JP2000028948A - Laser beam device - Google Patents

Laser beam device

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JP2000028948A
JP2000028948A JP20085698A JP20085698A JP2000028948A JP 2000028948 A JP2000028948 A JP 2000028948A JP 20085698 A JP20085698 A JP 20085698A JP 20085698 A JP20085698 A JP 20085698A JP 2000028948 A JP2000028948 A JP 2000028948A
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JP
Japan
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lens
laser beam
axis
optical system
intensity
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Application number
JP20085698A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoyoshi Kawabata
元順 川端
Korekazu Kataoka
是和 片岡
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct the gradient as to the intensity generated along a circumferential diction in a diffraction ring which is to appear in the vicinity of the periphery of a laser beam by rotating at least one lens which is included in an optical system around an axis whose direction is different from that of the optical axis of the lens. SOLUTION: A lens 20 whose optical axis coincides with the center axis in a design of an optical system is irradiated with a laser beam. Then, side robes are generated near by both hems of a curve indicating the intensity distribution of a final image. Next, a point at which side robes of both the left and the right become equal or they become the nearest to being equal is searched by changing the angle relation around the axis between a lens holder 21 and a lens holder 23 by rotating the lens holder 21 in a state in which bolts 24 are loosened. When the side robes become equal, peaks of the side robes become the lowest. That is, the gradient as to the intensity generated along the circumferential direction is corrected in the diffraction ring which is to appear in the vicinity of the periphery of the final image and the maximum intensity of the diffraction ring can be made small.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビーム装置
に関し、より特定的には、例えばレーザプリンタや製版
用出力スキャナに用いられ、レーザビームによって描画
を行うためのレーザビーム装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam device, and more particularly, to a laser beam device used for, for example, a laser printer or a plate-making output scanner for drawing with a laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザプリンタや製版用出力スキャナに
用いられ、レーザビームによって描画を行うレーザビー
ム装置では、高解像度を得るために、描画位置において
レーザビームをビーム径が回折限界に達するまで集束さ
せることが求められる。理想的に集束されたレーザビー
ムは、断面上でガウス型の強度分布を有する(図13参
照)。ここでビーム径は、ビーム強度が最大強度を1と
して1/e2 であるような2点間の距離で定義される
(図中W)。ただし現実には、回折限界まで集束された
レーザビームは、その強度分布が完全なガウス分布とは
ならず、ビームの周縁付近において回折環が現れる(図
14参照)。図14において、ビーム強度を示すガウス
曲線の両裾に生じた山(上記の回折環)はサイドロブと
呼ばれ、その大小が画質を左右する。
2. Description of the Related Art In a laser beam apparatus which is used in a laser printer or an output scanner for plate making and performs drawing by a laser beam, a laser beam is focused at a drawing position until the beam diameter reaches a diffraction limit in order to obtain high resolution. Is required. An ideally focused laser beam has a Gaussian intensity distribution on its cross section (see FIG. 13). Here, the beam diameter is defined as the distance between two points where the beam intensity is 1 / e 2 with the maximum intensity being 1 (W in the figure). However, in reality, the intensity distribution of a laser beam focused to the diffraction limit does not become a perfect Gaussian distribution, and a diffraction ring appears near the periphery of the beam (see FIG. 14). In FIG. 14, the peaks (the above-described diffraction rings) formed at both tails of the Gaussian curve indicating the beam intensity are called side lobes, and the magnitude of the peak determines the image quality.

【0003】ところで図14では、左右のサイドロブの
大きさが互いに異なっている。こうした左右のサイドロ
ブの不均等(つまり回折環が円周方向に沿って強度に関
する傾斜をもつこと)は、光学系に含まれる光学素子の
精度の善し悪しによるものと考えられる。なぜなら、光
学素子によって不均等の度合いが異なるからである。そ
して、同一の光学系において左右のサイドロブが均等な
場合と不均等な場合とを比較すれば、前者の場合の方が
サイドロブのピークが低くなる(図15参照)ことが知
られている。そこで従来、左右のサイドロブを均等にす
るために、高精度の光学素子を用い、また組立の際の精
度も上げるようにしていた。あるいは、光学素子を何度
も交換してみて、偶然サイドロブが均等になるようなも
のを見つけ出すことも行われていた。
In FIG. 14, the sizes of the left and right side lobes are different from each other. It is considered that such unevenness of the left and right side lobes (that is, the diffraction ring has a gradient regarding the intensity along the circumferential direction) is due to the accuracy of the optical element included in the optical system. This is because the degree of unevenness differs depending on the optical element. When the left and right side lobes are equal and unequal in the same optical system, the peak of the side lobe is known to be lower in the former case (see FIG. 15). Therefore, in order to equalize the left and right side lobes, a high-precision optical element has been used, and the accuracy at the time of assembly has been increased. Alternatively, it has been practiced to replace the optical element many times, and to accidentally find one having an even side lobe.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合、高精度の光学素子は高価であり、組立の精度を上
げるのにもコストがかかる。一方、後者の場合、光学素
子の精度や組立精度はさほど高くなくてよい反面、適当
な素子を発見するまで何度も交換作業を行わねばなら
ず、大変な手間がかかっていた。
However, in the former case, a high-precision optical element is expensive, and it is costly to increase the accuracy of assembly. On the other hand, in the latter case, the precision of the optical element and the precision of assembly do not have to be very high, but the replacement work has to be performed many times until a suitable element is found, which takes a lot of trouble.

【0005】それゆえに、本発明の目的は、さほど高精
度な光学素子等を用いることなく、しかも簡単な作業を
行うだけで左右のサイドロブを均等化(つまり集束され
たレーザビームの周縁付近に現れる回折環において円周
方向に沿って生じた強度に関する傾斜を是正して最大強
度を小さくすること)でき、その結果として安価でしか
も高画質が得られるレーザビーム装置を提供することで
ある。
Therefore, an object of the present invention is to equalize the left and right side lobes (ie, appear near the periphery of the focused laser beam) by using a simple operation without using a highly accurate optical element or the like. It is an object of the present invention to provide a laser beam device which can correct the inclination with respect to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring to reduce the maximum intensity, and as a result, it is inexpensive and can obtain high image quality.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段および発明の効果】第1の
発明は、レーザビームによって描画を行うためのレーザ
ビーム装置であって、光源から発せられたレーザビーム
を導いて描画位置で集束させる光学系と、光学系に含ま
れる少なくとも1枚のレンズを当該1枚のレンズの光軸
とは方向が異なる軸の周りに回転させることによって、
集束されたレーザビームの周縁付近に現れる回折環にお
いて円周方向に沿って生じた強度に関する傾斜を是正し
て最大強度を小さくする機構とを備えている。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention The first invention is a laser beam apparatus for performing drawing by a laser beam, and an optical system for guiding a laser beam emitted from a light source to focus at a drawing position. By rotating the system and at least one lens included in the optical system around an axis having a direction different from the optical axis of the one lens,
A mechanism is provided for correcting the inclination related to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing in the vicinity of the periphery of the focused laser beam to reduce the maximum intensity.

【0007】上記第1の発明では、レンズが回転される
のに応じて、レンズの光軸は、その軌跡が円錐を描くよ
うに移動する。従って、レンズを含む光学系全体の光軸
のずれが変化し、その結果、集束されたレーザビームの
周縁付近に現れる回折環において円周方向に沿って生じ
た強度に関する傾斜が変わる。よって、さほど高精度な
光学素子等を用いることなく、しかもレンズを1方向に
回転させる簡単な調整作業を行うだけで、上記の傾斜を
是正して最大強度を小さくすることができる。
In the first aspect of the present invention, the optical axis of the lens moves so that its trajectory describes a cone as the lens is rotated. Therefore, the shift of the optical axis of the entire optical system including the lens changes, and as a result, the gradient related to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam changes. Therefore, the above-mentioned inclination can be corrected and the maximum intensity can be reduced without using a highly accurate optical element or the like and performing a simple adjustment operation of rotating the lens in one direction.

【0008】第2の発明は、レーザビームによって描画
を行うためのレーザビーム装置であって、光源から発せ
られたレーザビームを導いて描画位置で集束させる光学
系と、光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズを当該
1枚のレンズの光軸とは方向が異なる軸に沿って平行移
動させることによって、集束されたレーザビームの周縁
付近に現れる回折環において円周方向に沿って生じた強
度に関する傾斜を是正して最大強度を小さくする機構と
を備えている。
A second aspect of the present invention is a laser beam apparatus for performing drawing by using a laser beam, wherein the optical system guides a laser beam emitted from a light source to focus at a drawing position, and at least one of the optical systems included in the optical system. By translating the lenses along an axis that is different from the optical axis of the one lens, the intensity associated with the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam A mechanism for correcting the inclination and reducing the maximum strength.

【0009】上記第2の発明では、レンズが平行移動さ
れるのに応じて、レンズの光軸は、その軌跡が平面を描
くように移動する。従って、レンズを含む光学系全体の
光軸のずれが変化し、その結果、集束されたレーザビー
ムの周縁付近に現れる回折環において円周方向に沿って
生じた強度に関する傾斜が変わる。よって、さほど高精
度な光学素子等を用いることなく、しかもレンズを1方
向に移動させる簡単な調整作業を行うだけで、上記の傾
斜を是正して最大強度を小さくすることができる。
In the second aspect of the present invention, the optical axis of the lens moves so that its trajectory describes a plane in accordance with the parallel movement of the lens. Therefore, the shift of the optical axis of the entire optical system including the lens changes, and as a result, the gradient related to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam changes. Therefore, the above-mentioned inclination can be corrected and the maximum strength can be reduced without using a highly accurate optical element or the like and by performing a simple adjustment operation of moving the lens in one direction.

【0010】第3の発明は、レーザビームによって描画
を行うためのレーザビーム装置であって、光源から発せ
られたレーザビームを導いて描画位置で集束させる光学
系と、光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズの向き
を変化させることによって、集束されたレーザビームの
周縁付近に現れる回折環において円周方向に沿って生じ
た強度に関する傾斜を是正して最大強度を小さくする機
構とを備えている。
A third aspect of the present invention is a laser beam apparatus for performing drawing by a laser beam, wherein the optical system guides a laser beam emitted from a light source to focus at a drawing position, and at least one of the optical systems included in the optical system. By changing the direction of the lenses, a mechanism is provided to correct the inclination related to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam and reduce the maximum intensity. .

【0011】上記第3の発明では、レンズの向きが変わ
るのに応じて、レンズの光軸が移動する。従って、レン
ズを含む光学系全体の光軸のずれが変化し、その結果、
集束されたレーザビームの周縁付近に現れる回折環にお
いて円周方向に沿って生じた強度に関する傾斜が変わ
る。よって、さほど高精度な光学素子等を用いることな
く、しかもレンズの向きを変化させる調整作業を行うだ
けで、上記の傾斜を是正して最大強度を小さくすること
ができる。
In the third aspect, the optical axis of the lens moves as the direction of the lens changes. Therefore, the shift of the optical axis of the entire optical system including the lens changes, and as a result,
In the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam, the gradient of the intensity generated along the circumferential direction changes. Therefore, the above-described inclination can be corrected and the maximum intensity can be reduced without using a highly accurate optical element or the like and only by performing an adjustment operation for changing the direction of the lens.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
係るレーザビーム装置を示す斜視図である。図1のレー
ザビーム装置は、例えばレーザプリンタや製版用出力ス
キャナに用いられ、レーザビームによって感光面上に2
次元画像を形成する。図1において、支持台10の一方
の端部付近には、光源11(例えばLD)、コリメート
レンズ12、偏向器13および走査レンズ14が設けら
れている。光源11、コリメートレンズ12および偏向
器13はY方向に沿って配置され、さらに、偏向器13
を通りZ方向に向かう直線上に走査レンズ14が置かれ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a laser beam device according to a first embodiment of the present invention. The laser beam apparatus shown in FIG. 1 is used in, for example, a laser printer or a plate-making output scanner, and a laser beam is applied on a photosensitive surface by a laser beam.
Form a two-dimensional image. In FIG. 1, a light source 11 (for example, an LD), a collimating lens 12, a deflector 13, and a scanning lens 14 are provided near one end of a support base 10. The light source 11, the collimating lens 12, and the deflector 13 are arranged along the Y direction.
The scanning lens 14 is placed on a straight line passing in the Z direction.

【0013】コリメートレンズ12、偏向器13および
走査レンズ14は協働して、光源11から発せられたレ
ーザビームを導いて描画位置(Y方向に平行な直線15
上の一点)で集束させる作用を有し、これらをまとめて
光学系と呼ぶ。直線16は、光学系の設計上の光軸を示
す。
The collimating lens 12, the deflector 13 and the scanning lens 14 cooperate to guide the laser beam emitted from the light source 11 and draw the laser beam at a drawing position (a straight line 15 parallel to the Y direction).
(The above one point) has a function of focusing, and these are collectively called an optical system. A straight line 16 indicates a designed optical axis of the optical system.

【0014】上記のレーザビーム装置において、光源1
1から発せられた光は、コリメートレンズ12を通過す
ることにより平行光となる。平行光は、偏向器13によ
ってその進行方向が曲げられ、走査レンズ14へと向か
う。そして走査レンズ14によって集光され、支持台1
0の他方の端部付近で結像する。その際、偏向器13が
X方向に向かう直線を軸として回転され、応じて結像位
置が直線15に沿って移動していく(この結像位置が移
動していく方向を主走査方向と呼ぶ)。一方、直線15
を含みZ方向に垂直な平面上に感光面が置かれ、これが
X方向に沿って移動される(この感光面が移動していく
方向を副走査方向と呼ぶ)。こうして感光面上には、2
次元画像が形成されていく。
In the above laser beam device, the light source 1
The light emitted from 1 passes through the collimating lens 12 and becomes parallel light. The traveling direction of the parallel light is deflected by the deflector 13 and travels toward the scanning lens 14. Then, the light is condensed by the scanning lens 14 and
An image is formed near the other end of 0. At this time, the deflector 13 is rotated about a straight line extending in the X direction as an axis, and the image forming position moves accordingly along the straight line 15 (the direction in which the image forming position moves is called the main scanning direction). ). On the other hand, a straight line 15
And the photosensitive surface is placed on a plane perpendicular to the Z direction, and is moved along the X direction (the direction in which the photosensitive surface moves is referred to as a sub-scanning direction). Thus, on the photosensitive surface, 2
A two-dimensional image is formed.

【0015】図2は、図1に示されるコリメートレンズ
12の一例を示す分解斜視図、図3は、図2のコリメー
トレンズの断面図、図4は、図2のコリメートレンズの
正面図である。図2〜4において、コリメートレンズ
は、レンズ20、レンズホルダ21、レンズ押さえリン
グ22、レンズホルダ23で構成される。レンズホルダ
21および押さえリング22にはネジ山が切られてお
り、レンズホルダ21にレンズ20を収めて押さえリン
グ22をねじ込むことにより、レンズ20がレンズホル
ダ21内に固定される。レンズホルダ21にはさらに、
レンズ穴21aの周縁に沿って等間隔に3つの円弧状
(中心角θ)のボルト穴21b〜21dが設けられる。
一方、レンズホルダ23には、レンズ穴23aの周縁に
沿って等間隔に3つのボルト穴23b〜23dが設けら
れている。これらボルト穴21b〜21dとボルト穴2
3b〜23dの位置を合致させたうえ、そこにボルト2
4を差し込むことにより、レンズホルダ21とレンズホ
ルダ23とが互いに固着される。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of the collimator lens 12 shown in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of the collimator lens of FIG. 2, and FIG. 4 is a front view of the collimator lens of FIG. . 2 to 4, the collimating lens includes a lens 20, a lens holder 21, a lens holding ring 22, and a lens holder 23. The lens holder 21 and the holding ring 22 are threaded, and the lens 20 is fixed in the lens holder 21 by storing the lens 20 in the lens holder 21 and screwing the holding ring 22. The lens holder 21 further includes
Three arc-shaped (center angle θ) bolt holes 21b to 21d are provided at equal intervals along the periphery of the lens hole 21a.
On the other hand, the lens holder 23 is provided with three bolt holes 23b to 23d at equal intervals along the periphery of the lens hole 23a. These bolt holes 21b to 21d and bolt hole 2
3b to 23d, and bolt 2
By inserting 4, the lens holder 21 and the lens holder 23 are fixed to each other.

【0016】重要なことは、ボルト穴21b〜21dが
円弧状をしている点である。その中心角θは、ここでは
およそ60度とする。穴を60度の円弧状に形成したこ
とにより、レンズホルダ21をレンズホルダ23に固定
する際、レンズホルダ21とレンズホルダ23との軸周
りの角度関係を様々に変化させることができる(図5参
照)。つまりレンズ20を中心軸(図3において一点鎖
線で示される)の周りに回転させることができる。な
お、ボルト穴(21b〜21d、23b〜23d)の数
や中心角θを必ずしも上記のように選ばなくても、レン
ズホルダ21とレンズホルダ23との軸周りの角度関係
を変化させることはできる。ただし加工の手間や強度を
考慮すれば、上記のように選ぶのが好ましい。また、例
えばレンズホルダ23において、ボルト穴とボルト穴と
の間にそれぞれさらに別のボルト穴を設け(つまり周縁
に沿って等間隔に6つのボルト穴が設けられる)れば、
レンズ20を中心軸の周りに360度回転させることが
できる。
What is important is that the bolt holes 21b to 21d have an arc shape. Here, the center angle θ is approximately 60 degrees. Since the hole is formed in a 60-degree arc shape, when the lens holder 21 is fixed to the lens holder 23, the angular relationship between the lens holder 21 and the lens holder 23 around the axis can be variously changed (FIG. 5). reference). That is, the lens 20 can be rotated around the central axis (indicated by a dashed line in FIG. 3). Note that the angular relationship between the lens holder 21 and the lens holder 23 around the axis can be changed without necessarily selecting the number of the bolt holes (21b to 21d, 23b to 23d) and the central angle θ as described above. . However, it is preferable to select as described above in consideration of the processing labor and strength. Further, for example, if another bolt hole is provided between the bolt holes in the lens holder 23 (that is, six bolt holes are provided at equal intervals along the periphery),
Lens 20 can be rotated 360 degrees about a central axis.

【0017】さて、レンズ20は、偏心している。偏心
したレンズとは、その中心軸と光軸とが互いにずれてい
るレンズをいう(図6参照)。ここでレンズの中心軸
は、そのレンズの外周面を側面とするような円柱の中心
軸を指し、光軸は、その第1面の曲率中心R1 と第2面
の曲率中心R2 とを通る直線を指す。なお、大多数のレ
ンズは加工誤差の結果として偏心しており、偏心したレ
ンズを意図的に製作する必要はない。
The lens 20 is decentered. An eccentric lens is a lens whose central axis and optical axis are shifted from each other (see FIG. 6). Here the lens center axis of refers to the central axis of the cylinder such that the outer peripheral surface of the lens with the side surface, the optical axis, the curvature center R 1 of the first surface and the center of curvature R 2 of the second surface Points through a straight line. Most lenses are decentered as a result of processing errors, and there is no need to intentionally manufacture decentered lenses.

【0018】以下の説明では、レンズ20の中心軸が光
学系の設計上の光軸(図1の直線16)と一致している
ものとして説明する。いま作業者は、レーザビーム装置
に電源を投入して、ビーム照射を開始したとする。この
とき、計測装置(図示せず)を用いて最終像(集束され
たレーザビーム)の強度分布を測定し、例えば図14に
示されるような測定結果を得たとする。図14におい
て、最終像の強度分布を示す曲線の両裾付近には、それ
ぞれサイドロブ(従来の技術を参照)が生じている。こ
れら左右のサイドロブでは大きさが互いに異なり、その
ピーク(サイドロブ全体としてのピーク)が許容値1/
2 を超えている。
In the following description, the center axis of the lens 20 is light
Coincides with the optical axis (straight line 16 in FIG. 1) in the academic system design
It will be described as an example. Now the worker is using a laser beam device
Is turned on to start beam irradiation. this
Sometimes the final image (focused) using a measuring device (not shown)
The intensity distribution of the laser beam was measured, for example, as shown in FIG.
It is assumed that the measurement result as shown is obtained. Figure 14
Near the tails of the curve showing the intensity distribution of the final image.
Each side lobe (see prior art) has occurred. This
These left and right side lobes have different sizes,
The peak (peak of the side lobe as a whole) is the allowable value 1 /
e Two Is over.

【0019】そこで作業者は、ボルト24をゆるめた状
態でレンズホルダ21を回して、レンズホルダ21とレ
ンズホルダ23との軸周りの角度関係を様々に変化さ
せ、左右のサイドロブが均等になる(図15参照)か、
もしくは最もそれに近くなるポイントを探し出す。ここ
で補足すれば、レンズ20が偏心しているので、上記の
ようにしてレンズ20を中心軸の周りに回転させると、
光軸はその軌跡が円錐を描くように移動する(図7参
照)。よって、レンズ20を上記のように回転させれ
ば、レンズ20を含む光学系全体の光軸のずれが変化し
(図8にそのイメージを示す)、その結果、左右のサイ
ドロブのバランスが変わる。なお、図8において矢印a
はレンズ20の光軸のずれを、矢印bはレンズ20を除
く光学系全体の光軸のずれを、矢印cはレンズ20を含
む光学系全体の光軸のずれを示している。
Then, the operator turns the lens holder 21 with the bolt 24 loosened, and variously changes the angular relationship between the lens holder 21 and the lens holder 23 around the axis, so that the left and right side lobes become uniform. (See FIG. 15)
Or find the closest point. To supplement here, since the lens 20 is decentered, when the lens 20 is rotated around the central axis as described above,
The optical axis moves so that its trajectory describes a cone (see FIG. 7). Therefore, when the lens 20 is rotated as described above, the shift of the optical axis of the entire optical system including the lens 20 changes (the image is shown in FIG. 8), and as a result, the balance between the left and right side lobes changes. Note that, in FIG.
Indicates the shift of the optical axis of the lens 20, the arrow b indicates the shift of the optical axis of the entire optical system excluding the lens 20, and the arrow c indicates the shift of the optical axis of the entire optical system including the lens 20.

【0020】左右のサイドロブが均等になったとき、サ
イドロブのピークが最も低くなり、許容値1/e2 を下
回る。つまり、最終像の周縁付近に現れる回折環におい
て円周方向に沿って生じた強度に関する傾斜が是正さ
れ、回折環の最大強度が許容値1/e2 以内に収まる。
そして、探し出したポイントでボルト24を締め、レン
ズホルダ21を固定すれば、それで調整作業は完了す
る。このように、図1のレーザビーム装置では、レンズ
20を一方向に回転させる簡単な調整作業によって回折
環の最大強度を小さくできる。つまり、あまり高精度な
光学素子等を用いる必要がなく、しかもレンズ交換の手
間がかからないので、その分安価に高画質が得られる。
When the left and right side lobes are equal, the peak of the side lobe becomes the lowest and falls below the allowable value 1 / e 2 . That is, in the diffraction ring appearing near the periphery of the final image, the inclination related to the intensity generated along the circumferential direction is corrected, and the maximum intensity of the diffraction ring falls within the allowable value 1 / e 2 .
Then, if the bolt 24 is tightened at the found point and the lens holder 21 is fixed, the adjustment operation is completed. As described above, in the laser beam device of FIG. 1, the maximum intensity of the diffraction ring can be reduced by a simple adjustment operation of rotating the lens 20 in one direction. That is, it is not necessary to use a very high-precision optical element or the like, and it is not necessary to replace the lens, so that high image quality can be obtained at a correspondingly low cost.

【0021】なお、以上の説明では典型的な一例とし
て、偏心したレンズを中心軸の周りに回転させたが、一
般的には、レンズを光軸とは異なる軸の周りに回転させ
れば、光軸は軌跡が円錐を描くように移動するので、上
記と同様の効果が得られる。ただし、大多数のレンズが
偏心しているのと同様、多くの場合レンズホルダの加工
誤差や組立誤差などによって光軸と回転軸とは一致しな
いので、光軸と回転軸とを意図的にずらす必要はない。
In the above description, as a typical example, the decentered lens is rotated around the central axis. However, in general, if the lens is rotated around an axis different from the optical axis, Since the optical axis moves so that the trajectory draws a cone, the same effect as described above can be obtained. However, just like most lenses are eccentric, in many cases the optical axis and the rotation axis do not match due to processing errors or assembly errors in the lens holder, so it is necessary to intentionally shift the optical axis and the rotation axis. There is no.

【0022】また、図1のコリメートレンズ12は、図
2〜4に示されるものに限らない。そこで、コリメート
レンズ12の別の一例を図9に示す。図9において、レ
ンズ90は、レンズホルダ91に収納されている。レン
ズホルダ92には、レンズホルダ91の端部91aを差
し込むためのレンズ穴92aが開けられている。レンズ
ホルダ92の上端には、それがレンズ穴92aに差し込
まれた状態でレンズホルダ91を回転可能にするための
隙間92bが設けられている。レンズホルダ91とレン
ズホルダ92との軸周りの角度関係が決まると、隙間9
2bを貫通するボルト93が締められ、レンズホルダ9
1が固定される。
The collimating lens 12 shown in FIG. 1 is not limited to those shown in FIGS. Therefore, another example of the collimating lens 12 is shown in FIG. In FIG. 9, the lens 90 is housed in a lens holder 91. The lens holder 92 has a lens hole 92a into which an end 91a of the lens holder 91 is inserted. A gap 92b is provided at the upper end of the lens holder 92 so that the lens holder 91 can be rotated with the lens holder 92 inserted into the lens hole 92a. When the angular relationship between the lens holder 91 and the lens holder 92 around the axis is determined, the gap 9
The bolt 93 that penetrates the lens holder 9b is tightened.
1 is fixed.

【0023】また、図1のコリメートレンズ12に含ま
れるレンズは、1枚構成のもの(図2〜図4のレンズ2
0がこれに相当)と複数枚構成のものとがある。レンズ
が例えば2枚構成である場合、どちらか1枚を回転させ
ても、2枚を個別に回転させても、2枚を一括的に回転
させてもよい。つまり、コリメートレンズ12に含まれ
るレンズが複数枚構成である場合、それらのうち少なく
とも1枚ないしは1群のレンズを回転させればよい。
The lens included in the collimating lens 12 shown in FIG. 1 has a single lens configuration (the lens 2 shown in FIGS. 2 to 4).
0 corresponds to this) and those having a plurality of sheets. When the lens has, for example, two lenses, one of the lenses may be rotated, the two lenses may be individually rotated, or the two lenses may be rotated collectively. That is, when the collimating lens 12 includes a plurality of lenses, at least one or a group of the lenses may be rotated.

【0024】以上のように、本実施形態では、レンズを
光軸とは異なる軸の周りに回転させると、光軸は軌跡が
円錐を描くように移動することに着目し、コリメートレ
ンズ12にレンズを回転させる機構を設けている。その
際、レンズの偏心やレンズホルダの変形、組立誤差など
のために、多くの場合光軸と回転軸とは一致しないの
で、光軸と回転軸とをずらすことを意図的に行う必要は
ない。これにより、さほど高精度な光学素子等を用いる
ことなく、しかもレンズを1方向に回転させる簡単な調
整作業を行うだけで、集束されたレーザビームの周縁付
近に現れる回折環において円周方向に沿って生じる強度
に関する傾斜を是正して最大強度を小さくすることがで
きる。
As described above, the present embodiment focuses on the fact that when the lens is rotated around an axis different from the optical axis, the optical axis moves so that the trajectory draws a cone. Is provided. At this time, since the optical axis and the rotation axis do not often coincide with each other due to eccentricity of the lens, deformation of the lens holder, and assembly error, it is not necessary to intentionally shift the optical axis and the rotation axis. . This makes it possible to use a highly precise optical element, etc., and to perform a simple adjustment operation of rotating the lens in one direction. The maximum strength can be reduced by correcting the slope of the resulting strength.

【0025】(第2の実施形態)図10は、本発明の第
2の実施形態に係るレーザビーム装置を示す斜視図であ
る。図10のレーザビーム装置は、例えばレーザプリン
タや製版用出力スキャナに用いられ、レーザビームによ
って感光面上に2次元画像を形成する。図10におい
て、支持台100の一方の端部付近には、光源101
(例えばLD)、コリメートレンズ102、ミラー10
3、シリンドリカルレンズ104、ポリゴンミラー10
5および走査レンズ106が設けられ、他方の端部付近
には、シリンドリカルレンズ107が設けられている。
光源101、コリメートレンズ102およびミラー10
3はZ方向に沿って配置され、ミラー103を通りY方
向に向かう直線上にシリンドリカルレンズ104および
ポリゴンミラー105が配置され、さらに、ポリゴンミ
ラー105を通りZ方向に向かう直線上に走査レンズ1
06およびシリンドリカルレンズ107が置かれる。
(Second Embodiment) FIG. 10 is a perspective view showing a laser beam device according to a second embodiment of the present invention. The laser beam device shown in FIG. 10 is used for, for example, a laser printer or a plate making output scanner, and forms a two-dimensional image on a photosensitive surface by a laser beam. In FIG. 10, a light source 101 is provided near one end of a support base 100.
(Eg, LD), collimating lens 102, mirror 10
3. Cylindrical lens 104, polygon mirror 10
5 and a scanning lens 106 are provided, and a cylindrical lens 107 is provided near the other end.
Light source 101, collimating lens 102, and mirror 10
Numeral 3 is arranged along the Z direction, a cylindrical lens 104 and a polygon mirror 105 are arranged on a straight line passing through the mirror 103 in the Y direction, and a scanning lens 1 is arranged on a straight line passing through the polygon mirror 105 in the Z direction.
06 and the cylindrical lens 107 are placed.

【0026】コリメートレンズ102、ミラー103、
シリンドリカルレンズ104、ポリゴンミラー105、
走査レンズ106およびシリンドリカルレンズ107は
協働して、光源101から発せられたレーザビームを導
いて描画位置(Y方向に平行な直線108上の1点)で
集束させる作用を有し、これらをまとめて光学系と呼
ぶ。直線109は、光学系の設計上の光軸を示す。
The collimating lens 102, the mirror 103,
A cylindrical lens 104, a polygon mirror 105,
The scanning lens 106 and the cylindrical lens 107 cooperate to guide the laser beam emitted from the light source 101 to converge it at a drawing position (one point on a straight line 108 parallel to the Y direction). Called an optical system. A straight line 109 indicates a designed optical axis of the optical system.

【0027】上記のレーザビーム装置において、光源1
01から発せられた光は、コリメートレンズ102を通
過することにより平行光となる。平行光は、ミラー10
3によってその進行方向が曲げられ、シリンドリカルレ
ンズ104へと向かう。そしてシリンドリカルレンズ1
04によってZX平面内で集光された後、ポリゴンミラ
ー105で反射されて走査レンズ106へと入射され
る。ZX平面内で集光されてポリゴンミラー105にお
いていったん結像した光は、ZX平面内では走査レンズ
106およびシリンドリカルレンズ107によって再び
集光され、YZ平面内では走査レンズ106により集光
され、支持台100の他方の端部付近において結像す
る。その際、ポリゴンミラー105がX方向に向かう直
線を軸として回転され、応じて結像位置が直線108に
沿って移動していく(この結像位置が移動していく方向
を主走査方向と呼ぶ)。一方、直線108を含みZ方向
に垂直な平面上に感光面が置かれ、これがX方向に沿っ
て移動される(この感光面が移動していく方向を副走査
方向と呼ぶ)。こうして感光面上には、2次元画像が形
成されていく。
In the above laser beam device, the light source 1
The light emitted from 01 becomes parallel light when passing through the collimating lens 102. The parallel light is reflected by the mirror 10
By 3, the traveling direction is bent, and heads toward the cylindrical lens 104. And the cylindrical lens 1
After being condensed in the ZX plane by 04, it is reflected by the polygon mirror 105 and enters the scanning lens 106. The light condensed on the ZX plane and once formed on the polygon mirror 105 is condensed again by the scanning lens 106 and the cylindrical lens 107 on the ZX plane, and condensed by the scanning lens 106 on the YZ plane. 100 near the other end. At this time, the polygon mirror 105 is rotated around a straight line extending in the X direction as an axis, and the image forming position moves accordingly along the straight line 108 (the direction in which the image forming position moves is called the main scanning direction). ). On the other hand, the photosensitive surface is placed on a plane including the straight line 108 and perpendicular to the Z direction, and is moved along the X direction (the direction in which the photosensitive surface moves is referred to as a sub-scanning direction). Thus, a two-dimensional image is formed on the photosensitive surface.

【0028】図10のコリメートレンズ102は、図1
のコリメートレンズ12と同様、図2〜4に示されるよ
うな構造を有する。上記のように構成された図10の装
置では、偏向器としてポリゴンミラー105が用いられ
ている点が図1の装置と異なるが、図1の装置と同様、
コリメートレンズ102にレンズを回転させるための機
構が設けられており、第1の実施形態で説明したのと同
様の簡単な調整作業によって回折環の最大強度を小さく
できる。つまり、あまり高精度な光学素子等を用いる必
要がなく、しかもレンズ交換の手間がかからないので、
その分安価に高画質が得られる。
The collimating lens 102 shown in FIG.
Has a structure as shown in FIGS. The apparatus of FIG. 10 configured as described above is different from the apparatus of FIG. 1 in that a polygon mirror 105 is used as a deflector.
The collimating lens 102 is provided with a mechanism for rotating the lens, and the maximum intensity of the diffraction ring can be reduced by a simple adjustment operation similar to that described in the first embodiment. In other words, there is no need to use very high-precision optical elements or the like, and since there is no need to replace lenses,
High image quality can be obtained inexpensively.

【0029】以上のように、本実施形態では、第1の実
施形態同様、レンズを光軸とは異なる軸の周りに回転さ
せると、光軸は軌跡が円錐を描くように移動することに
着目し、コリメートレンズ102にレンズを回転させる
機構を設けている。これにより、さほど高精度な光学素
子等を用いることなく、しかもレンズを一方向に回転さ
せる簡単な調整作業を行うだけで、集束されたレーザビ
ームの周縁付近に現れる回折環において円周方向に沿っ
て生じた強度に関する傾斜を是正して最大強度を小さく
することができる。
As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, when the lens is rotated around an axis different from the optical axis, the optical axis moves so that the trajectory draws a cone. The collimating lens 102 is provided with a mechanism for rotating the lens. As a result, without using a highly accurate optical element or the like, and simply performing a simple adjustment operation of rotating the lens in one direction, the diffraction ring appears near the periphery of the focused laser beam along the circumferential direction. The maximum strength can be reduced by correcting the inclination of the generated strength.

【0030】(第3の実施形態)図11は、本発明の第
3の実施形態に係るレーザビーム装置を示す斜視図であ
る。図11のレーザビーム装置は、例えばレーザプリン
タや製版用出力スキャナに用いられ、レーザビームによ
って感光面上に2次元画像を形成する。図11におい
て、支持台110の中程には、光源111(例えばL
D)およびシリンドリカルレンズ112が設けられ、一
方の端部付近には、コリメートレンズ113、ミラー1
14、ポリゴンミラー115および走査レンズ116が
設けられ、他方の端部付近には、シリンドリカルレンズ
117が設けられている。光源111、シリンドリカル
レンズ112、コリメートレンズ113およびミラー1
14はZ方向に沿って配置され、ミラー114を通りY
方向に向かう直線上にポリゴンミラー115が配置さ
れ、さらに、ポリゴンミラー115を通りZ方向に向か
う直線上に走査レンズ116およびシリンドリカルレン
ズ117が置かれる。
(Third Embodiment) FIG. 11 is a perspective view showing a laser beam device according to a third embodiment of the present invention. The laser beam device shown in FIG. 11 is used in, for example, a laser printer or a plate making output scanner, and forms a two-dimensional image on a photosensitive surface by a laser beam. In FIG. 11, a light source 111 (for example, L
D) and a cylindrical lens 112 are provided. Near one end, a collimator lens 113 and a mirror 1 are provided.
14, a polygon mirror 115 and a scanning lens 116, and a cylindrical lens 117 near the other end. Light source 111, cylindrical lens 112, collimating lens 113, and mirror 1
14 are arranged along the Z direction,
A polygon mirror 115 is arranged on a straight line going in the direction, and a scanning lens 116 and a cylindrical lens 117 are placed on a straight line going in the Z direction through the polygon mirror 115.

【0031】シリンドリカルレンズ112、コリメート
レンズ113、ミラー114、ポリゴンミラー115、
走査レンズ116およびシリンドリカルレンズ117は
協働して、光源111から発せられたレーザビームを導
いて描画位置(Y方向に平行な直線118上の1点)で
集束させる作用を有し、これらをまとめて光学系と呼
ぶ。直線119は、光学系の設計上の光軸を示す。
A cylindrical lens 112, a collimating lens 113, a mirror 114, a polygon mirror 115,
The scanning lens 116 and the cylindrical lens 117 cooperate to guide the laser beam emitted from the light source 111 and converge it at a drawing position (one point on a straight line 118 parallel to the Y direction). Called an optical system. A straight line 119 indicates a designed optical axis of the optical system.

【0032】上記のレーザビーム装置において、光源1
11から発せられた光は、シリンドリカルレンズ112
を通過することによりZX平面内で平行光となる(な
お、光源111にはリレーレンズ111aが設けられて
おり、光源111から発せられた光は、リレーレンズ1
11aを通過することによってシリンドリカルレンズ1
12の手前でいったん中間像を形成している)。ZX平
面内で平行光となった光は、コリメートレンズ113に
よってZX平面内で集光され、YZ平面内では平行光と
された後、ミラー114によってその進行方向が変えら
れる。そして、ポリゴンミラー115で反射され、走査
レンズ116へと向かう。ZX平面内では集光されてポ
リゴンミラー115においていったん結像し、YZ平面
内では平行光とされた光は、ZX平面内では走査レンズ
116およびシリンドリカルレンズ117により再び集
光され、YZ平面内では走査レンズ116により集光さ
れ、支持台110の他方の端部付近において結像する。
その際、ポリゴンミラー115がX方向に向かう直線を
軸として回転され、応じて結像位置が直線118に沿っ
て移動していく(この結像位値が移動していく方向を主
走査方向と呼ぶ)。一方、直線118を含みZ方向に垂
直な平面上に感光面が置かれ、これがX方向に沿って移
動される(この感光面が移動していく方向を副走査方向
と呼ぶ)。こうして感光面上には、2次元画像が形成さ
れていく。
In the above laser beam device, the light source 1
The light emitted from 11 is a cylindrical lens 112
(The light source 111 is provided with a relay lens 111a, and the light emitted from the light source 111 is transmitted through the relay lens 1).
11a to pass through the cylindrical lens 1
An intermediate image is once formed just before 12). The light that has become parallel light in the ZX plane is condensed in the ZX plane by the collimator lens 113, turned into parallel light in the YZ plane, and then its traveling direction is changed by the mirror 114. Then, the light is reflected by the polygon mirror 115 and travels to the scanning lens 116. The light condensed in the ZX plane and forms an image once on the polygon mirror 115, and the parallel light in the YZ plane is condensed again by the scanning lens 116 and the cylindrical lens 117 in the ZX plane, and is converged in the YZ plane. The light is condensed by the scanning lens 116 and forms an image near the other end of the support 110.
At this time, the polygon mirror 115 is rotated about a straight line extending in the X direction as an axis, and the image forming position moves accordingly along the straight line 118 (the direction in which the image forming position moves is referred to as the main scanning direction). Call). On the other hand, the photosensitive surface is placed on a plane including the straight line 118 and perpendicular to the Z direction, and is moved along the X direction (the direction in which the photosensitive surface moves is referred to as a sub-scanning direction). Thus, a two-dimensional image is formed on the photosensitive surface.

【0033】図11のコリメートレンズ113は、図1
のコリメートレンズ12(または図10のコリメートレ
ンズ102)と同様、図2〜4に示されるような構造を
有する。上記のように構成された図11の装置では、偏
向器としてポリゴンミラー115が用いられている点が
図1の装置と異なり、また、シリンドリカルレンズ11
2がミラー114とポリゴンミラー115との間でなく
光源111とミラー114との間に設けられてる点が図
10の装置と異なるが、図1または図10の装置と同
様、コリメートレンズ113にレンズを回転させるため
の機構が設けられており、第1の実施形態で説明したの
と同様の簡単な調整作業によって回折環の最大強度を小
さくできる。つまり、あまり高精度な光学素子等を用い
る必要がなく、しかもレンズ交換の手間がかからないの
で、その分安価に高画質が得られる。
The collimating lens 113 shown in FIG.
The collimating lens 12 (or the collimating lens 102 in FIG. 10) has a structure as shown in FIGS. The device of FIG. 11 configured as described above differs from the device of FIG. 1 in that a polygon mirror 115 is used as a deflector.
2 is provided not between the mirror 114 and the polygon mirror 115 but between the light source 111 and the mirror 114, but like the device of FIG. 1 or FIG. Is provided, and the maximum intensity of the diffraction ring can be reduced by a simple adjustment operation similar to that described in the first embodiment. That is, it is not necessary to use a very high-precision optical element or the like, and it is not necessary to replace the lens, so that high image quality can be obtained at a correspondingly low cost.

【0034】以上のように、本実施形態では、第1の実
施形態同様、レンズを光軸とは異なる軸の周りに回転さ
せると、光軸は軌跡が円錐を描くように移動することに
着目し、コリメートレンズ113にレンズを回転させる
機構を設けている。これにより、さほど高精度な光学素
子等を用いることなく、しかもレンズを1方向に回転さ
せる簡単な調整作業を行うだけで、集束されたレーザビ
ームの周縁付近に現れる回折環において円周方向に沿っ
て生じた強度に関する傾斜を是正して最大強度を小さく
することができる。
As described above, in this embodiment, as in the first embodiment, when the lens is rotated around an axis different from the optical axis, the optical axis moves so that the locus draws a cone. The collimating lens 113 is provided with a mechanism for rotating the lens. This makes it possible to use a highly precise optical element, etc., and to perform a simple adjustment operation of rotating the lens in one direction. The maximum strength can be reduced by correcting the inclination of the generated strength.

【0035】なお、第1〜第3の実施形態では、コリメ
ートレンズ(12、102、113)に回転機構を設け
てレンズを回転させたが、代わりに/さらに、走査レン
ズ(14、106、116)に回転機構を設けてレンズ
を回転させてもよい。
In the first to third embodiments, the collimating lenses (12, 102, 113) are provided with a rotating mechanism to rotate the lenses, but instead / further, the scanning lenses (14, 106, 116) are used. ) May be provided with a rotation mechanism to rotate the lens.

【0036】また、第1〜第3の実施形態では、コリメ
ートレンズ(12、102、113)に回転機構を設け
てレンズを回転させたが、代わりに、コリメートレンズ
(12、102、113)にレンズを平行移動させる機
構を設け、レンズを光軸とは異なる方向、典型的には光
軸に対して垂直な方向に移動させてもよい。なぜなら、
レンズを光軸とは異なる方向に移動させても、光軸は移
動するからである。レンズを平行移動させる機構として
は、例えば図1のコリメートレンズ12の底面にレール
を設ける一方、支持台10にはZ方向に沿ってレールと
勘合される平行移動用溝10aを刻めばよい。これによ
り、さほど高精度な光学素子等を用いることなく、しか
もレンズを1方向に平行移動させる簡単な調整作業を行
うだけで、集束されたレーザビームの周縁付近に現れる
回折環において円周方向に沿って生じた強度に関する傾
斜を是正して最大強度を小さくすることができる。ただ
しこの場合、光軸は軌跡が平面を描くように移動するの
で、レンズを回転させるのと比べれば、回折環の最大強
度を小さくする効果は薄い。
In the first to third embodiments, the collimating lenses (12, 102, 113) are provided with a rotating mechanism to rotate the lenses. Instead, the collimating lenses (12, 102, 113) are rotated. A mechanism for moving the lens in parallel may be provided to move the lens in a direction different from the optical axis, typically in a direction perpendicular to the optical axis. Because
This is because even if the lens is moved in a direction different from the optical axis, the optical axis moves. As a mechanism for moving the lens in parallel, for example, a rail may be provided on the bottom surface of the collimating lens 12 in FIG. 1, and the support base 10 may be carved with a parallel movement groove 10 a to be fitted with the rail along the Z direction. As a result, without using a highly accurate optical element or the like, and by simply performing a simple adjustment operation to translate the lens in one direction, the diffraction ring appears near the periphery of the focused laser beam in the circumferential direction. The maximum intensity can be reduced by correcting the intensity gradient along which occurs. However, in this case, since the optical axis moves so that the trajectory describes a plane, the effect of reducing the maximum intensity of the diffraction ring is weaker than rotating the lens.

【0037】さらには、コリメートレンズ(12、10
2、113)にレンズを回転および平行移動させる機構
を設けることも考えられる。例えば図2のコリメートレ
ンズでは、レンズホルダ23の底面にレール23eを設
ける一方、図1の支持台10にはZ方向に沿ってレール
と勘合される平行移動用溝10aを刻めばよい。この場
合、回折環の最大強度を小さくする効果は、回転だけ、
または平行移動だけの場合よりも顕著となることが期待
される。
Further, the collimating lenses (12, 10)
2, 113) may be provided with a mechanism for rotating and moving the lens in parallel. For example, in the collimating lens shown in FIG. 2, a rail 23e is provided on the bottom surface of the lens holder 23, and a parallel movement groove 10a to be fitted with the rail may be formed in the support table 10 shown in FIG. In this case, the effect of reducing the maximum intensity of the diffraction ring is only rotation,
Or, it is expected to be more remarkable than the case of only translation.

【0038】あるいは、コリメートレンズ(12、10
2、113)にレンズの向きを変化させる機構を設けて
もよい。図12に、その一例を示す。図12において、
レンズ121は、枠122に収められている。枠122
の周縁部分には、3本のネジ123が等間隔に設けられ
ている。この機構では、各ねじ123を個々に押し引き
することにより枠とその背後にある支持枠124との位
置関係が変化し、レンズ121の(光軸の)向きが変わ
る。いま、集束されたレーザビームが図14のような強
度分布を有しており、光軸調整によってサイドロブのピ
ーク値を所定の許容値(ここでは1/e2 )以下に抑え
たいとする。このとき作業者は、計測装置(図示せず)
に表示された強度曲線を見ながらネジを個々に押し引き
して、左右のサイドロブが均等となるポイントを探す。
この光軸調整作業によって左右のサイドロブが均等にな
った結果、サイドロブのピーク値は、図15に示すよう
に1/e2 以下に収まる。このように、コリメートレン
ズに(12、102、113)にレンズの(光軸の)向
きを変化させる機構を設けることにより、さほど高精度
な光学素子等を用いることなく、しかもレンズの向きを
変化させる調整作業を行うだけで、集束されたレーザビ
ームの周縁付近に現れる回折環において円周方向に沿っ
て生じた強度に関する傾斜を是正して最大強度を小さく
することができる。ただし、図12の機構を用いた調整
では、3本のネジ123を個別に押し引きして左右のサ
イドロブが均等となるポイントを探し出さねばならない
ので、第1〜第3の実施形態で説明したような、レンズ
を一方向に回転させる機構、またはレンズを一方向に平
行移動させる機構を用いた調整と比べ、左右のサイドロ
ブを均等化させるのが容易でなく、手間と時間がかか
る。
Alternatively, a collimating lens (12, 10
2, 113) may be provided with a mechanism for changing the direction of the lens. FIG. 12 shows an example. In FIG.
The lens 121 is housed in a frame 122. Frame 122
, Three screws 123 are provided at equal intervals. In this mechanism, by pushing and pulling each screw 123 individually, the positional relationship between the frame and the support frame 124 behind it changes, and the (optical axis) direction of the lens 121 changes. Now, it is assumed that the focused laser beam has an intensity distribution as shown in FIG. 14, and it is desired to suppress the side lobe peak value to a predetermined allowable value (1 / e 2 ) or less by adjusting the optical axis. At this time, the worker uses a measuring device (not shown).
Push and pull the screws individually while looking at the strength curve displayed in to find a point where the left and right side lobes are equal.
As a result of the left and right side lobes being equalized by this optical axis adjustment operation, the peak value of the side lobe falls below 1 / e 2 as shown in FIG. As described above, by providing a mechanism for changing the direction of the lens (optical axis) at (12, 102, 113) in the collimating lens, the direction of the lens can be changed without using a highly accurate optical element or the like. Only by performing the adjustment operation, the inclination related to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the peripheral edge of the focused laser beam can be corrected and the maximum intensity can be reduced. However, in the adjustment using the mechanism of FIG. 12, the three screws 123 must be individually pushed and pulled to find a point where the left and right side lobes are equal, so that the description has been given in the first to third embodiments. Compared with such an adjustment using a mechanism for rotating the lens in one direction or a mechanism for moving the lens in parallel in one direction, it is not easy to equalize the left and right side lobes, and it takes time and effort.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るレーザビーム装
置を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a laser beam device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示されるコリメートレンズ12の一例を
示す分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of the collimator lens 12 shown in FIG.

【図3】図2のコリメートレンズの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the collimator lens of FIG. 2;

【図4】図2のコリメートレンズの正面図である。FIG. 4 is a front view of the collimating lens of FIG. 2;

【図5】図2のコリメートレンズにおいて、レンズホル
ダ21とレンズホルダ23との軸周りの角度関係を任意
に変化させることができることを説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a view for explaining that the angular relationship between the lens holder 21 and the lens holder 23 around the axis can be arbitrarily changed in the collimating lens of FIG. 2;

【図6】レンズの偏心を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram illustrating eccentricity of a lens.

【図7】偏心したレンズを中心軸の周りに回転させたと
き、光軸が移動する様子を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a state where an optical axis moves when an eccentric lens is rotated around a central axis.

【図8】偏心したレンズを中心軸の周りに回転させたと
き、そのレンズを含む光学系全体の光軸のずれが変化す
る様子をイメージ的に示す図である。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing a state in which the shift of the optical axis of the entire optical system including the lens changes when the decentered lens is rotated around the central axis.

【図9】図1のコリメートレンズ12の別の一例を示す
分解斜視図である。
FIG. 9 is an exploded perspective view showing another example of the collimating lens 12 of FIG.

【図10】本発明の第2の実施形態に係るレーザビーム
装置を示す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a laser beam device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施形態に係るレーザビーム
装置を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing a laser beam device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】図1、図10および図11の装置において、
各コリメートレンズ(12、102、113)設けられ
る光軸調整機構の一例を示す正面図である。
FIG. 12 shows the apparatus of FIG. 1, FIG. 10 and FIG.
It is a front view showing an example of an optical axis adjustment mechanism provided with each collimator lens (12, 102, 113).

【図13】理想的に集束されたレーザビームの強度分布
(ガウス分布)を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing an intensity distribution (Gaussian distribution) of an ideally focused laser beam.

【図14】回折限界まで集束されて回折環が現れたレー
ザビームの強度分布の一例を示す図である(左右のサイ
ドロブが不均等な場合)。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an intensity distribution of a laser beam focused to a diffraction limit and showing a diffraction ring (when left and right side lobes are not uniform).

【図15】回折限界まで集束されて回折環が現れたレー
ザビームの強度分布の別の一例を示す図である(左右の
サイドロブが均等な場合)。
FIG. 15 is a diagram showing another example of the intensity distribution of the laser beam that has been focused to the diffraction limit and a diffraction ring has appeared (when the left and right side lobes are equal).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、100、110 支持台 10a 平行移動用溝 11、101、111 光源 12、102、113 コリメートレンズ 13 偏向器 14、106、116 走査レンズ 104、107、112、117 シリンドリカルレン
ズ 105、115 ポリゴンミラー 20 レンズ 21、23 レンズホルダ 21b〜21d、23b〜23d ボルト穴 23e レール 103、114 ミラー
10, 100, 110 Support base 10a Parallel movement groove 11, 101, 111 Light source 12, 102, 113 Collimating lens 13 Deflector 14, 106, 116 Scanning lens 104, 107, 112, 117 Cylindrical lens 105, 115 Polygon mirror 20 Lens 21, 23 Lens holder 21b-21d, 23b-23d Bolt hole 23e Rail 103, 114 Mirror

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザビームによって描画を行うための
レーザビーム装置であって、 光源から発せられたレーザビームを導いて描画位置で集
束させる光学系と、 前記光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズを当該1
枚のレンズの光軸とは方向が異なる軸の周りに回転させ
ることによって、集束されたレーザビームの周縁付近に
現れる回折環において円周方向に沿って生じた強度に関
する傾斜を是正して最大強度を小さくする機構とを備え
た、レーザビーム装置。
1. A laser beam apparatus for performing drawing by a laser beam, comprising: an optical system for guiding a laser beam emitted from a light source to focus at a drawing position; and at least one lens included in the optical system. The 1
By rotating the lens around an axis that is different from the optical axis of the lens, the maximum intensity can be corrected by correcting the tilt related to the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring that appears near the periphery of the focused laser beam. And a mechanism for reducing the size of the laser beam.
【請求項2】 レーザビームによって描画を行うための
レーザビーム装置であって、 光源から発せられたレーザビームを導いて描画位置で集
束させる光学系と、 前記光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズを当該1
枚のレンズの光軸とは方向が異なる軸に沿って平行移動
させることによって、集束されたレーザビームの周縁付
近に現れる回折環において円周方向に沿って生じた強度
に関する傾斜を是正して最大強度を小さくする機構とを
備えた、レーザビーム装置。
2. A laser beam apparatus for performing drawing by a laser beam, comprising: an optical system for guiding a laser beam emitted from a light source to focus at a drawing position; and at least one lens included in the optical system. The 1
By translating along the axis that is different from the optical axis of the lenses, the inclination of the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam can be corrected to the maximum. A laser beam device comprising: a mechanism for reducing intensity.
【請求項3】 レーザビームによって描画を行うための
レーザビーム装置であって、 光源から発せられたレーザビームを導いて描画位置で集
束させる光学系と、 前記光学系に含まれる少なくとも1枚のレンズの向きを
変化させることによって、集束されたレーザビームの周
縁付近に現れる回折環において円周方向に沿って生じた
強度に関する傾斜を是正して最大強度を小さくする機構
とを備えた、レーザビーム装置。
3. A laser beam device for performing drawing by a laser beam, comprising: an optical system for guiding a laser beam emitted from a light source to focus at a drawing position; and at least one lens included in the optical system. A mechanism for correcting the inclination of the intensity generated along the circumferential direction in the diffraction ring appearing near the periphery of the focused laser beam by changing the direction of the focused laser beam, thereby reducing the maximum intensity. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002048961A (en) * 2000-08-03 2002-02-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Projection lens shift mechanism

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JP4530500B2 (en) * 2000-08-03 2010-08-25 パナソニック株式会社 Projection lens shift mechanism

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