JP2000310559A

JP2000310559A - 走査ビーム径測定方法および装置

Info

Publication number: JP2000310559A
Application number: JP15207699A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sugimura; 圭一杉村
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】走査光学ユニットの走査ビーム径を簡便且つ容
易に測定する。【解決手段】遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを
有する光学格子６を、走査光学ユニット４の走査ビーム
５により走査し、光学格子６を通過したレーザ光を電気
信号に変換し、この電気信号の波形から、最大値：Pmax
と最小値：Pminとを測定し、これらと格子幅：Ｗとに基
づき格子方向に直交するビーム径を測定することを、所
望の測定位置において、格子方向を走査方向に対して９
０度、±３０度に設定して行うことにより、走査方向の
ビーム径：２Ａと、走査方向に対して±６０度方向のビ
ーム径：２Ｂ，２Ｃを得る。これら２Ａ，２Ｂ，２Ｃか
ら、走査直交方向のビーム径：２Ｅを演算算出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、製版用レーザー
スキャナ、レーザープリンタ、レーザープロッタ等の書
き込み用として知られる走査光学ユニットの走査ビーム
のビーム径を測定する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】製版用レーザスキャナ、レーザプリン
タ、レーザプロッタ等の書込みに用いられる走査光学ユ
ニットは「レーザビームを光学的に走査する」ことによ
り、被走査面の実体をなす感光材料に所望の画像情報を
記録する。図１３により、走査光学ユニットを簡単に説
明する。走査光学ユニット４は基本的に、レーザ光源
（半導体レーザ）１から発せられたレーザビームを偏向
手段としての回転多面鏡２により反射・偏向し、偏向す
るレーザビーム５を結像レンズ３により、図示されない
被走査面上にビームスポットとして集光させて走査を行
うものである。図１３には示されていないが、実際の走
査光学ユニットでは、レーザ光源１から放射されたレー
ザ光はカップリングレンズにより以後の光学系に適した
光束形態（平行光束とするとも、発散性の光束とするこ
とも集束性の光束とすることも可能である）に変換し、
光束形態を変換されたレーザビームを、シリンドリカル
レンズ等の線像結像光学系により回転多面鏡２の偏向反
射面近傍に、主走査方向（ビームスポットが理想的に走
査すべき方向）に長い線像として結像させるようになて
いるものが多い。このようにすることにより、回転多面
鏡２のいわゆる「面倒れ」を有効に補正することができ
る。また偏向手段は回転多面鏡２に限らず、回転２面鏡
や回転単面鏡等を用いることもできる。以下では、図１
３に示された走査光学ユニットを例として説明を行う
が、この発明において「走査ビーム径を測定されるべき
走査結像ユニット」は、図１３に示されたものに限定さ
れるものではなく、この発明の走査ビーム径測定方法お
よび装置は公知の任意の走査光学ユニットに対して適用
できる。

【０００３】走査ビームが理想的に走査する方向は、被
走査面上に於いて主走査方向とよばれ、被走査面上にお
いて主走査方向に直交する方向は副走査方向と呼ばれ
る。被走査面上に形成されるビームスポットの、主走査
方向および副走査方向のスポット径をそれぞれ「主走査
ビーム径」および「副走査ビーム径」と呼ぶ。これら主
・副走査ビーム径は、光走査により形成する画像情報の
画質を左右する重要な因子であるため、走査光学ユニッ
トの走査ビームのビーム径が所望の大きさのものか否か
を測定により知る必要がある。主・副走査ビーム径の測
定方法としては、以下の如きものがある。第１の方法
は、図１４に示すように、走査光学ユニット４（以下、
被検ユニット４と称する）の回転多面鏡２の回転を停止
し、走査ビーム５の方向を図のように固定する。被走査
面と略等価な面位置に光学スリット２４を配し、その背
後に光電変換素子７を配備する。光学スリット２４と光
電変換素子７とを走査ビーム５に対し、所定の方向（図
では主走査方向）に定速度：Ｖで変位させ、スリット２
４を通過したレーザ光を光電変換素子７で光電変換し、
光電変換出力を受光信号増幅回路８で増幅し、オシロス
コープ等の波形観測装置９で測定すると、図の如きガウ
ス分布型の波形が得られる。レーザ光束は実質的にガウ
ス分布に従う強度分布を持つので、そのピーク値を１と
するとき、強度が１／ｅ²（＝０．１３５）以上となる
部分の時間幅：Ｔを測定すれば、主走査ビーム径は「Ｔ
・Ｖ」で与えられる。スリット２４と光電変換素子７の
移動方向を副走査方向（図面に直交する方向）とすれ
ば、上と同様にして副走査ビーム径を測定できる。

【０００４】第２の方法は、図１５に示すように、被検
ユニット４からの走査ビームが走査する被走査面に略等
価な面位置において、測定位置に光学スリット２４と光
電変換素子７とを図の如く配置する。光学スリット２４
を走査ビーム５により走査し、光学スリット２４を透過
したレーザ光を光電変換素子７で電気信号に変換し、受
光信号増幅回路８で増幅して波形観測装置９で観測し、
観測波形に基づきビーム径を得る。即ち、走査ビーム５
の走査速度：ｖと、波形のピーク値（１００％）の１
３．５％以上となる部分の時間幅：Ｔとによりビーム径
を「Ｔ・ｖ」で知ることができる。この方法では、光学
スリット２４を固定し、走査ビーム５を主走査方向に走
査してビーム径を測定するため、副走査ビーム径は測定
できない。第３の方法は、図１６に示すように、１次元
ＣＣＤアレイ２５を用いてビーム径を測定する方法で、
１次元ＣＣＤアレイ２５は被検ユニット４からの走査ビ
ーム５の走査位置に配置され、走査ビーム５により走査
される。１次元ＣＣＤアレイ２５の受光エレメントは、
図１６（ｂ）に示すように、走査方向に直交する方向
（（ａ）では図面に直交する方向）に配列されている。
１次元ＣＣＤアレイ２５上を走査ビーム５で走査し、１
次元ＣＣＤアレイ２５の出力波形を受光信号増幅回路８
で増幅して波形観測装置９で測定する。走査により１次
元ＣＣＤアレイ２５に蓄積された走査ビームの「走査方
向に直交する方向の光量分布」から副走査ビーム径を得
る。即ち、図１６（ａ）に示された階段状の波形のピー
ク値の１３．５％以上となる受光エレメント数：ｎと、
各受光エレメントの「配列方向のエレメントサイズ：
ｓ」とにより、副走査ビーム径は「ｎ・ｓ」として知る
ことができる。この方法では主走査ビーム径は測定でき
ない。以上をまとめると、第１の方法では、測定位置に
走査ビーム５を留め置く必要があるので、回転多面鏡２
を操作して測定位置に走査ビーム５を合わせるため、回
転多面鏡２を操作する手段と、測定位置を割り出す手段
を必要とし、測定に時間がかかり効率的な測定が難し
い。また、光学スリット２４の変位速度：Ｖ（ｍｍ／
秒）を予め測定や計算等で確定しておく必要がある。第
２の方法では、測定位置での走査ビーム５の走査速度：
ｖ（ｍｍ／秒）を予め測定や計算等で確定しておくか、
走査ビーム測定時に同時に、光学スリット２４の面での
走査速度：ｖ（ｍｍ／秒）を測る必要があり、測定に手
間や時間がかかり、やはり効率的な測定は難しい。第３
の方法は、光に対する１次元ＣＣＤアレイ２５の感度が
高いので、走査ビーム５が１次元ＣＣＤアレイ２５に直
接入射すると、１次元ＣＣＤアレイ２５の出力が飽和し
てビーム径を観測できないため、走査ビームの光量を下
げなければならない。上述のように、第２の方法では副
走査ビーム径を測定できず、第３の方法では主走査ビー
ム径を測定できないので、主走査ビーム径の測定は第２
の方法で行ない、副走査ビーム径の測定は第３の方法で
行うことが考えられる。このように、第３の方法を第２
の方法と併用した場合、第２の方法は光量を必要とする
ため、１次元ＣＣＤアレイ２５の前に減光フィルター等
を配置して１次元ＣＣＤアレイ２５に入射する光量を減
光する必要がある。また１次元ＣＣＤアレイ２５の出力
は、１次元ＣＣＤアレイ２５のエレメント単位の階段状
の出力となるため、ビーム径の測定精度は１次元ＣＣＤ
アレイ２５のエレメントサイズとエレメント数によって
決まり、測定対象とする副走査ビーム径の大きさが「１
次元ＣＣＤアレイ２５のエレメント１０個以下の大き
さ」になると誤差が大きくなってしまう。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、走査ビー
ム径を簡便に測定する方法および装置の実現を課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、レーザビー
ムを光学的に走査する走査光学ユニットにおいて、走査
される走査ビームのビーム径を測定する方法であって、
光学格子を用い、少なくとも以下の３工程を有する。
「光学格子」は、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：
Ｗを有する。「第１の工程」は、光学格子を、格子方向
が走査ビームの走査方向に対して略９０度の角度をなす
ように設定し、光学格子と走査ビームを、所望の測定位
置において走査方向へ相対的に変位させる。そして、光
学格子を透過したレーザ光を電気信号に変換し、変換さ
れた電気信号における最大値：Pmaxと、最小値：Pmin
と、格子幅：Ｗとに基づき、測定位置における走査方向
のビーム径：２Ａを算出する工程である。「第２の工
程」は、光学格子を、格子方向が走査ビームの走査方向
に対して略−３０度の角度をなすように設定し、光学格
子と走査ビームを、所望の測定位置において走査方向へ
相対的に変位させ、光学格子を透過したレーザ光を電気
信号に変換し、変換された電気信号における最大値：Pm
axと、最小値：Pminと、格子幅：Ｗとに基づき、測定位
置における走査方向に対し＋６０度の角をなす方向にお
けるビーム径：２Ｂを算出する工程である。「第３の工
程」は、光学格子を、格子方向が走査ビームの走査方向
に対して略＋３０度の角度をなすように設定し、光学格
子と走査ビームを、所望の測定位置において走査方向へ
相対的に変位させ、光学格子を透過したレーザ光を電気
信号に変換し、変換された電気信号における最大値：Pm
axと、最小値：Pminと、格子幅：Ｗとに基づき、測定位
置における走査方向に対し−６０度の角をなす方向にお
けるビーム径：２Ｃを算出する工程である。光学格子
は、遮光部と透過部の交互の繰り返しで形成され、透過
部はスリット状であるが、上記の如く、遮光部の幅であ
る遮光幅と、透過部の幅である透過幅が互いに略：Ｗに
等しい。

【０００７】「格子方向」とは、スリット状の透過部の
長手方向である。透過幅は「透過部に置ける上記長手方
向に直交する方向の幅」であり、遮光幅もこの方向にお
ける幅である。「所望の測定位置」は、走査ビーム径を
測定したい位置であり、一般に、走査光学ユニットの走
査ビームが走査すべき被走査面と略等価な面上の所望の
位置である。「走査方向」は、走査ビームを測定すべき
走査光学ユニットの走査ビームが走査される方向であっ
て主走査方向に対応する。現実には、ビームスポットの
移動が厳密には直線でない場合があり、このような場合
を考慮し、上記走査方向は、走査ビームの走査領域の中
央部近傍におけるビームスポットの移動方向を言うもの
とする。上記のように、光学格子と走査ビームを、所望
の測定位置において「走査方向へ相対的に変位」させる
には、静止した光学格子に走査ビームを走査しても良い
し、逆に、走査ビームを固定して光学格子を移動させて
もよく、走査ビームを走査しつつ光学格子を変位させて
もよい。上記第１〜第３の工程を行う順序は、全く任意
であって、どのような順序で行ってもよい。また、後述
する請求項４の場合には、上記第１〜第３の工程を略同
時に行うことができる。上記請求項１記載の走査ビーム
測定方法では、上記の如く、ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２
Ｃを算出するが、算出されたビーム径：２Ａ，２Ｂ，２
Ｃに基づき「走査直交方向におけるビーム径」を算出で
きる（請求項２）。「走査直交面」は、光学格子の格子
面上で走査方向に直交する方向であり、副走査方向に対
応する。上記請求項１または２記載の走査ビーム径測定
方法において、ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃを求める各
工程において「同一の光学格子を、格子方向が上記９０
度、±３０度の方向になるように設定して用いる」こと
もできるし（請求項３）、光学格子として「格子幅が互
いに等しい３つの格子部分を、走査方向に対する格子方
向を９０度および±３０度に設定して一体化したもの」
を用い、一度の走査によりビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
の算出に必要なデータを得ることも出きる（請求項
４）。勿論、格子方向が上記９０度、±３０度の方向に
なるように設定された３種の光学格子を、工程ごとに差
し替えても良い。光学格子を用いるビーム径測定方法は
従来から知られており「L.D.Dickson”Ronchi Ruling M
ethod for Measuring Beam Diameter”Optical Enginee
ring,Vol.18 No.1,January-February 1979」に詳しい記
載がある。

【０００８】この発明の走査ビーム径測定方法は、この
「光学格子を用いるビーム径測定方法」を利用するもの
であるので、この測定方法の原理を簡単に説明する。図
２において、符号６で示す光学格子は、図２（ｂ）に示
すように、透過幅：Ｗと遮光幅：Ｗが共に等しい光学格
子であり、これをレーザビーム５に対し矢印方向へ変位
させると、ビーム５は遮光部による遮光と透過部の通過
とを交互に繰り返すことにより変調される。この変調さ
れたレーザ光を光電変換素子７で電気信号に変換し、受
光信号増幅回路８で増幅して波形観測装置９で測定する
と、測定される信号は図２（ａ）に示すように、最大
値：Pmaxと最小値：Pminの周期的な繰り返しになる。こ
のとき、レーザビーム５のビーム径：ｄ₀は、最大値:Pm
axと最小値：Pminと遮光幅：Ｗ（＝透過幅）を用いて、ｄ₀＝（２．２×Ｐmin／Ｐmax＋１）×Ｗ（ｉ）で与えられる。このように算出されたビーム径：ｄ₀が
遮光幅：Ｗに対して、１．３Ｗ≦ｄ₀≦２．７Ｗの関係を満たせば、算出されたビーム径：ｄ₀の精度は
理論的に１％の誤差である。（ｉ）式は、レーザビーム
５がガウス型の強度分布を有するガウスビームであるこ
とを利用して得られたものであるが、（ｉ）式には、時
間のパラメータも速度のパラメータもない。したがっ
て、ビーム径を測定するにあたり光学格子６の変位速度
を予め知る必要はない。図２の説明では、レーザビーム
５を固定して光学格子６を変位させたが、光学格子６を
固定してレーザビーム５を走査してもよく、この発明の
走査ビーム径測定方法では上記の如く「所望の測定位置
において、光学格子と走査ビームを走査方向へ相対的に
変位」させ、光学格子を透過したレーザ光を電気信号に
変換し、変換された電気信号における最大値：Pmaxと最
小値：Pminを求めるのである。

【０００９】ところで、周知の如く、走査光学装置の走
査ビームにより被走査面上に形成されるビームスポット
は一般に楕円形状である。楕円の具体的な形状は、光源
である半導体レーザと被走査面との間に配備される光学
系の、主走査方向と副走査方向の各倍率により決定され
るが、楕円の長軸方向が副走査方向になるようにするの
が普通である。しかし、設計上はそうであっても、実際
に被走査面上に形成されるビームスポットの楕円形状
は、必ずしも長軸の方向が主走査方向に直交する方向に
向くとは限らない。半導体レーザやレンズ系等の組み付
け誤差等により、一般には、図４の最上図に示すよう
に、楕円形状の長軸方向が走査方向に直交する方向に対
して傾く場合が多い。図２に即して説明したビーム径測
定方法では、図２（ｂ）に示すように、光学格子６にお
ける格子方向は、レーザビーム５と光学格子６との相対
的な変位方向（光学格子走査方向）に直交している。そ
して、上述の方法で測定されるビーム径は「光学格子の
格子方向に直交する方向におけるビーム径」である。従
って、光学格子の格子方向を走査方向に直交させた状態
（格子方向が走査方向と９０度の角をなす状態）でビー
ム径を測定すれば、上記（ｉ）式で与えられるビーム径
は走査方向のビーム径であるが、実際のビームスポット
が、図４の最上図に示すように、長軸方向が走査方向に
対し９０度以外の角をなしている場合には、測定される
走査方向のビーム径は「２ａ（短軸径）」ではなく、図
４最上図に示す「２Ｄ」である。このとき当然に、ビー
ムスポットにおける実際の「走査直交方向の走査ビーム
径」は「２ｂ（長軸径）」ではなく、図４最上図の「２
Ｅ」である。図４について説明を補足すると、図４
（２）に示したように「長軸が座標軸から傾いた楕円」
は、図４の（１）式で表され、ビームスポットが図４最
上図のように傾いた場合の、走査方向のビーム半径（主
走査ビーム半径：Ｄ）、走査直交方向のビーム半径（副
走査ビーム半径：Ｅ）は、図４の（２）式で与えられる
ことになる。図４に示すように、主走査ビーム半径：
Ｄ、副走査ビーム半径：Ｅは、角：γ傾いた楕円の極座
標表現において、先の楕円式（図４の（２）式）におけ
る主走査方向、副走査方向の極値となる。これら極値は
（±）両方向に存在し、数値的には（−）となる場合が
あるが、この明細書中において、ビーム径を表示する２
Ｄや２ＥにおけるＥやＤは、上記極値の「絶対値」であ
る。後述する２Ａ，２Ｂや２Ｃについても同様である。
図５（ａ）は、光学格子６の格子方向を走査方向に対し
て−３０度傾けた状態を示している。このような状態の
光学格子を走査ビーム５で走査した場合、走査ビーム５
の走査方向のベクトル：Ｘは、光学格子６の格子方向の
ベクトル：Ｙと光学格子６の格子と直交する方向のベク
トル：Ｚに分解できる。走査ビーム５が光学格子６の格
子方向に移動することを示すベクトル：Ｙは光学格子６
を透過する光量変化には寄与しない。光学格子６を透過
する光量の変化は、走査ビーム５が光学格子６の格子と
直交する方向に移動することを示すベクトル：Ｚによっ
て発生する光量変化である。従って、走査ビーム５の走
査方向に対して光学格子６の格子方向を−３０度傾ける
と、光学格子６の格子と直交する方向のベクトル：Ｚは
走査方向のベクトル：Ｘに対して６０度方向となるの
で、走査方向に対して光学格子６の格子方向を−３０度
傾けて得られた、前記PmaxとPminから、（ｉ）式によっ
て得られるビーム径は「走査方向に対して＋６０度方向
のビーム径」であり、走査方向に対して光学格子６の格
子方向を＋３０度傾けて測定を行った場合には「走査方
向に対して−６０度方向のビーム径」が得られることに
なる。

【００１０】図３最上図は、走査ビームの楕円形状のビ
ームスポットの短軸方向が、走査方向に対して角：γ傾
いている状態において、光学格子の格子方向を走査方向
に対して９０度に設定して測定された「走査方向のビー
ム径：２Ａ」、格子方向を走査方向に対して−３０度に
設定して測定された「走査方向に対して＋６０度の角を
なす方向のビーム径：２Ｂ」と、格子方向を走査方向に
対して＋３０度に設定して測定された「走査方向に対し
て−６０度の角をなす方向のビーム径：２Ｂ」を示して
いる。図３最上図におけるビームスポットの楕円形状の
長軸半径：ａ、短軸半径：ｂおよび上記角：γと上記
Ａ，Ｂ，Ｃとの関には、角：γが−４５度＜γ＜＋４５
度の範囲にあるとき、図３（１）に示す如き関係があ
る。従って、上記の如くして２Ａ，２Ｂ，２Ｃを測定し
てＡ，Ｂ，Ｃを得ることができる。このようにして得ら
れたＡ，Ｂ，Ｃを用いると、図３に示す式に従い、長軸
半径ａ，短軸半径：ｂと角：γが求められる。このよう
に求められたａ，ｂ，γを用いると、図４に示す変換方
法により、走査直交方向の走査ビーム半径：Ｅを、図４
の（２）式に従って算出できる。そして、このＥから
「走査直交方向の走査ビーム径：２Ｅ」を得ることがで
きる。この発明の走査ビーム径測定装置は「レーザビー
ムを光学的に走査する走査光学ユニットにおいて、走査
される走査ビームのビーム径を測定する装置」であっ
て、保持手段と、光学格子手段と、光電変換素子と、変
位手段と、受光信号増幅回路と、波形観測装置と、演算
手段とを有する。「保持手段」は、ビーム径を測定すべ
き走査光学ユニット（前述の「被検ユニット」）を保持
する手段である。「光学格子手段」は、遮光幅と透過幅
とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方向が走査ビーム
の走査方向に対して略９０度および略−３０度および略
−３０度の角度に設定され得る。「光電変換素子」は、
この光学格子手段を通過したレーザ光を光電変換する。
「変位手段」は、光学格子手段と光電変換素子とを、所
望の測定位置に位置させる手段である。「受光信号増幅
回路」は、光電変換素子の出力を増幅する。「波形観測
装置」は、受光信号増幅回路により増幅された信号の最
大値：Pmaxと最小値：Pminとを測定する。「演算手段」
は、波形観測装置による測定結果と上記格子幅：Ｗとに
基づき、上記測定位置における、走査方向のビーム径：
２Ａと、走査方向に対し＋６０度の角をなす方向におけ
るビーム径：２Ｂと、走査方向に対し−６０度の角をな
す方向におけるビーム径：２Ｃ、もしくはこれらととも
に測定位置における走査直交方向のビーム径２Ｅを算出
する。この請求項５記載のビーム径測定装置はまた、記
憶手段と、測定座標記憶手段と、コントローラとを有す
ることができる（請求項６）。

【００１１】「記憶手段」は、演算手段により算出され
たビーム径を記憶する手段である。「測定座標記憶手
段」は、１以上の所望の測定位置を記憶する手段であ
る。「コントローラ」は、被検ユニットを保持した保持
手段を制御するとともに、測定座標記憶手段に記憶され
た測定位置に応じて変位手段を制御し、光学格子手段と
光電変換素子を測定位置に配置し、演算手段により算出
されたビーム径を記憶手段に記憶させる。上記請求項６
記載の走査ビーム径測定装置において、光学格子手段は
「光学格子と光学格子角度設定器」を有することができ
る（請求項７）。「光学格子」は、遮光幅と透過幅とが
略等しい格子幅：Ｗを有する光学格子である。「光学格
子角度設定器」はコントローラにより制御され、光学格
子を、変位手段に保持された状態において、格子方向を
走査方向に対して「略９０度、略＋３０度、略−３０度
の何れか」に選択的に設定する。上記請求項５または６
記載の走査ビーム径測定装置においては、光学格子手段
を「格子幅が互いに等しい３つの格子部分を、走査方向
に対する格子方向を９０度および±３０度に設定して一
体化した光学格子」として構成し、所望の測定位置にお
ける１度の走査により、ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃの
算出に必要なデータを得られるように構成することがで
きる（請求項８）。光学格子手段はまた、３種の光学格
子を１組として構成し、これら３種の光学格子を順次に
変位手段に設定することにより、走査方向に対する格子
方向のなす角を９０度、＋３０度、−３０度に切り替え
るようにすることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を説明す
る。図１において、被検ユニット４はＸ方向に移動可能
なステージ１０の定位置に固定的に保持される。ステー
ジ１０に保持された被検ユニット４の走査ビームの走査
方向であるＹ方向に移動可能なステージ１１が設けら
れ、このステージ１１に、図の如く、光学格子６と光電
変換素子７が配備されている。ステージ１０には、その
Ｘ方向の位置を管理できるように位置センサ１２が設け
られ、ステージ１０のＸ方向の位置を検出するようにな
っている。位置センサ１２が検出したステージ１０の位
置は、位置表示装置１３に表示される。ステージ１１の
Ｙ方向に於ける位置は位置センサ１４により検出され、
位置表示装置１５に表示される。ステージ１０と位置セ
ンサ１２と位置表示装置１３とは「保持手段」を構成す
る。ステージ１０の定位置に被検ユニット４を固定的に
保持させて、位置センサ１２と位置表示装置１３とによ
りステージ１０のＸ方向位置を確認しつつ、ステージ１
０の位置を調整することにより、光学格子６の格子面
が、被検ユニット４の走査ビームにより走査されるべき
被走査面に略等価な面となるよう、被検ユニット４の位
置を調整・設定できる。ステージ１１と位置センサ１４
と位置表示装置１４とは「変位手段」を構成する。位置
センサ１４と位置表示装置１５とにより、ステージ１１
のＹ方向位置を確認しつつ、ステージ１１のＹ方向位置
を調整することにより、光学格子６を所望の測定位置に
位置させることができる。なお、図１の実施の形態で
は、光学格子６が光学格子手段を構成し、光学格子６の
格子方向を手動により走査方向に対して、９０度、＋３
０度、−３０度の角に選択的に設定するようになってい
る。光電変換素子７の出力は受光信号増幅回路８により
増幅され、増幅された結果はオシロスコープ等の波形観
測装置９１に入力して測定され、その結果は「演算手
段」をなすビーム径自動換算装置１６に送られる。上記
の如き構成において、被検ユニット４の保持態位を測定
態位に設定し、ステージ１１により光学格子６と光電変
換素子７を所望の測定位置に配備して、被検ユニット４
の走査ビーム５により光学格子６を走査すると、波形観
測装置９１により測定されるべき信号は波状に変動す
る。その最大値：Pmaxと最小値：Pminを測定してビーム
径自動換算装置１６に送る。すると、ビーム径自動換算
装置１６はビーム径の算出を行う。

【００１３】図１に示す実施の形態における、ビーム径
自動換算装置１６の処理フローの１例を説明するフロー
チャートを図６に示す。図６に示すように、ビーム径自
動換算装置１６は、波形観測装置９１により測定された
最大値：Pmaxと最小値：Pminと光学格子の遮光幅：Ｗと
から、走査ビーム（ガウシアンビーム）のビーム径：ｄ
₀を、前述の式（ｉ）即ち、ｄ₀＝（２．２×Ｐmin／Ｐmax＋１）×Ｗにより演算して表示する。ビーム径自動換算装置１６は
また、ｄ₀が１．３Ｗ≦ｄ₀≦２．７Ｗの範囲にあるかど
うかを評価し、ｄ₀が１．３Ｗ≦ｄ₀≦２．７Ｗの範囲に
あるときにはビーム径が１％以内の誤差で測定されてい
ると表示する。ビーム径自動換算装置１６は、自動的に
ビーム径の演算表示とその確度表示をするので、走査ビ
ームの走査方向のビーム径を簡便に且つ容易に測定でき
る。図７のように、光学格子６の格子方向を、走査方向
に対して９０度（ａ）、−３０度（ｂ）、＋３０度
（ｃ）となるように設定して上記の手順を繰り返せば、
図３最上図に示すような、走査方向のビーム径：２Ａ、
走査方向に対して±６０度の方向のビーム径：２Ｂ，２
Ｃが得られる。すると、図３（１）に示す関係に従い
ａ，ｂ，γが得られるので、これらを用い、図４（３）
の変換式（２）に従い走査直交方向の走査ビーム径：２
Ｅが得られる。これらの演算をビーム径自動換算装置１
６で行うことにより、走査ビーム５のビーム径を走査方
向および走査直交方向につき知ることができる。

【００１４】即ち、図１、図６、図７に即して実施形態
を説明した走査ビーム測定装置は、レーザビームを光学
的に走査する走査光学ユニットにおいて、走査される走
査ビームのビーム径を測定する装置であって、ビーム径
を測定すべき走査光学ユニット４を保持する保持手段１
０，１２，１３と、遮光幅と透過幅とが略等しい格子
幅：Ｗを有し、格子方向が走査ビームの走査方向に対し
て略９０度および略−３０度および略−３０度の角度に
設定され得る光学格子手段６と、この光学格子手段を通
過したレーザ光を光電変換する光電変換素子７と、光学
格子手段と光電変換素子とを所望の測定位置に位置させ
る変位手段１１，１４，１５と、光電変換素子７による
電気信号を増幅する受光信号増幅回路８と、この受光信
号増幅回路により増幅された信号の最大値：Pmaxと最小
値：Pminとを測定する波形観測装置９１と、この波形観
測装置による測定結果と格子幅：Ｗとに基づき、測定位
置における走査方向のビーム径：２Ａと、走査方向に対
し＋６０度の角をなす方向におけるビーム径：２Ｂと、
走査方向に対し−６０度の角をなす方向におけるビーム
径：２Ｃ、もしくはこれらとともに測定位置における走
査直交方向のビーム径２Ｅを算出する演算手段１６とを
有するものである（請求項５）。そして、図１の実施の
形態の走査ビーム測定装置においては、レーザビームを
光学的に走査する走査光学ユニットにおいて、走査され
る走査ビームのビーム径を測定する方法であって、遮光
幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方向が
走査ビームの走査方向に対して略９０度の角度に設定さ
れた光学格子６と走査ビーム５を、所望の測定位置にお
いて走査方向へ相対的に変位させ、光学格子６を透過し
たレーザ光を電気信号に変換し、変換された電気信号に
おける最大値：Pmaxと最小値：Pminと格子幅：Ｗとに基
づき、測定位置における走査方向のビーム径：２Ａを算
出する工程と、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗ
を有し、格子方向が走査ビームの走査方向に対して略−
３０度の角度に設定された光学格子６と走査ビーム５
を、所望の測定位置において走査方向へ相対的に変位さ
せ、光学格子６を透過したレーザ光を電気信号に変換
し、変換された電気信号における最大値：Pmaxと最小
値：Pminと格子幅：Ｗとに基づき、測定位置における走
査方向に対し＋６０度の角をなす方向におけるビーム
径：２Ｂを算出する工程と、遮光幅と透過幅とが略等し
い格子幅：Ｗを有し、格子方向が走査ビームの走査方向
に対して略＋３０度の角度に設定された光学格子６と走
査ビーム５を、所望の測定位置において走査方向へ相対
的に変位させ、光学格子６を透過したレーザ光を電気信
号に変換し、変換された電気信号における最大値：Pmax
と最小値：Pminと格子幅：Ｗとに基づき、測定位置にお
ける走査方向に対し−６０度の角をなす方向におけるビ
ーム径：２Ｃを算出する工程とを有する走査ビーム径測
定方法が行われ（請求項１）、算出されたビーム径：２
Ａ，２Ｂ，２Ｃに基づき、走査直交方向におけるビーム
径の算出が行われ（請求項２）、ビーム径：２Ａ，２
Ｂ，２Ｃを求める各工程において、光学格子６は、同一
のものが格子方向を上記９０度、±３０度の方向に設定
して用いられる（請求項３）。

【００１５】図８に、実施の別の形態を示す。図８にお
いて、符号１７，１８は駆動装置、符号１９は測定座標
記憶装置、符号２０は測定結果記憶装置、符号２１はコ
ントローラをそれぞれ示している。コントローラ２１は
演算処理装置（ＣＰＵ）や各種制御回路等からなり、走
査ビーム径測定動作を制御するべく、図示のように、駆
動装置１７，１８、測定座標記憶装置１９、測定結果記
憶装置２０を制御する。コントローラ１９は位置表示装
置１３を介してステージ１０のＸ方向の位置を知り、そ
の結果に基づき駆動装置１７によりステージ１０のＸ方
向の変位を制御して、被検ユニット４を適正な測定態位
に配備する。この実施の形態では、ステージ１０、位置
センサ１２、位置表示装置１３とともに駆動装置１７が
「保持手段」を構成する。コントローラ１９はまた、測
定座標記憶装置１９内に記憶されている測定座標（測定
位置のＹ座標）を読み取り、読み取った座標位置に光学
格子６と光電変換素子７とを変位させる。その際、コン
トローラ１９は位置表示装置１５を介してステージ１１
のＹ方向の位置を知り、その結果に基づき駆動装置１８
によりステージ１１のＹ方向の変位を制御する。この実
施の形態では、ステージ１１、位置センサ１４、位置表
示装置１５とともに駆動装置１８が「変位手段」を構成
する。

【００１６】図９は上記コントローラ２１の処理フロー
の１例を説明するフローチャートを図９に示す。測定が
開始されると、コントローラ２１は測定座標記憶装置１
９内に記憶された最初の測定座標を読み取り（「ビーム
測定位置の座標データ読取り」）、被検ユニットを所定
の測定態位に配備し（「ビーム進行方向に移動し移動を
確認」）、、走査ビーム径の（最初の）測定位置に光学
格子６と光電変換素子７を位置させる（「走査方向に移
動し移動を確認」）。このとき光学格子６の格子方向は
走査方向に対して９０度の方向にセットされる。この状
態で走査ビームによる走査を行い、光電変換素子７の出
力を受光信号増幅回路８により増幅して波形観測装置９
１に入力させ、最大値：Pmaxと最小値：Pminとを測定
し、ビーム径自動換算装置１６により前述の如くしてビ
ーム径：２Ａが算出される。次に、光学格子の格子方向
を走査方向に対して±３０度に順次に設定して、上記と
同様のプロセスを繰返し、走査方向に対して−６０度方
向、＋６０度方向のビーム径：２Ｂ，２Ｃを算出させ、
さらにこれらに基づき、走査直交方向のビーム径：２Ｅ
を算出させる。それとともに、算出された各ビーム径：
ｄ₀が１．３Ｗ≦ｄ₀≦２．７Ｗの範囲にあるか否か、即
ち、測定誤差が１％以内であるか否かを判断させる。コ
ントローラ１９は、これらデータを受取り、測定結果記
憶装置２０に測定位置のデータとともに記憶させる
（「ビーム径換算データ受け取り、ビーム軽換算評価デ
ータ受け取り」）。所望の測定位置が２以上ある場合
は、さらに測定すべき測定位置があるか否かを判断し
（「測定箇所の座標データはまだあるか」）、測定位置
が残っていれ次の測定位置に尽き上記プロセスを繰り返
す。全ての測定位置における測定が終了したら測定を終
了する（「測定終了」）。測定が終了したら、必要に応
じて、測定結果記憶装置２０内の測定結果をコントロー
ラ２２１から外部のアウトプット装置（コンピュータの
ディスプレイ等のモニタやプリンタ）に出力する。この
ように、コントローラ２１が、測定座標読み取り、被検
ユニット４の測定態位への設定、光学格子６と光電変換
素子７の移動、ビーム径換算データ読み取り、ビーム径
換算データの記憶という一連の作業を、予め設定された
１以上の測定位置に対し順次実行するので、１以上の所
望の測定位置でのビーム径を、走査方向および走査直交
方向について簡便且つ容易に測定できる。

【００１７】図１０に、発明の実施の他の形態を示す。
この図の実施形態が、図８の実施の形態と異なる点は以
下の点にある。即ち、この実施の形態は、光学格子６の
格子方向を走査方向に対して略９０度、略−３０度、略
＋３０度の角度に設定する光学格子角度設定器２２を有
する。この実施の形態では光学格子６と光学格子角度設
定器２２とが「光学格子手段」を構成している。図１０
に示すように、光学格子角度設定器２２はコントローラ
２３の制御を受ける。この場合のコントローラ２３の処
理フローの１例を図１１に示す。測定が開始されると、
光学格子角度設定器２２はコントローラ２３の指示によ
り、走査ビームの走査方向に対する光学格子６の格子方
向の角度を、走査方向に対して略９０度の方向に設定す
る。走査ビームの走査ビーム径を測定する位置は予め複
数の箇所が測定座標記憶装置１９に設定されており、コ
ントローラ２３は測定座標記憶装置１９のデータに従い
最初の測定位置に光学格子６と光電変換素子７を移動さ
せる。この測定位置で測定した走査ビーム径および「ビ
ーム径評価結果（測定誤差１％以内か）」をビーム径自
動換算装置１６から読み取り、光学格子６の設定角度と
ともに測定結果記憶装置２０に記憶する。コントローラ
２３は測定座標記憶装置１９から次の測定位置の座標を
読取り、上記と同じプロセスを繰り返してビーム径及び
ビーム径評価結果を得、これらを測定結果記憶装置１９
に記憶させる。このようにして全ての測定位置での測定
を行い、その結果を測定結果記憶装置２０に記憶する。
そしてコントローラ２３は再度、光学格子角度設定器２
２を制御して、光学格子６の格子方向を−３０度方向に
設定し、上記プロセスを繰り返す。その後、コントロー
ラ２３により光学格子６の格子方向が＋３０度方向に切
り替えられて上記測定プロセスが実行される。このプロ
セスが終了した段階で、測定結果記憶装置２０には、全
ての測定位置における走査ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
と、それらのビーム評価結果が記憶されている。その
後、コントローラ２３により上記各測定位置における走
査ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃに基づき、各測定位置に
おける走査直交方向の走査ビーム径：２Ｅを演算し、そ
のビーム評価を行う。この工程はコントローラ２３にお
ける演算機能で行っても良いし、データをビーム径自動
換算装置１６に送って演算させ、その結果を受けとるよ
うにしてもよい。

【００１８】図１２は、発明の実施の他の形態の特徴部
分を説明するための図である。図１２（ａ）に示す光学
格子６’は、走査ビーム５の走査方向に対する格子方向
を＋３０度、９０度、−３０度とする３種類の格子部分
６ａ，６ｂ，６ｃを一体化して形成されている。格子部
分６ａ，６ｂ，６ｃは何れも、透過幅＝遮光幅＝Ｗで
「走査方向に対する格子方向のみ」が異なる。この光学
格子６’を、例えば図８の実施の形態における光学格子
６に代えて用い、走査ビーム５で走査すれば、略同時
に、走査方向に対する格子方向を＋３０度、９０度、−
３０度とした場合の波形を観測できるので、この波形か
ら走査方向に対する格子方向のなす角：＋３０度、９０
度、−３０度に対する最大値：Pmaxと最小値：Pminをそ
れぞれ求め、走査ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃもしくは
これらとその「ビーム評価結果」を得、さらに、２Ａ，
２Ｂ，２Ｃに基づき走査直交方向の走査ビーム径：２Ｅ
及びそのビーム評価結果を得ることができる。従って、
光学格子６’を用いれば、光学格子の格子方向を切り換
えることなく走査方向に対して直交する方向の走査ビー
ム径：２Ｅを得ることができる。

【００１９】上に図８〜図１２に即して説明した実施の
各形態は、レーザビームを光学的に走査する走査光学ユ
ニットにおいて、走査される走査ビームのビーム径を測
定する装置であって、ビーム径を測定すべき走査光学ユ
ニット４を保持する保持手段１０，１２，１３，１７
と、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格
子方向が走査ビームの走査方向に対して略９０度および
略−３０度および略−３０度の角度に設定され得る光学
格子手段６（または６，２２もしくは６’）と、この光
学格子手段を通過したレーザ光を光電変換する光電変換
素子７と、光学格子手段と光電変換素子とを所望の測定
位置に位置させる変位手段１１，１４，１５，１８と、
光電変換素子による電気信号を増幅する受光信号増幅回
路８と、この受光信号増幅回路により増幅された信号の
最大値：Pmaxと最小値：Pminとを測定する波形観測装置
９１と、波形観測装置による測定結果と格子幅：Ｗとに
基づき、測定位置における走査方向のビーム径：２Ａ
と、走査方向に対し＋６０度の角をなす方向におけるビ
ーム径：２Ｂと、走査方向に対し−６０度の角をなす方
向におけるビーム径：２Ｃ、もしくはこれらとともに測
定位置における走査直交方向のビーム径２Ｅを算出する
演算手段１６とを有し（請求項５）、演算手段１６によ
り算出されたビーム径を記憶する記憶手段２０と、１以
上の所望の測定位置を記憶する測定座標記憶手段１９
と、保持手段を制御するとともに、測定座標記憶手段１
９に記憶された測定位置に応じて変位手段を制御して、
光学格子手段と光電変換素子を測定位置に配置し、演算
手段により算出されたビーム径を記憶手段に記憶させる
コントローラ２１（または２３）とを有する（請求項
６）。

【００２０】また図１０，図１１に即して説明した実施
の形態は、光学格子手段が、遮光幅と透過幅とが略等し
い格子幅：Ｗを有する光学格子６と、この光学格子を、
変位手段に保持された状態において、格子方向が走査方
向に対して略９０度、略＋３０度、略−３０度の何れか
を選択的に設定できる光学格子角度設定器２２とを有
し、コントローラ２３が光学格子角度設定器２２を制御
して格子方向の角度設定を行うものである（請求項
７）。図１２に特徴部分を示した実施の形態は、光学格
子手段が、格子幅が互いに等しい３つの格子部分６ａ，
６ｂ，６ｃを、走査方向に対する格子方向を９０度およ
び±３０度に設定して一体化した光学格子６’であり、
所望の測定位置における１度の走査により、ビーム径：
２Ａ，２Ｂ，２Ｃの算出に必要なデータを得られるよう
に構成されたものである（請求項８）。そして、これら
の実施の形態においては、遮光幅と透過幅とが略等しい
格子幅：Ｗを有し、格子方向が走査ビームの走査方向に
対して略９０度の角度に設定された光学格子６と走査ビ
ーム５を、所望の測定位置において走査方向へ相対的に
変位させ、光学格子を透過したレーザ光を電気信号に変
換し、変換された電気信号における最大値：Pmaxと最小
値：Pminと格子幅：Ｗとに基づき、測定位置における走
査方向のビーム径：２Ａを算出する工程と、遮光幅と透
過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方向が走査ビ
ームの走査方向に対して略−３０度の角度に設定された
光学格子６と走査ビーム５を、所望の測定位置において
走査方向へ相対的に変位させ、光学格子を透過したレー
ザ光を電気信号に変換し、変換された電気信号における
最大値：Pmaxと最小値：Pminと格子幅：Ｗとに基づき、
測定位置における走査方向に対し＋６０度の角をなす方
向におけるビーム径：２Ｂを算出する工程と、遮光幅と
透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方向が走査
ビームの走査方向に対して略＋３０度の角度に設定され
た光学格子６と走査ビーム５を、所望の測定位置におい
て走査方向へ相対的に変位させ、光学格子を透過したレ
ーザ光を電気信号に変換し、変換された電気信号におけ
る最大値：Pmaxと最小値：Pminと格子幅：Ｗとに基づ
き、測定位置における走査方向に対し−６０度の角をな
す方向におけるビーム径：２Ｃを算出する工程とを少な
くとも有する走査ビーム径測定方法（請求項１）が実施
され、さらに、算出されたビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
に基づき走査直交方向におけるビーム径の算出が行われ
る（請求項２）。そして、図８〜図１２に即して説明し
た実施の形態では、ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃを求め
る各工程において、光学格子６は、同一のものが、格子
方向を上記９０度、±３０度の方向に設定して用いられ
（請求項３）、図１２に即して説明した実施の形態で
は、光学格子６’として、格子幅が互いに等しい３つの
格子部分６ａ，６ｂ，６ｃを、走査方向に対する格子方
向を９０度および±３０度に設定して一体化したものを
用い、一度の走査によりビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃを
算出するためのデータを得る（請求項４）。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な走査ビーム測定方法および走査ビーム測定装置
を実現できる。この発明の走査ビーム測定方法によれ
ば、走査ビームの走査速度や、走査ビームに相対的な光
学格子の変位速度を予め知る必要なく、走査方向の走査
ビーム径を知ることができ、走査直交方向の走査ビーム
径を知ることも可能になる。

【００２２】この発明の走査ビーム径測定装置によれ
ば、上記方法を実施することにより、走査ビーム径を簡
便且つ容易に測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の１形態を説明する図である。

【図２】光学格子を使用したビーム径測定の原理を説明
する図である。

【図３】レーザビームの断面形状（ビームスポット）を
説明する図であって、走査方向に対して傾いた楕円形状
とその楕円の式を説明する図である。

【図４】ビームスポットの楕円形状が走査方向に対して
傾いた状態での主走査ビーム径と副走査ビーム径を説明
する図である。

【図５】走査ビームの走査方向に対する６０度方向のビ
ーム径を測定する方法を説明する図である。

【図６】図１に示す実施の形態におけるビーム径自動換
算装置の処理フローの１例を示すフローチャートであ
る。

【図７】図１に示す実施の形態での測定時における光学
格子の３つの状態を説明する図である。

【図８】この発明の実施の別形態を説明する図である。

【図９】図８の実施の形態におけるコントローラの処理
フローの１例を示すフローチャートである。

【図１０】この発明の実施の他の形態を説明する図であ
る。

【図１１】図１０に示す実施の形態におけるコントロー
ラの処理フローの１例を示すフローチャートである。

【図１２】この発明の実施のさらに他の形態の特徴部分
を説明するための図である。

【図１３】走査光学ユニットの概略を説明するための図
である。

【図１４】従来の走査ビーム径測定方法の一例を説明す
る図である。

【図１５】従来の走査ビーム径測定方法の別例を説明す
る図である。

【図１６】従来の走査ビーム径測定方法の他の例を説明
する図である。

【符号の説明】

１：レーザー光源２：回転多面鏡３：結像レンズ４：走査光学ユニット５：レーザービーム（走査ビーム）６，６’：光学格子７：光電変換素子８：受光信号増幅回路９，９１：波形観測装置１０，１１：ステージ１２，１４：位置センサ１３，１５：位置表示装置１６：ビーム径自動換算装置１７，１８：駆動装置１９：測定座標記憶装置２０：測定結果記憶装置２１，２３：コントローラ２２：光学格子角度設定器２４：光学スリット２５：１次元ＣＣＤアレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザビームを光学的に走査する走査光学
ユニットにおいて、走査される走査ビームのビーム径を
測定する方法であって、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方
向が走査ビームの走査方向に対して略９０度の角度に設
定された光学格子と走査ビームを、所望の測定位置にお
いて上記走査方向へ相対的に変位させ、上記光学格子を
透過したレーザ光を電気信号に変換し、変換された電気
信号における最大値：Pmaxと、最小値：Pminと、格子
幅：Ｗとに基づき、上記測定位置における走査方向のビ
ーム径：２Ａを算出する工程と、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方
向が走査ビームの走査方向に対して略−３０度の角度に
設定された光学格子と走査ビームを、所望の測定位置に
おいて上記走査方向へ相対的に変位させ、上記光学格子
を透過したレーザ光を電気信号に変換し、変換された電
気信号における最大値：Pmaxと、最小値：Pminと、格子
幅：Ｗとに基づき、上記測定位置における上記走査方向
に対し＋６０度の角をなす方向におけるビーム径：２Ｂ
を算出する工程と、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方
向が走査ビームの走査方向に対して略＋３０度の角度に
設定された光学格子と走査ビームを、所望の測定位置に
おいて上記走査方向へ相対的に変位させ、上記光学格子
を透過したレーザ光を電気信号に変換し、変換された電
気信号における最大値：Pmaxと、最小値：Pminと、格子
幅：Ｗとに基づき、上記測定位置における上記走査方向
に対し−６０度の角をなす方向におけるビーム径：２Ｃ
を算出する工程と、を少なくとも有する走査ビーム径測
定方法。
【請求項２】請求項１記載の走査径ビーム測定方法にお
いて、算出されたビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃに基づき、走査
直交方向におけるビーム径：２Ｅを算出することを特徴
とする走査ビーム径測定方法。
【請求項３】請求項１または２記載の走査ビーム径測定
方法において、ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃを求める各工程において、
光学格子は、同一のものを、格子方向を上記９０度、±
３０度の方向に設定して用いることを特徴とする走査ビ
ーム径測定方法。
【請求項４】請求項１または２または３記載の走査ビー
ム径測定方法において、光学格子として、格子幅が互いに等しい３つの格子部分
を、走査方向に対する格子方向を９０度および±３０度
に設定して一体化したものを用い、一度の走査によりビ
ーム径：２Ａ，２Ｂ，２Ｃを算出するためのデータを得
ることを特徴とする走査ビーム径測定方法。
【請求項５】レーザビームを光学的に走査する走査光学
ユニットにおいて、走査される走査ビームのビーム径を
測定する装置であって、ビーム径を測定すべき走査光学ユニットを保持する保持
手段と、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：Ｗを有し、格子方
向が走査ビームの走査方向に対して略９０度および略−
３０度および略−３０度の角度に設定され得る光学格子
手段と、この光学格子手段を通過したレーザ光を光電変換する光
電変換素子と、上記光学格子手段と光電変換素子とを、所望の測定位置
に位置させる変位手段と、上記光電変換素子による電気信号を増幅する受光信号増
幅回路と、この受光信号増幅回路により増幅された信号の最大値：
Pmaxと最小値：Pminとを測定する波形観測装置と、この波形観測装置による測定結果と、上記格子幅：Ｗと
に基づき、上記測定位置における、走査方向のビーム
径：２Ａと、上記走査方向に対し＋６０度の角をなす方
向におけるビーム径：２Ｂと、上記走査方向に対し−６
０度の角をなす方向におけるビーム径：２Ｃ、もしくは
これらとともに上記測定位置における走査直交方向のビ
ーム径２Ｅを算出する演算手段と、を有することを特徴
とするビーム径測定装置。
【請求項６】請求項５記載のビーム径測定装置におい
て、演算手段により算出されたビーム径を記憶する記憶手段
と、１以上の所望の測定位置を記憶する測定座標記憶手段
と、保持手段を制御するとともに、上記測定座標記憶手段に
記憶された測定位置に応じて変位手段を制御して、光学
格子手段と光電変換素子を測定位置に配置し、演算手段
により算出されたビーム径を上記記憶手段に記憶させる
コントローラとを有することを特徴とする走査ビーム径
測定装置。
【請求項７】請求項６記載の走査ビーム径測定装置にお
いて、光学格子手段が、遮光幅と透過幅とが略等しい格子幅：
Ｗを有する光学格子と、この光学格子を、変位手段に保
持された状態において、格子方向が走査方向に対して、
略９０度、略＋３０度、略−３０度の何れかを選択的に
設定できる光学格子角度設定器とを有し、コントローラが上記光学格子角度設定器を制御して、格
子方向の角度設定を行うものであることを特徴とする走
査ビーム径測定装置。
【請求項８】請求項５または６記載の走査ビーム径測定
装置において、光学格子手段が、格子幅が互いに等しい３つの格子部分
を、走査方向に対する格子方向を９０度および±３０度
に設定して一体化した光学格子であり、所望の測定位置
における１度の走査により、ビーム径：２Ａ，２Ｂ，２
Ｃの算出に必要なデータを得られるように構成されたこ
とを特徴とする走査ビーム径測定装置。