JP2706984B2 - Scanning optical device - Google Patents

Scanning optical device

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JP2706984B2
JP2706984B2 JP15275589A JP15275589A JP2706984B2 JP 2706984 B2 JP2706984 B2 JP 2706984B2 JP 15275589 A JP15275589 A JP 15275589A JP 15275589 A JP15275589 A JP 15275589A JP 2706984 B2 JP2706984 B2 JP 2706984B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光束によりディスプレイ、電子写真感光体、
感熱体などの被照射体を走査する走査光学装置、特に被
照射体上の走査光束の集光ないし結像状態を調整する手
段を有する走査光学装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a display, an electrophotographic photosensitive member,
The present invention relates to a scanning optical apparatus that scans an object to be irradiated such as a heat-sensitive element, and more particularly to a scanning optical apparatus that has a unit that adjusts the state of condensing or forming an image of a scanning light beam on the object to be irradiated.

[従来の技術] 近年、情報に応じて変調された光束で被照射体面を走
査するディスプレイ、プリンタ等が普及している。こう
した装置において、温度、湿度などの環境変化により走
査光束の焦点位置が変化してしまうという性質があっ
た。このことは、Fナンバーが比較的大きく被照射体上
での光束スポット径が大きい走査光学系では、必要なス
ポット径の得られる焦点範囲(深度)が大きいので問題
にはならない。
[Related Art] In recent years, displays, printers, and the like that scan an object surface with a light beam modulated according to information have become widespread. In such an apparatus, there is a property that the focal position of the scanning light beam changes due to environmental changes such as temperature and humidity. This is not a problem in a scanning optical system having a relatively large F-number and a large light beam spot diameter on an irradiation object, since a focal range (depth) in which a required spot diameter can be obtained is large.

しかし、Fナンバーが小さく被照射体上での光束スポ
ット径が小さい走査光学系では、焦点深度が浅い為、上
記環境変化により焦点位置が焦点深度内から外れてしま
い、所望の高精度の画像記録などが被照射体上で行なえ
なくなる。
However, in a scanning optical system having a small F-number and a small light beam spot diameter on an irradiation object, the focal position is deviated from the focal depth due to the above-mentioned environmental change because the depth of focus is shallow. Cannot be performed on the irradiation target.

この為、焦点位置の変動を補正する為の自動焦点調整
手段を備えることが提案されている。
For this reason, it has been proposed to provide an automatic focus adjustment unit for correcting a change in the focus position.

その方法としては、レーザ光源などの光源を光軸方
向に移動させる、コリメータレンズを光軸方向に移動
させる、コリメータレンズの後に補正レンズ系を設け
て補正レンズ系を光軸方向に移動させる、f・θレン
ズを移動させる、f・θレンズと感光ドラムなどの被
照射体間の距離を変えるなどといったものが提案されて
いる。
The method includes moving a light source such as a laser light source in the optical axis direction, moving a collimator lens in the optical axis direction, providing a correction lens system after the collimator lens, and moving the correction lens system in the optical axis direction, f There are proposals for moving a θ lens, changing a distance between an f · θ lens and an irradiation target such as a photosensitive drum, and the like.

[発明が解決しようとする課題] しかし乍ら、上記、の方法は、移動する為の装置
が大きくなり過ぎるので実用的とはいえない。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the above method is not practical because the device for moving becomes too large.

また、上記、、の方法は、小型の装置で焦点調
節を行なうことが出来るが、逆に焦点位置の変化を調節
する為に必要とされる光源などの移動量が小さくなり過
ぎてしまい、その制御が困難となったり移動制御機構が
複雑になったり高価になってしまう。
In the above methods, the focus adjustment can be performed with a small device, but conversely, the amount of movement of the light source and the like required to adjust the change in the focus position becomes too small, and the Control becomes difficult, the movement control mechanism becomes complicated or expensive.

例えば、波長0.78μmの半導体レーザを光源に用い被
照射体上のスポット径40μmを得る走査光学系の場合、
その焦点深度は±0.8mm程度であり、走査レンズ(f・
θレンズ)のFナンバーが35位でコリメータレンズのF
ナンバーが2.0とすると、被照射体上での±0.8mmの変化
はレーザの位置が±2.6μm変動することに相当する。
通常考えられる環境変動では、焦点位置の変化はレーザ
位置の変動に換算すると±5μm程度と考えられる。
For example, in the case of a scanning optical system that obtains a spot diameter of 40 μm on an irradiation target using a semiconductor laser having a wavelength of 0.78 μm as a light source,
The depth of focus is about ± 0.8 mm, and the scanning lens (f ·
the F-number of the collimator lens
Assuming that the number is 2.0, a change of ± 0.8 mm on the irradiation object corresponds to a change of ± 2.6 μm in the position of the laser.
In the case of environmental changes that can be considered normally, changes in the focal position are considered to be about ± 5 μm when converted into changes in the laser position.

よって、上記、、の方法では、μm単位の移動
量でコリメータレンズ等を制御する必要が生じてしま
い、移動手段として用いられるアクチュエータの種類が
限られたり特別な工夫が要求されることになるのであ
る。
Therefore, in the above method, it becomes necessary to control the collimator lens or the like with the moving amount in μm unit, and the type of the actuator used as the moving means is limited or a special device is required. is there.

従って、本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、比較
的簡単な構成の焦点調整手段を用いて微妙な焦点位置調
整を可能とした走査光学装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a scanning optical device that enables fine focus position adjustment using focus adjustment means having a relatively simple configuration in view of the above problems.

[課題を解決する為の手段] 上記目的を達成する為の本発明においては、光源とこ
の光源からの光束が走査される被照射体との間の光路中
にプリズム手段が配置され、このプリズム手段は少なく
とも部分において光軸方向とは異なる方向に移動される
ことにより走査光束の被照射体上での集光状態を調整す
る。
[Means for Solving the Problems] In the present invention for achieving the above object, a prism means is disposed in an optical path between a light source and an irradiation target to be scanned with a light beam from the light source. The means adjusts the focusing state of the scanning light beam on the irradiation object by moving the scanning light beam at least in a direction different from the optical axis direction.

具体的には、プリズム手段は、一面が光軸と垂直とな
り他面が別の光学部材(レンズ、他のくさび型プリズム
など)の面と隣接する様に配設されたくさび型プリズム
を含み、上記隣接する光学部材面とプリズムの他面とが
平行状態を保ちつつプリズムが光軸方向とは異なる方向
(光軸と垂直な方向、隣接する光学部材面と平行な方向
など)に移動されたり、プリズム手段は1つまたはそれ
以上のくさび型プリズム、レンズから成る。
Specifically, the prism means includes a wedge prism arranged such that one surface is perpendicular to the optical axis and the other surface is adjacent to the surface of another optical member (a lens, another wedge prism, or the like), The prism is moved in a direction different from the optical axis direction (a direction perpendicular to the optical axis, a direction parallel to the adjacent optical member surface, etc.) while maintaining the adjacent optical member surface and the other surface of the prism in parallel. The prism means comprises one or more wedge prisms, lenses.

[作用] 上記の本発明の構成によれば、走査光学系の光路中に
挿入された比較的簡単で軽量なプリズム手段を全体的又
は部分的に光軸方向とは異なる方向に移動させるので、
これの移動量が走査光束の焦点位置の変化に及ぼす影響
が低感度にされてプリズム手段を移動制御できる。
[Operation] According to the configuration of the present invention described above, the relatively simple and lightweight prism means inserted into the optical path of the scanning optical system is wholly or partially moved in a direction different from the optical axis direction.
The effect of the movement amount on the change in the focal position of the scanning light beam is reduced, and the movement of the prism means can be controlled.

従って、プリズム手段を移動させる手段が簡単になる
と共に、焦点位置調整の精度も高精度となる。
Therefore, the means for moving the prism means is simplified, and the precision of the focal position adjustment is also high.

[実施例] 第1図乃至第3図は本発明の第1実施例を示す。走査
光学装置の全体構成(走査光束が経時的に形成する主走
査面におけるもの)を示す第1図において、1は光源で
ある半導体レーザであり、レーザ1から発せされた光束
はくさび型プリズムを通ってコリメータレンズ4に入射
する。コリメータレンズ4には絞り4aが付いており、コ
リメータレンズ4から出たビームは或る大きさの略平行
光にされる。この平行光は矢印の方向に一定速で高速回
転している回転多面鏡5に入射し、ここで偏向走査され
る。偏向走査された光束は、f・θレンズ6、7によっ
て走査直線性を補正され且つ集光作用を受けて、被照射
体である被走査面8に小さなスポットとして結像され
る。
Embodiment FIGS. 1 to 3 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1 showing the overall configuration of the scanning optical device (on the main scanning surface where the scanning light beam forms over time), reference numeral 1 denotes a semiconductor laser as a light source, and the light beam emitted from the laser 1 is a wedge prism. Then, the light enters the collimator lens 4. The collimator lens 4 is provided with an aperture 4a, and a beam emitted from the collimator lens 4 is converted into a substantially parallel light of a certain size. The parallel light is incident on a rotating polygon mirror 5 rotating at a high speed at a constant speed in the direction of the arrow, where it is deflected and scanned. The light beam subjected to the deflection scanning is corrected in the scanning linearity by the f · θ lenses 6 and 7 and is subjected to a light-condensing action to form an image as a small spot on the surface 8 to be scanned, which is an irradiation object.

このスポットは被走査面8上では矢印の方向に等速で
光束走査される。ここで、有効走査部の近傍にはビーム
径検知器9が設けられており、この検知器9はプリズム
駆動装置3と連動している。即ち、走査光束を受光する
検知器9からの信号を元にしてプリズム駆動装置3が働
き、これによりくさび型プリズム2の位置が制御されて
被走査面8上の走査光束の集光ないし結像状態が最適化
される。
This spot is scanned on the scanned surface 8 at a constant speed in the direction of the arrow. Here, a beam diameter detector 9 is provided near the effective scanning section, and this detector 9 is linked with the prism driving device 3. That is, the prism driving device 3 operates based on the signal from the detector 9 that receives the scanning light beam, thereby controlling the position of the wedge-shaped prism 2 and condensing or imaging the scanning light beam on the surface 8 to be scanned. The state is optimized.

第2図はくさび型プリズムによるビーム径の自動調整
作用を説明する図である。第2図(a)において、半導
体レーザ1から出た光束はくさび型プリズム2を通過し
てコリメータレンズ4を通り、更に開口絞り4aを通って
この絞り4aの大きさの略平行光とされて破線の方向に進
む。
FIG. 2 is a diagram for explaining the automatic adjustment of the beam diameter by the wedge prism. In FIG. 2 (a), a light beam emitted from the semiconductor laser 1 passes through a wedge prism 2, passes through a collimator lens 4, further passes through an aperture stop 4a, and is converted into substantially parallel light having the size of the stop 4a. Proceed in the direction of the broken line.

ここで、くさび型プリズム2は図示する様に中心層が
D1、くさびの角度すなわち頂角がθ、屈折率がNとす
る。
Here, the center layer of the wedge prism 2 is
D 1 , the angle of the wedge, that is, the apex angle is θ, and the refractive index is N.

次に、第2図(b)の如く、くさび型プリズム2をX
だけ光軸に直角な方向に移動させる。このとき、光軸上
のプリズム2の中心厚は△D=Xtanθだけ変化してD2
D1+Xtanθとなり、レーザ1とコリメータレンズ4の位
置関係は不変であるので、レーザ1とコリメータレンズ
4間の光路長が変化して被走査面8上のピント調整が可
能となる。
Next, as shown in FIG.
Only in the direction perpendicular to the optical axis. At this time, the center thickness of the prism 2 on the optical axis changes by ΔD = Xtanθ and D 2 =
D 1 + Xtan θ, and the positional relationship between the laser 1 and the collimator lens 4 does not change. Therefore, the optical path length between the laser 1 and the collimator lens 4 changes, and focus adjustment on the surface 8 to be scanned becomes possible.

上記光路長の変化Zは略 Z=Xtanθ・(1/N−1)で表わされる。 The change Z in the optical path length is approximately expressed as Z = Xtan θ · (1 / N−1).

ここで、第2図に示す様に、プリズム2の一方の面が
光軸と垂直な位置から略角度θだけ傾いているので、θ
の値が大きくなると光学的収差、特にコマ収差が増大す
る為、頂角θは0度から5度の範囲で使用したほうがよ
い性能を得ることができる。
Here, as shown in FIG. 2, one surface of the prism 2 is inclined from the position perpendicular to the optical axis by substantially the angle θ.
Increases, optical aberrations, particularly coma, increase. Therefore, better performance can be obtained by using the apex angle θ in the range of 0 to 5 degrees.

また、使用するコリメータレンズ4のFナンバーが小
さくなるとコマ収差の影響が大きくなる為に、Fナンバ
ーは1.8以上で使用した方が良い。
Also, since the influence of coma aberration increases when the F-number of the collimator lens 4 used decreases, it is better to use the F-number at 1.8 or more.

更に、第2図の如く配設されたくさび型プリズム2に
よって若干の非点収差が発生するが光源である半導体レ
ーザ1も非点収差ないし非点隔差を持っている為に、総
合的に非点収差を打ち消す方向、即ちくさび型プリズム
2のくさびの角度θを持っている断面(第2図に示す断
面)内に半導体レーザ1の発光部の短辺方向を揃えて配
置すれば、半導体レーザ1からコリメータレンズ4まで
の光源部の非点収差を小さく抑えることができる。
Further, the wedge prism 2 arranged as shown in FIG. 2 causes some astigmatism. However, since the semiconductor laser 1 as a light source also has astigmatism or astigmatism, the astigmatism is generally reduced. If the short-side direction of the light-emitting portion of the semiconductor laser 1 is arranged in a direction to cancel the astigmatism, that is, in a cross-section (cross-section shown in FIG. 2) of the wedge prism 2 having the wedge angle θ, the semiconductor laser The astigmatism of the light source section from 1 to the collimator lens 4 can be reduced.

ここで具体的な設計例を示す。第2図において、光源
1の波長λ=780nm、くさび型プリズムの頂角θ=1
度、D1=2mm、N=1.51072、コリメータレンズ4の第1
面(プリズム側)の半径R1=∞、第2面の半径R2=−6.
066、その屈折率=1.78569として、絞り4の絞り径をφ
1.7とする。
Here, a specific design example is shown. In FIG. 2, the wavelength λ of the light source 1 is 780 nm, and the vertex angle θ of the wedge prism is 1
Degree, D 1 = 2 mm, N = 1.51072, first collimator lens 4
Radius of surface (prism side) R 1 = ∞, radius of second surface R 2 = −6.
066, assuming that the refractive index is 1.78569, and the stop diameter of the stop 4 is φ
1.7.

くさび型プリズム4をX=5mm光軸と垂直な方向に移
動させることで、△D=0.08728mmになり、従って光路
長の変化Zは0.0295mmとなる。よって、上記プリズム4
を5mm光軸に直角な方向に移動させることは光源1とコ
リメータレンズ4間を0.0295mm移動させることと等しい
ことになり、従って前者はレンズなどを光軸方向に動か
す場合に比して移動感度が1/169.5と低感度となる。こ
うして、プリズム4の移動制御が安価で簡単な機構で精
度良く行なえることになる。
By moving the wedge prism 4 in the direction perpendicular to the optical axis by X = 5 mm, △ D = 0.08728 mm, and thus the change Z in the optical path length is 0.0295 mm. Therefore, the prism 4
Moving the lens in a direction perpendicular to the optical axis by 5 mm is equivalent to moving the light source 1 and the collimator lens 4 by 0.0295 mm. Therefore, the former has a higher moving sensitivity than moving the lens or the like in the optical axis direction. Becomes 1 / 169.5 and low sensitivity. In this way, the movement of the prism 4 can be controlled accurately with a simple and inexpensive mechanism.

第1実施例では、光源とコリメータレンズ間の非平行
光束の光路中に単一のくさび型プリズム手段を配置して
いるが、このプリズムは他の光学素子ないし部材間や、
倒れ補正機能(ポリゴンミラーの偏向反射面が倒れて
も、光束が常に同一走査線上に集光される様にする機
能)を持つ走査光学装置の光学素子間に配置されてもよ
い。
In the first embodiment, a single wedge-shaped prism means is arranged in the optical path of the non-parallel light beam between the light source and the collimator lens, but this prism is used between other optical elements or members,
It may be arranged between the optical elements of the scanning optical device having a tilt correction function (a function to always converge a light beam on the same scanning line even if the deflection reflecting surface of the polygon mirror is tilted).

第3図は第2実施例を示す。第2実施例では、プリズ
ム手段は、くさび型プリズムに替わり、回転することで
光束の通るくさびの頂角が変化したり、又は光束が入射
するくさびの位置が変化する様な構成を持つくさび部材
12から成っている。被走査面8上のスポット径が調整さ
れる原理は第1実施例と同じである。
FIG. 3 shows a second embodiment. In the second embodiment, the prism means is replaced with a wedge-shaped prism, and a wedge member having a structure in which the apex angle of a wedge through which a light beam passes or a position of a wedge into which the light beam enters changes by rotation.
Consists of twelve. The principle of adjusting the spot diameter on the surface 8 to be scanned is the same as in the first embodiment.

第4図は第3実施例を示す。第3実施例では、プリズ
ム手段は異種のガラス材質から成る2つのくさび型プリ
ズム20、21を貼り合わせて1つのくさび型プリズム22と
したものから成っている。この構成により色消作用が発
揮されたり光束の曲がりが調整される。第3実施例で
も、第1実施例と同じくプリズム22は光軸に直角な方向
に移動される。
FIG. 4 shows a third embodiment. In the third embodiment, the prism means is composed of two wedge prisms 20 and 21 made of different kinds of glass materials bonded to each other to form one wedge prism 22. With this configuration, achromatism is exhibited and the bending of the light beam is adjusted. In the third embodiment, as in the first embodiment, the prism 22 is moved in a direction perpendicular to the optical axis.

以上の実施例では、プリズム手段の光最入射側または
量出射側の平面が光軸と垂直な位置から若干傾いた形態
であったが、以下にプリズム手段のこうした平面が全て
光軸と垂直になっている実施例を示す。
In the above embodiment, the plane on the light most incident side or the quantity emission side of the prism means was slightly inclined from a position perpendicular to the optical axis. Hereinafter, all such planes of the prism means are perpendicular to the optical axis. The following shows an embodiment.

第5図は、プリズム手段が光源1側の第1プリズム30
とコリメーターレンズ4側の第2プリズム31から成る第
4実施例を示す。第4実施例では、2つのプリズム30、
31は同じ頂角θを持ち、間隔はゼロに保たれてプリズム
30、31は平行平板と同機能を持つ形態で発散光束中に置
かれている。又、第1プリズム30の光源側の平面と第2
プリズム31のコリメーターレンズ側の平面は共にコリメ
ーターレンズ4の光軸Oに対して垂直になっている。
FIG. 5 shows that the prism means is the first prism 30 on the light source 1 side.
A fourth embodiment comprising a second prism 31 on the side of the collimator lens 4 is shown. In the fourth embodiment, two prisms 30,
31 have the same apex angle θ, the spacing is kept at zero and the prism
Numerals 30 and 31 are placed in the divergent light beam in a form having the same function as the parallel plate. In addition, the plane on the light source side of the first prism 30 and the second
Both planes of the prism 31 on the collimator lens side are perpendicular to the optical axis O of the collimator lens 4.

第4実施例では、プリズム30が両プリズム30、31の当
接面に平行な方向に移動させられて、光軸O上にとった
任意の2点A、B間の光路長を変化させている。この変
化量△ABは、第1実施例での説明から分かる様に、 △AB=Xtanθ・(1/N−1)である。ただし、両プリズ
ム30、31の屈折率をN、頂角をθ、第1プリズム30の光
軸Oと直角な方向への移動量をXとする。
In the fourth embodiment, the prism 30 is moved in a direction parallel to the contact surfaces of the two prisms 30 and 31 to change the optical path length between any two points A and B on the optical axis O. I have. The amount of change ΔAB is ΔAB = Xtan θ · (1 / N−1), as can be seen from the description of the first embodiment. Here, the refractive index of both prisms 30 and 31 is N, the vertex angle is θ, and the amount of movement of the first prism 30 in a direction perpendicular to the optical axis O is X.

屈折率N=1.51072とし、頂角θを1度、5度、20度
としたとき、移動量Xに対してプリズム手段の厚みtと
光路長変化△ABがどの様に変化するかを以下の表1、
2、3に示す。
When the refractive index N is set to 1.51072 and the apex angle θ is set to 1, 5, and 20 degrees, how the thickness t of the prism means and the change in the optical path length ΔAB change with respect to the moving amount X is as follows. Table 1,
2 and 3 show.

本実施例では、頂角θ等についての制限は左程存在し
ないので、プリズムの頂角、屈折率などを適宜選択する
ことで、環境変動を打ち消す為に必要なプリズムの移動
量を任意に設定できて、移動手段となるアクチュエータ
の選択の幅が極めて広くなる。
In the present embodiment, since there is no restriction on the vertex angle θ and the like to the left, the amount of movement of the prism required to cancel the environmental fluctuation is arbitrarily set by appropriately selecting the vertex angle of the prism, the refractive index, and the like. As a result, the range of selection of the actuator as the moving means becomes extremely wide.

また、光学的には屈折力を持たない面が変化している
ので、収差の変動は小さくなる。
In addition, since the optically non-refractive surface is changed, the fluctuation of aberration is reduced.

第4実施例でも、焦点調整の原理は、今迄述べてきた
実施例と同じであり、第2プリズム31の方を動かす第6
図の例で説明する。第6図(b)に示す様に、プリズム
30、31で構成される見掛け上の平行平板の厚みが小さく
なれば(第6図(a)の状態からプリズム31をP方向に
移動する)、コリメータレンズ4とプリズム手段30、31
から成ると考えられるコリメータレンズ系のバックフォ
ーカス(第1プリズム30の光源側の面とこの入射面側の
焦点I0までの距離)が長くなってlaからlbになる(lb
la)。
Also in the fourth embodiment, the principle of the focus adjustment is the same as that of the above-described embodiments, and the sixth embodiment moves the second prism 31.
This will be described with reference to the example of FIG. As shown in FIG.
If the apparent thickness of the parallel plate composed of 30 and 31 is reduced (the prism 31 is moved in the P direction from the state shown in FIG. 6A), the collimator lens 4 and the prism means 30 and 31 are moved.
Of the collimator lens system is considered to consist of back focus (distance to the focal point I 0 of the light source-side surface and the incident surface of the first prism 30) is longer consist l a to l b (l b>
l a ).

反対に、第6図(c)の様に第2プリズム31をQ方向
に移動して平行平板の厚みを大きくすると、上記バック
フォーカスが短くなってlaからlcになる(lc<la)。
Conversely, when the thickness of the parallel flat plate by moving the second prism 31 in the direction Q as the FIG. 6 (c) is increased, the l c from l a the back focus is shortened (l c <l a ).

光源1がlaの位置に置かれている場合、第6図(a)
の位置ではコリメータレンズ4からは平行光束が出射
し、第6図(b)の位置ではコリメータレンズ4からは
発散光束が出射し、第6図(c)の位置ではコリメータ
レンズ4からは収束光束が出る。従って、走査光束の焦
点位置が被走査面8の前方にあるときには、コリメータ
レンズ4から発散光束が出る様に第6図(b)の状態に
していって走査光束の焦点位置が被走査面8上に来る様
に調整し、その逆の場合には第6図(c)の状態にして
ゆけばよい。
If the light source 1 is placed in the position of l a, FIG. 6 (a)
6B, a collimated light beam is emitted from the collimator lens 4, at the position shown in FIG. 6B, a divergent light beam is emitted from the collimator lens 4, and at a position shown in FIG. 6C, a convergent light beam is emitted from the collimator lens 4. coming out. Therefore, when the focal position of the scanning light beam is in front of the surface 8 to be scanned, the state shown in FIG. 6B is set so that the divergent light beam is emitted from the collimator lens 4. Adjustment is made so that it comes to the top, and in the opposite case, the state shown in FIG.

通常のレーザ走査系の場合、環境変動による焦点位置
の変動はレーザ光源が±5μm程度移動することに相当
する。従って、第6図の例の場合、バックフォーカスを
10μm移動できれば環境変動による焦点位置の変動を補
正できることになる。
In the case of a normal laser scanning system, a change in the focal position due to an environmental change corresponds to a movement of the laser light source by about ± 5 μm. Therefore, in the case of the example of FIG.
If it can be moved by 10 μm, it is possible to correct the change of the focal position due to the environmental change.

プリズム31を屈折率N=1.51072のガラスで構成した
場合、バックフォーカスが10μm変化するときのプリズ
ム31の頂角θと光軸と垂直な方向に測った移動量Xとプ
リズム31の実際の移動量(移動方向に沿って測った距
離)uの関係は表4の通りになる。
When the prism 31 is made of glass having a refractive index N = 1.51072, the vertex angle θ of the prism 31 when the back focus changes by 10 μm, the movement amount X measured in a direction perpendicular to the optical axis, and the actual movement amount of the prism 31 Table 4 shows the relationship of (distance measured along the moving direction) u.

また、N=1.78569のガラスでプリズム31を構成した
場合については、表5の通りになる。
Table 5 shows the case where the prism 31 is made of glass with N = 1.78569.

以下、更に幾つかの実施例を示す。 Hereinafter, some more embodiments will be described.

第7図は、2つのプリズム32、33の間に隙間を開けて
プリズム32を、隙間を形成する対向面に平行な方向に移
動させる例を示す。
FIG. 7 shows an example in which a gap is provided between the two prisms 32, 33, and the prism 32 is moved in a direction parallel to the facing surface forming the gap.

第8図は、同じく2つのプリズム34、35の間に隙間を
開けるが、プリズム34を光軸と直角な方向に移動させる
例を示す。
FIG. 8 shows an example in which a gap is provided between the two prisms 34 and 35, but the prism 34 is moved in a direction perpendicular to the optical axis.

第9図は、2つのプリズム36、37を共に移動させる例
である。
FIG. 9 shows an example in which the two prisms 36 and 37 are moved together.

第10図は、レンズ38とプリズム39を一体として見た場
合、平凸1枚レンズとなる様にした例を示し、レンズ38
は片面が曲面、もう片面がプリズム39の頂角分だけ光軸
に垂直な位置から傾いた平面であり、この傾いた平面に
沿ってプリズム39が移動される。
FIG. 10 shows an example in which the lens 38 and the prism 39 are formed as a single plano-convex lens when viewed as a unit.
Has a curved surface on one side and a plane inclined on the other side from a position perpendicular to the optical axis by the vertex angle of the prism 39. The prism 39 is moved along the inclined plane.

第11図は、レンズ40とプリズム41の間に隙間を開けた
例を示す。
FIG. 11 shows an example in which a gap is provided between the lens 40 and the prism 41.

第12図は、コリメータレンズ42の構成を3枚玉にした
例を示す。2つのプリズムは一方又は両方を移動させ
る。
FIG. 12 shows an example in which the configuration of the collimator lens 42 is three pieces. The two prisms move one or both.

第13図は、プリズム手段を第10図の例と同様にレンズ
43と可動なプリズム44で構成した例であり、各レンズと
プリズム44を一体として見た場合、入射面が平面である
コリメータレンズ系を備える例と見做せるものである。
FIG. 13 shows a prism means similar to the example of FIG.
This is an example in which the lens 43 and the movable prism 44 are provided, and when each lens and the prism 44 are viewed integrally, it can be regarded as an example having a collimator lens system having a flat incident surface.

第14図は、複数枚のレンズで構成されるコリメータレ
ンズ系45の入射側レンズと出射側レンズの間に、2枚を
合わせると平行平板と見做せる2枚のプリズム46、47を
配置した例を示し、プリズムは一方又は両方を可動とし
ている。
FIG. 14 shows that two prisms 46 and 47, which can be regarded as a parallel plate when the two lenses are combined, are arranged between the entrance lens and the exit lens of the collimator lens system 45 composed of a plurality of lenses. By way of example, one or both prisms are movable.

第15図は、コリメータレンズ系が複数のレンズで構成
され、入射面と出射面の間に可動なプリズム48が配置さ
れた例を示し、プリズム48に隣接するレンズ49は片面が
曲面で、もう片面がプリズム48の頂角分だけ光軸に垂直
な位置から傾いた平面となっている。
FIG. 15 shows an example in which a collimator lens system is composed of a plurality of lenses, and a movable prism 48 is disposed between an entrance surface and an exit surface. One surface is a plane inclined by a vertical angle of the prism 48 from a position perpendicular to the optical axis.

[発明の効果] 以上説明した如く、本発明の構成によれば、走査光学
系の光路中にプリズム手段を挿入してそれを全体的又は
部分的に光軸とは異なる方向に移動して光路長を変化さ
せ、それにより被照射対上の走査光束の集光状態を調整
しているので、プリズム手段の移動感度を低感度にして
安価かつ簡単な移動手段で精度良くプリズム手段を移動
制御できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the configuration of the present invention, the prism means is inserted into the optical path of the scanning optical system, and the prism means is moved, in whole or in part, in a direction different from the optical axis. Since the length is changed, thereby adjusting the focusing state of the scanning light beam on the illuminated pair, the movement sensitivity of the prism means can be reduced, and the movement of the prism means can be accurately controlled by an inexpensive and simple movement means. .

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

第1図は本発明の第1実施例の概略構成図、第2図は第
1実施例のプリズムのある部分の拡大図、第3図は第2
実施例を説明する図、第4図は第3実施例を説明する
図、第5図は第4実施例を説明する図、第6図は第4実
施例の変形例でコリメータレンズのバックフォーカスの
変化を説明する図、第7図乃至第15図は、夫々、他の実
施例を示す図である。 1……光源、2、20、21、30〜37、39、41、44、46、4
7、48……くさび型プリズム、3……プリズム駆動装
置、4……コリメータレンズ、8……被走査面、12、3
8、40、43、49……プリズム手段
FIG. 1 is a schematic structural view of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a portion of the first embodiment having a prism, and FIG.
FIG. 4 is a view for explaining an embodiment, FIG. 4 is a view for explaining a third embodiment, FIG. 5 is a view for explaining a fourth embodiment, and FIG. 6 is a modified example of the fourth embodiment. FIGS. 7 to 15 are diagrams showing other embodiments, respectively. 1. Light source, 2, 20, 21, 30-37, 39, 41, 44, 46, 4
7, 48 ... wedge prism, 3 ... prism driving device, 4 ... collimator lens, 8 ... scanned surface, 12, 3
8, 40, 43, 49 …… Prism means

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源からの光束を被照射体上に走査する走
査光学装置において、光源と被照射体との間の光路中に
プリズム手段が配置され、該プリズム手段を少なくとも
部分において光軸方向とは異なる方向に移動させること
により走査光束の被照射体上での集光状態を調整するこ
とを特徴とする走査光学装置。
In a scanning optical apparatus for scanning a light beam from a light source onto an object to be irradiated, a prism means is disposed in an optical path between the light source and the object to be irradiated, and the prism means is disposed at least in a part in an optical axis direction. A scanning optical device, wherein the scanning light beam is adjusted in a different direction from the scanning light beam so as to adjust the focusing state of the scanning light beam on the irradiation object.
【請求項2】前記プリズム手段は、一面が光軸に垂直と
なり他面が別の光学部材面と隣接する様に配置されたく
さび型プリズムを含み、該隣接する光学部材面と該プリ
ズムの他面とが平行なままの状態で該プリズムが光軸方
向とは異なる方向に移動される請求項1記載の走査光学
装置。
2. The prism means includes a wedge prism arranged so that one surface is perpendicular to the optical axis and the other surface is adjacent to another optical member surface. The scanning optical device according to claim 1, wherein the prism is moved in a direction different from the optical axis direction while the surface remains parallel.
【請求項3】前記光学部材がレンズである請求項2記載
の走査光学装置。
3. The scanning optical device according to claim 2, wherein said optical member is a lens.
【請求項4】前記光学部材が前記プリズムと同じ頂角を
持つ他のくさび型プリズムである請求項2記載の走査光
学装置。
4. The scanning optical device according to claim 2, wherein said optical member is another wedge prism having the same apex angle as said prism.
【請求項5】前記プリズムが前記隣接する光学部材面と
平行な方向に移動される請求項2記載の走査光学装置。
5. The scanning optical device according to claim 2, wherein the prism is moved in a direction parallel to the surface of the adjacent optical member.
【請求項6】前記プリズムが光軸と垂直な方向に移動さ
れる請求項2記載の走査光学装置。
6. The scanning optical device according to claim 2, wherein said prism is moved in a direction perpendicular to an optical axis.
【請求項7】前記プリズムと前記別の光学部材の間の間
隔がゼロである請求項2記載の走査光学装置。
7. The scanning optical device according to claim 2, wherein a distance between said prism and said another optical member is zero.
【請求項8】前記プリズムと前記別の光学部材は同じ屈
折率を有する請求項2記載の走査光学装置。
8. The scanning optical device according to claim 2, wherein said prism and said another optical member have the same refractive index.
【請求項9】前記2つのプリズムは両方共移動させる請
求項4記載の走査光学装置。
9. The scanning optical device according to claim 4, wherein both of said two prisms are moved.
【請求項10】前記プリズム手段が1群のくさび型プリ
ズムから成る請求項1記載の走査光学装置。
10. The scanning optical device according to claim 1, wherein said prism means comprises a group of wedge prisms.
【請求項11】前記くさび型プリズムの頂角は5度以下
である請求項10記載の走査光学装置。
11. The scanning optical device according to claim 10, wherein an apex angle of said wedge prism is 5 degrees or less.
【請求項12】前記プリズムを通る光束の、該プリズム
の光軸に対して傾いた面での有効Fナンバーが1.8以上
である請求項10記載の走査光学装置。
12. The scanning optical apparatus according to claim 10, wherein an effective F-number of a light beam passing through said prism on a plane inclined with respect to an optical axis of said prism is 1.8 or more.
【請求項13】前記光源は半導体レーザであり、該半導
体レーザの非点収差と前記くさび型プリズムによって発
生する非点収差が互いに打ち消し合う様に該レーザとプ
リズムの位置関係が定められて配置されている請求項10
記載の走査光学装置。
13. The light source is a semiconductor laser, and a positional relationship between the laser and the prism is determined so that astigmatism of the semiconductor laser and astigmatism generated by the wedge-shaped prism cancel each other. Claim 10
The scanning optical device according to claim 1.
【請求項14】前記プリズム手段が前記光源とコリメー
タレンズ系の射出面との間の光束が平行光でない光路中
に配されている請求項1記載の走査光学装置。
14. A scanning optical apparatus according to claim 1, wherein said prism means is disposed in an optical path in which a light beam between said light source and an exit surface of a collimator lens system is not a parallel light.
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JP4655714B2 (en) * 2005-03-22 2011-03-23 富士ゼロックス株式会社 Optical scanning device
JP5100197B2 (en) * 2007-05-01 2012-12-19 キヤノン株式会社 Adjusting method and manufacturing method of optical scanning device
US20100060863A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-11 Microvision, Inc. Distortion Altering Optics for MEMS Scanning Display Systems or the Like
JP6150313B1 (en) * 2016-02-15 2017-06-21 三菱重工業株式会社 Laser processing machine

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