light 10 emitted from thelaser diode array 11 is irradiated linearly onto a part of thestimulable phosphor sheet 13.
[0029]
From the portion of thestimulable phosphor sheet 13 that has been irradiated with theexcitation light 10, the stimulatedemission light 14 having a light amount corresponding to the radiation image information that has been stored and recorded diverges. For example, the blue stimulatedemission light 14 is condensed by thelens array 15 and guided to theCCD line sensor 17, and is detected photoelectrically by theCCD line sensor 17. Theexcitation light 10 reflected by thestimulable phosphor sheet 13 and traveling toward theCCD line sensor 17 is cut by the excitation light cutfilter 16.
[0030]
TheCCD line sensor 17 outputs an analog light detection signal S corresponding to the light amount of the stimulated emission light 14 (that is, indicating the radiation image information). The light detection signal S is amplified by theamplifier 20 and then converted into a digital image signal D by the A /D converter 21.
[0031]
This digital image signal D is next subjected to image processing such as gradation processing in theimage processing device 22 and then sent to theimage reproduction device 23 to reproduce the radiation image recorded on thestimulable phosphor sheet 13. Provided. Theimage reproducing device 23 may be a display means such as a CRT display device or a recording device that performs optical scanning recording on a photosensitive film.
[0032]
Next, the convergence state of theexcitation light 10a, 10b, 10c, etc. will be described in detail with reference to FIG. In this embodiment, thelaser diodes 11a, 11b, 11c,... Constituting thelaser diode array 11 each have an output of 50 mW, and 24 of them are used as an example. If a number oflaser diodes 11a, 11b, 11c,... Are used in this way, thestimulable phosphor sheet 13 is linearly irradiated with theexcitation light 10a, 10b, 10c,. As long as the main scanning width is the same, naturally the distance from the laser diode to thestimulable phosphor sheet 13 can be made shorter in this embodiment than in the case of using only one laser diode. Thereby, the radiation image information reading apparatus can be sufficiently downsized.
[0033]
In the present embodiment,cylindrical lenses 12a, 12b, 12c,... Are provided in correspondence with the plurality oflaser diodes 11a, 11b, 11c,. Alens array 12 is configured by being connected in the direction.
[0034]
Next, thecylindrical lenses 12a, 12b, 12c... Will be described in detail. In the following, one of thecylindrical lenses 12a will be described. However, the shapes and installation states of the othercylindrical lenses 12b, 12c,.
[0035]
Thecylindrical lens 12a has a central thickness of 2.5 mm, and the shape of the incident end face thereof, that is, the shape of the light passage surface on thelaser diode 11a side is an aspherical surface as follows.
[0036]
Radius of curvature in the main scanning direction: Infinite Sub-scanning direction paraxial radius of curvature (1 / c): 3.30 mm
Conic coefficient (k): -6.293263
Fourth-order aspheric coefficient (A): 0.145964 × 10⁻¹
Sixth-order aspheric coefficient (B): −0.303211 × 10⁻²
Eighth-order aspheric coefficient (C): 0.407948 × 10⁻³
Tenth-order aspheric coefficient (D): −0.242706 × 10⁻⁴
However,
[Expression 1]

It is. Here, z is a sag value of the surface in the optical axis direction, and y is a distance from the optical axis in a cross section (surface shown in FIG. 2) including the sub-scanning direction. Further, the radius of curvature of the exit end face of thiscylindrical lens 12a, that is, the light passing face on the side of thestimulable phosphor sheet 13, is infinite in both the main and sub-scanning directions. Thecylindrical lens 12a is arranged so that the distance from the light emitting point of thelaser diode 11a is 6.5 mm and the distance from thestimulable phosphor sheet 13 is 37.5 mm.
[0037]
In the present embodiment, spherical aberration can be reliably reduced by using the asphericcylindrical lens 12a as described above in the excitation light irradiation optical system. FIG. 6 shows the spherical aberration of the asphericalcylindrical lens 12a, and FIG. 7 shows an example of the spherical aberration of the spherical cylindrical lens used in the conventional apparatus. By comparing these figures, the spherical surface according to the present invention is shown. The effect of aberration reduction is clear. Note that the numerical apertures (NA) of the two cylindrical lenses compared here are both 0.25.
[0038]
Since the asphericalcylindrical lens 12a is relatively easy to process as compared with the above-described lens having a toric surface, the radiographic image information of the present embodiment can be obtained using such an asphericalcylindrical lens 12a. The reading apparatus can be reduced in cost.
[0039]
By the way, when the asphericalcylindrical lens 12a having the above-described shape is used, the convergent beam diameter may vary depending on the position in the main scanning direction due to the influence of curvature on the half surface and field curvature that reduces spherical aberration. In order to eliminate this problem, the sag value z decreases as the distance from the optical axis increases in the cross-sectional shape (surface shown in FIG. 2) including the sub-scanning direction of the aspherical cylindrical lens. It is desirable to set so as to. An example of the aspheric shape of such an aspheric cylindrical lens is shown in Table 1 below.
[0040]
[Table 1]

1 / c, k, A, B, C, and D in Table 1 are the paraxial radius of curvature, the conic coefficient, the fourth-order aspheric coefficient, the sixth-order aspheric coefficient, and the eighth-order, respectively, as described above. An aspheric coefficient and a tenth-order aspheric coefficient. Here, the position in the main scanning direction is represented by an excitation light incident angle, and numerical values are shown for three positions where the incident angles are 0 °, 10 °, and 30 °.
[0041]
Note that the shape of the aspherical cylindrical lens used in the present invention is not limited to the shapes in the two examples described above, and other shapes may be employed as appropriate.
[0042]
In the embodiment described above, thestimulable phosphor sheet 13 is conveyed at a constant speed by theendless belt 18 for the excitation light sub-scanning, but the means for sub-scanning the excitation light is not limited to this. Alternatively, for example, a roller that transports thestimulable phosphor sheet 13 with a roller, or a device that relatively moves the excitation light irradiation means and the line sensor with respect to the fixedstimulable phosphor sheet 13 may be applied. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a radiation image information reading device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing a reading optical system of the radiation image information reading device shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of a line sensor used in the radiation image information reading apparatus. FIG. 5 is a front view (1) of a lens array used in the radiation image information reading apparatus. , Side view (2)
FIG. 6 is a schematic diagram showing spherical aberration of an aspheric cylindrical lens used in the radiation image information reading device. FIG. 7 is a schematic diagram showing spherical aberration of a cylindrical lens used in a conventional radiation image information reading device. Explanation of symbols]
10a, 10b,10c Excitation light 11Laser diode array 11a, 11b,11c Laser diode 12Lens array 12a, 12b, 12c Asphericalcylindrical lens 13Storage phosphor sheet 14 Stimulatedlight 15Lens array 15a, 15b, 15c RefractionRate distribution lens 16 Excitation light cutfilter 17CCD line sensor 18Endless belt 20 Amplifier 21 A /D converter 22Image processing device 23 Image reproduction device

Claims (2)

Translated fromJapanese

放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍光体シートの一部に、励起光源から発せられた励起光を照射光学系を通して線状に照射する励起光照射手段と、
この蓄積性蛍光体シートの線状の励起光照射部分に沿うように複数の光電変換素子が並設されてなるラインセンサと、
前記ラインセンサおよび前記励起光照射手段と、前記蓄積性蛍光体シートとの一方を他方に対して相対的に、前記励起光照射部分の長さ方向と略直交する副走査方向に移動させる副走査手段とを備えてなる放射線画像情報読取装置において、
前記照射光学系が、前記励起光を一方向に集光して線状に収束させる非球面シリンドリカルレンズから構成されていることを特徴とする放射線画像情報読取装置。Excitation light irradiation means for irradiating a part of the stimulable phosphor sheet on which radiation image information is accumulated and recorded, linearly through the irradiation optical system with excitation light emitted from an excitation light source,
A line sensor in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in parallel along the linear excitation light irradiation portion of the stimulable phosphor sheet;
Sub-scanning in which one of the line sensor, the excitation light irradiation means, and the stimulable phosphor sheet is moved relative to the other in a sub-scanning direction substantially perpendicular to the length direction of the excitation light irradiation portion. A radiation image information reading apparatus comprising:
The radiation image information reading apparatus, wherein the irradiation optical system is composed of an aspheric cylindrical lens that condenses the excitation light in one direction and converges it linearly.前記非球面シリンドリカルレンズの副走査方向を含む断面内の形状が、光軸からの距離が大であるほど光軸方向の面のサグ値が減少する形状であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像情報読取装置。2. The shape in a cross section including the sub-scanning direction of the aspherical cylindrical lens is a shape in which the sag value of the surface in the optical axis direction decreases as the distance from the optical axis increases. Radiation image information reading apparatus.

Images