JPH0675186A - Laser beam scanning device - Google Patents
Laser beam scanning deviceInfo
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- JPH0675186A JPH0675186A JP17921791A JP17921791A JPH0675186A JP H0675186 A JPH0675186 A JP H0675186A JP 17921791 A JP17921791 A JP 17921791A JP 17921791 A JP17921791 A JP 17921791A JP H0675186 A JPH0675186 A JP H0675186A
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- laser
- emitted
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、放物面鏡の焦点位置に
入射されると共に入射角が時間的に変化する光を平行光
束にして出射する技術、特に、レーザプリンタなどの記
録装置或いは変位計などの走査機構に用いて効果のある
技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for collimating light which is incident on the focal point of a parabolic mirror and whose incident angle changes with time, and in particular, a recording device such as a laser printer or the like. The present invention relates to a technique effectively used for a scanning mechanism such as a displacement meter.
【0002】[0002]
【従来の技術】放物面鏡の焦点位置に回転多面鏡(ポリ
ゴンミラー)や回転平面鏡を配設し、この回転鏡に入射
される光ビームを鏡の回転に応じて出射角度を変化(す
なわち走査)させ、この出射光を放物面鏡に入射させ、
この放物面鏡から平行光束を得るレーザ光走査装置は、
レーザプリンタ、レーザプロッタ、レーザディスプレ
ィ、レーザ変位計などに用いられている。2. Description of the Related Art A rotary polygonal mirror (polygon mirror) or a rotary plane mirror is arranged at the focal point of a parabolic mirror, and the output angle of a light beam incident on this rotary mirror is changed according to the rotation of the mirror (that is, Scanning) and let this emitted light enter a parabolic mirror,
The laser beam scanning device that obtains a parallel light flux from this parabolic mirror is
It is used in laser printers, laser plotters, laser displays, and laser displacement meters.
【0003】ところで、本発明者は、レーザプリンタや
変位計における走査ピッチむらの発生について検討し
た。以下は、本発明者によって検討された技術であり、
その概要は次の通りである。By the way, the present inventor examined the occurrence of scanning pitch unevenness in a laser printer or a displacement gauge. The following is a technique studied by the present inventor,
The outline is as follows.
【0004】すなわち、放物面鏡の焦点位置に回転多面
鏡などの回転鏡を配設して光走査を行った場合、回転鏡
の角速度と放物面鏡のからの平行光束の走査速度とが比
例しないため、レーザプリンタや変位計に使用した場
合、走査ピッチにむらを生じるという問題がある。すな
わち、角速度と走査速度が比例関係に無いため、焦点か
ら遠い所ではピッチが粗くなり、近い所ではピッチが密
になり、ピッチむらを生じる。そこで、従来は、fθレ
ンズやarc−sinレンズを用いて補正を行ってい
る。That is, when a rotary mirror such as a rotary polygon mirror is arranged at the focal position of a parabolic mirror to perform optical scanning, the angular velocity of the rotary mirror and the scanning velocity of the parallel light flux from the parabolic mirror. However, when used in a laser printer or a displacement meter, there is a problem in that the scanning pitch becomes uneven. That is, since the angular velocity and the scanning velocity are not in a proportional relationship, the pitch becomes coarse at a place far from the focus and becomes dense at a place close to the focus, resulting in uneven pitch. Therefore, conventionally, the correction is performed using an fθ lens or an arc-sin lens.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の如く
fθレンズやarc−sinレンズを用いたレーザ光走
査装置においては、これらレンズの設計が難しいために
高価になって装置のコストアップを招くと共に、製造が
難しいために精度が出ないという問題のあることが本発
明者によって見出された。However, in the laser beam scanning device using the fθ lens or the arc-sin lens as described above, it is difficult to design these lenses, and the cost is increased, and the cost of the device is increased. However, the present inventor has found that there is a problem that accuracy is not obtained due to difficulty in manufacturing.
【0006】そこで、本発明の目的は、fθレンズやa
rc−sinレンズを用いることなく、ピッチむらの補
正が行えるようにしたレーザ光走査技術を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to provide an fθ lens and a
It is an object of the present invention to provide a laser light scanning technique capable of correcting pitch unevenness without using an rc-sin lens.
【0007】本発明の前記ならびに他の目的と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。The above and other objects and novel characteristics of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。Among the inventions disclosed in the present application, a brief description will be given to the outline of typical ones.
It is as follows.
【0009】すなわち、多面または平面の回転鏡を放物
面鏡の焦点位置に配設し、前記回転鏡に入射したレーザ
ビームをその回転に応じて出射させ、この出射ビームを
前記放物面鏡に入射させて前記放物面鏡から平行光束を
出力させるレーザ光走査装置であって、数列を格納する
メモリと、クロックをカウントするカウンタと、前記メ
モリに格納されている数列に前記カウンタによる計数値
が一致したときにレーザオンのためのサンプリング信号
を出力する一致検出回路とを設けるようにしている。That is, a polygonal or plane rotating mirror is arranged at the focal point of the parabolic mirror, the laser beam incident on the rotating mirror is emitted in accordance with its rotation, and the emitted beam is emitted from the parabolic mirror. A laser light scanning device that outputs a parallel light flux from the parabolic mirror upon incidence on a memory, which stores a number sequence, a counter that counts a clock, and a number sequence stored in the memory by the counter. A coincidence detection circuit that outputs a sampling signal for turning on the laser when the numerical values coincide is provided.
【0010】[0010]
【作用】上記した手段によれば、走査速度を一定にする
数列をメモリしておくと共に、十分に高い周波数のクロ
ックを発生させ、このカウント値がメモリに格納した数
列に一致するときにレーザをオンにするための信号が出
力される。これにより、電気的に走査速度を常に一定に
するようなピッチむらの補正ができ、fθレンズやar
c−sinレンズを用いることなく、ローコストにピッ
チむらの補正を行うことが可能になる。According to the above means, a sequence of numbers for keeping the scanning speed constant is stored in memory, a clock having a sufficiently high frequency is generated, and the laser is activated when the count value matches the sequence of numbers stored in the memory. A signal to turn on is output. As a result, it is possible to correct the pitch unevenness so that the scanning speed is electrically constant at all times.
It is possible to correct pitch unevenness at low cost without using a c-sin lens.
【0011】[0011]
【実施例】図1は本発明によるレーザ光走査装置の一実
施例を示す構成図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a laser beam scanning device according to the present invention.
【0012】放物面鏡1の焦点位置1aには、回転多面
鏡2が高速回転が可能なように配設され、この回転多面
鏡2の入射光路上には発光源であるレーザダイオード3
が設置されている。すなわち、放物面鏡1の焦点位置1
aは回転多面鏡2の反射点と一致している。At the focal position 1a of the parabolic mirror 1, a rotary polygon mirror 2 is arranged so that it can rotate at high speed, and a laser diode 3 which is a light emitting source is provided on the incident optical path of the rotary polygon mirror 2.
Is installed. That is, the focus position 1 of the parabolic mirror 1
a coincides with the reflection point of the rotary polygon mirror 2.
【0013】前記レーザダイオード3をオン/オフ制御
するために、クロック信号を発生するクロック回路4、
このクロック回路4からのクロック信号をカウントする
カウンタ5、アドレスを発生するアドレス発生回路6、
数列Tnを格納するメモリ7、及びこのメモリ7とカウ
ンタ5のカウント値とが一致したときに一致信号を出力
する一致検出回路8の各々が設けられている。A clock circuit 4 for generating a clock signal in order to turn on / off the laser diode 3.
A counter 5 for counting the clock signal from the clock circuit 4, an address generating circuit 6 for generating an address,
A memory 7 for storing the number sequence Tn and a coincidence detection circuit 8 for outputting a coincidence signal when the count value of the memory 7 and the count value of the counter 5 coincide are provided.
【0014】本発明においては、走査ピッチむらの補正
を従来の光学的手段に代えて電気的に処理している。そ
の方法について、図2を参照して説明する。In the present invention, the correction of the scanning pitch unevenness is electrically processed instead of the conventional optical means. The method will be described with reference to FIG.
【0015】回転多面鏡2が角速度ωで回転すれば、放
物面鏡1で反射されたレーザ光は、放物面がy2 =4p
xであるとすれば、以下の式で表される(但し、tは等
間隔のインターバルで自然数)。When the rotary polygon mirror 2 rotates at an angular velocity ω, the laser beam reflected by the parabolic mirror 1 has a parabolic surface of y 2 = 4p.
If it is x, it is represented by the following formula (where t is a regular number and is a natural number).
【0016】tanψ=4py/(y2 −4p2 ) y=2p・(cosψ+1)/sinψ y′=−2p・(1+cosψ)/sinψ =−2p/(1−cosψ) =−2p/(1−cosωt) この速度が一定であるためには、次の微分方程式を解け
ばよい。Tan ψ = 4 py / (y 2 -4p 2 ) y = 2p (cos ψ + 1) / sin ψ y '=-2p (1 + cos ψ) / sin ψ = -2p / (1-cos ψ) = -2p / (1- cosωt) In order for this speed to be constant, the following differential equation may be solved.
【0017】 −2p/(1−cosψ)・dωt/dt=c この解は、ωt=Tn=2arctan(c/t)とな
る。走査速度が一定であるためには、2arctan
(c/t)を満たす時間でサンプリングすれば、走査速
度は常に一定になる(y=2p/c・t)。このために
は、十分に高くした周波数による計数クロック(すなわ
ち、分解能を十分に大きくしたことを意味する)を発生
させ、また、メモリ7に2arctan(c/t)を満
たす数列Tnを分解能分だけ入れておく(1回の走査で
必要な数だけ格納する)。そして、クロック回路4から
発せられるクロックが、メモリ7の数列Tnの値に一致
したか否かを一致検出回路8によって判定する。このと
き、アドレス発生回路6は、0からインクリメントして
いき、最大アドレスに達した時点で再び0に戻る動作を
し、メモリ7からデータをもってくるためのアドレスを
発生させる。一致検出回路8は、メモリ7の数列Tnに
カウンタ5のカウント値が一致したときにサンプリング
信号を出力し、レーザダイオード3をオンにすれば、発
生したレーザスポットは像面で等間隔に走査されること
になる。−2p / (1-cosψ) · dωt / dt = c This solution is ωt = Tn = 2arctan (c / t). 2 arctan for a constant scanning speed
If sampling is performed for a time that satisfies (c / t), the scanning speed is always constant (y = 2p / c · t). For this purpose, a counting clock with a sufficiently high frequency (that is, that the resolution is sufficiently large) is generated, and a sequence Tn satisfying 2 arctan (c / t) is stored in the memory 7 by the resolution. Put it in (store the required number in one scan). Then, the coincidence detection circuit 8 determines whether or not the clock generated from the clock circuit 4 coincides with the value of the sequence Tn of the memory 7. At this time, the address generation circuit 6 increments from 0, and returns to 0 when the maximum address is reached, generating an address for bringing data from the memory 7. The coincidence detection circuit 8 outputs a sampling signal when the count value of the counter 5 coincides with the sequence Tn of the memory 7, and when the laser diode 3 is turned on, the generated laser spots are scanned at equal intervals on the image plane. Will be.
【0018】レーザダイオード3から出力されたレーザ
ビーム9は、回転多面鏡2に入射し、その出射光(レー
ザビーム10)は回転多面鏡2の回転に伴って出射角度
が変化し、放物面鏡1の内面を矢印方向へ連続走査し、
走査レーザビーム11が出力される。The laser beam 9 output from the laser diode 3 is incident on the rotary polygon mirror 2, and the emitted light (laser beam 10) changes its emission angle with the rotation of the rotary polygon mirror 2 to form a parabolic surface. Continuously scan the inner surface of the mirror 1 in the direction of the arrow,
The scanning laser beam 11 is output.
【0019】以上説明したように、本発明の実施例によ
れば、高価なfθレンズなどを用いることなく、走査ピ
ッチむらの補正を電気的に行えるので、大幅なコストダ
ウンが可能になる。また、クロックの周波数を上げるだ
けで、精度を向上させることができる。As described above, according to the embodiment of the present invention, since the scanning pitch unevenness can be electrically corrected without using an expensive fθ lens or the like, it is possible to significantly reduce the cost. Further, the accuracy can be improved only by increasing the clock frequency.
【0020】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。The invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. Needless to say.
【0021】例えば、回転多面鏡2を駆動するためのモ
ータは、通常、等速回転するモータが用いられるが、ス
テッピングモータを用い、2arctan(c/t)を
満たすような回転を行わせれば、等間隔にサンプリング
を行ってもピッチを一定させることができる。For example, as a motor for driving the rotary polygon mirror 2, a motor that rotates at a constant speed is usually used, but if a stepping motor is used and rotation is performed so as to satisfy 2 arctan (c / t), Even if sampling is performed at equal intervals, the pitch can be kept constant.
【0022】また、上記した数列Tnをメモリ7に格納
するのに代えて、2arctan(c/t)をデジタル
・シグナル・プロセッサ(DSP)などのCPU(中央
処理装置)を用いて順次計算を行うようにしてもよい。Further, instead of storing the above-mentioned sequence Tn in the memory 7, 2 arctan (c / t) is sequentially calculated by using a CPU (central processing unit) such as a digital signal processor (DSP). You may do it.
【0023】[0023]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.
【0024】すなわち、多面または平面の回転鏡を放物
面鏡の焦点位置に配設し、前記回転鏡に入射したレーザ
ビームをその回転に応じて出射させ、この出射ビームを
前記放物面鏡に入射させて前記放物面鏡から平行光束を
出力させるレーザ光走査装置であって、数列を格納する
メモリと、クロックをカウントするカウンタと、前記メ
モリに格納されている数列に前記カウンタによる計数値
が一致したときにレーザオンのためのサンプリング信号
を出力する一致検出回路とを設けるようにしたので、走
査速度は常に一定になり、fθレンズやarc−sin
レンズを用いることなく、走査ピッチむらの補正をロー
コストで行うことが可能になる。That is, a multi-faceted or flat rotating mirror is arranged at the focal point of the parabolic mirror, the laser beam incident on the rotating mirror is emitted according to the rotation, and this emitted beam is emitted from the parabolic mirror. A laser light scanning device that outputs a parallel light flux from the parabolic mirror upon incidence on a memory, which stores a number sequence, a counter that counts a clock, and a number sequence stored in the memory by the counter. Since the coincidence detection circuit that outputs the sampling signal for turning on the laser when the numerical values coincide is provided, the scanning speed is always constant, and the fθ lens and the arc-sin
It is possible to correct the scanning pitch unevenness at low cost without using a lens.
【図1】本発明によるレーザ光走査装置の一実施例を示
す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a laser beam scanning device according to the present invention.
【図2】メモリに格納する数列の算出を説明する説明図
である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating calculation of a number sequence stored in a memory.
1 放物面鏡 1a 焦点位置 2 回転多面鏡 3 レーザダイオード 4 クロック回路 5 カウンタ 6 アドレス発生回路 7 メモリ 8 一致検出回路 9 レーザビーム 10 レーザビーム 11 走査レーザビーム 1 Parabolic mirror 1a Focal position 2 Rotating polygonal mirror 3 Laser diode 4 Clock circuit 5 Counter 6 Address generation circuit 7 Memory 8 Match detection circuit 9 Laser beam 10 Laser beam 11 Scanning laser beam
Claims (3)
点位置に配設し、前記回転鏡に入射したレーザビームを
その回転に応じて出射させ、この出射ビームを前記放物
面鏡に入射させて前記放物面鏡から平行光束を出力させ
るレーザ光走査装置であって、数列を格納するメモリ
と、クロックをカウントするカウンタと、前記メモリに
格納されている数列に前記カウンタによる計数値が一致
したときにレーザオンのためのサンプリング信号を出力
する一致検出回路とを具備することを特徴とするレーザ
光走査装置。1. A multifaceted or flat rotating mirror is disposed at a focal point of a parabolic mirror, a laser beam incident on the rotating mirror is emitted according to the rotation, and the emitted beam is the parabolic mirror. A laser light scanning device that outputs a parallel light flux from the parabolic mirror upon incidence on a memory, which stores a number sequence, a counter that counts a clock, and a number sequence stored in the memory by the counter. And a coincidence detection circuit for outputting a sampling signal for turning on the laser when the numerical values coincide with each other.
(ただし、cは定数、tは自然数)であることを特徴と
する請求項1記載のレーザ光走査装置。2. The sequence of numbers is 2 arctan (c / t)
The laser beam scanning device according to claim 1, wherein (c is a constant and t is a natural number).
点位置に配設し、前記回転鏡に入射したレーザビームを
前記回転鏡の回転に応じて出射させ、この出射光を前記
放物面鏡に入射させて前記放物面鏡から平行光束を出力
させるレーザ光走査装置であって、前記回転鏡を2ar
ctan(c/t)(ただし、cは定数、tは自然数)
を満たすように回転させる制御手段を設けることを特徴
とするレーザ光走査装置。3. A polygon mirror or a plane rotating mirror is disposed at a focal position of a parabolic mirror, a laser beam incident on the rotating mirror is emitted according to the rotation of the rotating mirror, and the emitted light is emitted from the emitting mirror. A laser beam scanning device for making a paraboloidal beam incident on a parabolic mirror and outputting a parallel luminous flux from the parabolic mirror, wherein
ctan (c / t) (where c is a constant and t is a natural number)
A laser beam scanning device comprising a control means for rotating so as to satisfy the condition.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17921791A JPH0675186A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Laser beam scanning device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17921791A JPH0675186A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Laser beam scanning device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0675186A true JPH0675186A (en) | 1994-03-18 |
Family
ID=16061987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17921791A Pending JPH0675186A (en) | 1991-07-19 | 1991-07-19 | Laser beam scanning device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0675186A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014130342A (en) * | 2005-12-19 | 2014-07-10 | International Frontier Technology Laboratory Inc | Card of which genuineness can be distinguished by hologram chip |
-
1991
- 1991-07-19 JP JP17921791A patent/JPH0675186A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014130342A (en) * | 2005-12-19 | 2014-07-10 | International Frontier Technology Laboratory Inc | Card of which genuineness can be distinguished by hologram chip |
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