JPH06100782B2

JPH06100782B2 - 像記録読取装置

Info

Publication number: JPH06100782B2
Application number: JP61159878A
Authority: JP
Inventors: ダボベルト・ミヒエル・デ・リーウァ; ヤコブ・クールギン
Original assignee: エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン
Priority date: 1985-07-12
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS6263929A; US4661704A; EP0209186A3; DE3686849T2; DE3686849D1; EP0209186A2; EP0209186B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は放射像を記録し蓄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。このけい光体層はその伝
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／正孔対が発生する。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
れる。

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
る。

この放射像蓄積パネルは１枚の透明支持板上に支持した
或いは２枚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。即ち、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。発生するルミネッセン
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）に通す。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する。この電気信
号は再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ム
の大部分がけい光体層から反射される。この反射レーザ
光はフォトセンサに入射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射
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、レー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行
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、従来の装置より走査レーザビーム
の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け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
し得る像蓄積層を具える。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ぜしめる走
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角範囲内
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
には互いに相違する。

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
光を通す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線源を含むものとす
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するヘリウム−ネオンレーザ
を具えるものとすることができる。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（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上への入射放
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42582
64号明細書に開示されている。特に、ユーロピウム活性
化バリウム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はけい光板層10を支持し得る（即ち、けい光体層
が付着する）任意の固定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10
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
に像蓄積層10上に入射する励起光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０
°〜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20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てて透過と反
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TiO₂，Ta₂O₅
又はZnSとすることができる。低屈折率層26はSiO₂又はM
gF₂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。このフィルタで各層24はTiO₂であり、各層
26はSiO₂である。

第３図は表Ｉ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、400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
る透過率対入射角（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０°〜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％以上の透過率を有する。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63
3ナノメートル波長光の殆どが反射される。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の光励起けい光
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の殆どがフィルタ手段20及びスペーサ層22
を経て像蓄積層10に入射する。像蓄積層10は励起光16の
小部分を吸収してルミネッセンス光を放出し、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により広い角度範囲に
亘って散乱される。従って散乱された励起光16の小部分
がフィルタ手段20に受光角範囲内の角度で入射するが、
散乱された励起光16の残部は受光角範囲外の角度でフィ
ルタ手段20に入射し、フィルタ手段20により反射されて
再び像蓄積層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図に示してあ
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に等量の励起光を
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Ｉ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。上述のフィルタ手段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％以上
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
ミネッセンフ光の波長及び／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上に物体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てある。しか
し、実際には層10は反対側から照射される。照射後、層
10は読取装置へと移動される。

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で検出される。この検出器42はルミ
ネッセンス光の像を表す電気信号を発生する。検出器42
はフォトマルチプライヤ、フォトダイオード、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10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できる。偏向器46はレー
ザ44からのビーム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（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ム−ネオンレーザとすることがで
きる。

第６図に示していないが、ルミネッセンス光18を検出器
42上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。フィルタ手段20を通過した漂遊
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10
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サ層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……入射放射、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……透明スペーサ層 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射像からの入射放射を吸収し得る像蓄積
層を有する像蓄積パネルと、励起光を該像蓄積パネルに
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
手段とを具えた像記憶読取装置において、前記像蓄積パネルがこのパネル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
フィルタ手段を具え、該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っ
て、これに受光角範囲内の角度で入射する励起光の大部
分を通すが受光角範囲外の反射角範囲内の角度で入射す
る励起光の大部分を反射するとともに、入射するほぼ全
ての入射角のルミネッセンス光を透過又は反射する特性
を有していることを特徴とする像記録読取装置。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項７】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６項記載の装置。
【請求項８】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７項記載の装置。
【請求項９】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８項記載の装
置。
【請求項１０】前記走査手段は前記レーザにより発生さ
れた光ビームを偏向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。
【請求項１１】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。
【請求項１２】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11項記載の装置。
【請求項１３】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12項記載の装置。
【請求項１４】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１項記載の装置。
【請求項１５】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14項記載の装置。