JP4929885B2 - ビーム径測定装置および焦点調整装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献2で開示された技術では、光ビームの光路上の焦点を挟む前後の2箇所にテレビカメラを配置し、それぞれ光量を測定する。そして、2つのテレビカメラで測定された光量が等しくなるように走査光学系の焦点を移動させる。
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、光ビームの焦点を簡易な構成により短時間で精度よく調整することのできる技術の提供を目的とする。
図1は、ビーム径測定装置100の構成を示す平面図である。
ビームスプリッタ10は、プリズムの斜面に無偏光膜を形成し、もう1つの同一形状のプリズムと斜面同士を接着したものである。本実施形態では、画像形成装置に組み込まれる前の走査光学系300から出射された光ビームを無偏光膜に入射させる。図中に示されている主走査方向は、走査光学系300の光ビームの走査方向である。ビーム径測定装置100は、走査光学系300が光ビームを走査中、あるいは走査を停止して光ビームを出射している状態のどちらであってもビーム径を測定することができる。
なお、主走査方向は、図1において紙面に垂直な方向でもよい。
本実施形態では、直角プリズム20、ビームスプリッタ30からなる光学系を第1の光学系と呼び、ビームスプリッタ10および第1の光学系によって形成される光路を第1の光路と呼ぶ。
本実施形態では、平行平面基板40、直角プリズム50、ビームスプリッタ30からなる光学系を第2の光学系と呼び、ビームスプリッタ10および第2の光学系によって形成される光路を第2の光路と呼ぶ。
次に、コンピュータ80の構成について説明する。図5は、コンピュータ80の構成を示す図である。記憶部81には、コンピュータ80の各部を制御するための基本プログラム、ビーム径を求めるためのプログラム、求められたビーム径に基づいて走査光学系300の焦点の移動量を求めるためのプログラム等が記憶されている。CPU82は、記憶部81に記憶されているこれらのプログラムを実行して、ビーム径と移動量の算出を行う。ROM83には、コンピュータ80を起動するためのプログラムが記憶されている。RAM84は、CPU82が各プログラムを実行する際のワークエリアとして使用される。表示部85は、例えば液晶パネルであり、ビーム径の測定結果を表示する。指示受付部86は、例えばキーボードであり、ユーザがコンピュータ80に対する指示を入力することができるようになっている。
測定対象領域の中央付近で白く見えるのが光ビームの像である。光ビームの像は中心が最も明るく、中心から離れるに従って徐々に明るさが減少していく。中心の座標を(x1,y1)、各画素の濃度をD(x,y)とする。
本実施形態では、コンピュータ80の表示部85に第1および第2の光ビームのビーム径の測定結果を表示する。そして、ユーザが表示された測定結果を見ながらビーム径の差が閾値以下になるように走査光学系300内の焦点調整手段(例えば、コリメータレンズ)を手動で移動させる。
上記の表示によって、第1および第2のビーム径の差が視認しやすくなる。ただし、この場合も、実際に測定することが必要なのは2点C、Dにおけるビーム径のみであり、フォーカス曲線は視覚的な補助にすぎない。従って、フォーカス曲線は、ビーム径測定装置100の試験時に求めたものを使用するか、あるいは、仮想的な曲線を表示させるようにすればよい。
以上説明した形態に限らず、本発明は種々の形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形した形態でも実施可能である。
上記のビーム径測定装置100での測定結果を用いて走査光学系300の焦点を自動的に調整するようにしてもよい。例えば、光源に対してレンズを移動させる移動手段(例えばアクチュエータ)を走査光学系300に取り付けておく。予めフォーカス曲線を求めておき、測定された2点がフォーカス曲線上のどの位置に該当するかを求める。そして、2点の中点とフォーカス曲線の対称軸とのx方向のずれ量を求めることによって、光ビームの焦点の移動量を求めることができる。そして、この移動量に基づいて、走査光学系300の移動手段を駆動させて焦点を移動させる。
Claims (5)
- 光ビームの焦点を合わせる目標となる位置に入射した光ビームを互いの光軸の方向を異ならせて第1の光ビームと第2の光ビームとに分割する分割手段と、
拡大光学系と、
前記分割手段によって得られた第1の光ビームを通過させて前記拡大光学系に入射させる第1の光学系と、
光路の空気換算長が前記第1の光学系の光路の空気換算長よりも長く、前記第2の光ビームを通過させて前記拡大光学系に前記第1の光ビームと平行に且つ互いの光軸が重ならないように入射させる第2の光学系と、
前記拡大光学系に入射した前記第1および第2の光ビームのビーム径を測定し、測定の結果を出力する測定手段と
を有し、
前記第1の光学系における前記拡大光学系の焦点は前記目標となる位置から所定距離だけ前記拡大光学系に近い側に位置し、前記第2の光学系における前記拡大光学系の焦点は前記目標となる位置から前記所定距離と等しい距離だけ前記拡大光学系から遠い側に位置する
ことを特徴とするビーム径測定装置。 - 前記第2の光学系は、前記第1の光学系と異なる媒質に前記第2の光ビームを通過させることによって前記第2の光学系の光路の空気換算長を前記第1の光学系の光路の空気換算長よりも長くしたことを特徴とする請求項1に記載のビーム径測定装置。
- 前記第2の光学系は、前記第2の光ビームの入射する面が光軸に対して所定の角度をなすように設けられた平行平面基板を有することを特徴とする請求項1または2に記載のビーム径測定装置。
- 前記測定手段によって求められた前記第1および第2の光ビームのビーム径の差が閾値を下回る、または所定の範囲内に入るように前記光ビームの焦点の移動量を算出し、算出の結果を出力する移動量算出手段を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のビーム径測定装置。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載のビーム径測定装置と、
前記移動量算出手段によって求められた移動量に従って前記光ビームの焦点を移動させる焦点移動手段と
を有することを特徴とする焦点調整装置。
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