JP3460477B2 - マルチビーム光学ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチビーム光学
ユニット、特に、デジタル複写機やレーザビームプリン
タ等に用いられるマルチビーム光学ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、３個以上の光源を有したマル
チビーム光学ユニットとして、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ Ｎｏ．
４，９１１，５３２に記載されたものが知られている。
このマルチビーム光学ユニットは、図８に示すように、
ガラス材からなる大小２個の立方体状ビームスプリッタ
８１，８２を連接したものに、３個の半導体レーザ素子
８３，８４，８５からそれぞれ放射された三つの異なる
波長のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３を入射させること
によってマルチビーム化した後、コリメータレンズ８６
によって略平行ビームに変換するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マルチビーム光学ユニットにあっては、各半導体レーザ
素子８３〜８５から放射されたレーザビームＬ１〜Ｌ３
が、大小２個の立方体状ビームスプリッタ８１，８２を
連接したものを、異なる光路長で通過する。すなわち、
半導体レーザ素子８３，８４から放射されたレーザビー
ムＬ１，Ｌ２は２個のビームスプリッタ８１，８２を通
過してコリメータレンズ８６に導かれるが、半導体レー
ザ素子８５から放射されたレーザビームＬ３はビームス
プリッタ８１のみを通過してコリメータレンズ８６に導
かれる。従って、半導体レーザ素子８３〜８５からコリ
メータレンズ８６に至るまでの各レーザビームＬ１〜Ｌ
３のガラス通過厚が異なったものになる。光学的に、ガ
ラス材からなるビームスプリッタ８１，８２の部分は光
路長が短くなるので、レーザビームＬ１〜Ｌ３相互間の
収差が大きく異なるという問題があった。また、従来の
マルチビーム光学ユニットにあっては、各半導体レーザ
素子８３〜８５の位置調整が複雑であり、各レーザビー
ムＬ１〜Ｌ３の相対位置ずれが発生し易かった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、各レーザビーム
の相対位置ずれが発生しにくく、収差が良好に補正され
たマルチビーム光学ユニットを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係るマルチビーム光学ユニットは、 （ａ）３個及び４個及び５個のいずれか一つの数の光源
と、 （ｂ）前記光源から放射されたそれぞれのビームが互い
に異なる面に入射し、かつ、等しい通過厚になるよう
に、多分割されたプリズムを接合して構成した一つの立
方体状ビーム結合素子と、 （ｃ）前記光源からのビームを平行光又は収束光に変換
する集光レンズと、を備えたことを特徴とする。

【０００６】以上の構成により、各ビームがビーム結合
素子内を通過する光路長が全て等しくなり、ビーム相互
間の収差が良好に補正される。また、ビーム結合素子は
光源と集光レンズとの間に設けるのが望ましく、また、
光源はそれぞれ独立して光軸方向に移動自在に設けるの
が望ましい。以上の構成により、各ビームの相対位置ず
れが発生しにくくなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマルチビーム
光学ユニットの実施形態について添付図面を参照して説
明する。 ［第１実施形態、図１及び図２］第１実施形態は、光源
を３個有するマルチビーム光学ユニットについて説明す
る。図１及び図２に示すように、マルチビーム光学ユニ
ット１は、ビーム結合素子２と、３個の半導体レーザ素
子７，８，９と、コリメータレンズ１０とで構成されて
いる。

【０００８】ビーム結合素子２は、４分割された三角柱
状のプリズム３，４，５，６を接合して構成された立方
体状のものである。プリズム３〜６の横断面はそれぞれ
直角二等辺三角形であり、隣接するプリズム３〜６は直
角を挟む２面相互を接合している。プリズム群３，４と
プリズム群５，６の接合面２ａ、並びにプリズム群３，
６とプリズム群４，５の接合面２ｂには、それぞれハー
フミラーが形成されている。このハーフミラーは入射さ
れるレーザビームの５０％を透過し、残り５０％を反射
する。接合面２ａと接合面２ｂは直交しており、それぞ
れの接合面２ａ，２ｂは各半導体レーザ素子７〜９から
放射されるレーザビームＬ１〜Ｌ３の進行方向に対して
４５度傾斜している。

【０００９】プリズム３〜６は、ガラスやプラスチック
等からなる。このビーム結合素子２は光路に沿って半導
体レーザ素子７〜９とコリメータレンズ１０の間に配置
されている。従って、コリメータレンズ１０に入射する
レーザビームは、ビーム結合素子２によってマルチビー
ム化されているので、コリメータレンズ１０は１個です
む。

【００１０】半導体レーザ素子７〜９は、それぞれ波長
の等しい（例えば７８０ｎｍ程度の波長）レーザビーム
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を放射する。半導体レーザ素子７はレ
ーザビームＬ１の進行方向に対して垂直な面内で位置調
整可能な状態で、図示しないベース部材にホルダを介し
て取り付けられている。具体的には、半導体レーザ素子
７が固定されたホルダはベース部材にねじ留めされてい
るので、ホルダの穴径をねじ径より大きくしてそのクリ
アランスにより調整されることにより、ホルダの移動と
共に、半導体レーザ素子７がレーザビームＬ１の進行方
向に対して垂直な面内で移動調整が行われる。半導体レ
ーザ素子７に対するフォーカス調整は、コリメータレン
ズ１０を光軸方向に前後に移動させることによって行わ
れる。

【００１１】一方、半導体レーザ素子８，９は、それぞ
れレーザビームＬ２，Ｌ３の進行方向に対して垂直な面
内で位置調整可能であり、さらに、レーザビームＬ２，
Ｌ３の進行方向（光軸方向）にも位置調整可能な状態で
ベース部材に取り付けられている。すなわち、半導体レ
ーザ素子８，９はそれぞれ図示しないフォーカシングス
ペーサ上にねじ留めされたホルダに固定されており、フ
ォーカシングスペーサとベース部材との間隔がテンショ
ンねじを挟んでフォーカシングねじのねじ込みにより調
整されることにより、フォーカシングスペーサの移動と
共に半導体レーザ素子８，９がレーザビームＬ２，Ｌ３
の放射方向（光軸方向）に前後に移動し、フォーカス調
整が行われる。半導体レーザ素子８，９がそれぞれ固定
されたホルダはフォーカシングスペーサにねじ留めされ
ているので、ホルダの穴径をねじ径より大きくしてその
クリアランスにより調整されることにより、ホルダの移
動と共に、半導体レーザ素子８，９がレーザビームＬ
２，Ｌ３の進行方向に対して垂直な面内で移動調整が行
われる。

【００１２】こうして、半導体レーザ素子７〜９は、そ
れぞれ独立して位置調整ができるので、各レーザビーム
Ｌ１〜Ｌ３の相対位置ずれを容易に補正することができ
る。以上の構成からなるマルチビーム光学ユニット１に
おいて、半導体レーザ素子７〜９から放射されたレーザ
ビームＬ１〜Ｌ３はビーム結合素子２を介してビーム３
本のマルチビームとしてコリメータレンズ１０に導かれ
る。すなわち、半導体レーザ素子７から放射されたレー
ザビームＬ１は、ビーム結合素子２に入射し、接合面２
ａ，２ｂを透過した後、ビーム結合素子２から出射す
る。半導体レーザ素子８から放射されたレーザビームＬ
２はビーム結合素子２に入射し、接合面２ｂで反射さ
れ、ビーム結合素子２から出射する。半導体レーザ素子
９から放射されたレーザビームＬ３は、ビーム結合素子
２に入射し、接合面２ａで反射され、ビーム結合素子２
から出射する。従って、レーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３
がビーム結合素子２内を通過する光路長（言い換えると
通過厚）が全て等しくなり、コリメータレンズ１０に対
して全ての半導体レーザ素子７〜９が光学的等価位置に
置かれた状態となっている。この結果、レーザビームＬ
１〜Ｌ３相互間の収差が良好に補正されたマルチビーム
光学ユニット１が得られる。

【００１３】マルチビームは、コリメータレンズ１０に
よって略平行に収束される。そして、このマルチビーム
光学ユニット１をプリンタの光源として用いた場合に
は、コリメータレンズ１０から出射したマルチビーム
は、ポリゴンミラーや走査光学レンズ群を介して被走査
面である感光体ドラム上に照射される。

【００１４】［第２実施形態、図３］第２実施形態は、
光源を４個有するマルチビーム光学ユニットについて説
明する。図３に示すように、マルチビーム光学ユニット
２１は、ビーム結合素子２２と、４個の半導体レーザ素
子３１，３２，３３，３４と、コリメータレンズ３８と
で構成されている。

【００１５】ビーム結合素子２２は、８分割されたプリ
ズム２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０
を接合して構成された立方体状のものである。プリズム
２３，２４，２７，２８は、横断面が直角二等辺三角形
の三角柱状のプリズムを、直角二等辺三角形の直角側の
稜線を臨む側面の対角線と、直角側の稜線の中央点とを
含む面で２分割することによって形成される。プリズム
２５，２６，２９，３０は、横断面が直角二等辺三角形
の三角柱状のプリズムを、直角二等辺三角形の直角側の
稜線の中央点と、上面（又は底面）の前記中央点の対角
に位置する稜線を含む面で２分割することによって形成
される。

【００１６】プリズム群２３〜２６とプリズム群２７〜
３０の接合面２２ａ、プリズム群２３，２４，２９，３
０とプリズム群２５〜２８の接合面２２ｂ、並びにプリ
ズム群２３，２５，２７，２９とプリズム群２４，２
６，２８，３０の接合面２２ｃには、それぞれハーフミ
ラーが形成されている。接合面２２ａと接合面２２ｂは
直交しており、接合面２２ｃは接合面２２ａ，２２ｂに
対して４５度傾いて交差している。接合面２２ａ，２２
ｂは半導体レーザ素子３１〜３３から放射されるレーザ
ビームＬ１〜Ｌ３の進行方向に対して４５度傾斜してお
り、接合面２２ｃは半導体レーザ素子３４から放射され
るレーザビームＬ４の進行方向に対して４５度傾斜して
いる。このビーム結合素子２２は光路に沿って半導体レ
ーザ素子３１〜３４とコリメータレンズ３８の間に配置
されている。

【００１７】半導体レーザ素子３１〜３４は、それぞれ
波長の等しいレーザビームＬ１〜Ｌ４を放射する。半導
体レーザ素子３１は、前記第１実施形態の半導体レーザ
素子７と同様の構成の移動手段により、レーザビームＬ
１の進行方向に対して垂直な面内で移動調整が行われ
る。半導体レーザ素子３１に対するフォーカス調整は、
コリメータレンズ３８を光軸方向に前後に移動させるこ
とによって行われる。一方、半導体レーザ素子３２〜３
４は、前記第１実施形態の半導体レーザ素子８，９と同
様の構成の移動手段により、それぞれレーザビームＬ２
〜Ｌ４の進行方向及び進行方向に対して垂直な面内で位
置調整可能である。こうして、半導体レーザ素子３１〜
３４は、それぞれ独立して位置調整ができるので、各レ
ーザビームＬ１〜Ｌ４の相対位置ずれを防止することが
できる。

【００１８】以上の構成からなるマルチビーム光学ユニ
ット２１において、半導体レーザ素子３１〜３４から放
射されたレーザビームＬ１〜Ｌ４はビーム結合素子２２
を介してビーム４本のマルチビームとしてコリメータレ
ンズ３８に導かれる。すなわち、半導体レーザ素子３１
から放射されたレーザビームＬ１は、ビーム結合素子２
２に入射し、接合面２２ａ，２２ｂ，２２ｃを透過した
後、ビーム結合素子２２から出射する。半導体レーザ素
子３２から放射されたレーザビームＬ２はビーム結合素
子２２に入射し、接合面２２ｂで反射され、ビーム結合
素子２２から出射する。半導体レーザ素子３３から放射
されたレーザビームＬ３は、ビーム結合素子２２に入射
し、接合面２２ａで反射され、ビーム結合素子２２から
出射する。半導体レーザ素子３４から放射されたレーザ
ビームＬ４は、ビーム結合素子２２に入射し、接合面２
２ｃで反射され、ビーム結合素子２２から出射する。従
って、レーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４がビーム結
合素子２２内を通過する光路長（言い換えると通過厚）
が全て等しくなり、コリメータレンズ３８に対して全て
の半導体レーザ素子３１〜３４が光学的等価位置に置か
れた状態となっている。この結果、レーザビームＬ１〜
Ｌ４相互間の収差が良好に補正されたマルチビーム光学
ユニット２１が得られる。

【００１９】［第３実施形態、図４］第３実施形態は、
光源を５個有するマルチビーム光学ユニットについて説
明する。図４に示すように、マルチビーム光学ユニット
４１は、ビーム結合素子４２と、５個の半導体レーザ素
子６１，６２，６３，６４，６５と、コリメータレンズ
６８とで構成されている。

【００２０】ビーム結合素子４２は、１４分割されたプ
リズム４３〜５６を接合して構成された立方体状のもの
である。プリズム４３〜４６，５０〜５３は、横断面が
直角二等辺三角形の三角柱状のプリズムを、直角側の稜
線を臨む側面の２本の対角線と、直角二等辺三角形の直
角側の稜線の中央点とを含む二つの面で４分割すること
によって形成される。プリズム４７〜４９，５４〜５６
は、横断面が直角二等辺三角形の三角柱状のプリズム
を、直角側の稜線の中央点と、上面及び底面の前記中央
点の対角に位置する２本の稜線を含む二つの面で３分割
することによって形成される。

【００２１】プリズム群４３〜４９とプリズム群５０〜
５６の接合面４２ａ、プリズム群４３〜４６、５４〜５
６とプリズム群４７〜５３の接合面４２ｂ、プリズム群
４３，４５，４７，５０，５２，５４，５５とプリズム
群４４，４６，４８，４９，５１，５３，５６の接合面
４２ｃ、並びにプリズム群４３，４４，４７，４８，５
０，５１，５４とプリズム群４５，４６，４９，５２，
５３，５５，５６の接合面４２ｄにはそれぞれハーフミ
ラーが形成されている。接合面４２ａと４２ｂは直交し
ており、同様に、接合面４２ｃと４２ｄも直交してい
る。接合面４２ａ，４２ｂは、接合面４２ｃ，４２ｄに
対してそれぞれ４５度傾いて交差している。接合面４２
ａ，４２ｂは半導体レーザ素子６１〜６３から放射され
るレーザビームＬ１〜Ｌ３の進行方向に対して４５度傾
斜しており、接合面４２ｃ，４２ｄは半導体レーザ素子
６４，６５から放射されるレーザビームＬ４，Ｌ５の進
行方向に対して４５度傾斜している。このビーム結合素
子４２は光路に沿って半導体レーザ素子６１〜６５とコ
リメータレンズ６８の間に配置されている。

【００２２】半導体レーザ素子６１〜６５は、それぞれ
波長の等しいレーザビームＬ１〜Ｌ５を放射する。半導
体レーザ素子６１は、前記第１実施形態の半導体レーザ
素子７と同様の構成の移動手段により、レーザビームＬ
１の進行方向に対して垂直な面内で移動調整が行われ
る。半導体レーザ素子６１に対するフォーカス調整は、
コリメータレンズ６８を光軸方向に前後に移動させるこ
とによって行われる。一方、半導体レーザ素子６２〜６
５は、前記第１実施形態の半導体レーザ素子８，９と同
様の構成の移動手段により、それぞれレーザビームＬ２
〜Ｌ５の進行方向及び進行方向に対して垂直な面内で位
置調整可能である。こうして、半導体レーザ素子６１〜
６５は、それぞれ独立して位置調整ができるので、各レ
ーザビームＬ１〜Ｌ５の相対位置ずれを防止することが
できる。

【００２３】以上の構成からなるマルチビーム光学ユニ
ット４１において、半導体レーザ素子６１〜６５から放
射されたレーザビームＬ１〜Ｌ５はビーム結合素子４２
を介してビーム５本のマルチビームとしてコリメータレ
ンズ６８に導かれる。すなわち、半導体レーザ素子６１
から放射されたレーザビームＬ１は、ビーム結合素子４
２に入射し、接合面４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄを
透過した後、ビーム結合素子４２から出射する。半導体
レーザ素子６２から放射されたレーザビームＬ２はビー
ム結合素子４２に入射し、接合面４２ｂで反射され、ビ
ーム結合素子４２から出射する。半導体レーザ素子６３
から放射されたレーザビームＬ３は、ビーム結合素子４
２に入射し、接合面４２ａで反射され、ビーム結合素子
４２から出射する。半導体レーザ素子６４から放射され
たレーザビームＬ４は、ビーム結合素子４２に入射し、
接合面４２ｃで反射され、ビーム結合素子４２から出射
する。半導体レーザ素子６５から放射されたレーザビー
ムＬ５は、ビーム結合素子４２に入射し、接合面４２ｄ
で反射され、ビーム結合素子４２から出射する。従っ
て、レーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５がビー
ム結合素子４２内を通過する光路長（言い換えると通過
厚）が全て等しくなり、コリメータレンズ６８に対して
全ての半導体レーザ素子６１〜６５が光学的等価位置に
置かれた状態となっている。この結果、レーザビームＬ
１〜Ｌ５相互間の収差が良好に補正されたマルチビーム
光学ユニット４１が得られる。

【００２４】［他の実施形態］なお、本発明に係るマル
チビーム光学ユニットは前記実施形態に限定するもので
はなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができ
る。前記実施形態は、コリメータレンズを用いて光源か
らのビームを略平行光に変換しているが、光源からのビ
ームを収束光に変換する集光レンズを用いて、ポリゴン
ミラーに入射させる光束を収束光にして精度をあげるよ
うにしてもよい。

【００２５】また、光源として、波長の等しいビームを
放射するものを組み合わせる他に、波長の異なるビーム
を放射するものを組み合わせてもよい。また、前記実施
形態のように、ビーム結合素子の後ろに単一のコリメー
タレンズを配置する構造の替わりに、光源とビーム結合
素子との間に、それぞれの光源毎にコリメータレンズを
配置する構造であってもよい。

【００２６】

【実施例】図５（ａ）に本発明者が製作した前記第１実
施形態のマルチビーム光学ユニットの構成図を示す。図
５（ｂ）は比較のための従来のマルチビーム光学ユニッ
トの構成図である。前記第１実施形態の図２、並びに従
来例の図８と同一部品及び同一部分には同じ符号を付し
ている。

【００２７】図５（ａ）において５ｍｍ角のガラス材か
らなるビーム結合素子２は、光路に沿って半導体レーザ
素子７〜９とコリメータレンズ１０の間に配置されてい
る。なお、１００は半導体レーザ素子の光源、１０４は
光源を保護するためのカバーガラス、１０５はフォーカ
ス調整に利用されるダミー面、１１０は光軸である。コ
リメータレンズ１０の像側面及び物側面をそれぞれＳ
１，Ｓ２、ビーム結合素子２の像側面及び物側面をそれ
ぞれＳ３，Ｓ４、カバーガラス１０４の像側面及び物側
面をそれぞれＳ５，Ｓ６とする。表１に示すように、コ
リメータレンズ１０には、像側面Ｓ１及び物側面Ｓ２の
曲率半径がそれぞれ１２．２９，２２６．００、屈折率
が１．７８３７の非球面レンズを用い、ビーム結合素子
２とカバーガラス１０４には、屈折率が１．５１１２の
ものを用いた。

【００２８】

【表１】

【００２９】特に、コリメータレンズ１０は、像側面Ｓ
１における有効径が４．１９３ｍｍ、有効ＦＮＯが２．
０００、焦点距離が１６．５００００ｍｍ、さらに、像
側面Ｓ１は以下の（１）式及び（２）式で決定される非
球面を有している。（１）式において、Ｘ₀は正規２次
曲面を示し、ΣＡ_iｙⁱは正規２次曲面からのずれ量を示
している。

【００３０】 Ｘ＝Ｘ₀＋ΣＡ_iｙⁱ ……（１） Ｘ₀＝Ｃ₀ｙ²／｛１−（１−ε（Ｃ₀ｙ）²）^1/2｝ ……（２） ただし、曲率：Ｃ₀＝１／１２．２９ 円錐係数： ε＝１．００００００００ Ａ₄＝−０．３６３７３９２２×１０^-4 Ａ₆＝−０．１９５８３５０５×１０^-6 Ａ₈＝−０．８９５２３９２３×１０^-9 Ａ₁₀＝−０．５６６７３０４１×１０^-11 一方、図５（ｂ）において、それぞれ７ｍｍ角と５ｍｍ
角のガラス材からなるビームスプリッタ８１，８２を連
接したものは、光路に沿って半導体レーザ素子８３〜８
５とコリメータレンズ８６の間に配置されている。コリ
メータレンズ８６の像側面及び物側面をそれぞれＳ９，
Ｓ１０、ビームスプリッタ８１の像側面及び物側面をそ
れぞれＳ１１，Ｓ１２、ビームスプリッタ８２の像側面
及び物側面をそれぞれＳ１３，Ｓ１４、カバーガラス１
０４の像側面及び物側面をそれぞれＳ１５，Ｓ１６とす
る。表２に示すように、コリメータレンズ８６は図５
（ａ）で示したコリメータレンズ１０と同様の非球面レ
ンズを用い、ビームスプリッタ８１，８２とカバーガラ
ス１０４には、屈折率が１．５１１のものを用いた。

【００３１】

【表２】

【００３２】そして、以上の特性を有する各部品を、表
１及び表２に示す面間隔になるように配置することによ
り、２種類のマルチビーム光学ユニットをフォーカス調
整した。フォーカス調整後のそれぞれのマルチビーム光
学ユニットの、コリメータレンズとダミー面の軸上間
隔、物高、レンズバック、像高を表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】こうしてフォーカス調整された後、マルチ
ビーム光学ユニットの球面収差、正弦条件違反量及び横
収差量を比較評価した。評価に際しては、コリメータレ
ンズの像側のダミー面１０５を物体面とし、通常の使用
方法とは逆方向に、ダミー面１０５をコリメータレンズ
によって光源１００の位置に投影して評価した。評価結
果を図６及び図７に示す。図６（ａ）は実施例の半導体
レーザ素子７から放射されたレーザビームＬ１の球面収
差（実線７３）及び正弦条件違反量（点線７４）を示す
ものであり、図６（ｂ）は比較例の半導体レーザ素子８
３から放射されたレーザビームＬ１の球面収差（実線７
５）及び正弦条件違反量（点線７６）を示すものであ
る。図７は実施例の半導体レーザ素子７から放射された
レーザビームＬ１のガウス面上横収差（実線７８）を示
すものであり、比較例の半導体レーザ素子８３から放射
されたレーザビームＬ１のガウス面上横収差（点線７
９）も併せて示されている。実施例の場合には球面収
差、正弦条件違反量及び横収差量が小さく良好であるの
に対し、比較例の場合にはこれらの収差が大きくなって
いる。

【００３５】実施例のマルチビーム光学ユニット１にお
いて、半導体レーザ素子７，８，９はそれぞれのレーザ
ビームＬ１〜Ｌ３がビーム結合素子２内を通過する通過
厚が全て等しく、コリメータレンズ１０に対して光学的
等価位置にあるので、半導体レーザ素子８，９からそれ
ぞれ放射されるレーザビームＬ２，Ｌ３は、半導体レー
ザ素子７から放射されるレーザビームＬ１と特性が等し
くなる。この結果、レーザビームＬ１〜Ｌ３相互間の収
差に大きな違いがなく、良好に補正されたマルチビーム
光学ユニット１が得られる。

【００３６】一方、比較例のマルチビーム光学ユニット
において、半導体レーザ素子８３，８４はそれぞれのレ
ーザビームＬ１，Ｌ２がビームスプリッタ８１，８２内
を通過する通過厚が等しく、コリメータレンズ８６に対
して光学的等価位置にあるので、半導体レーザ素子８４
から放射されるレーザビームＬ２は、収差は大きいもの
の、半導体レーザ素子８３から放射されるレーザビーム
Ｌ１と特性が等しくなる。しかし、半導体レーザ素子８
５のレーザビームＬ３はビームスプリッタ８１のみを通
過するため、半導体レーザ素子８５と半導体レーザ素子
８３，８４は、コリメータレンズ８６に対して光学的等
価位置にない。すなわち、半導体レーザ素子８５から放
射されるレーザビームＬ３は、実施例のマルチビーム光
学ユニットの半導体レーザ素子７のレーザビームＬ１に
近い特性を有し、半導体レーザ素子８３，８４から放射
されるレーザビームＬ１，Ｌ２とは特性が異なったもの
になる。この結果、レーザビームＬ１〜Ｌ３相互間の収
差が大きく異なったマルチビーム光学ユニットとなる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、複数の光源から放射されたそれぞれのビームが
等しい通過厚になるように多分割されたプリズムを接合
して立方体状ビーム結合素子を構成したので、ビーム結
合素子自体が大型化することなく、ビーム相互間の収差
が良好に補正されたマルチビーム光学ユニットを得るこ
とができる。そして、ビーム結合素子を光源と集光レン
ズの間に配置した構造や、複数の光源がそれぞれ独立し
て光軸方向に移動自在である構造を採用することによ
り、マルチビーム光学ユニットの構造が簡素となり、各
ビームの相対位置ずれが発生しにくいものにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマルチビーム光学ユニットの第１
実施形態を示す斜視図。

【図２】図１に示したマルチビーム光学ユニットの一部
切欠き平面図。

【図３】本発明に係るマルチビーム光学ユニットの第２
実施形態を示す斜視図。

【図４】本発明に係るマルチビーム光学ユニットの第３
実施形態を示す斜視図。

【図５】（ａ）は本発明に係るマルチビーム光学ユニッ
トの具体的実施例を示す光路図、（ｂ）は従来のマルチ
ビーム光学ユニットの具体的実施例を示す光路図。

【図６】（ａ）は図５（ａ）に示した本発明に係るマル
チビーム光学ユニットの縦収差図、（ｂ）は図５（ｂ）
に示した従来のマルチビーム光学ユニットの縦収差図。

【図７】図５（ａ）に示した本発明に係るマルチビーム
光学ユニットの具体的実施例の横収差図。

【図８】従来のマルチビーム光学ユニットを示す一部切
欠き平面図。

【符号の説明】

１，２１，４１…マルチビーム光学ユニット ７〜９，３１〜３４，６１〜６５…半導体レーザ素子 ２，２２，４２…ビーム結合素子 ３〜６，２３〜３０，４３〜５６…プリズム １０，３８，６８…コリメータレンズ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５…レーザビーム

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３個及び４個及び５個のいずれか一つの
   数の光源と、 前記光源から放射されたそれぞれのビームが互いに異な
   る面に入射し、かつ、等しい通過厚になるように、多分
   割されたプリズムを接合して構成した一つの立方体状ビ
   ーム結合素子と、 前記光源からのビームを平行光又は収束光に変換する集
   光レンズと、 を備えたことを特徴とするマルチビーム光学ユニット。
2. 【請求項２】 前記光源がそれぞれ独立して光軸方向に
   移動自在であることを特徴とする請求項１記載のマルチ
   ビーム光学ユニット。
3. 【請求項３】 前記ビーム結合素子が、前記光源と前記
   集光レンズとの間に配置されていることを特徴とする請
   求項１記載のマルチビーム光学ユニット。
4. 【請求項４】 前記光源の数が３個であり、 前記ビーム結合素子は、４個の三角柱状のプリズムから
   構成されていること、 を特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光学ユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記光源の数が４個であり、 前記ビーム結合素子は、横断面が直角二等辺三角形の三
   角柱状のプリズムを、直角二等辺三角形の直角側の稜線
   を臨む側面の対角線と、直角側の稜線の中央点とを含む
   面で２分割した形状のプリズム４個と、横断面が直角二
   等辺三角形の三角柱状のプリズムを、直角二等辺三角形
   の直角側の稜線の中央点と、上面（又は底面）の前記中
   央点の対角に位置する稜線を含む面で２分割した形状の
   プリズム４個とから構成されていること、 を特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光学ユニッ
   ト。
6. 【請求項６】 前記光源の数が５個であり、 前記ビーム結合素子は、横断面が直角二等辺三角形の三
   角柱状のプリズムを、直角側の稜線を臨む側面の２本の
   対角線と、直角二等辺三角形の直角側の稜線の中央点と
   を含む二つの面で４分割した形状のプリズム８個と、横
   断面が直角二等辺三角形の三角柱状のプリズムを、直角
   側の稜線の中央点と、上面及び底面の前記中央点の対角
   に位置する２本の稜線を含む二つの面で３分割した形状
   のプリズム６個とから構成されていること、 を特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光学ユニッ
   ト。