JPH01167718A - 二次元走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の禾 この発明は、被走査面上に歪みの無い二次元像を形成す
ることのできる二次元走査装置の改良に関するものであ
る。

の　　び　の− 被走査面上にスポットを二次元走査して像を形成する手
段としては、従来から特公昭４４−９３２１号公報ある
いは特開昭５１−２６０５０号公報に開示されるような
技術がある。

しかしながら、これらの公報に開示された二次元偏向装
置では、副偏向に対して主偏向の回動角度が一定の場合
、被走査面上では歪みのある走査が行われるため、電気
的に信号を補正する必要があり、電気系がかなり複雑か
つ大規模になるという問題があった。

また、特公昭６２−２０５２４号公報、特公昭６２−２
０５２５号公報には、上記の走査歪を光学的、機械的に
解消しようとする構成が開示されているが、これらの走
査装置では光源からの光束を一つの偏向器で偏向させる
構成であるため、偏向器の２軸駆動が必要となり構造が
複雑となる。更に、前者の装置では走査歪を完全になく
すことはできず、後者の装置では走査レンズをも回動さ
せることによって歪の補正を図っているため駆動機構が
複雑になるという問題点がある。

ｌ豆勿且敗 この発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであ
り、走査ラインの歪の光学的な補正を簡単な構成で、し
かも完全に行うことができる二次元走査装置を提供する
ことを目的とする。

を　　するための この発明に係る二次元走査装置は、光学系の光軸を含む
副走査面内で光源から発する光束を偏向させる副偏向器
と、副走査面内に屈折力を有し偏向された光束を副走査
面内で光軸に対して平行に出射させるテレセントリック
レンズと、テレセントリックレンズから出射する光束を
副走査面に対して垂直で光軸に対して平行な主走査面内
で偏向させる主偏向器と、主走査面内にのみ屈折力を有
し主偏向器により偏向された光束を被走査面に結像させ
るシリンダー走査レンズとを備えることにより、上記目
的の達成を図ったものである。

生−１ この発明の二次元走査装置においては、副偏向向されて
シリンダー走査レンズに入射し、このシリンダー走査レ
ンズを介して主走査方向に集束される。

去１１１ 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示したものであ
る。

まず、第１図に基づいて概略を説明する。

この例で示した二次元走査装置は、光源として例えば半
導体レーザー等の発光素子１０と、この発光素子ｌＯか
ら発する光束を平行光束とするコリメータレンズ１１と
を備えている。

符号２０は、コリメータレンズ１１から出射する光束を
、図中−点鎖線で示した光軸Ｘを含む副走査面内で偏向
させる副偏向器としての副ポリゴンミラー２０であり、
副走査面と垂直な回転軸Ｑユ回りに回転自在とされてい
る。

符号３０は、副ポリゴンミラー２０からそれぞれ異なる
角度で出射した光束を、副走査面内で光軸Ｘに対して平
行な集束光として出射させるテレセントリックレンズで
ある。なお、この例ではテレセントリックレンズ３０と
して、副走査面内にのみ屈折力を有するシリンダーレン
ズを使用しているが、この副走査面と直交し光軸Ｘに対
して平行な主走査面内にも屈折力を有するトーリックレ
ンズとすることもできる。

また、符号４０はテレセントリックレンズ３０から出射
する光束を副走査面に対して垂直で光軸Ｘに対して平行
な主走査面内で偏向させる主偏向器としての主ポリゴン
ミラーである。この主ポリゴンミラー４０は、光軸Ｘに
対して垂直、かつ副走査面に平行な回転軸Ｑ２回りに回
転駆動されるものであり、テレセントリックレンズ３０
を出射した光軸Ｘに平行な光束は、回転軸Ω８と平行に
形成された複数の反射面４１によって反射偏向される。

符号５０は、この偏向方向、すなわち主走査面内にのみ
屈折力を有するシリンダー走査レンズであり、反射光束
はこのシリンダー走査レンズ５０を介して光軸Ｘと直交
する被走査面６０に到達する。

なお、この実施例では主・副偏向器としてポリゴンミラ
ーを使用している関係上、テレセントリックレンズ３０
及びシリンダー走査レンズ５０はポリゴンミラーの一定
速回転に応じて出射光束の走査の等速性を得るためにｆ
θレンズとしての作用をなすよう歪曲収差が与えられて
いる０例えば偏向器としてガルバノミラ−を利用した場
合には、その回動特性に合せてアークサインレンズとし
ての機能を持たせる等の必要がある。

ここで説明を容易とするため、被走査面６０上に副走査
方向に延びるｙ軸と主走査方向に延びるｚ軸とから成る
直交座標を設定し、続いて第２図及び第３図に従って作
用を説明する。第２図及び第３図は第１図の光学系を光
軸Ｘに沿って展開したものであり、第２図はｘ−ｙ平面
に沿ったもの、第３図はｘ−ｚ平面に沿ったものである
。

発光素子１０から発した光束は、コリメートレンズ１１
を介して副ポリゴンミラー２０で反射偏向され、Ｘ−ｙ
平面に沿って進む平行光束となり、テレセントリックレ
ンズ３０に入射する。

このテレセントリックレンズ３０を出射した光束は、光
軸Ｘとの距離が副ポリゴンミラー２０の回転角度に対応
した集束光束となる。なお、テレセントリックレンズ３
０はｘ−ｙ平面内においてのみ各光束を被走査面６０上
で結像するような屈折力を有しており、ｘ−ｚ平面方向
に関しては光束に対して何ら作用しない。

テレセントリックレンズ３０を出射した光束は主ポリゴ
ンミラー４０の反射面４１で反射偏向され、この偏向方
向にのみ屈折力を有するシリンダー走査レンズ５０に入
射する。反射面４１に入射する光束は光軸Ｘに対して平
行であり、しかも反射面４１はｙ軸と平行であるため、
反射面４１から被走査面６０に至る光束はその偏向方向
にかかわらず、Ｘ−Ｚ平面に対して平行な平面内を進行
することとなる。

このように、発光素子１０から発する光束は、前述のテ
レセントリックレンズ３０によってｙ方向へ集束される
と共に、シリンダー走査レンズ５０によって２方向に集
束され、被走査面６０上でスポットを形成する。そして
、このスポットのｙ座標は副ポリゴンミラー２０の回転
角度によってのみ決定され、２座標は主ポリゴンミラー
４０の回転角度によってのみ決定される。

第２図に破線で示したのは実線の状態から副ポリゴンミ
ラー２０がθ、７２回転した状態を示すものであり、こ
の際のｙ方向に関する像高ｈ１はテレセントリックレン
ズ３０の焦点距離をｆｙとすれば、スポットの２座標に
拘らずｆ、θ、となる。

また、第３図に破線で示したのは実線の状態から主ポリ
ゴンミラー４０がθ工／２回転した状態を示すものであ
り、この際の２方向に関する像高ｈ工はシリンダー走査
レンズ５０の焦点距離をｆ２とすれば、スポットのｙ座
標に拘らずｆｚθ工となる。

従って、発光素子１０を書き込み信号に従って点滅駆動
し、副ポリゴンミラー２０を高速回転させつつ主ポリゴ
ンミラー４０を低速回転させることにより、ラスタース
キャンを行うことができ、複雑な電気的処理を行わなく
とも歪の無い二次元像を形成することができる。

なお、走査ラインの２方向のピッチは両ポリゴンミラー
の回転速度の相関により、任意に設定することができる
。

主走査及び副走査偏向器としてガルバノミラ−１Ａ１０
ディフレクタ−等入力信号に比例する任意の角度に変更
できる偏向器とｆθレンズとを用いた場合には、各偏向
器の偏向角と被走査面５０上でのスポットのｙ−ｚ方向
への移動がそれぞれ独立してリニアな関係となるため、
従来困難であったベクタースキャンを複雑な制御なしに
行うことができる。

り１艮 以上、説明してきたようにこの発明の二次元走査装置は
、二次元の各方向に関する偏向及び集束をそれぞれ別個
の偏向器と走査レンズとで行う構成としたため、複雑な
電気的処理を行わなくとも歪の全くない二次元像を形成
することができる。

しかも、各偏向器は一軸駆動をすれば足りるため機構の
複雑な二軸駆動を行う必要もなく、ベクタースキャンを
簡単な制御で正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、この発明に係る二次元走査装置の一
実施例を示したものであり、第１図は概略説明図、第２
図は線像方向に沿う断面図、第３図は走査方向に沿う断
面図である。 ２０・・・副ポリゴンミラー（副偏向器）３０・・・テ
レセントリックレンズ ４０・・・主ポリゴンミラー（主偏向器）５０・・・シ
リンダー走査レンズ ６０・・・被走査面 Ｘ・・・光軸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光学系の光軸を含む副走査面内で光源から発する光束を
   偏向させる副偏向器と、 前記副走査面内に屈折力を有し偏向された光束を前記副
   走査面内で前記光軸に対して平行に出射させるテレセン
   トリックレンズと、 該テレセントリックレンズから出射する光束を前記副走
   査面に対して垂直で前記光軸に対して平行な主走査面内
   で偏向させる主偏向器と、 前記主走査面内にのみ屈折力を有し前記主偏向器により
   偏向された光束を被走査面に結像させるシリンダー走査
   レンズとを備えることを特徴とする二次元走査走査装置
   。