JP2846031B2 - レーザー光走査装置 - Google Patents
レーザー光走査装置Info
- Publication number
- JP2846031B2 JP2846031B2 JP1775990A JP1775990A JP2846031B2 JP 2846031 B2 JP2846031 B2 JP 2846031B2 JP 1775990 A JP1775990 A JP 1775990A JP 1775990 A JP1775990 A JP 1775990A JP 2846031 B2 JP2846031 B2 JP 2846031B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- objective lens
- light
- laser
- semi
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザープリンター、光ディスクドライ
ブ、光カードドライブ等のレーザー応用機器に関するも
のである。
ブ、光カードドライブ等のレーザー応用機器に関するも
のである。
［従来の技術］ レーザー光はコヒーレント性がよく、光線波長程度の
微小なスポットに集光することが可能なため、加工、測
定等の用途に幅広く用いられてきた。近年、小型で高性
能の半導体レーザーの出現により、レーザープリンタや
光ディスクドライブ等、レーザー光を利用したOA機器が
急速に普及している。
微小なスポットに集光することが可能なため、加工、測
定等の用途に幅広く用いられてきた。近年、小型で高性
能の半導体レーザーの出現により、レーザープリンタや
光ディスクドライブ等、レーザー光を利用したOA機器が
急速に普及している。
第３図に、従来のレーザープリンタにおけるポリゴン
ミラーを用いたレーザー光走査の概略を示す。半導体レ
ーザー301から出射されたレーザー光は、コリメータレ
ンズ302を通過してポリゴンミラー303の側部鏡面304で
反射され、その直後に置かれた対物レンズ305を経て感
光体ドラム306上に焦点を結ぶ。ポリゴンミラー303を矢
印のように回転させることで光線の方向が変化し、ドラ
ム上での光スポットの走査が行われる。ポリゴンミラー
の角度変化に伴う光線の振れがポリゴンミラーから離れ
るほど大きくなるので、対物レンズをポリゴンミラーか
らあまり離して置くことはできない。ポリゴンミラーの
回転速度を上げることで、10,000l pm以上の高速走査が
可能である。
ミラーを用いたレーザー光走査の概略を示す。半導体レ
ーザー301から出射されたレーザー光は、コリメータレ
ンズ302を通過してポリゴンミラー303の側部鏡面304で
反射され、その直後に置かれた対物レンズ305を経て感
光体ドラム306上に焦点を結ぶ。ポリゴンミラー303を矢
印のように回転させることで光線の方向が変化し、ドラ
ム上での光スポットの走査が行われる。ポリゴンミラー
の角度変化に伴う光線の振れがポリゴンミラーから離れ
るほど大きくなるので、対物レンズをポリゴンミラーか
らあまり離して置くことはできない。ポリゴンミラーの
回転速度を上げることで、10,000l pm以上の高速走査が
可能である。
レーザープリンタの光学系としては、上記のポリゴン
ミラー方式の他、鏡面を高速で回転させてレーザー光走
査を行うガルバノミラー方式も広く実用化されている。
ミラー方式の他、鏡面を高速で回転させてレーザー光走
査を行うガルバノミラー方式も広く実用化されている。
一方、光ディスクドライブにおいては、光源と光学系
を一体化した光学ヘッドを設け、この光学ヘッドをリニ
アモータ等で光ディスクの半径に沿って移動させてレー
ザー光走査を行い、目的トラックにアクセスすることが
行われる。
を一体化した光学ヘッドを設け、この光学ヘッドをリニ
アモータ等で光ディスクの半径に沿って移動させてレー
ザー光走査を行い、目的トラックにアクセスすることが
行われる。
［発明が解決しようとする課題］ 第３図のレーザープリンタの光学系においては、前述
のようにポリゴンミラー303と対物レンズ305を近づける
必要がある一方、所要の範囲を走査するために、対物レ
ンズ305と感光体ドラム306とをある程度離して配置しな
ければならない。このため対物レンズ305の焦点距離ｆ
を長くしなければならず、焦点の光スポット径を小さく
絞ることができなくなる。これはガルバノミラー方式に
おいても同様である。一般にレンズの焦点距離と最小ス
ポット径はほぼ正比例の関係にあり、焦点距離が長い場
合には、いくら開口数の大きな対物レンズを用いてもレ
ーザー光を微小スポットに絞ることが難しい。
のようにポリゴンミラー303と対物レンズ305を近づける
必要がある一方、所要の範囲を走査するために、対物レ
ンズ305と感光体ドラム306とをある程度離して配置しな
ければならない。このため対物レンズ305の焦点距離ｆ
を長くしなければならず、焦点の光スポット径を小さく
絞ることができなくなる。これはガルバノミラー方式に
おいても同様である。一般にレンズの焦点距離と最小ス
ポット径はほぼ正比例の関係にあり、焦点距離が長い場
合には、いくら開口数の大きな対物レンズを用いてもレ
ーザー光を微小スポットに絞ることが難しい。
また、光ディスクドライブでは、光学ヘッド自体が移
動して光スポットの走査を行う構造なので、対物レンズ
を媒体に近づけて配置することができ、そのため焦点の
光スポット径をレーザー光の波長程度に小さくできて、
光ディスク上の１μｍ程度の信号飯取の読み書きが可能
である。しかし、走査に当たって光学ヘッド自体を移動
させるため、走査速度の点でレーザープリンタに比べて
非常に劣ったものになってしまう。
動して光スポットの走査を行う構造なので、対物レンズ
を媒体に近づけて配置することができ、そのため焦点の
光スポット径をレーザー光の波長程度に小さくできて、
光ディスク上の１μｍ程度の信号飯取の読み書きが可能
である。しかし、走査に当たって光学ヘッド自体を移動
させるため、走査速度の点でレーザープリンタに比べて
非常に劣ったものになってしまう。
［課題を解決するための手段］ これらの問題を解決するため、本発明のレーザー光走
査装置は、楕円の長軸に関する中空の回転楕円体をほぼ
長軸を含む平面で半割りにして内側を鏡面にした半楕円
凹面鏡と、光線出射点がこの半楕円凹面鏡の第１焦点に
あるように配置され、出射方向が制御可能な平行光源
と、半楕円凹面鏡の第２焦点に置いた対物レンズ系を備
えた構成とする。
査装置は、楕円の長軸に関する中空の回転楕円体をほぼ
長軸を含む平面で半割りにして内側を鏡面にした半楕円
凹面鏡と、光線出射点がこの半楕円凹面鏡の第１焦点に
あるように配置され、出射方向が制御可能な平行光源
と、半楕円凹面鏡の第２焦点に置いた対物レンズ系を備
えた構成とする。
［作用］ 半楕円凹面鏡の第１焦点から入射されて内側鏡面で反
射された平行光線は、楕円の幾何学的性質から必ず第２
焦点に置かれた対物レンズに入射して、ターゲット媒体
上に集光される。光線の出射方向を変化させることで対
物レンズへの光線の入射角度が変化し、媒体上の光スポ
ットが移動する。この構成によるなら、対物レンズを媒
体表面に近づけられるので焦点距離の短いレンズを用い
ることができ、焦点の光スポット径を微小にできる。さ
らに光スポットの走査が入射光の方向を変えることで行
われ、光源が移動することがないので高速走査が可能で
ある。
射された平行光線は、楕円の幾何学的性質から必ず第２
焦点に置かれた対物レンズに入射して、ターゲット媒体
上に集光される。光線の出射方向を変化させることで対
物レンズへの光線の入射角度が変化し、媒体上の光スポ
ットが移動する。この構成によるなら、対物レンズを媒
体表面に近づけられるので焦点距離の短いレンズを用い
ることができ、焦点の光スポット径を微小にできる。さ
らに光スポットの走査が入射光の方向を変えることで行
われ、光源が移動することがないので高速走査が可能で
ある。
［実施例］ 本発明の構造を第１図に示す。第１図にて、101は内
側を鏡面にした半楕円凹面鏡、103は平行光源、105は平
行光線、107は対物レンズ、109は媒体である。
側を鏡面にした半楕円凹面鏡、103は平行光源、105は平
行光線、107は対物レンズ、109は媒体である。
平行光源103は光源出射点が常に楕円の第１焦点に来
るように配置され、光線の出射方向が自由に制御でき
て、平行光線105を半楕円凹面鏡101内壁の任意の箇所に
照射できる構造とする。
るように配置され、光線の出射方向が自由に制御でき
て、平行光線105を半楕円凹面鏡101内壁の任意の箇所に
照射できる構造とする。
半楕円凹面鏡101の第１焦点から入射され、内側の鏡
面で反射された平行光線105は、楕円の幾何学的性質に
従って第２焦点に置かれた対物レンズ107に入射し、媒
体109上に集光されて光スポット111となる。平行光源10
3の向きを変えることにより、出射された平行光線の対
物レンズへの入射角度が変化し、媒体表面上での光スポ
ット位置が移動する。例えば実線105のごとくであった
平行光線の方向を破線105′のように変えれば、光スポ
ット111′に移動する。すなわち外部からの信号に応じ
て、出射光の向きを変化させることで、一定面上で微小
な光スポットの２次元ランダム走査が行われる。
面で反射された平行光線105は、楕円の幾何学的性質に
従って第２焦点に置かれた対物レンズ107に入射し、媒
体109上に集光されて光スポット111となる。平行光源10
3の向きを変えることにより、出射された平行光線の対
物レンズへの入射角度が変化し、媒体表面上での光スポ
ット位置が移動する。例えば実線105のごとくであった
平行光線の方向を破線105′のように変えれば、光スポ
ット111′に移動する。すなわち外部からの信号に応じ
て、出射光の向きを変化させることで、一定面上で微小
な光スポットの２次元ランダム走査が行われる。
対物レンズ107の光軸に対して平行光線105の入射角度
が大きくなると、ガウス光学近似が成立しなくなり、直
行面同士の焦点位置が異なる非点収差や、焦点距離がレ
ンズ側にずれる像面湾曲等の収差が発生するようにな
る。これらの収差は、対物レンズ107にカメラや望遠鏡
で用いられている組み合わせレンズや非球面レンズを用
いることで補正できる。
が大きくなると、ガウス光学近似が成立しなくなり、直
行面同士の焦点位置が異なる非点収差や、焦点距離がレ
ンズ側にずれる像面湾曲等の収差が発生するようにな
る。これらの収差は、対物レンズ107にカメラや望遠鏡
で用いられている組み合わせレンズや非球面レンズを用
いることで補正できる。
平行光源103の向きを自由に変える構造としては、通
常の技術を用いて種々のものが考えられるが、例えば第
２図に示すものは、半導体レーザー201およびコリメー
タレンズ202を備えた平行光源203を直交する二つの軸Ｘ
−Ｘ、Ｙ−Ｙの回りに回転可能に支持した構造である。
あるいはこのような構造によって平行光源でなく反射鏡
を方向可変に支持し、その近傍に平行光源を置いて反射
鏡に向けて投光するようにしてもよい。実際の装置で
は、これらの構造は機器の制御部からの電気信号に従っ
て方向制御される。
常の技術を用いて種々のものが考えられるが、例えば第
２図に示すものは、半導体レーザー201およびコリメー
タレンズ202を備えた平行光源203を直交する二つの軸Ｘ
−Ｘ、Ｙ−Ｙの回りに回転可能に支持した構造である。
あるいはこのような構造によって平行光源でなく反射鏡
を方向可変に支持し、その近傍に平行光源を置いて反射
鏡に向けて投光するようにしてもよい。実際の装置で
は、これらの構造は機器の制御部からの電気信号に従っ
て方向制御される。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば対物レンズをター
ゲット媒体の近傍に配置できるので、焦点距離の短い対
物レンズを用いて光スポット径を微小にすることがで
き、また可動部は光源の向きを変える部分だけなので、
光スポットの走査を高速にできる。例えば本発明を光デ
ィスクドライブに使用すればデータの高速な読み書きが
可能になり、レーザープリンタに使用すればより微細な
ドット印字が可能になる。
ゲット媒体の近傍に配置できるので、焦点距離の短い対
物レンズを用いて光スポット径を微小にすることがで
き、また可動部は光源の向きを変える部分だけなので、
光スポットの走査を高速にできる。例えば本発明を光デ
ィスクドライブに使用すればデータの高速な読み書きが
可能になり、レーザープリンタに使用すればより微細な
ドット印字が可能になる。
第１図は本発明の基本構造、第２図は第１図における平
行光源103の構造の一例、第３図は従来のレーザープリ
ンタの光学系の概略を示す。 101……半楕円凹面鏡、 103、203……平行光源、 105……平行光線、 107、305……対物レンズ、 109……媒体、 111……光スポット、 201、301……半導体レーザー、 202、302……コリメータレンズ、 303……ポリゴンミラー。
行光源103の構造の一例、第３図は従来のレーザープリ
ンタの光学系の概略を示す。 101……半楕円凹面鏡、 103、203……平行光源、 105……平行光線、 107、305……対物レンズ、 109……媒体、 111……光スポット、 201、301……半導体レーザー、 202、302……コリメータレンズ、 303……ポリゴンミラー。
Claims (1)
- 【請求項１】半楕円凹面鏡と、光線の出射点が半楕円凹
面鏡の第１焦点にあるよう配置され、出射方向が制御可
能な平行光源と、半楕円凹面鏡の第２焦点に配置された
対物レンズ系を備えたレーザー光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1775990A JP2846031B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | レーザー光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1775990A JP2846031B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | レーザー光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223712A JPH03223712A (ja) | 1991-10-02 |
| JP2846031B2 true JP2846031B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=11952651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1775990A Expired - Fee Related JP2846031B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | レーザー光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2846031B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103149769B (zh) * | 2013-01-18 | 2015-08-19 | 华北电力大学（保定） | 布里渊散射装置 |
| JP2023165039A (ja) * | 2020-09-07 | 2023-11-15 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | ＬｉＤＡＲ装置、ＬｉＤＡＲシステム、測距方法及びプログラム |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP1775990A patent/JP2846031B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03223712A (ja) | 1991-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5227910A (en) | High resolution laser beam scanner and method for operation thereof | |
| US4277128A (en) | Anamorphic Fθ lens system | |
| KR100698344B1 (ko) | 다이렉트 레이저 이미징 시스템 | |
| KR20010071420A (ko) | 디스크 드라이브를 위한 광 스위치 | |
| US3984171A (en) | Linear scan system | |
| JP3034637B2 (ja) | 光偏向素子および光走査装置 | |
| GB2257863A (en) | Scanning optical system with automatic focusing | |
| JPH077151B2 (ja) | 走査装置 | |
| US4099829A (en) | Flat field optical scanning system | |
| JPS59227042A (ja) | 回動ミラ−の調整自在なマウント及びこのようなマウントを使用した光学的書込み読取りヘツド | |
| JPS63241519A (ja) | 光ビ−ム記録装置 | |
| JP3081278B2 (ja) | 物体の位置と方位を光学的に決定する装置 | |
| JP2846031B2 (ja) | レーザー光走査装置 | |
| JPH0763862B2 (ja) | レーザ加工用ビームベンダ | |
| TW202011076A (zh) | 光學設備 | |
| JPH1144651A (ja) | 中空部材の内面検査装置 | |
| JPH04104216A (ja) | 光走査装置 | |
| EP0113759A1 (en) | Optical disc write/read employing passive focus maintenance | |
| JP2001272618A (ja) | スキャニング光学ユニット | |
| JP3181381B2 (ja) | 半導体レーザモジュール | |
| JP2021020249A (ja) | レーザユニットおよびレーザマーカおよびレーザ印字システム | |
| JPS6411926B2 (ja) | ||
| JPH0695016A (ja) | 光走査装置 | |
| JPS6353513A (ja) | 光偏向装置 | |
| JPH063616A (ja) | ポリゴンスキャナ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |