JP2757311B2 - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JP2757311B2 JP2757311B2 JP17070189A JP17070189A JP2757311B2 JP 2757311 B2 JP2757311 B2 JP 2757311B2 JP 17070189 A JP17070189 A JP 17070189A JP 17070189 A JP17070189 A JP 17070189A JP 2757311 B2 JP2757311 B2 JP 2757311B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像記録装置、画像読取り装置などに好適な
走査光学装置に関し、特に、高解像化、低価格化に適し
た走査光学装置に関する。
走査光学装置に関し、特に、高解像化、低価格化に適し
た走査光学装置に関する。
［従来の技術］ 走査光学系の像面湾曲の補正を目的として構成された
従来例としては、光源又はレンズを圧電素子に取付けて
移動させる光源移動アクチュエータを備えた例（特開昭
59−116603号公報参照）、像面湾曲量を記憶しておきそ
の量に従って光源であるレーザーの強度を制御する方式
の例（特開昭61−25367号公報参照）、偏向器であるポ
リゴンの回転に係らず、常にポリゴンミラー面にビーム
が線状結像されるように可変焦点機構を駆動する方式の
例（特開昭61−185716号公報参照）などが知られてい
る。
従来例としては、光源又はレンズを圧電素子に取付けて
移動させる光源移動アクチュエータを備えた例（特開昭
59−116603号公報参照）、像面湾曲量を記憶しておきそ
の量に従って光源であるレーザーの強度を制御する方式
の例（特開昭61−25367号公報参照）、偏向器であるポ
リゴンの回転に係らず、常にポリゴンミラー面にビーム
が線状結像されるように可変焦点機構を駆動する方式の
例（特開昭61−185716号公報参照）などが知られてい
る。
［発明が解決しようとする課題］ しかし乍ら、上記従来例は次の様な欠点を持つてい
る。
る。
第１の従来例は、圧電素子に印加する電圧を制御する
ことにより光学要素の位置を制御でき、被走査面上の走
査線全体に亙って良好なスポット結像状態が得られると
しているが、圧電素子に印加する電圧値を如何にして決
定するかについては不明である為、実際に走査光学系を
構成するに際しては困難がある。また、ｆ・θレンズを
用いないポストオブジェクティブ走査光学系についての
み言及されているので、ｆ・θレンズを用いるプリオブ
ジェクティブ走査光学系に応用する場合には困難があ
る。
ことにより光学要素の位置を制御でき、被走査面上の走
査線全体に亙って良好なスポット結像状態が得られると
しているが、圧電素子に印加する電圧値を如何にして決
定するかについては不明である為、実際に走査光学系を
構成するに際しては困難がある。また、ｆ・θレンズを
用いないポストオブジェクティブ走査光学系についての
み言及されているので、ｆ・θレンズを用いるプリオブ
ジェクティブ走査光学系に応用する場合には困難があ
る。
第２の従来例は、走査光学系の像面湾曲を記憶する方
式を用いてはいるものの、記憶した像面湾曲データに基
づいてレーザー強度を制御して被走査面上の記録スポッ
ト径を補正する方式であるので、像面湾曲そのものは補
正されず高解像化を達成するには困難が伴う。また、こ
の補正方式によれば、像面湾曲の大きな部分と小さな部
分とで記録スポット径を等しく出来るが、これら２つの
部分で露光エネルギー密度は異なるので、記録濃度にム
ラが生じ、特に中間調画像を表現しようとする場合には
困難が生ずる。
式を用いてはいるものの、記憶した像面湾曲データに基
づいてレーザー強度を制御して被走査面上の記録スポッ
ト径を補正する方式であるので、像面湾曲そのものは補
正されず高解像化を達成するには困難が伴う。また、こ
の補正方式によれば、像面湾曲の大きな部分と小さな部
分とで記録スポット径を等しく出来るが、これら２つの
部分で露光エネルギー密度は異なるので、記録濃度にム
ラが生じ、特に中間調画像を表現しようとする場合には
困難が生ずる。
第３の従来例は、ポリゴンの回転が原因で発生する副
走査方向（サジタル方向）の像面湾曲は完全に補正でき
るが、主走査方向（メリジオナル方向、走査ビームが経
時的に形成する走査面に垂直な副走査方向に対して直交
する方向）の像面湾曲と光学系自体が持つ副走査方向
（サジタル方向）の像面湾曲とは補正することができな
い。この為、同従来例に用いるｆ・θレンズとしては、
メリジオナル、サジタル両方向について像面湾曲が良好
に補正された光学系を用いなければならず、装置の価格
が高価になると共に、高解像化を達成する場合にはｆ・
θレンズの設計が困難になる。
走査方向（サジタル方向）の像面湾曲は完全に補正でき
るが、主走査方向（メリジオナル方向、走査ビームが経
時的に形成する走査面に垂直な副走査方向に対して直交
する方向）の像面湾曲と光学系自体が持つ副走査方向
（サジタル方向）の像面湾曲とは補正することができな
い。この為、同従来例に用いるｆ・θレンズとしては、
メリジオナル、サジタル両方向について像面湾曲が良好
に補正された光学系を用いなければならず、装置の価格
が高価になると共に、高解像化を達成する場合にはｆ・
θレンズの設計が困難になる。
従って、本発明の目的は、上記従来例の欠点を克服す
べく、メリジオナル及びサジタル方向の像面湾曲を良好
に補正した走査光学装置を提供することにある。
べく、メリジオナル及びサジタル方向の像面湾曲を良好
に補正した走査光学装置を提供することにある。
［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では、アナモフィック
な光学要素を含む走査光学系を用いて光源からのビーム
を被走査面上に走査する走査光学装置において、前記走
査光学系のメリジオナル及びサジタル像面湾曲に関する
情報を記憶する手段と、メリジオナル及びサジタル方向
のビーム結像位置のうち少なくともメリジオナル方向の
ビーム結像位置を制御する第１制御手段（より具体的に
は、メリジオナル方向のビーム結像位置を制御する為に
メリジオナル方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレ
ンズを光軸方向に制御したり、メリジオナル及びサジタ
ル方向のビーム結像位置を制御する為に両方向に屈折力
を持つ回転対称光学系を光軸方に制御したり、メリジオ
ナル及びサジタル方向のビーム結像位置を制御する為に
光源を光軸方向に制御したりする手段である）と、メリ
ジオナル及びサジタル方向のビーム結像位置のうち少な
くともサジタル方向のビーム結像位置を制御する第２制
御手段（より具体的には、サジタル方向のビーム結像位
置を制御する為にサジタル方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズを光軸方向に制御したり、メリジオナ
ル及びサジタル方向のビーム結像位置のうち一方の方向
のビーム結像位置を制御する為に該一方の方向にのみ屈
折力を持つシリンドリカルレンズを光軸方向に制御した
りする手段である）とを有し、前記記憶手段からの前記
２種類の像面湾曲情報に基づき前記第１及び第２制御手
段がビーム走査に同期して制御されることにより、前記
２種類の像面湾曲が共に補正されメリジオナル方向とサ
ジタル方向の両ビーム結像位置を全ビーム走査位置にお
いて実質的に前記被走査面に一致させている。
な光学要素を含む走査光学系を用いて光源からのビーム
を被走査面上に走査する走査光学装置において、前記走
査光学系のメリジオナル及びサジタル像面湾曲に関する
情報を記憶する手段と、メリジオナル及びサジタル方向
のビーム結像位置のうち少なくともメリジオナル方向の
ビーム結像位置を制御する第１制御手段（より具体的に
は、メリジオナル方向のビーム結像位置を制御する為に
メリジオナル方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレ
ンズを光軸方向に制御したり、メリジオナル及びサジタ
ル方向のビーム結像位置を制御する為に両方向に屈折力
を持つ回転対称光学系を光軸方に制御したり、メリジオ
ナル及びサジタル方向のビーム結像位置を制御する為に
光源を光軸方向に制御したりする手段である）と、メリ
ジオナル及びサジタル方向のビーム結像位置のうち少な
くともサジタル方向のビーム結像位置を制御する第２制
御手段（より具体的には、サジタル方向のビーム結像位
置を制御する為にサジタル方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズを光軸方向に制御したり、メリジオナ
ル及びサジタル方向のビーム結像位置のうち一方の方向
のビーム結像位置を制御する為に該一方の方向にのみ屈
折力を持つシリンドリカルレンズを光軸方向に制御した
りする手段である）とを有し、前記記憶手段からの前記
２種類の像面湾曲情報に基づき前記第１及び第２制御手
段がビーム走査に同期して制御されることにより、前記
２種類の像面湾曲が共に補正されメリジオナル方向とサ
ジタル方向の両ビーム結像位置を全ビーム走査位置にお
いて実質的に前記被走査面に一致させている。
［作用］ 上記構成の本発明では、メリジオナル及びサジタル像
面湾曲に関する情報が記憶されていて、それからの情報
に基づいて、ビーム走査に同期して、少なくともメリジ
オナル方向のビーム結像位置を制御する第１制御手段と
少なくともサジタル方向のビーム結像位置を制御する第
２制御手段が制御されるので、上記２種類の像面湾曲が
全走査位置で両方とも補正され得る。従って、被走査面
上のビームスポットが全走査位置において良好に調整さ
れる。
面湾曲に関する情報が記憶されていて、それからの情報
に基づいて、ビーム走査に同期して、少なくともメリジ
オナル方向のビーム結像位置を制御する第１制御手段と
少なくともサジタル方向のビーム結像位置を制御する第
２制御手段が制御されるので、上記２種類の像面湾曲が
全走査位置で両方とも補正され得る。従って、被走査面
上のビームスポットが全走査位置において良好に調整さ
れる。
［実施例］ 第１図は本発明の第１実施例の走査面内における構成
を示す図であり、同図において、１は半導体レーザー
（LD）、２は不図示のアクチュエータにより光軸方向に
移動可能な主走査（メリジオナル）方向にのみ屈折力を
持つシリンドリカルレンズ、３は同じく不図示のアクチ
ュエータにより光軸方向に移動可能な副走査（サジタ
ル）方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ、４
は回転ポリゴンミラー、５はｆ・θレンズ、６は感光体
などの被走査面、７はビーム検出器、８はカウンタ、９
は発振器、10はCPU、11は走査光学系のメリジオナル及
びサジタル像面湾曲の情報が記憶されたメモリ（RO
M）、12はRAM、13と14はシリンドリカルレンズ２を移動
させるアクチュエータを駆動する為のD/A変換器と駆動
回路、15と16はシリンドリカルレンズ３を移動させるア
クチュエータを駆動す為のD/A変換器と駆動回路であ
る。
を示す図であり、同図において、１は半導体レーザー
（LD）、２は不図示のアクチュエータにより光軸方向に
移動可能な主走査（メリジオナル）方向にのみ屈折力を
持つシリンドリカルレンズ、３は同じく不図示のアクチ
ュエータにより光軸方向に移動可能な副走査（サジタ
ル）方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズ、４
は回転ポリゴンミラー、５はｆ・θレンズ、６は感光体
などの被走査面、７はビーム検出器、８はカウンタ、９
は発振器、10はCPU、11は走査光学系のメリジオナル及
びサジタル像面湾曲の情報が記憶されたメモリ（RO
M）、12はRAM、13と14はシリンドリカルレンズ２を移動
させるアクチュエータを駆動する為のD/A変換器と駆動
回路、15と16はシリンドリカルレンズ３を移動させるア
クチュエータを駆動す為のD/A変換器と駆動回路であ
る。
上記構成において、半導体レーザー１から出射したレ
ーザービームはシリンドリカルレンズ２を通って主走査
方向に略平行にビームとなり、そしてシリンドリカルレ
ンズ３を通過して副走査方向に収束されたポリゴンミラ
ー４の反射面上に主走査方向に線状に結像される。ポリ
ゴンミラー４で反射されたビームはｆ・θレンズ５によ
つて被走査面６に結像させられ、ポリゴンミラー４の等
速回転に伴って被走査面６上を等速走査する。
ーザービームはシリンドリカルレンズ２を通って主走査
方向に略平行にビームとなり、そしてシリンドリカルレ
ンズ３を通過して副走査方向に収束されたポリゴンミラ
ー４の反射面上に主走査方向に線状に結像される。ポリ
ゴンミラー４で反射されたビームはｆ・θレンズ５によ
つて被走査面６に結像させられ、ポリゴンミラー４の等
速回転に伴って被走査面６上を等速走査する。
等速走査されるレーザービームの走査スポットは被走
査面６の有効走査領域に達する前に、被走査６の延長に
配置された上記ビーム検出器７の通過するようになって
いる。
査面６の有効走査領域に達する前に、被走査６の延長に
配置された上記ビーム検出器７の通過するようになって
いる。
レーザービームが、ビーム検出器７を通過すると、カ
ウンタ８はその時からの発振器９の発振回数を計数する
が、この計数値は、等速走査されるビームスポットが現
在走査している被走査面６上の位置の情報を与えてい
る。
ウンタ８はその時からの発振器９の発振回数を計数する
が、この計数値は、等速走査されるビームスポットが現
在走査している被走査面６上の位置の情報を与えてい
る。
CPU10は、カウンタ８からの走査位置情報に基づき、
メモリ（ROM）11内に記憶された走査光学系のメリジオ
ナル及びサジタル像面湾曲に関する上記走査位置に対応
する情報を読み出し、これら読み出し情報を２つのアク
チュエータに対する２つのデータに変換する。そして、
一方はD/A変換器13と駆動回路14を通じてシリンドリカ
ルレンズ２を移動制御するアクチュエータに送られ、他
方はD/A変換器15と駆動回路16を通じてシリンドレカル
レンズ３を移動制御するアクチュエータに送られる。
メモリ（ROM）11内に記憶された走査光学系のメリジオ
ナル及びサジタル像面湾曲に関する上記走査位置に対応
する情報を読み出し、これら読み出し情報を２つのアク
チュエータに対する２つのデータに変換する。そして、
一方はD/A変換器13と駆動回路14を通じてシリンドリカ
ルレンズ２を移動制御するアクチュエータに送られ、他
方はD/A変換器15と駆動回路16を通じてシリンドレカル
レンズ３を移動制御するアクチュエータに送られる。
こうして、シリンドリカルレンズ２の移動により走査
光学系のメリジオナル像面湾曲が補正されると共にシリ
ンドリカルレンズ３の移動により走査光学系のサジタル
像面湾曲が補正されて、被走査面６全体に亙って結像な
いし集光状態の良好な（ピントの合った）ビームスポッ
トが得られる。
光学系のメリジオナル像面湾曲が補正されると共にシリ
ンドリカルレンズ３の移動により走査光学系のサジタル
像面湾曲が補正されて、被走査面６全体に亙って結像な
いし集光状態の良好な（ピントの合った）ビームスポッ
トが得られる。
上記において、メモリ11には、ビームの走査位置（又
は走査時刻）に応じて各アクチュエータに出力すべきデ
ータそのものが記憶されていてもよいし、像面湾曲その
ものを表現するデータが記憶されていても良い。メモリ
11に後者が記憶されている場合には、書き込みや読み取
りなどの走査に先立つてCPU10によって後者から前者が
計算され、それをRAM12に格納して、走査時にRAM12から
このデータを読み出す様にすれば、各アクチュエータに
出力すべきデータそのものを記憶している場合と同様に
時間効率を上げることができる。
は走査時刻）に応じて各アクチュエータに出力すべきデ
ータそのものが記憶されていてもよいし、像面湾曲その
ものを表現するデータが記憶されていても良い。メモリ
11に後者が記憶されている場合には、書き込みや読み取
りなどの走査に先立つてCPU10によって後者から前者が
計算され、それをRAM12に格納して、走査時にRAM12から
このデータを読み出す様にすれば、各アクチュエータに
出力すべきデータそのものを記憶している場合と同様に
時間効率を上げることができる。
ここで、第１実施例において、上記の様にシリンドリ
カルレンズ２の位置とシリンドリカルレンズ３の位置と
を光軸方向に移動させることでメリジオナル及びサジタ
ル像面湾曲の両方が補正され、ビームのメリジオナル結
像位置とサジタル結像位置を共に被走査面６に常に一致
させることが出来ることを示す。
カルレンズ２の位置とシリンドリカルレンズ３の位置と
を光軸方向に移動させることでメリジオナル及びサジタ
ル像面湾曲の両方が補正され、ビームのメリジオナル結
像位置とサジタル結像位置を共に被走査面６に常に一致
させることが出来ることを示す。
第２図は走査光学系の像面湾曲の一例を示す図であ
り、ΔＭ、ΔＳは夫々メリジオナル（主走査方向）及び
サジタル（副走査方向）像面湾曲を示し、θは走査角
（基準位置からのビーム角度で示す）を示す。像面湾曲
は、その曲線（ΔＭ、ΔＳ）が縦軸と交わる点で零にな
り、ビームが被走査面６上で結像することを表わす。第
２図の例でえば、θ＝０゜と±30゜のときにメリジオナ
ル像面湾曲（ΔＭ）が零になり、θ＝±10゜付近のとき
にサジタル像面湾曲（ΔＳ）が零になる。それ以外の走
査角では像面湾曲は零ではない。
り、ΔＭ、ΔＳは夫々メリジオナル（主走査方向）及び
サジタル（副走査方向）像面湾曲を示し、θは走査角
（基準位置からのビーム角度で示す）を示す。像面湾曲
は、その曲線（ΔＭ、ΔＳ）が縦軸と交わる点で零にな
り、ビームが被走査面６上で結像することを表わす。第
２図の例でえば、θ＝０゜と±30゜のときにメリジオナ
ル像面湾曲（ΔＭ）が零になり、θ＝±10゜付近のとき
にサジタル像面湾曲（ΔＳ）が零になる。それ以外の走
査角では像面湾曲は零ではない。
そこで、第１図の走査光学系の像面湾曲が第２図の様
であってとする場合に、主走査方向に屈折力を有するシ
リンドリカルレンズ２を光軸方向に動かすと、近似的に
は第２図のメリジオナル像面湾曲（ΔＭ）のカーブのみ
が左右方向に平行移動する。何故ならば、シリンドリカ
ルレンズ２はメリジオナル方向に屈折力を持っているの
で、このレンズ２の移動によってメリジオナル方向の結
像点は移動するが、このレンズ２はサジタル方向には屈
折力を持たず平行平面ガラスと同等の効果しか持つてい
ない為、該レンズ２の移動によりサジタル方向の結像点
は移動しないからである。更に、該レンズ２の移動によ
って結像点の移動だけが起こり、収差の変化はないと近
似出来るからである。
であってとする場合に、主走査方向に屈折力を有するシ
リンドリカルレンズ２を光軸方向に動かすと、近似的に
は第２図のメリジオナル像面湾曲（ΔＭ）のカーブのみ
が左右方向に平行移動する。何故ならば、シリンドリカ
ルレンズ２はメリジオナル方向に屈折力を持っているの
で、このレンズ２の移動によってメリジオナル方向の結
像点は移動するが、このレンズ２はサジタル方向には屈
折力を持たず平行平面ガラスと同等の効果しか持つてい
ない為、該レンズ２の移動によりサジタル方向の結像点
は移動しないからである。更に、該レンズ２の移動によ
って結像点の移動だけが起こり、収差の変化はないと近
似出来るからである。
第３図は以上の模様を示す。シリンドリカルレンズ２
の移動によりメリジオナル像面湾曲の曲線がΔＭからΔ
Ｍ′へと移動し、他方ΔＳは不動である。この様に、曲
線ΔＭが移動することで被走査面６上でメリジオナル方
向のピントが合う走査位置（走査角）も変化し、この位
置は第３図中の縦軸上に黒点と矢印で示し、そのときの
走査角θM1〜θ7Mも示してある。
の移動によりメリジオナル像面湾曲の曲線がΔＭからΔ
Ｍ′へと移動し、他方ΔＳは不動である。この様に、曲
線ΔＭが移動することで被走査面６上でメリジオナル方
向のピントが合う走査位置（走査角）も変化し、この位
置は第３図中の縦軸上に黒点と矢印で示し、そのときの
走査角θM1〜θ7Mも示してある。
第３図より、走査角がθ1M、θ4M、θ7Mのときにはメ
リジオナル像面湾曲がΔＭとなり、走査角がθ2M、
θ3M、θ5M、θ6Mのときにはメリジオナル像面湾曲がΔ
Ｍ′になるように、シリンドリカルレンズ２の位置を制
御すれば、これら７個所の走査角位置についてはメリジ
オナル像面湾曲がなくなり、メリジオナル結像点を被走
査面６上に一致させられ得ることが分かる。従って、他
の全ての走査角においても、同様に、シリンドリカルレ
ンズ２を適切な量だけ移動させることにより、メリジオ
ナル像面湾曲の曲線を移動させてその走査角でのメリジ
オナル像面湾曲量を零にし、メリジオナル方向の結像点
を被走査面６上に一致させることができる。
リジオナル像面湾曲がΔＭとなり、走査角がθ2M、
θ3M、θ5M、θ6Mのときにはメリジオナル像面湾曲がΔ
Ｍ′になるように、シリンドリカルレンズ２の位置を制
御すれば、これら７個所の走査角位置についてはメリジ
オナル像面湾曲がなくなり、メリジオナル結像点を被走
査面６上に一致させられ得ることが分かる。従って、他
の全ての走査角においても、同様に、シリンドリカルレ
ンズ２を適切な量だけ移動させることにより、メリジオ
ナル像面湾曲の曲線を移動させてその走査角でのメリジ
オナル像面湾曲量を零にし、メリジオナル方向の結像点
を被走査面６上に一致させることができる。
以上の様にして、全走査角に亙ってメリジオナル像面
湾曲が補正され、メリジオナル方向の結像点を被走査面
６上に一致させられる。
湾曲が補正され、メリジオナル方向の結像点を被走査面
６上に一致させられる。
上記メリジオナル方向における理由と同様の理由によ
り、サジタル方向にのみ屈折力を有するシリンドリカル
レンズ３を光軸方向に移動させると、近似的にサジタル
像面湾曲ΔＳのカーブだけが左右方向に平行移動させら
れる。第４図はこの様子を示す。同図では、ΔＭは移動
しないままで、サジタル像面湾曲の曲線がΔＳからΔ
Ｓ′やΔＳ″へと移動させられる様子が示されている。
同図より、走査角がθ4Sのときにはサジタル像面湾曲を
ΔＳ′の曲線に、走査角がθ3S、θ5Sのときにはサジタ
ル像面湾曲をΔＳの曲線に、そして走査角がθ1S、
θ2S、θ6S、θ7Sのときにはサジタル像面湾曲をΔＳ″
の曲線に、夫々、一致させる様に、シリンドリカルレン
ズ３の位置を制御すれば、これらの走査角θ1S〜θ7Sに
おいてサジタル像面湾曲が零になりサジタル結像点を被
走査面６上に一致させられ得ることが分かる。
り、サジタル方向にのみ屈折力を有するシリンドリカル
レンズ３を光軸方向に移動させると、近似的にサジタル
像面湾曲ΔＳのカーブだけが左右方向に平行移動させら
れる。第４図はこの様子を示す。同図では、ΔＭは移動
しないままで、サジタル像面湾曲の曲線がΔＳからΔ
Ｓ′やΔＳ″へと移動させられる様子が示されている。
同図より、走査角がθ4Sのときにはサジタル像面湾曲を
ΔＳ′の曲線に、走査角がθ3S、θ5Sのときにはサジタ
ル像面湾曲をΔＳの曲線に、そして走査角がθ1S、
θ2S、θ6S、θ7Sのときにはサジタル像面湾曲をΔＳ″
の曲線に、夫々、一致させる様に、シリンドリカルレン
ズ３の位置を制御すれば、これらの走査角θ1S〜θ7Sに
おいてサジタル像面湾曲が零になりサジタル結像点を被
走査面６上に一致させられ得ることが分かる。
こうして、上記メリジオナル方向における説明と同じ
く、シリンドリカルレンズ３を、全ての走査角に亙っ
て、適切な量だけ移動させることにより、サジタル方向
の像面湾曲が補正され、サジタル方向の結像点を被走査
面６上に一致させることができる。
く、シリンドリカルレンズ３を、全ての走査角に亙っ
て、適切な量だけ移動させることにより、サジタル方向
の像面湾曲が補正され、サジタル方向の結像点を被走査
面６上に一致させることができる。
以上説明した、シリンドリカルレンズ２と３の移動に
よるメリジオナル及びサジタル像面湾曲の補正は、互い
に独立であって他方に影響を与えない為、これら２つの
補正方法を組み合わせることによって、メリジオナルと
サジタルの２つの像面湾曲を共に補正でき、メリジオナ
ルとサジタルの両方向のビーム結像位置を共に被走査面
６に常に一致させることができる。
よるメリジオナル及びサジタル像面湾曲の補正は、互い
に独立であって他方に影響を与えない為、これら２つの
補正方法を組み合わせることによって、メリジオナルと
サジタルの２つの像面湾曲を共に補正でき、メリジオナ
ルとサジタルの両方向のビーム結像位置を共に被走査面
６に常に一致させることができる。
次に、本発明の第２実施例について説明する。
本発明の走査光学装置の第２実施例を示す第５図にお
いて、21は半導体レーザー１に接して同レーザー１を光
軸方向に移動させる為の圧電素子、22は回転対称光学系
のコリメータレンズ、23と24は圧電素子21を駆動する為
のD/A変換器と駆動回路であり、その他の部材は第１実
施例における同符号の部材と同じものである。
いて、21は半導体レーザー１に接して同レーザー１を光
軸方向に移動させる為の圧電素子、22は回転対称光学系
のコリメータレンズ、23と24は圧電素子21を駆動する為
のD/A変換器と駆動回路であり、その他の部材は第１実
施例における同符号の部材と同じものである。
第２実施例が第１実施例と異なる点は、第１実施例で
はメリジオナル方向にのみ屈折力を持つシリンドリカル
レンズ２を移動したのに対して、第２実施例では半導体
レーザー１を移動する点である。
はメリジオナル方向にのみ屈折力を持つシリンドリカル
レンズ２を移動したのに対して、第２実施例では半導体
レーザー１を移動する点である。
以下に、半導体レーザー１とサジタル方向にのみ屈折
力を持つシリンドリカルレンズ３を光軸方向に移動する
ことにより、メリジオナル及びサジタルの像面湾曲を被
走査面６全体に亙って補正することができることを示
す。
力を持つシリンドリカルレンズ３を光軸方向に移動する
ことにより、メリジオナル及びサジタルの像面湾曲を被
走査面６全体に亙って補正することができることを示
す。
第５図において、半導体レーザー１から出射したレー
ザービームは、回転対称光学系のコリメータレンズ22に
より、メリジオナル方向にもサジタル方向にも略平行な
ビームとなる。この平行ビームはサジタル方向にのみ屈
折力を持つシリンドリカルレンズ３によってサジタル方
向にのみ集光され、ポリゴンミラー４上に線像として結
像される。そして、ミラー４で反射されたビームはｆ・
θレンズ５によって被走査面６上に結像される。
ザービームは、回転対称光学系のコリメータレンズ22に
より、メリジオナル方向にもサジタル方向にも略平行な
ビームとなる。この平行ビームはサジタル方向にのみ屈
折力を持つシリンドリカルレンズ３によってサジタル方
向にのみ集光され、ポリゴンミラー４上に線像として結
像される。そして、ミラー４で反射されたビームはｆ・
θレンズ５によって被走査面６上に結像される。
以上の走査光学系において、シリンドリカルレンズ３
を光軸方向に移動した場合の像面湾曲曲線の変化は、第
１実施例の場合と同様で、第４図の如くメリジオナル像
面湾曲ΔＭを不変にしたままサジタル像面湾曲ΔＳの曲
線を左右に平行移動させるものである。
を光軸方向に移動した場合の像面湾曲曲線の変化は、第
１実施例の場合と同様で、第４図の如くメリジオナル像
面湾曲ΔＭを不変にしたままサジタル像面湾曲ΔＳの曲
線を左右に平行移動させるものである。
一方、半導体レーザー１を光軸方向に移動させるとメ
リジオナル方向にもサジタル方向にも影響の与える為、
メリジオナル像面湾曲の曲線ΔＭもサジタル像面湾曲の
曲線ΔＳも共に平行移動する。この移動量は、半導体レ
ーザー１から被走査面６までの光学系の縦倍率に比例す
る。従って、この縦倍率がメリジオナル方向とサジタル
方向とで異なる様な走査光学系を用いた場合には、半導
体レーザー１の移動に伴って、両方向の像面湾曲ΔＭ、
ΔＳを示す曲線が、夫々、異なる量だけ平行移動するこ
とになる。
リジオナル方向にもサジタル方向にも影響の与える為、
メリジオナル像面湾曲の曲線ΔＭもサジタル像面湾曲の
曲線ΔＳも共に平行移動する。この移動量は、半導体レ
ーザー１から被走査面６までの光学系の縦倍率に比例す
る。従って、この縦倍率がメリジオナル方向とサジタル
方向とで異なる様な走査光学系を用いた場合には、半導
体レーザー１の移動に伴って、両方向の像面湾曲ΔＭ、
ΔＳを示す曲線が、夫々、異なる量だけ平行移動するこ
とになる。
第２実施例でも、シリンドリカルレンズ３の移動でサ
ジタル像面のみが移動されるので、半導体レーザー１の
移動によりメリジオナル及びサジタル両方向の像面が移
動されるとしても、結局、両方向の像面湾曲が共に補正
される。即ち、半導体レーザー１を移動することでメリ
ジオナル像面湾曲を先ず零とし、そのとき残存している
サジタル像面湾曲をシリンドリカルレンズ３の移動によ
り取り除けばよい。
ジタル像面のみが移動されるので、半導体レーザー１の
移動によりメリジオナル及びサジタル両方向の像面が移
動されるとしても、結局、両方向の像面湾曲が共に補正
される。即ち、半導体レーザー１を移動することでメリ
ジオナル像面湾曲を先ず零とし、そのとき残存している
サジタル像面湾曲をシリンドリカルレンズ３の移動によ
り取り除けばよい。
以上により、第２実施例においても、任意の走査位置
での像面湾曲が補正され、メリジオナル結像位置とサジ
タル結像位置の両方を被走査面６に一致させることがで
きる。
での像面湾曲が補正され、メリジオナル結像位置とサジ
タル結像位置の両方を被走査面６に一致させることがで
きる。
第２実施例において、半導体レーザー１の代わりにコ
リメータレンズ22や他の回転対称のレンズを動かしても
全く同様な効果が得られる。また、第２実施例は従来の
走査光学系の光学部品を変更することなく用いられるの
で、その点実用性が高いと言える。
リメータレンズ22や他の回転対称のレンズを動かしても
全く同様な効果が得られる。また、第２実施例は従来の
走査光学系の光学部品を変更することなく用いられるの
で、その点実用性が高いと言える。
ところで、上記実施例では、ビームの結像位置を変え
る為に光源やレンズを光軸方向に移動させていたが、そ
の他の方式で屈折力を変化させるレンズ手段なども用い
得る。例えば、電気的に屈折率を変えたり、電気的に面
形状を変えたりできる光学素子などを用い得る。
る為に光源やレンズを光軸方向に移動させていたが、そ
の他の方式で屈折力を変化させるレンズ手段なども用い
得る。例えば、電気的に屈折率を変えたり、電気的に面
形状を変えたりできる光学素子などを用い得る。
また、以上ではメリジオナル像面とサジタル像面とを
完全に被走査面６上に一致させる様に説明したが、実際
的には焦点深度の範囲で一致していれば良く、その意味
では、実質的に両像面を被走査面６上に一致させている
と言い得る。
完全に被走査面６上に一致させる様に説明したが、実際
的には焦点深度の範囲で一致していれば良く、その意味
では、実質的に両像面を被走査面６上に一致させている
と言い得る。
更に、シリンドリカルレンズ２、３、コリメータレン
ズ22、ｆ・θレンズ５等は単レンズであっても２枚以上
の複合レンズであってもよく、半導体レーザー１やシリ
ンドリカルレンズ２、３を移動させるアクチュエータも
圧電素子に限らず種々のものが用いられる。即ち、上記
実施例はあくまで例示であり、具体的構成は既知の技術
を用いて様々に変更できる。
ズ22、ｆ・θレンズ５等は単レンズであっても２枚以上
の複合レンズであってもよく、半導体レーザー１やシリ
ンドリカルレンズ２、３を移動させるアクチュエータも
圧電素子に限らず種々のものが用いられる。即ち、上記
実施例はあくまで例示であり、具体的構成は既知の技術
を用いて様々に変更できる。
［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、アナモフィック
な光学要素を含む走査光学系のメリジオナル及びサジタ
ルの両方の像面湾曲を簡単な構成で補正することがで
き、走査光学系を用いた記録装置や読取り装置などの高
解像化や低コスト化が可能となる。
な光学要素を含む走査光学系のメリジオナル及びサジタ
ルの両方の像面湾曲を簡単な構成で補正することがで
き、走査光学系を用いた記録装置や読取り装置などの高
解像化や低コスト化が可能となる。
第１図は本発明の第１実施例の走査面における構成図、
第２図は走査光学系の像面湾曲を示す図、第３図はメリ
ジオナル方向に屈折力を持つシリンドリカルレンズを移
動した場合の像面湾曲曲線の移動を示す図、第４図はサ
ジタル方向に屈折力を持つシリンドリカルレンズを移動
した場合の像面湾曲曲線の移動を示す図、第５図は本発
明の第２実施例を示す図である。 １……半導体レーザー、２、３……シリンドリカルレン
ズ、４……ポリゴンミラー、５……走査レンズ、６……
被走査面、７……ビーム検出器、21……圧電素子、22…
…回転対称光学系であるコリメータレンズ
第２図は走査光学系の像面湾曲を示す図、第３図はメリ
ジオナル方向に屈折力を持つシリンドリカルレンズを移
動した場合の像面湾曲曲線の移動を示す図、第４図はサ
ジタル方向に屈折力を持つシリンドリカルレンズを移動
した場合の像面湾曲曲線の移動を示す図、第５図は本発
明の第２実施例を示す図である。 １……半導体レーザー、２、３……シリンドリカルレン
ズ、４……ポリゴンミラー、５……走査レンズ、６……
被走査面、７……ビーム検出器、21……圧電素子、22…
…回転対称光学系であるコリメータレンズ
Claims (3)
- 【請求項１】アナモフィックな光学要素を含む走査光学
系を用いて光源からのビームを被走査面上に走査する走
査光学装置において、前記走査光学系のメリジオナル及
びサジタル像面湾曲に関する情報を記憶する手段と、メ
リジオナル及びサジタル方向のビーム結像位置のうちメ
リジオナル方向のビーム結像位置を制御する為にメリジ
オナル方向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズを
光軸方向に制御する第１制御手段と、メリジオナル及び
サジタル方向のビーム結像位置のうちサジタル方向のビ
ーム結像位置を制御する為にサジタル方向にのみ屈折力
を持つシリンドリカルレンズを光軸方向に制御する第２
制御手段とを有し、前記記憶手段からの前記２種類の像
面湾曲情報に基づき前記第１及び第２制御手段がビーム
走査に同期して制御されることにより、前記２種類の像
面湾曲が共に補正されメリジオナル方向とサジタル方向
の両ビーム結像位置を全ビーム走査位置において実質的
に前記被走査面に一致させることを特徴とする走査光学
装置。 - 【請求項２】アナモフィックな光学要素を含む走査光学
系を用いて光源からのビームを被走査面上に走査する走
査光学装置において、前記走査光学系のメリジオナル及
びサジタル像面湾曲に関する情報を記憶する手段と、メ
リジオナル及びサジタル方向のビーム結像位置を制御す
る為に両方向に屈折力を持つ回転対称光学系を光軸方向
に制御する第１制御手段と、メリジオナル及びサジタル
方向のビーム結像位置のうち一方の方向のビーム結像位
置を制御する為に該一方の方向にのみ屈折力を持つシリ
ンドリカルレンズを光軸方向に制御する第２制御手段と
を有し、前記記憶手段からの前記２種類の像面湾曲情報
に基づき前記第１及び第２制御手段がビーム走査に同期
して制御されることにより、前記２種類の像面湾曲が共
に補正されメリジオナル方向とサジタル方向の両ビーム
結像位置を全ビーム走査位置において実質的に前記被走
査面に一致させることを特徴とする走査光学装置。 - 【請求項３】アナモフィックな光学要素を含む走査光学
系を用いて光源からのビームを被走査面上に走査する走
査光学装置において、前記走査光学系のメリジオナル及
びサジタル像面湾曲に関する情報を記憶する手段と、メ
リジオナル及びサジタル方向のビーム結像位置を制御す
る為に前記光源を光軸方向に制御する第１制御手段と、
メリジオナル及びサジタル方向のビーム結像位置のうち
一方の方向のビーム結像位置を制御する為に該一方の方
向にのみ屈折力を持つシリンドリカルレンズを光軸方向
に制御する第２制御手段とを有し、前記記憶手段からの
前記２種類の像面湾曲情報に基づき前記第１及び第２制
御手段がビーム走査に同期して制御されることにより、
前記２種類の像面湾曲が共に補正されメリジオナル方向
とサジタル方向の両ビーム結像位置を全ビーム走査位置
において実質的に前記被走査面に一致させることを特徴
とする走査光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17070189A JP2757311B2 (ja) | 1989-07-01 | 1989-07-01 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17070189A JP2757311B2 (ja) | 1989-07-01 | 1989-07-01 | 走査光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0335211A JPH0335211A (ja) | 1991-02-15 |
| JP2757311B2 true JP2757311B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=15909796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17070189A Expired - Fee Related JP2757311B2 (ja) | 1989-07-01 | 1989-07-01 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757311B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-01 JP JP17070189A patent/JP2757311B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0335211A (ja) | 1991-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |