JPH03135738A - 走査用光スポットのスポット径測定装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、走査用光スポットのスポット径測定装置に関
する。

し従来の技術］ 光源からの光ビームを偏向手段により偏向させ、偏向さ
れた光ビームを結像レンズにより走査面上に光スポット
として結像せしめ、上記光スポットにより走査面を走査
する光走査装置は光プリンター等に関連して良く知られ
ている。このような光走査装置で得られる画像の質は光
スポットの大きさにより左右される。例えば、光スポッ
トのスポット径が振動により、ある走査位置によって変
動すると画像の解像度が画像全面で均一にならず高密度
の記録はできない。

従って、光走査装置の設計や開発に於いて光スポットの
径がどのようなものであるかを知ることは極めて重要な
問題である。

従来においても光スポットのスポット径の測定は行われ
ている。しかし従来の測定は、偏向手段の動作を停止し
て光ビームを測定位置に固定的に結像させた状態で行う
、所謂「静的コな測定であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかし実際に光走査が行われるときには偏向手段により
光ビームが偏向されており、このような「動的コな条件
下における光スポットのスポット径は一般に、静的な測
定で得られたスポット径と同じではないと考えられてい
る。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
その目的どするところは走査用光スポットのスポット径
を動的な状態で測定できる新規なスポット径測定装置の
提供にある。

［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。

本発明のスポット径測定装置は走査用光スポットのスボ
ッ）・径を測定する装置であって「光源と、制御手段と
、偏向走査光学系と、測定手段と、光センサーと、ビー
ム検出回路と」を有する。

「光源」としては半導体レーザーや、各種気体レーザー
とそのレーザー光を透過・遮断するシャッター手段の組
合せ等を用い得る。

「制御手段」は、光源の点滅を制御する。

「偏向走査光学系Ｊは、光源がらの光ビームを偏向手段
により偏向させ、偏向された光ビー１８を結像レンズに
より光スポットとして結像せしめて光スポットによる走
査を行う。

「測定手段」は、光スポットの有効走査領域内における
所望の測定位置に於ける光スポットの径を測定する。

「光センサ−」は、光スポットの移動に関して測定手段
による測定位置よりも手前側に配備されて偏向された光
ビームを受光する。

「ビーム検出回路」は、光センサーの出力に応じて光ビ
ーム検出信号を制御手段に向けて出力する。

上記制御手段は、光ビームが光センサー位置を走査する
に必要な時間だけ光源を点灯させるとともに、「光ビー
ム検出信号」に基づき「光ビームが測定位置にあるべき
とき」に１ドツト分だけ光源を点灯する。

Ｕ作　用コ 上記の如く、本発明に於いては光ビームは偏向手段によ
り偏向されるが、光源は光ビームが光センサーの位置を
走査するのに必要な時間および測定位置に１ドツト分の
光スポットを照射する時間のみ制御手段により点灯され
る。

光センサーは「光スポットの移動に関して測定手段によ
る測定位置よりも手前側］に配備されているから、もし
光源が連続点灯していれば、光ビームはまず光センサー
の位置を走査したのちに測定位置を走査する。測定位置
は測定条件に応じて「光スポットの有効走査領域内の所
望の位置」に設定できるが、−度設定すれば設定された
測定位置と光センサーの位置関係は一義的に定まる。

従って光ビームが光センサーにより受光されると、その
後光ビームが測定位置に到達する時間は偏向手段による
偏向条件に応じて予め定まる。

従って光センサーにより光ビームが検出されたら、この
光ビームが測定位置にあるべき時間は予め決定できてい
るから光ビーム検出後に光源を消灯し、光ビームが測定
位置にあるべき瞬間に１ドツ）・分だけ光源を点灯する
ことにより、測定位置に１ドツト分の「光スポラトコを
動的状態に於いて生成できる。

［実施例］ 以下、図面を参照しつつ具体的な実施例に即して説明す
る。

第１図は、本発明の１実施例を示している。

図に於いて、符号１は光源としての半導体レーザー（以
下、ＬＤと称する）を示す。

符号２はコリメートレンズ、符号３は偏向手段としての
回転多面鏡、符号４は結像レンズとしてのｆθレンズを
示し、これらコリメートレンズ２と回転多面鏡３とｆθ
レンズ４は、回転多面鏡を回転駆動するための図示され
ないモーターとともに偏向走査光学系を構成する。

符号５はＴＶカメラ、符号６は測定装置を示す。

これらＴＶカメラ５と測定装置６とは測定手段を構成す
る。ＴＶカメラ５に変えてＣＣＤカメラやフォトダイオ
ードアレイ等の他のエリアセンサーを用いることができ
る。

符号８は光センサ−、符号９はビーム検出回路、符号１
０は制御手段としてのＬＤ点滅制御回路を示している。

ＬＤＩを点灯させるとＬＤＩからの発散性の光束はコリ
メートレンズ２により略平行な光束に変換され、回転多
面鏡３の偏向反射面の一つに入射し、同反射面により反
射されるとｆｅレンズ４に入射し同レンズ４の作用によ
り光スポットとして結像する。回転多面鏡３を図示され
ないモーターにより矢印方向へ回転させると偏向反射面
による反射光束は偏向する。第１図に符号Ａで示す領域
は偏向される光ビームが偏向する領域である。この偏向
領域内に符号Ｂで示す有効走査領域が設定されている。

有効走査領域Ｂの上には光ビームの光スポットが結像す
る。

光センサ−８は、光ビームの偏向領域Ａ内に於いて有効
走査領域Ｂの外側で且つ、光ビームによる走査が開始さ
れる側に設けられている。即ち走査にともなう光スポッ
トの移動に関して、光センサ−８は測定位置（ＴＶカメ
ラ５の配設位置）の手前側に配備されているわけである
。

今、ＬＤＩを連続点灯させて回転多面鏡３を回転させれ
ば、光センサ−８の出力がビーム検出回路９により増幅
・波形整形されて第２図（Ｉ）に示すようなビーム検出
信号が出力される。第２図の時間Ｔ１１は光スポットが
有効走査領域Ｂを走査するのに要する時間である。

ＬＤ点滅制御回路１０では第２図（ＩＩ）に示すような
駆動信号を出力してＬＤＩの点滅を制御する。

ＬＤ点滅制御回路１０はｒ　Ｌ　Ｄ　１を駆動する駆動
回路部分」と「ビーム検出回路９からのビーム検出信号
に基づいてＬＤＩの点滅を制御する信号を発生し、この
信号に基づき駆動回路部分から駆動信号を出力させる制
御部分ｊとにより構成されている。

第２図（ＩＩ）に示す駆動信号のうち、符号Ｓで示す信
号と符号Ｍで示す信号とでＬＤＩが点灯される。信号Ｓ
は光センサ−８により光ビームを検出させるための信号
であり、信号ＳによってＬＤが点灯されるとき光ビーム
は光センサ−８を走査する。信号Ｓの立ち上がりは、予
め回転多面鏡３の回転速度等、光ビー１＼の偏向条件に
応じて光ビームが確実に光センサ−８を走査するように
定められるが、信号Ｓの立ち下がりは第２図（Ｉ）に示
すビーム検出信号回路の立ち下がりに一致させられる。

符号Ｍで示す信号は、光ビームを１ドツト分だけ発光さ
せる信号である。信号Ｓの立ち下がり（即ちビーム検出
信号の立ち下がり）から信号Ｍの立ち上がりまでの時間
ｔは、もし光ビームが連続点灯していれば、光ビームが
光センサ−８を走査し終わった瞬間から測定位置に到る
時間であり、この時間ｔは光センサ−８の位置と測定位
置との間の位置関係と光ビームの偏向条件とにより一義
的に定まる。

ＬＤ点滅制御回路１０には上記時間ｔが設定されており
、ＬＤ点滅制御回路１０は信号Ｓの立ち下がりから時間
ｔの後に信号Ｍを立ち上がらせ、△を時間後に立ち下げ
る。これによりＬＤＩが点灯すると光ビームは測定位置
に於いてＴＶカメラ５上に１ドツト分の時間△ｔだけ光
スポットとして結像する。ＴＶカメラ５の出力は測定装
置６へ送られる。測定装置６は送られてくる信号に基づ
き、ＴＶカメラ５に照射された光スポットの主・副走査
方向のスポット径を算出する。

以上のプロセスが必要なだけ繰り返される。

測定位置に結像される光スポットは光走査に於ける１ド
ツトを与えるが、光スポットは回転多面Ｒ３が回転して
いる状態に於いて照射されるがら従来行っていた「静的
」な測定に於ける光スポットと同一ではなく、光走査時
と同様の光スポットのスポット径を測定できる。

また信号Ｍに就いてＬＤ点滅制御回路１０からの信号を
、回転多面鏡３の任意の一つの偏向反射面に対してのみ
ＬＤＩを点灯するように信号Ｍの８力を制御することに
より所望の偏向反射面により偏向された光ビームに就い
て光スポットのスポット径を測定できる。

また回転多面鏡の全ての偏向反射面に就いてスポット径
を自動的に測定できる。さらにＴＶカメラ５の設置され
る測定位置を変えることにより有効走査領域内の種々の
位置に於ける光スポットのスポット径を容易且つ確実に
測定できる。

なお、本実施例の測定装置６では光の強度分布を測定し
、この測定値よりスポット径を求めている。従って、測
定装置６を用いることにより光スポットに於ける光強度
分布をも測定することが可能である。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば走査用光スポットの新規なスポッ
ト径測定装置を提供できる。この装置は上記の如き構成
となっているから、光走査が行われているのと同じ「動
的」状態で光スポットのスポット径を測定でき、光走査
のより実際的な解析が可能となり、高分解能の光走査装
置の開発・研究に大いに有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を示す図、第２図は、上記
実施例に即して本発明を説明するための図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と、 光源の点滅を制御する制御手段と、 光源からの光ビームを偏向手段により偏向させ、偏向さ
   れた光ビームを結像レンズにより光スポットとして結像
   せしめ光スポットにより走査を行う偏向走査光学系と、 上記光スポットの有効走査領域内における所望の測定位
   置に於ける光スポットの径を測定する測定手段と、 光スポットの移動に関して上記測定手段による測定位置
   よりも手前側に配備されて偏向された光ビームを受光す
   る光センサーと、 この光センサーの出力に応じて光ビーム検出信号を上記
   制御手段に向けて出力するビーム検出回路とを有し、 上記制御手段により、上記光ビームが光センサー位置を
   走査するに必要な時間だけ光源を点灯させるとともに、
   上記光ビーム検出信号に基づき、光ビームが上記測定位
   置にあるべきときに１ドット分だけ光源を点灯すること
   を特徴とする、走査用光スポットのスポット径測定装置
   。