JPH01262520A - Laser beam scanner - Google Patents

Laser beam scanner

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JPH01262520A
JPH01262520A JP63091079A JP9107988A JPH01262520A JP H01262520 A JPH01262520 A JP H01262520A JP 63091079 A JP63091079 A JP 63091079A JP 9107988 A JP9107988 A JP 9107988A JP H01262520 A JPH01262520 A JP H01262520A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
mirror
scanner
scanning
scanner mirror
Prior art date
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Pending
Application number
JP63091079A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Terada
茂樹 寺田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH01262520A publication Critical patent/JPH01262520A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase a scanning speed of a laser beam by a simple constitution by radiating the laser beam so that a part overlapped on a scanning area of a reflected light is generated. CONSTITUTION:The title laser beam scanner is provided with a scanner mirror 13, an incident optical system for allowing plural laser beams L1, L2 and L3 to be made incident on a reflecting surface 15 of the scanner mirror 13 from different angles with respect to this scanner mirror 13, and a driving control means for bringing the scanner mirror 13 to driving control, and constituted so that the laser beam is radiated so that a part overlapped on a scanning area of a reflected light is generated, or so that the scanning area is different. That is, plural laser beams which are made incident on the scanner mirror from different directions are reflected at different angles, respectively and scan the scanning area. Accordingly, the number of times of the scan by the laser beam can be increased, and by overlapping reflected light beams of each laser beam which is made incident on the scanner mirror from different angles, on the same scanning area and radiating them, a scanning speed of the same scanning area is increased, and the resolution can be raised.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的J (産業上の利用分野) 本発明はレーザビームを走査するレーザビームスキャナ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention J (Field of Industrial Application) The present invention relates to a laser beam scanner that scans a laser beam.

(従来の技術) レーザビームをスキャンする従来のレーザビームスキャ
ナは第2図または第3図で示すように構成されている。
(Prior Art) A conventional laser beam scanner that scans a laser beam is configured as shown in FIG. 2 or 3.

第2図で示す方式はモータまたはタービン1で回転駆動
されるポリゴンミラー2を設け、この回転するポリゴン
ミラー2に入射するレーザビームLを反射しながら、出
射方向を変化させるようになっている。この第2図で示
す方式において、その走査速度を上昇させる必要がある
場合にはその駆動用のモータまたはタービン1の回転数
を上げて1回の走査時間を短縮するか、ポリゴンミラー
2の面数を増やし、1回転当たりの走査回数を増やすし
かない。
The method shown in FIG. 2 is provided with a polygon mirror 2 that is rotationally driven by a motor or a turbine 1, and the laser beam L incident on the rotating polygon mirror 2 is reflected while changing the emission direction. In the method shown in FIG. 2, if it is necessary to increase the scanning speed, either increase the rotational speed of the driving motor or turbine 1 to shorten the scanning time per time, or The only option is to increase the number of scans per rotation.

また、第3図で示す方式は電磁石や圧N素子等からなる
ミラー駆動装置3でミラー4を振動させ、この振動する
ミラー4で入射するレーザビームLを反射しながら、出
射方向を振るようにしたものである。この方式において
、その走査速度を上昇させる必要がある場合にはそのミ
ラー駆動装置3で振動させるミラー4の振動周波数を上
昇させるしかない。
In addition, in the method shown in FIG. 3, a mirror 4 is vibrated by a mirror drive device 3 consisting of an electromagnet, a pressure N element, etc., and the laser beam L incident on the vibrating mirror 4 is reflected while changing the emission direction. This is what I did. In this system, if it is necessary to increase the scanning speed, there is no choice but to increase the vibration frequency of the mirror 4 vibrated by the mirror drive device 3.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、走査速度を上昇させるためにポリゴンミ
ラー2の駆動源の回転数を上げたり、ミラー4の振動数
を上げたりするのはこれ以上限界がある。ポリゴンミラ
ー2の回転数では約10〜20万rpm、[!+ミラー
4の振動数では10k)lzが機械的強度上から限界で
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, there is a limit to increasing the rotational speed of the drive source of the polygon mirror 2 or increasing the vibration frequency of the mirror 4 in order to increase the scanning speed. The rotation speed of polygon mirror 2 is approximately 100,000 to 200,000 rpm, [! + The limit of the frequency of the mirror 4 is 10k)lz from the viewpoint of mechanical strength.

また、ポリゴンミラー2の面数を増すとしても、走査可
能な走査角が、レーザビームがある太さを持つために急
激に減少し、面数を増すには限界がある。また、これを
避けるためにポリゴンミラー2の直径を増大させること
は耐高速回転性を著しく低下、させるので、この面から
限界がある。
Furthermore, even if the number of surfaces of the polygon mirror 2 is increased, the scanning angle that can be scanned rapidly decreases because the laser beam has a certain thickness, and there is a limit to increasing the number of surfaces. Furthermore, increasing the diameter of the polygon mirror 2 in order to avoid this will significantly reduce the high-speed rotation resistance, so there is a limit from this point of view.

このように従来の各方式のものではいずれもし一ザビー
ムによる走査速度を上昇させるには限界があり、レーザ
プリンタや高速検査装置等への応用上、種々の問題が生
じた。
As described above, each of the conventional methods has a limit in increasing the scanning speed of one laser beam, and various problems have arisen in application to laser printers, high-speed inspection equipment, etc.

本発明は上記問題点にW目してなされたもので、その目
的とするところは比較的簡単な構成でありながら、その
レーザビームの走査速度を高めることができるレーザビ
ームスキャナを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to provide a laser beam scanner that has a relatively simple configuration and can increase the scanning speed of its laser beam. be.

[発明の構成] (問題点を解決するための手f!jおよび作用)上記問
題点を解決するために本発明はスキャナミラーを用いる
レーザビームスキャナにおいて、スキャナミラーと、こ
のスキャナミラーに対して複数のレーザビームをスキャ
ナミラーの反射面に異なる角度から入射させる入射光学
系と、上記スキャナミラーを駆動制御する駆動制御手段
とを具備し、反射光の走査領域に重なる部分が生じるよ
うに、または走査領域が異なるようにレーザビームを照
射する構成としたものである。
[Structure of the Invention] (Measures f!j and operations for solving the problems) In order to solve the above problems, the present invention provides a laser beam scanner using a scanner mirror. an incident optical system that makes a plurality of laser beams enter a reflective surface of a scanner mirror from different angles, and a drive control means that drives and controls the scanner mirror, so that a portion overlaps with the scanning area of the reflected light, or The configuration is such that the laser beam is irradiated to different scanning areas.

この方式のレーザスキャナによれば、そのスキャナミラ
ーに異なった方向から入射する複数のレーザビームは異
なる角度でそれぞれ反射して走査領域を走査する。した
がって、レーザビームによる走査回数を増大させること
ができる。
According to this type of laser scanner, a plurality of laser beams incident on the scanner mirror from different directions are reflected at different angles to scan a scanning area. Therefore, the number of scans performed by the laser beam can be increased.

そして、この構成において、スキャナミラーに対して異
なった角度から入射する各レーザビームの反射光を同じ
走査領域に重ねて照射するようにしたものでは、その同
じ走査領域の走査速度を増し、たとえば解(ifを高め
ることができる。
In this configuration, if the same scanning area is irradiated with the reflected light of each laser beam that is incident on the scanner mirror from different angles, the scanning speed of the same scanning area may be increased, for example, (If can be increased.

また、上記構成において、スキャナミラーに対して異な
った角度から入射する各レーザビームを異なる走査領域
部分に別々に照射するものでは、その異なる走査領域部
分を同時に走査できるので、その全体の走査領域の走査
速度を増し、また、光学系等の小形化を図ることができ
る。
In addition, in the above configuration, where the laser beams incident on the scanner mirror from different angles are separately irradiated to different scanning area parts, the different scanning area parts can be scanned simultaneously, so that the entire scanning area can be scanned. The scanning speed can be increased and the optical system etc. can be made smaller.

(実施例) 第1図は本発明の第1の実施例を示すものである。図中
10はレーザ発生器であり、このレーザ発生器10の出
射光路上にはハーフミラ−11と全反射ミラー12が設
置され、ハーフミラ−11はレーザ発生器10から出射
するレーザビームLの一部を反射するとともに、残る一
部のレーザビームLを透過する。全反射ミラー12はそ
の透過したレーザビームLを全反射するようになってい
る。そして、このハーフミラ−11と全反射ミラー12
はその反射した各レーザビームLを単一のスキャナミラ
ーとしてのポリゴンミラー13に対して異なる方向から
入射させる入射光学系14を構成している。
(Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a laser generator, and a half mirror 11 and a total reflection mirror 12 are installed on the output optical path of this laser generator 10, and the half mirror 11 is a part of the laser beam L emitted from the laser generator 10. At the same time, a portion of the remaining laser beam L is transmitted. The total reflection mirror 12 is configured to completely reflect the transmitted laser beam L. And this half mirror 11 and total reflection mirror 12
constitutes an input optical system 14 that causes each of the reflected laser beams L to be incident on a polygon mirror 13 serving as a single scanner mirror from different directions.

上記ポリゴンミラー13はその反射面15の面数が6で
、正多角形に形成されている。また、このポリゴンミラ
ー13は図示しないモータやタービン等の駆動手段によ
り矢印方向に高速で回転させられるようになっている。
The polygon mirror 13 has six reflecting surfaces 15 and is formed into a regular polygon. Further, this polygon mirror 13 is configured to be rotated at high speed in the direction of the arrow by a driving means such as a motor or a turbine (not shown).

ハーフミラ−11と全反射ミラー12からなる入射光学
系14はその複数のレーザビームLを単一のポリゴンミ
ラー13の1つの反射面15の1点Pに入射させるよう
に構成されている。
An input optical system 14 consisting of a half mirror 11 and a total reflection mirror 12 is configured to make the plurality of laser beams L enter one point P on one reflective surface 15 of a single polygon mirror 13.

しかして、ハーフミラ−11と全反射ミラー12でそれ
ぞれ反射した各レーザビームLl。
Thus, each laser beam Ll is reflected by the half mirror 11 and the total reflection mirror 12, respectively.

L2は反射面15の1点Pを交点として角度θをなし、
ポリゴンミラー13の反射面15で反射する?!数のレ
ーザビームL1.L2も同じ角度θをなす。ここで、ポ
リゴンミラー13を回転させれば、その角度θを保った
まま、ポリゴンミラー13の角速度の倍の角速度で走査
される。
L2 forms an angle θ with one point P of the reflective surface 15 as the intersection,
Does it reflect on the reflective surface 15 of the polygon mirror 13? ! number of laser beams L1. L2 also forms the same angle θ. Here, when the polygon mirror 13 is rotated, scanning is performed at an angular velocity twice that of the polygon mirror 13 while maintaining the angle θ.

また、第1図で示すように、各レーザビームL+ 、L
2の走査範囲S、Sは−IN1重なり合っており、この
重なり合う範囲sgで各レーザビームL+ 、12がそ
の走査対象を走査する。また、同じ走査対象面部を2つ
のレーザビームL1.12で走査するため、その走査速
度は実質的に2倍になる。そして、この走査対象を走査
する走査速度を増大させるので、これを利用した装置の
解像度を向上できる。
Moreover, as shown in FIG. 1, each laser beam L+, L
The scanning ranges S, S of 2 overlap by -IN1, and each laser beam L+, 12 scans its scanning object in this overlapping range sg. Furthermore, since the same scanning target surface portion is scanned by two laser beams L1.12, the scanning speed is substantially doubled. Since the scanning speed at which the scanning target is scanned is increased, the resolution of the apparatus using this can be improved.

なお、レーザビームL+ 、L2の振れ角を2θとなる
ように設定すれば、走査対象面部分での各レーザビーム
Ls 、L2による走査角度が等しくなる。また、ポリ
ゴンミラー13の反射面15で反射する各レーザビーム
Ll 、L2の照射前方に、たとえばrθレンズ等を設
宜し、これにより等間隔、等速度のレーザビームスポッ
トを作り、照射領域を走査するようにしてもよい。
Note that if the deflection angles of the laser beams L+ and L2 are set to be 2θ, the scanning angles of the laser beams Ls and L2 on the surface to be scanned will be equal. In addition, for example, an rθ lens or the like is provided in front of the irradiation of each laser beam Ll and L2 reflected by the reflective surface 15 of the polygon mirror 13, thereby creating laser beam spots at equal intervals and at a constant speed to scan the irradiation area. You may also do so.

また、本発明は上記実施例のものに限定されるものでは
ない。上記実施例ではポリゴンミラー13の反射面15
で反射する各レーザビームL+。
Further, the present invention is not limited to the above embodiments. In the above embodiment, the reflective surface 15 of the polygon mirror 13
Each laser beam L+ reflects at.

L2の重なり合う走査範囲811で走査対像を走査する
ようにしたが、この各レーザビーム11゜12で走査す
る範囲を異なる別々のものとしてもよい。このようにす
れば、走査ifを分けてそれぞれの走査範囲部分を同時
に走査できるため、その全体の走査対象の範囲の走査速
度を増大できる。
Although the scanning image is scanned in the overlapping scanning range 811 of L2, the range scanned by each of the laser beams 11.degree. 12 may be different. In this way, the scanning if can be divided and each scanning range portion can be simultaneously scanned, so that the scanning speed of the entire scanning target range can be increased.

また、この場合、各レーザビームL1.L2による振れ
角(走査角)を小さくできるので、装置の小形化を図る
ことができる。
Moreover, in this case, each laser beam L1. Since the deflection angle (scanning angle) due to L2 can be reduced, the device can be made smaller.

また、1つのレーザ発生器から出射するレーザビームを
分割せず、複数のレーザ発住器からそれぞれ出射するレ
ーザビームをポリゴンミラー13に入射させるようにし
てもよい。
Alternatively, the laser beam emitted from one laser generator may not be divided, but the laser beams emitted from a plurality of laser generators may be made incident on the polygon mirror 13.

また、ポリゴンミラー13の代りにガルバノミラ−など
の振動ミラーを使用してもよい。
Further, instead of the polygon mirror 13, a vibrating mirror such as a galvanometer mirror may be used.

また、スキャナミラーに異なる方向から入射させるレー
ザビームの本数をさらに増やせば、その走査回数が増し
、走査速度を増大させることができる。
Furthermore, if the number of laser beams that are incident on the scanner mirror from different directions is further increased, the number of scans can be increased and the scanning speed can be increased.

[発明の効果1 以上説明したように本発明のレーザスキャナによれば、
スキャナミラーに異なる角度から入射する?!数のレー
ザビームはそれぞれ反射して走査領域を走査する。した
がって、レーザビームによる走査回数や走査速度を増大
させることができる。
[Effect of the invention 1 As explained above, according to the laser scanner of the present invention,
Is it incident on the scanner mirror from different angles? ! Each of the several laser beams is reflected and scans the scanning area. Therefore, the number of times the laser beam is scanned and the scanning speed can be increased.

また、このスキャナミラーに対して異なる角度から入射
する各レーザビームを同じ走査領域に重ねて照射するよ
うにしたものでは、その同じ走査領域の走査速度を増し
、たとえば解像度を高めることができる。
Further, in a system in which the same scanning area is irradiated with laser beams that are incident on the scanner mirror from different angles, the scanning speed of the same scanning area can be increased, and resolution can be increased, for example.

さらに、スキャナミラーに対して異なる角度から入射す
る各レーザビームを異なる走査領域部分に別々に照射す
るものでは、その異なる走査領域部分を同時にそれぞれ
走査できるので、その全体の走査領域の走査速度を増し
、また、光学系等の小形化を図ることができる。
Furthermore, in a system that separately irradiates different scanning areas with laser beams that enter the scanner mirror at different angles, each of the different scanning areas can be scanned simultaneously, increasing the scanning speed of the entire scanning area. Furthermore, it is possible to downsize the optical system and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示す概略的な構成説明
図、第2図および第3図はそれぞれ異なる従来のものの
斜視図である。 10・・・レーザ発生器、11・・・ハーフミラ−11
2・・・全反射ミラー、13・・・ポリゴンミラー、1
4・・・入射光学系、15・・・反射面、L、Ll。 L2・・・レーザビーム。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図
FIG. 1 is a schematic structural explanatory diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are perspective views of different conventional devices. 10... Laser generator, 11... Half mirror 11
2... Total reflection mirror, 13... Polygon mirror, 1
4...Incidence optical system, 15...Reflection surface, L, Ll. L2...Laser beam. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スキャナミラーを用いるレーザビームスキャナに
おいて、スキャナミラーと、このスキャナミラーに対し
て複数のレーザビームをスキャナミラーの反射面に異な
る角度から入射させる入射光学系と、上記スキャナミラ
ーを駆動制御する駆動制御手段とを具備し、反射光の走
査領域に重なる部分が生じるようにレーザビームを照射
することを特徴とするレーザビームスキャナ。
(1) In a laser beam scanner using a scanner mirror, the scanner mirror, an incidence optical system that makes a plurality of laser beams enter the reflective surface of the scanner mirror from different angles, and drive control of the scanner mirror. 1. A laser beam scanner, comprising: a drive control means, and irradiates a laser beam so that a portion overlaps with a scanning area of reflected light.
(2)スキャナミラーを用いるレーザビームスキャナに
おいて、スキャナミラーと、このスキャナミラーに対し
て複数のレーザビームをスキャナミラーの反射面に異な
る角度から入射させる入射光学系と、上記スキャナミラ
ーを駆動制御する駆動制御手段とを具備し、反射光の走
査領域が異なるようにレーザビームを照射することを特
徴とするレーザビームスキャナ。
(2) In a laser beam scanner using a scanner mirror, the scanner mirror, an input optical system that makes a plurality of laser beams enter the reflective surface of the scanner mirror from different angles, and drive control of the scanner mirror. 1. A laser beam scanner, comprising a drive control means, and irradiating a laser beam so that reflected light scans different areas.
JP63091079A 1988-04-13 1988-04-13 Laser beam scanner Pending JPH01262520A (en)

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JP63091079A JPH01262520A (en) 1988-04-13 1988-04-13 Laser beam scanner

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014038219A (en) * 2012-08-16 2014-02-27 Ricoh Co Ltd Optical scanner and image forming apparatus
KR20190084574A (en) * 2018-01-08 2019-07-17 주식회사 에스오에스랩 LiDAR scanning device
US10591598B2 (en) 2018-01-08 2020-03-17 SOS Lab co., Ltd Lidar device
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