JP3363464B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents
光ビーム走査装置Info
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/106—Scanning systems having diffraction gratings as scanning elements, e.g. holographic scanners
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ビーム走査装置、特に
ホログラムを用いてレーザ光を走査する光ビーム走査装
置に関する。
ホログラムを用いてレーザ光を走査する光ビーム走査装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザプリンタ、レーザファックスなど
のＯＡ機器、レーザ描画装置、レーザ検査装置等で使用
されるレーザ走査装置としては、従来、回転多面鏡とｆ
−θレンズとを組み合わせたものが使用されている。し
かし、この方式では、回転多面鏡が高い加工精度を必要
とすること、またｆ−θレンズは多数のレンズを組み合
わせたものが必要であることから、低価格化が困難であ
る。これに対し、ホログラムを用いたホログラム走査装
置は、複製による大量生産が可能であるため低価格化が
期待できる。
のＯＡ機器、レーザ描画装置、レーザ検査装置等で使用
されるレーザ走査装置としては、従来、回転多面鏡とｆ
−θレンズとを組み合わせたものが使用されている。し
かし、この方式では、回転多面鏡が高い加工精度を必要
とすること、またｆ−θレンズは多数のレンズを組み合
わせたものが必要であることから、低価格化が困難であ
る。これに対し、ホログラムを用いたホログラム走査装
置は、複製による大量生産が可能であるため低価格化が
期待できる。
【０００３】図１は、出願人が先願（特願平３−６２９
６１号）で提案しているホログラム走査装置の一例を示
すものである。図１において、３は感光ドラム、４はそ
の表面の結像面、５はレーザ光の入射波、６及び７は回
折波、１０は複数枚のホログラムＨ（図４）を配置して
成り高速で回転するホログラム回転板、２０はホログラ
ム定置板、Ｍ１はホログラム回転板１０の回転方向、Ｍ
２は感光体ドラム２０の回転方向、Ｍ３はレーザ光によ
る主走査方向、Ｈはホログラムを示す。このホログラム
走査装置は、図示しない半導体レーザからのレーザ光
（入射波５）が、このレーザ光を走査するためにＭ１方
向に高速で回転しているホログラム回転板１０に入射さ
れ、このホログラム回転板１０によって走査されたレー
ザ光（回折波６）を、Ｍ３で示すように直線走査を行い
且つ走査速度を一定にするためのホログラム定置板２０
を介して、Ｍ２方向に回転する感光ドラム３の結像面４
上に収束させる構成を有する。
６１号）で提案しているホログラム走査装置の一例を示
すものである。図１において、３は感光ドラム、４はそ
の表面の結像面、５はレーザ光の入射波、６及び７は回
折波、１０は複数枚のホログラムＨ（図４）を配置して
成り高速で回転するホログラム回転板、２０はホログラ
ム定置板、Ｍ１はホログラム回転板１０の回転方向、Ｍ
２は感光体ドラム２０の回転方向、Ｍ３はレーザ光によ
る主走査方向、Ｈはホログラムを示す。このホログラム
走査装置は、図示しない半導体レーザからのレーザ光
（入射波５）が、このレーザ光を走査するためにＭ１方
向に高速で回転しているホログラム回転板１０に入射さ
れ、このホログラム回転板１０によって走査されたレー
ザ光（回折波６）を、Ｍ３で示すように直線走査を行い
且つ走査速度を一定にするためのホログラム定置板２０
を介して、Ｍ２方向に回転する感光ドラム３の結像面４
上に収束させる構成を有する。
【０００４】図２（ａ）及び（ｂ）はホログラム回転板
１０の、基板の平行度による走査線の位置変動を補償す
るための構成を示すものである。図２において、３は感
光ドラム、５は入射波、６及び７は回折波、１０はホロ
グラム回転板、２０はホログラム定置板、Ｍ３は主走査
方向、Ｍ４は副走査方向、Ｈはホログラムを示す。ホロ
グラム回転板１０に入射する光ビーム５は、主走査方向
（Ｍ３）と直交する方向の副走査方向（Ｍ４）で収束す
る光ビームを用いている。この時のレーザ光の波長とホ
ログラム回折格子のピッチ間隔との比率λ／ｄは１．４
〜１．５である。なお、走査線の位置変動を補償する構
成の詳細については、特願平３−６２９６１号を参照す
べきである。
１０の、基板の平行度による走査線の位置変動を補償す
るための構成を示すものである。図２において、３は感
光ドラム、５は入射波、６及び７は回折波、１０はホロ
グラム回転板、２０はホログラム定置板、Ｍ３は主走査
方向、Ｍ４は副走査方向、Ｈはホログラムを示す。ホロ
グラム回転板１０に入射する光ビーム５は、主走査方向
（Ｍ３）と直交する方向の副走査方向（Ｍ４）で収束す
る光ビームを用いている。この時のレーザ光の波長とホ
ログラム回折格子のピッチ間隔との比率λ／ｄは１．４
〜１．５である。なお、走査線の位置変動を補償する構
成の詳細については、特願平３−６２９６１号を参照す
べきである。
【０００５】図３（ａ）は、ホログラムとして複製が容
易な表面レリーフ型のものを用いた場合のホログラム回
折効率を示す（APPLIED OPTICSVol. 3, No. 14, 2303-2
310(1984) を参照) 。ホログラム回折効率は、図３
（ａ）に示すように、λ／ｄに依存し、その傾向はグレ
ーティング方向と直線偏光の方向が一致する、いわゆる
Ｓ偏光と、グレーティング方向と直線偏光の方向が垂直
である、いわゆるＰ偏光とで異なっていることがわか
る。このため、図３（ａ）より明らかなように、λ／ｄ
＝１．４〜１．５の場合、回折効率を高くするためには
Ｓ偏光を用いなければならないことが理解される。な
お、図３（ｂ）はホログラムの断面を示し、ｄはホログ
ラム回折格子のピッチ間隔、ｈは回転格子の断面の高さ
を示す。
易な表面レリーフ型のものを用いた場合のホログラム回
折効率を示す（APPLIED OPTICSVol. 3, No. 14, 2303-2
310(1984) を参照) 。ホログラム回折効率は、図３
（ａ）に示すように、λ／ｄに依存し、その傾向はグレ
ーティング方向と直線偏光の方向が一致する、いわゆる
Ｓ偏光と、グレーティング方向と直線偏光の方向が垂直
である、いわゆるＰ偏光とで異なっていることがわか
る。このため、図３（ａ）より明らかなように、λ／ｄ
＝１．４〜１．５の場合、回折効率を高くするためには
Ｓ偏光を用いなければならないことが理解される。な
お、図３（ｂ）はホログラムの断面を示し、ｄはホログ
ラム回折格子のピッチ間隔、ｈは回転格子の断面の高さ
を示す。
【０００６】図４（ａ）は光源である半導体レーザＬの
偏光方向とグレーティングの方向とが平行である場合を
示し、図４（ｂ）は光源である半導体レーザの偏光方向
とグレーティングの方向とが垂直である場合を示す。図
４（ａ）及び（ｂ）において、１０はホログラム回転
板、Ｌは光源である半導体レーザ、Ｈはホログラムを示
す。副走査方向で収束するようにビームを照射する場
合、図４（ａ）では、半導体レーザＬは偏光方向での開
口径が短いため、光強度の損失が大きくなる。これに対
し、図４（ｂ）のように入射した場合、開口径が短い方
向、つまり、偏光方向を副走査方向と平行にした方が、
入射する光強度の損失が非常に低下する。しかし、この
場合グレーティング方向と偏光方向とが垂直な、いわゆ
るＰ偏光となり、図３（ａ）から理解されるように回折
効率は非常に低下する。
偏光方向とグレーティングの方向とが平行である場合を
示し、図４（ｂ）は光源である半導体レーザの偏光方向
とグレーティングの方向とが垂直である場合を示す。図
４（ａ）及び（ｂ）において、１０はホログラム回転
板、Ｌは光源である半導体レーザ、Ｈはホログラムを示
す。副走査方向で収束するようにビームを照射する場
合、図４（ａ）では、半導体レーザＬは偏光方向での開
口径が短いため、光強度の損失が大きくなる。これに対
し、図４（ｂ）のように入射した場合、開口径が短い方
向、つまり、偏光方向を副走査方向と平行にした方が、
入射する光強度の損失が非常に低下する。しかし、この
場合グレーティング方向と偏光方向とが垂直な、いわゆ
るＰ偏光となり、図３（ａ）から理解されるように回折
効率は非常に低下する。
【０００７】この問題を解決する手段として、半導体レ
ーザＬの後方に２分の１波長板（λ／２板）を挿入して
レーザ光の偏光面を９０°回転させる方法があるが、こ
の方法ではλ／２板を必要とする分コストが高くなると
いう欠点がある。また、表面レリーフ型ホログラムを複
製する場合、グレーティングの間隔が小さいと、スタン
パと基板との剥離が困難な場合がある。
ーザＬの後方に２分の１波長板（λ／２板）を挿入して
レーザ光の偏光面を９０°回転させる方法があるが、こ
の方法ではλ／２板を必要とする分コストが高くなると
いう欠点がある。また、表面レリーフ型ホログラムを複
製する場合、グレーティングの間隔が小さいと、スタン
パと基板との剥離が困難な場合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、ホログ
ラムを使用した光ビーム走査装置において、ホログラム
回折効率は、レーザ光波長とホログラム回折格子のピッ
チ間隔との比率λ／ｄに依存し、且つ、いわゆるＳ偏光
とＰ偏光とでは大きく異なる。したがって、本発明で
は、レーザ光がホログラムを２回通過するようにして、
１回通過する毎のλ／ｄを小さくする（例えば０．４≦
λ／ｄ≦１．１程度）ことにより、いわゆるＰ偏光の場
合でもＳ偏光の場合と同様の高い回折効率が得られるよ
うにし、更に、複製時の剥離も容易に行えるようにした
光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
ラムを使用した光ビーム走査装置において、ホログラム
回折効率は、レーザ光波長とホログラム回折格子のピッ
チ間隔との比率λ／ｄに依存し、且つ、いわゆるＳ偏光
とＰ偏光とでは大きく異なる。したがって、本発明で
は、レーザ光がホログラムを２回通過するようにして、
１回通過する毎のλ／ｄを小さくする（例えば０．４≦
λ／ｄ≦１．１程度）ことにより、いわゆるＰ偏光の場
合でもＳ偏光の場合と同様の高い回折効率が得られるよ
うにし、更に、複製時の剥離も容易に行えるようにした
光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、請求項１によれば、図７又は図１１に示すよ
うに、レーザ光（５）が、透明基板（１０）上に作製し
た表面レリーフ型ホログラムを２回通過するように構成
し、且つ各１回通過する時のレーザ光の波長（λ）とホ
ログラム回折格子のピッチ間隔（ｄ）との比率（λ／
ｄ）を０．４〜１．１の範囲内としたことを特徴とする
光ビーム走査装置が提供される。
るために、請求項１によれば、図７又は図１１に示すよ
うに、レーザ光（５）が、透明基板（１０）上に作製し
た表面レリーフ型ホログラムを２回通過するように構成
し、且つ各１回通過する時のレーザ光の波長（λ）とホ
ログラム回折格子のピッチ間隔（ｄ）との比率（λ／
ｄ）を０．４〜１．１の範囲内としたことを特徴とする
光ビーム走査装置が提供される。
【００１０】請求項２によれば、図７に示すように、透
明基板（１０）の両面にホログラムを作製し、レーザ光
がそれぞれのホログラムにより１回づつ回折されるよう
に構成したことを特徴とする請求項１に記載の光ビーム
走査装置が提供される。請求項３によれば、図１１に示
すように、透明基板（１０）の一方の面にホログラム
（Ｈ）を作製し、他方の面にミラー（Ｍ）を作製して、
ホログラム面（Ｈ）で回折したレーザ光がミラー（Ｍ）
で反射し、更に同一のホログラム面（Ｈ）でもう一度回
折するように構成したことを特徴とする請求項１に記載
の光ビーム走査装置が提供される。
明基板（１０）の両面にホログラムを作製し、レーザ光
がそれぞれのホログラムにより１回づつ回折されるよう
に構成したことを特徴とする請求項１に記載の光ビーム
走査装置が提供される。請求項３によれば、図１１に示
すように、透明基板（１０）の一方の面にホログラム
（Ｈ）を作製し、他方の面にミラー（Ｍ）を作製して、
ホログラム面（Ｈ）で回折したレーザ光がミラー（Ｍ）
で反射し、更に同一のホログラム面（Ｈ）でもう一度回
折するように構成したことを特徴とする請求項１に記載
の光ビーム走査装置が提供される。
【００１１】請求項４によれば、ホログラムを作製した
基板をホログラム回転板（１０）として用いることを特
徴とする請求項２又は３に記載の光ビーム走査装置が提
供される。請求項５によれば、ホログラムを作製した基
板をホログラム定置板（２０）として用いることを特徴
とする請求項２又は３に記載の光ビーム走査装置が提供
される。
基板をホログラム回転板（１０）として用いることを特
徴とする請求項２又は３に記載の光ビーム走査装置が提
供される。請求項５によれば、ホログラムを作製した基
板をホログラム定置板（２０）として用いることを特徴
とする請求項２又は３に記載の光ビーム走査装置が提供
される。
【００１２】請求項６によれば、図１、図７、図１１に
示すように、透明基板にホログラムを作製した一方の表
面レリーフ型ホログラム板を回転板（１０）として構成
し、透明基板に表面レリーフ型ホログラムを作製した他
方のホログラム板を定置板（２０）として構成し、走査
方向（Ｍ３）と直交する方向の副走査方向（Ｍ４）で収
束するようにレーザ光（５）を前記ホログラム回転板
（１０）に入射し、且つ該ホログラム回転板（１０）で
回折された回折光（６）を前記ホログラム定置板（２
０）に入射し、その回折光（７）を結像面（４）に収束
させて走査する光ビーム走査装置において、レーザ光の
偏光方向が走査中心のグレーティング方向と垂直となる
ようにレーザ光（５）を前記ホログラム回転板（１０）
に入射すると共に、該回転板（１０）に入射するレーザ
光（５）が、該回転板（１０）を構成する透明基板上に
作製したホログラムを２回通過するように構成し、且つ
各１回通過する時のレーザ光の波長（λ）とホログラム
回折格子のピッチ間隔（ｄ）との比率（λ／ｄ）を０．
４〜１．１の範囲内としたことを特徴とする光ビーム走
査装置が提供される。
示すように、透明基板にホログラムを作製した一方の表
面レリーフ型ホログラム板を回転板（１０）として構成
し、透明基板に表面レリーフ型ホログラムを作製した他
方のホログラム板を定置板（２０）として構成し、走査
方向（Ｍ３）と直交する方向の副走査方向（Ｍ４）で収
束するようにレーザ光（５）を前記ホログラム回転板
（１０）に入射し、且つ該ホログラム回転板（１０）で
回折された回折光（６）を前記ホログラム定置板（２
０）に入射し、その回折光（７）を結像面（４）に収束
させて走査する光ビーム走査装置において、レーザ光の
偏光方向が走査中心のグレーティング方向と垂直となる
ようにレーザ光（５）を前記ホログラム回転板（１０）
に入射すると共に、該回転板（１０）に入射するレーザ
光（５）が、該回転板（１０）を構成する透明基板上に
作製したホログラムを２回通過するように構成し、且つ
各１回通過する時のレーザ光の波長（λ）とホログラム
回折格子のピッチ間隔（ｄ）との比率（λ／ｄ）を０．
４〜１．１の範囲内としたことを特徴とする光ビーム走
査装置が提供される。
【００１３】請求項７によれば、図６に示すように、回
転板（１０）の一方の面上のホログラム（Ｈ１）を基板
と垂直な平面波と第１の所定角度（θ１）からなる収差
を持った波とで作製し、該回転板の他方の面上のホログ
ラム（Ｈ２）を基板と垂直な平面波と第１の所定角度
（θ１）とは異なる第２の所定角度（θ２）からなる収
差をもった波とで作製することを特徴とする請求項６に
記載の光ビーム走査装置が提供される。
転板（１０）の一方の面上のホログラム（Ｈ１）を基板
と垂直な平面波と第１の所定角度（θ１）からなる収差
を持った波とで作製し、該回転板の他方の面上のホログ
ラム（Ｈ２）を基板と垂直な平面波と第１の所定角度
（θ１）とは異なる第２の所定角度（θ２）からなる収
差をもった波とで作製することを特徴とする請求項６に
記載の光ビーム走査装置が提供される。
【００１４】請求項８によれば、図８に示すように、回
転板（１０）の一方の面上のホログラム（Ｈ１）を第３
の所定角度（θ３）からなる平面波と第１の所定角度
（θ１）からなる収差を持った波とで作製し、該回転板
の他方の面上のホログラム（Ｈ２）を前記第３の所定角
度（θ３）からなる平面波と第１の所定角度（θ１）と
は異なる第２の所定角度（θ２）からなる平面波とで作
製することを特徴とする請求項６に記載の光ビーム走査
装置が提供される。
転板（１０）の一方の面上のホログラム（Ｈ１）を第３
の所定角度（θ３）からなる平面波と第１の所定角度
（θ１）からなる収差を持った波とで作製し、該回転板
の他方の面上のホログラム（Ｈ２）を前記第３の所定角
度（θ３）からなる平面波と第１の所定角度（θ１）と
は異なる第２の所定角度（θ２）からなる平面波とで作
製することを特徴とする請求項６に記載の光ビーム走査
装置が提供される。
【００１５】請求項９によれば、図９に示すように、回
転板（１０）の一方の面上のホログラム（Ｈ１）を第４
の所定角度（θ４）及び所定の焦点距離（Ｆ）からなる
発散球面波と第１の所定角度（θ１）からなる収差を持
った波とで作製し、該回転板の他方の面上のホログラム
（Ｈ２）を第３の所定角度（θ３）及び所定の焦点距離
（Ｆ）からなる収束球面波と第１の所定角度（θ１）と
は異なる第２の所定角度（θ２）からなる平面波とで作
製することを特徴とする請求項６に記載の光ビーム走査
装置が提供される。
転板（１０）の一方の面上のホログラム（Ｈ１）を第４
の所定角度（θ４）及び所定の焦点距離（Ｆ）からなる
発散球面波と第１の所定角度（θ１）からなる収差を持
った波とで作製し、該回転板の他方の面上のホログラム
（Ｈ２）を第３の所定角度（θ３）及び所定の焦点距離
（Ｆ）からなる収束球面波と第１の所定角度（θ１）と
は異なる第２の所定角度（θ２）からなる平面波とで作
製することを特徴とする請求項６に記載の光ビーム走査
装置が提供される。
【００１６】請求項１０によれば、図１０に示すよう
に、回転板（１０）を構成する透明基板の一方の面にホ
ログラム（Ｈ）を作製し、他方の面にミラー（Ｍ）を作
製して、ホログラム面（Ｈ）で回折したレーザ光がミラ
ー（Ｍ）で反射し、更に同一のホログラム面（Ｈ）でも
う一度回折するように構成したことを特徴とする請求項
６に記載の光ビーム走査装置が提供される。
に、回転板（１０）を構成する透明基板の一方の面にホ
ログラム（Ｈ）を作製し、他方の面にミラー（Ｍ）を作
製して、ホログラム面（Ｈ）で回折したレーザ光がミラ
ー（Ｍ）で反射し、更に同一のホログラム面（Ｈ）でも
う一度回折するように構成したことを特徴とする請求項
６に記載の光ビーム走査装置が提供される。
【００１７】
【作用】本発明によれば、レーザ光がホログラムを２回
通過し、１回通過する毎のλ／ｄを小さくする（例えば
０．４≦λ／ｄ≦１．１程度）ことができるので、いわ
ゆるＰ偏光の場合でもＳ偏光と同様の高い回折効率を維
持でき、結像面での光量の低下を防止することが可能と
なる。また、ホログラムの空間周波数を大幅に低減する
ことができるので、ホログラムを複製する際のスタンパ
と基板との剥離を容易にすることができる。
通過し、１回通過する毎のλ／ｄを小さくする（例えば
０．４≦λ／ｄ≦１．１程度）ことができるので、いわ
ゆるＰ偏光の場合でもＳ偏光と同様の高い回折効率を維
持でき、結像面での光量の低下を防止することが可能と
なる。また、ホログラムの空間周波数を大幅に低減する
ことができるので、ホログラムを複製する際のスタンパ
と基板との剥離を容易にすることができる。
【００１８】
【実施例】まず最初、図５において、従来のホログラム
作製方法を示す。図５において、１０はホログラム回転
板、１２はシリンドリカルレンズ、Ｏはホログラム回転
板１０の回転中心である。この例では、物体波に副走査
方向だけ発散する収差をもった波、参照波に平面波を用
いるものとし、物体波及び参照波の入射角度をそれぞれ
θ１、θ２とする。また、物体波はシリンドリカルレン
ズ１２を介して基板上に露光するものとする。
作製方法を示す。図５において、１０はホログラム回転
板、１２はシリンドリカルレンズ、Ｏはホログラム回転
板１０の回転中心である。この例では、物体波に副走査
方向だけ発散する収差をもった波、参照波に平面波を用
いるものとし、物体波及び参照波の入射角度をそれぞれ
θ１、θ２とする。また、物体波はシリンドリカルレン
ズ１２を介して基板上に露光するものとする。
【００１９】上記公知例では、例えばθ１＝24.76 °、
θ２＝23.44 °、作製波長λ１＝441.6nm 、再生波長λ
１＝785.0nm とした場合、ホログラム回転板上のホログ
ラムのλ／d は1.4 となる。この場合、図３から明らか
なようにいわゆるＰ偏光では高い回折効率が得られない
ことがわかる。Ｐ偏光でも高い回折効率を得るためには
λ／ｄを0.8 程度まで小さくすればよい。
θ２＝23.44 °、作製波長λ１＝441.6nm 、再生波長λ
１＝785.0nm とした場合、ホログラム回転板上のホログ
ラムのλ／d は1.4 となる。この場合、図３から明らか
なようにいわゆるＰ偏光では高い回折効率が得られない
ことがわかる。Ｐ偏光でも高い回折効率を得るためには
λ／ｄを0.8 程度まで小さくすればよい。
【００２０】その１つの手段として、図６に本発明の第
１実施例に係るホログラムの作製方法を示す。図６にお
いて、１０はホログラム回転板、１２はシリンドリカル
レンズ、Ｏはホログラム回転板１０の回転中心、Ｈ１，
Ｈ２はホログラムである。この実施例では、従来１枚の
ホログラムであったものを２枚に別けて作製する。第１
のホログラムを、ホログラム透明基板の一方の面上に、
該基板に垂直な平面波（参照波１）と、角度θ１で入射
する収差をもった波（物体波１）とで干渉縞を形成す
る。次に第２のホログラムを、ホログラム透明基板面の
他方の面上に、該基板に垂直な平面波（参照波２）と、
角度θ１とは異なる角度θ２で入射する収差をもった波
（物体波２）とで干渉縞を形成する。これら２枚のホロ
グラムを上記のようにガラス等の透明基板の両面に作製
することで、図７に示すように、１枚のホログラムＨの
みが作製されていた従来のホログラム回転板と同じ機能
を持つホログラム回転板を作製することができる。
１実施例に係るホログラムの作製方法を示す。図６にお
いて、１０はホログラム回転板、１２はシリンドリカル
レンズ、Ｏはホログラム回転板１０の回転中心、Ｈ１，
Ｈ２はホログラムである。この実施例では、従来１枚の
ホログラムであったものを２枚に別けて作製する。第１
のホログラムを、ホログラム透明基板の一方の面上に、
該基板に垂直な平面波（参照波１）と、角度θ１で入射
する収差をもった波（物体波１）とで干渉縞を形成す
る。次に第２のホログラムを、ホログラム透明基板面の
他方の面上に、該基板に垂直な平面波（参照波２）と、
角度θ１とは異なる角度θ２で入射する収差をもった波
（物体波２）とで干渉縞を形成する。これら２枚のホロ
グラムを上記のようにガラス等の透明基板の両面に作製
することで、図７に示すように、１枚のホログラムＨの
みが作製されていた従来のホログラム回転板と同じ機能
を持つホログラム回転板を作製することができる。
【００２１】即ち、この実施例のホログラム回転板で
は、基板の一方の面から入射したレーザ光が最初第２の
ホログラム（Ｈ２）で回折され、次に第１のホログラム
（Ｈ１）で回折されて基板の他方の面から出射される。
しかも、第１のホログラム（Ｈ１）のλ／ｄは０．７で
あるため、図３から明らかなように、Ｐ偏光でもＳ偏光
でも同程度の高い回折効率を得ることができ、更に、第
２のホログラム（Ｈ２）もλ／ｄ＝０．７であるため、
第１のホログラムと同様の高い回折効率を維持すること
ができる。以上のことから、図７に示すように、従来の
ホログラム回転板と同じ機能を持ち、いわゆるＰ偏光で
も高い回折効率を得ることができる。また、この実施例
のホログラム回転板は、ガラス等の透明基板の両面から
容易に複製できることから、大量生産に向いており、コ
ストの低減が期待できる。
は、基板の一方の面から入射したレーザ光が最初第２の
ホログラム（Ｈ２）で回折され、次に第１のホログラム
（Ｈ１）で回折されて基板の他方の面から出射される。
しかも、第１のホログラム（Ｈ１）のλ／ｄは０．７で
あるため、図３から明らかなように、Ｐ偏光でもＳ偏光
でも同程度の高い回折効率を得ることができ、更に、第
２のホログラム（Ｈ２）もλ／ｄ＝０．７であるため、
第１のホログラムと同様の高い回折効率を維持すること
ができる。以上のことから、図７に示すように、従来の
ホログラム回転板と同じ機能を持ち、いわゆるＰ偏光で
も高い回折効率を得ることができる。また、この実施例
のホログラム回転板は、ガラス等の透明基板の両面から
容易に複製できることから、大量生産に向いており、コ
ストの低減が期待できる。
【００２２】図８に本発明の第２実施例に係るホログラ
ム作製方法を示す。ホログラムの作製方法は第１実施例
と同様であるが、平面波である参照波（１）及び（２）
を同じ角度（θ３）だけ傾けて露光を行う点のみ第１実
施例と相違する。この第２実施例では、参照波（１）及
び（２）の入射角度（θ３）を変えることにより、ホロ
グラム露光の際に、光学部品のアライメントを容易にす
ることができる。
ム作製方法を示す。ホログラムの作製方法は第１実施例
と同様であるが、平面波である参照波（１）及び（２）
を同じ角度（θ３）だけ傾けて露光を行う点のみ第１実
施例と相違する。この第２実施例では、参照波（１）及
び（２）の入射角度（θ３）を変えることにより、ホロ
グラム露光の際に、光学部品のアライメントを容易にす
ることができる。
【００２３】図９に本発明の第３実施例に係るホログラ
ム作製方法を示す。この実施例では、参照波（１）は焦
点距離Ｆ、所定の角度（θ４）で入射する発散球面波で
ある。参照波（２）は同じ焦点距離Ｆ、前記所定の角度
（θ４）で入射する収束球面波である。この第３実施例
では、焦点距離（Ｆ）或いは入射角度（θ４）を適当に
変えることにより、ホログラム露光の際に、光学部品の
アライメントを容易にすることができる。
ム作製方法を示す。この実施例では、参照波（１）は焦
点距離Ｆ、所定の角度（θ４）で入射する発散球面波で
ある。参照波（２）は同じ焦点距離Ｆ、前記所定の角度
（θ４）で入射する収束球面波である。この第３実施例
では、焦点距離（Ｆ）或いは入射角度（θ４）を適当に
変えることにより、ホログラム露光の際に、光学部品の
アライメントを容易にすることができる。
【００２４】図１０に第４実施例に係るホログラム作製
方法を示す。これは上記実施例と異なり、１つのホログ
ラムを光が２回通過するものである。即ち、ホログラム
透明基板の一方の面には、第１実施例で述べた第１のホ
ログラムＨ１と同様、該基板に垂直な平面波（参照波）
と、角度θ１で入射する収差をもった波（物体波）とで
干渉縞を形成してなるホログラムＨを形成し、その反対
側面には、ホログラムを作製せずに、アルミニウム蒸着
等でミラーＭを形成する。このホログラム回転板ではホ
ログラムＨでのλ／ｄは０．７であるため、Ｐ偏光でも
Ｓ偏光と同程度の回折効率を得ることができる。
方法を示す。これは上記実施例と異なり、１つのホログ
ラムを光が２回通過するものである。即ち、ホログラム
透明基板の一方の面には、第１実施例で述べた第１のホ
ログラムＨ１と同様、該基板に垂直な平面波（参照波）
と、角度θ１で入射する収差をもった波（物体波）とで
干渉縞を形成してなるホログラムＨを形成し、その反対
側面には、ホログラムを作製せずに、アルミニウム蒸着
等でミラーＭを形成する。このホログラム回転板ではホ
ログラムＨでのλ／ｄは０．７であるため、Ｐ偏光でも
Ｓ偏光と同程度の回折効率を得ることができる。
【００２５】図１１（ａ）及び（ｂ）は図１０に示した
第４実施例のホログラム板の作用を従来のホログラム板
と比較して説明する図である。図１１（ｂ）に示すよう
に、基板の一方の面のホログラムＨで回折した光は基板
の他方の面に形成したミラーＭで反射されもう一度同じ
ホログラムＨで回折されるため、λ／ｄ＝０．７であ
り、高い回折効率を得ることができる。
第４実施例のホログラム板の作用を従来のホログラム板
と比較して説明する図である。図１１（ｂ）に示すよう
に、基板の一方の面のホログラムＨで回折した光は基板
の他方の面に形成したミラーＭで反射されもう一度同じ
ホログラムＨで回折されるため、λ／ｄ＝０．７であ
り、高い回折効率を得ることができる。
【００２６】図１２（ａ）及び（ｂ）に第５実施例に係
るホログラム作製方法を示す。図１２（ａ）のように、
ホログラム定置板２０の空間周波数が高い場合は、基板
が長いため、複製するときに、スタンパと基板との剥離
が困難な場合がある。このとき、図１２（ｂ）に示すよ
うに、新たな参照波（例えば基板面に直交する平面波）
を加えて、上記実施例と同様にホログラムを作製し、λ
／ｄを小さくすることで、スタンパと基板との剥離を容
易にすることができる。
るホログラム作製方法を示す。図１２（ａ）のように、
ホログラム定置板２０の空間周波数が高い場合は、基板
が長いため、複製するときに、スタンパと基板との剥離
が困難な場合がある。このとき、図１２（ｂ）に示すよ
うに、新たな参照波（例えば基板面に直交する平面波）
を加えて、上記実施例と同様にホログラムを作製し、λ
／ｄを小さくすることで、スタンパと基板との剥離を容
易にすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、いわゆ
るＰ偏光の場合でもＳ偏光と同様の高い回折効率を維持
でき、結像面での光量の低下を防止することができる。
また、λ／２板が不要となるので、コストを低減するこ
とが可能となる。更に、ホログラムの空間周波数を約半
分にすることができ、複製時にスタンパと基板との剥離
を容易にすることができる。
るＰ偏光の場合でもＳ偏光と同様の高い回折効率を維持
でき、結像面での光量の低下を防止することができる。
また、λ／２板が不要となるので、コストを低減するこ
とが可能となる。更に、ホログラムの空間周波数を約半
分にすることができ、複製時にスタンパと基板との剥離
を容易にすることができる。
【図１】出願人が先願（特願平３−６２９６１号）で提
案しているホログラム走査装置の一例を示すものであ
る。
案しているホログラム走査装置の一例を示すものであ
る。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はホログラム回転板１０の、
基板の平行度による走査線の位置変動を補償するための
構成を示すものである。
基板の平行度による走査線の位置変動を補償するための
構成を示すものである。
【図３】（ａ）はホログラムとして複製が容易な表面レ
リーフ型のものを用いた場合のホログラム回折効率を示
し、（ｂ）はホログラムの断面を示す。
リーフ型のものを用いた場合のホログラム回折効率を示
し、（ｂ）はホログラムの断面を示す。
【図４】（ａ）は光源である半導体レーザＬの偏光方向
とグレーティングの方向とが平行である場合を示し、
（ｂ）は光源である半導体レーザの偏光方向とグレーテ
ィングの方向とが直交する場合を示す。
とグレーティングの方向とが平行である場合を示し、
（ｂ）は光源である半導体レーザの偏光方向とグレーテ
ィングの方向とが直交する場合を示す。
【図５】従来のホログラム作製方法を示す。
【図６】本発明の第１実施例に係るホログラムの作製方
法を示す。
法を示す。
【図７】本発明の第１実施例に係るホログラムの作用を
従来のホログラムと比較して示すもので、（ａ）は従来
例、（ｂ）は本発明の第１実施例の場合をそれぞれ示
す。
従来のホログラムと比較して示すもので、（ａ）は従来
例、（ｂ）は本発明の第１実施例の場合をそれぞれ示
す。
【図８】本発明の第２実施例に係るホログラム作製方法
を示す。
を示す。
【図９】本発明の第３実施例に係るホログラム作製方法
を示す。
を示す。
【図１０】本発明の第４実施例に係るホログラム作製方
法を示す。
法を示す。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は図１０に示した第４実施
例のホログラム板の作用を従来のホログラム板と比較し
て説明する図である。
例のホログラム板の作用を従来のホログラム板と比較し
て説明する図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）に第５実施例に係るホログ
ラム作製方法を示す。
ラム作製方法を示す。
３…感光ドラム
４…結像面
５…入射波
６，７…回折波
１０…ホログラム回転板
１２…シリンドリカルレンズ
２０…ホログラム定置板
Ｏ…ホログラム回転板の回転中心
Ｈ，Ｈ１，Ｈ２…ホログラム
Ｍ…ミラー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 前田 智司
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(72)発明者 有竹 敬和
神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地
富士通株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−272402（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−240619（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−153213（ＪＰ，Ｕ)
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏ
ｌ．23，Ｎｏ．14，ＰＰ2303〜2309
（1984)
Claims (9)
- 【請求項１】 レーザ光（５）が、透明基板（１０）上
に作製した表面レリーフ型ホログラムを２回通過するよ
うに構成し、且つ各１回通過する時のレーザ光の波長
（λ）とホログラム回折格子のピッチ間隔（ｄ）との比
率（λ／ｄ）を０．４〜１．１の範囲内としたことを特
徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項２】 透明基板（１０）の両面にホログラムを
作製し、レーザ光がそれぞれのホログラムにより１回づ
つ回折されるように構成したことを特徴とする請求項１
に記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項３】 透明基板（１０）の一方の面にホログラ
ム（Ｈ）を作製し、他方の面にミラー（Ｍ）を作製し
て、ホログラム面（Ｈ）で回折したレーザ光がミラー
（Ｍ）で反射し、更に同一のホログラム面（Ｈ）でもう
一度回折するように構成したことを特徴とする請求項１
に記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項４】 ホログラムを作製した基板をホログラム
回転板（１０）として用いることを特徴とする請求項２
又は３に記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項５】 ホログラムを作製した基板をホログラム
定置板（２０）として用いることを特徴とする請求項２
又は３に記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項６】 透明基板に表面レリーフ型ホログラムを
作製した一方のホログラム板を回転板（１０）として構
成し、透明基板に表面レリーフ型ホログラムを作製した
他方のホログラム板を定置板（２０）として構成し、走
査方向（Ｍ３）と直交する方向の副走査方向（Ｍ４）で
収束するようにレーザ光（５）を前記ホログラム回転板
（１０）に入射し、且つ該ホログラム回転板（１０）で
回折された回折光（６）を前記ホログラム定置板（２
０）に入射し、その回折光（７）を結像面（４）に収束
させて走査する光ビーム走査装置において、レーザ光の
偏光方向が走査中心のグレーティング方向と垂直となる
ようにレーザ光（５）を前記ホログラム回転板（１０）
に入射すると共に、該回転板（１０）に入射するレーザ
光（５）が、該回転板（１０）を構成する透明基板上に
作製したホログラムを２回通過するように構成し、且つ
各１回通過する時のレーザ光の波長（λ）とホログラム
回折格子のピッチ間隔（ｄ）との比率（λ／ｄ）を０．
４〜１．１の範囲内としたことを特徴とする光ビーム走
査装置。 - 【請求項７】 回転板（１０）の一方の面上のホログラ
ム（Ｈ１）を、基板と垂直な平面波と第１の所定角度
（θ１）からなる収差を持った波とで作製し、又は第３
の所定角度（θ３）からなる平面波と第１の所定角度
（θ１）からなる収差を持った波とで作製し、該回転板
の他方の面上のホログラム（Ｈ２）を、基板と垂直な平
面波と第１の所定角度（θ１）とは異なる第２の所定角
度（θ２）からなる収差をもった波とで作製し、又は前
記第３の所定角度（θ３）からなる平面波と第１の所定
角度（θ１）とは異なる第２の所定角度（θ２）からな
る平面波とで作製することを特徴とする請求項６に記載
の光ビーム走査装置。することを特徴とする請求項６に
記載の光ビーム走査装置。 - 【請求項８】 回転板（１０）の一方の面上のホログラ
ム（Ｈ１）を第４の所定角度（θ４）及び所定の焦点距
離（Ｆ）からなる発散球面波と第１の所定角度（θ１）
からなる収差を持った波とで作製し、該回転板の他方の
面上のホログラム（Ｈ２）を第３の所定角度（θ３）及
び所定の焦点距離（Ｆ）からなる収束球面波と第１の所
定角度（θ１）とは異なる第２の所定角度（θ２）から
なる平面波とで作製することを特徴とする請求項６に記
載の光ビーム走査装置。 - 【請求項９】 回転板（１０）を構成する透明基板の一
方の面にホログラム（Ｈ）を作製し、他方の面にミラー
（Ｍ）を作製して、ホログラム面（Ｈ）で回折したレー
ザ光がミラー（Ｍ）で反射し、更に同一のホログラム面
（Ｈ）でもう一度回折するように構成したことを特徴と
する請求項６に記載の光ビーム走査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27980091A JP3363464B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 光ビーム走査装置 |
| EP92309743A EP0539226B1 (en) | 1991-10-25 | 1992-10-23 | Laser beam optical scanner |
| DE69223915T DE69223915T2 (de) | 1991-10-25 | 1992-10-23 | Optischer Abtaster mit einem Laserstrahl |
| US08/232,344 US5550655A (en) | 1991-10-25 | 1994-04-22 | Laser beam optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27980091A JP3363464B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 光ビーム走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05119282A JPH05119282A (ja) | 1993-05-18 |
| JP3363464B2 true JP3363464B2 (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=17616093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27980091A Expired - Fee Related JP3363464B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 光ビーム走査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5550655A (ja) |
| EP (1) | EP0539226B1 (ja) |
| JP (1) | JP3363464B2 (ja) |
| DE (1) | DE69223915T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7051922B2 (en) * | 1994-08-17 | 2006-05-30 | Metrologic Instruments, Inc. | Compact bioptical laser scanning system |
| US6158659A (en) | 1994-08-17 | 2000-12-12 | Metrologic Instruments, Inc. | Holographic laser scanning system having multiple laser scanning stations for producing a 3-D scanning volume substantially free of spatially and temporally coincident scanning planes |
| US6758402B1 (en) | 1994-08-17 | 2004-07-06 | Metrologic Instruments, Inc. | Bioptical holographic laser scanning system |
| US6073846A (en) * | 1994-08-17 | 2000-06-13 | Metrologic Instruments, Inc. | Holographic laser scanning system and process and apparatus and method |
| US6003772A (en) * | 1994-08-17 | 1999-12-21 | Metrologic Instruments, Inc. | Holographic laser scanning system employing holographic scanning disc having dual-fringe contrast regions for optimized laser beam scanning and light collection operations |
| US6085978A (en) * | 1994-08-17 | 2000-07-11 | Metrologic Instruments, Inc. | Holographic laser scanners of modular construction and method and apparatus for designing and manufacturing the same |
| US6006993A (en) * | 1994-08-17 | 1999-12-28 | Metrologic Instruments, Inc. | Holographic laser scanning system for carrying out laser beam scanning operations with improved scan angle multiplication efficiency and carrying out light collection operations with improved light collection efficiency |
| US6547144B1 (en) | 1994-08-17 | 2003-04-15 | Metrologic Instruments, Inc. | Holographic laser scanning system for carrying out light collection operations with improved light collection efficiency |
| US6199759B1 (en) * | 1994-08-17 | 2001-03-13 | Metrologic Instruments, Inc. | Bar code symbol scanning system having a holographic laser scanning disc utilizing maximum light collection surface area thereof and having scanning facets with optimized light collection efficiency |
| US6619550B1 (en) | 1995-12-18 | 2003-09-16 | Metrologic Instruments, Inc. | Automated tunnel-type laser scanning system employing corner-projected orthogonal laser scanning patterns for enhanced reading of ladder and picket fence oriented bar codes on packages moving therethrough |
| JP2952237B2 (ja) * | 1998-01-26 | 1999-09-20 | 三星電子株式会社 | ビーム走査装置 |
| KR20000032433A (ko) * | 1998-11-14 | 2000-06-15 | 윤종용 | 편향 디스크를 채용한 빔 주사장치 |
| JP3495951B2 (ja) * | 1999-05-28 | 2004-02-09 | キヤノン株式会社 | 走査光学装置及び画像形成装置 |
| KR20010017537A (ko) * | 1999-08-12 | 2001-03-05 | 윤종용 | 홀로그램 스캐너 |
| JP4330762B2 (ja) | 2000-04-21 | 2009-09-16 | 富士フイルム株式会社 | マルチビーム露光装置 |
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-
1991
- 1991-10-25 JP JP27980091A patent/JP3363464B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1992
- 1992-10-23 EP EP92309743A patent/EP0539226B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-10-23 DE DE69223915T patent/DE69223915T2/de not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-04-22 US US08/232,344 patent/US5550655A/en not_active Expired - Lifetime
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| Title |
|---|
| Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．２３，Ｎｏ．１４，ＰＰ２３０３〜２３０９（１９８４） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0539226A1 (en) | 1993-04-28 |
| EP0539226B1 (en) | 1998-01-07 |
| DE69223915T2 (de) | 1998-04-30 |
| US5550655A (en) | 1996-08-27 |
| JPH05119282A (ja) | 1993-05-18 |
| DE69223915D1 (de) | 1998-02-12 |
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