JPH03160329A - ビームスポットの形状検出方法 - Google Patents
ビームスポットの形状検出方法Info
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- JPH03160329A JPH03160329A JP30109889A JP30109889A JPH03160329A JP H03160329 A JPH03160329 A JP H03160329A JP 30109889 A JP30109889 A JP 30109889A JP 30109889 A JP30109889 A JP 30109889A JP H03160329 A JPH03160329 A JP H03160329A
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
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。
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、製版用スキャナ、レーザプリンタ、レーザブ
ロッタなどのように、光ビームを光学的に走査すること
によって、走査面上の原稿の画像情報を読み取ったり、
あるいは走査面上の感光材料に所要のパターンを記録す
る走査式光学装置に係り、特に、走査面上のビームスポ
ットの形状を検出するための方法に関する． 〈従来の技術〉 この種の走査式光学装置において、例えば光学系の誤差
などにより、走査面上のビームスポットの形状が目標値
から外れると、記録されたパターンのエッジがぼけたり
、走査線われが生じたりすることが知られている．その
ため、従来、走査面上のビームスポットの形状を検出す
るために、次のような手法が提案実施されている． 第１の手法を第９図を参照して説明する．等速回転する
ドラムｌの周壁に、回転方向に対してそれぞれ正負に４
５″傾いた２つのスリット２，３が形或されている。光
ビームはドラム１の外側から周壁に対して垂直に照射さ
れる。ドラムｌの周面上に形威されるビームスポットＢ
Ｓに対向するように、ドラム１の内側に光検出器４が設
けられている． 第１０図（ａ）に示すように、第１のスリット２が楕円
形状のビームスポットＢＳを横切るとき、光検出器４は
同図にＳｘで示したような検出信号を出力する。この検
出信号ＳＸが予め定められたレベル以上になる期間（ｔ
ｏ〜１＋）にわたって、クロックパルスＣＫを計数する
ことによって、第１のスリット２がビームスポットＢＳ
を横切るのに要する時間を求める。その計数値をＮＸと
すると、ビームスポットＢＳのＸ方向（すなわち、第１
のスリット２に対して垂直方向）の長さは、ＮＸ×ｓｉ
ｎ ４５°で与えられる。同様に、ビームスポットＢＳ
のＹ方向（すなわち、第２のスリット３に対して垂直方
向）の長さは、第１０図中）に示すように、Ｎｙ Ｘｓ
Ｌｎ ４５＠で与えられる。
ロッタなどのように、光ビームを光学的に走査すること
によって、走査面上の原稿の画像情報を読み取ったり、
あるいは走査面上の感光材料に所要のパターンを記録す
る走査式光学装置に係り、特に、走査面上のビームスポ
ットの形状を検出するための方法に関する． 〈従来の技術〉 この種の走査式光学装置において、例えば光学系の誤差
などにより、走査面上のビームスポットの形状が目標値
から外れると、記録されたパターンのエッジがぼけたり
、走査線われが生じたりすることが知られている．その
ため、従来、走査面上のビームスポットの形状を検出す
るために、次のような手法が提案実施されている． 第１の手法を第９図を参照して説明する．等速回転する
ドラムｌの周壁に、回転方向に対してそれぞれ正負に４
５″傾いた２つのスリット２，３が形或されている。光
ビームはドラム１の外側から周壁に対して垂直に照射さ
れる。ドラムｌの周面上に形威されるビームスポットＢ
Ｓに対向するように、ドラム１の内側に光検出器４が設
けられている． 第１０図（ａ）に示すように、第１のスリット２が楕円
形状のビームスポットＢＳを横切るとき、光検出器４は
同図にＳｘで示したような検出信号を出力する。この検
出信号ＳＸが予め定められたレベル以上になる期間（ｔ
ｏ〜１＋）にわたって、クロックパルスＣＫを計数する
ことによって、第１のスリット２がビームスポットＢＳ
を横切るのに要する時間を求める。その計数値をＮＸと
すると、ビームスポットＢＳのＸ方向（すなわち、第１
のスリット２に対して垂直方向）の長さは、ＮＸ×ｓｉ
ｎ ４５°で与えられる。同様に、ビームスポットＢＳ
のＹ方向（すなわち、第２のスリット３に対して垂直方
向）の長さは、第１０図中）に示すように、Ｎｙ Ｘｓ
Ｌｎ ４５＠で与えられる。
第２の手法としては、特開昭６４−１３５１４号公報に
記載されたような手法がある．この手法は、光源からの
光学的距離が走査面と等価なスリットを設け、このスリ
ットを横切るように光ビームを走査し、スリットを通過
した光を検出することによって、ビームスポットＢＳの
形状を検出している．具体的には、光ビームの走査方向
に対して傾斜した第１のスリットと、前記走査方向に対
して垂直な第２のスリットを使い、ビームスポットが各
スリットを横切るのに要する時間を計測することに基づ
いて、各スリットに対して垂直な方向のビームスポット
径を求めている． 第３の手法は、ＣＣＤのような２次元撮像素子上にビー
ムスポットを拡大照射し、その画像からビームスポット
径を直接的に計測する．く発明が解決しようとする課題
〉 しかしながら、上述した従来例には、次のような問題点
がある． ２つのスリットを用いてビームスポット径を求めている
第１および第２の手法は、要するに、第１１図に示すよ
うに、第１および第２スリットと同じ傾斜を持ち、かつ
ビームスポットＢＳに外接する平行四辺形ＡＢＣＤを決
定し、対向する辺間の距離Ｘ．Ｙに基づきビームスポッ
｝ＢＳの形状を求めるものである．辺ＢＣ，ＡＤは、例
えば第１０図（ａ）の第１のスリット２によって決まる
平行線であり、辺ＡＢ，ＤＣは第１０図（ｂ）の第２の
スリット３によって決まる平行線である。
記載されたような手法がある．この手法は、光源からの
光学的距離が走査面と等価なスリットを設け、このスリ
ットを横切るように光ビームを走査し、スリットを通過
した光を検出することによって、ビームスポットＢＳの
形状を検出している．具体的には、光ビームの走査方向
に対して傾斜した第１のスリットと、前記走査方向に対
して垂直な第２のスリットを使い、ビームスポットが各
スリットを横切るのに要する時間を計測することに基づ
いて、各スリットに対して垂直な方向のビームスポット
径を求めている． 第３の手法は、ＣＣＤのような２次元撮像素子上にビー
ムスポットを拡大照射し、その画像からビームスポット
径を直接的に計測する．く発明が解決しようとする課題
〉 しかしながら、上述した従来例には、次のような問題点
がある． ２つのスリットを用いてビームスポット径を求めている
第１および第２の手法は、要するに、第１１図に示すよ
うに、第１および第２スリットと同じ傾斜を持ち、かつ
ビームスポットＢＳに外接する平行四辺形ＡＢＣＤを決
定し、対向する辺間の距離Ｘ．Ｙに基づきビームスポッ
｝ＢＳの形状を求めるものである．辺ＢＣ，ＡＤは、例
えば第１０図（ａ）の第１のスリット２によって決まる
平行線であり、辺ＡＢ，ＤＣは第１０図（ｂ）の第２の
スリット３によって決まる平行線である。
ところで、走査面上のビームスポットは、通常、楕円形
状であり、平行四辺形ＡＢＣＤに内接する楕円形状は一
義的に定まるものではなく無数に存在する．例えば、第
１１図に鎖線で示したようなビームスポットＢＳ’も、
平行四辺形ＡＢＣＤに内接している．換言すれば、第１
および第２の手法によれば、形状の異なるビームスポッ
トＢＳ，ＢＳ′を同じ形状であると誤って検出してしま
い、ビームスポットの楕円形状の判別が不可能である。
状であり、平行四辺形ＡＢＣＤに内接する楕円形状は一
義的に定まるものではなく無数に存在する．例えば、第
１１図に鎖線で示したようなビームスポットＢＳ’も、
平行四辺形ＡＢＣＤに内接している．換言すれば、第１
および第２の手法によれば、形状の異なるビームスポッ
トＢＳ，ＢＳ′を同じ形状であると誤って検出してしま
い、ビームスポットの楕円形状の判別が不可能である。
第１１図のビームスポットＢＳとＢＳ’とでは、副走査
方向のビーム幅が異なるから、例えばビームスポットＢ
Ｓでは第１２図（ａ）に示すように正常に走査記録でき
たとしても、ビームスポットＢＳ’では第１２図山〕に
示すように走査線われが生じるおそれもある。
方向のビーム幅が異なるから、例えばビームスポットＢ
Ｓでは第１２図（ａ）に示すように正常に走査記録でき
たとしても、ビームスポットＢＳ’では第１２図山〕に
示すように走査線われが生じるおそれもある。
一方、第３の手法によれば、楕円形状の判別は可能であ
るが、ビームスポットを拡大照射させるための光学系の
調整が煩雑であり、装置が大掛かりになるという問題点
や、ブルーミング、クロストークなどの影響も考慮する
必要がある。
るが、ビームスポットを拡大照射させるための光学系の
調整が煩雑であり、装置が大掛かりになるという問題点
や、ブルーミング、クロストークなどの影響も考慮する
必要がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、ビームスポットの形状を正確に、しかも簡単に検出
することができるビームスポットの形状検出方法を提供
することを目的としている．く課題を解決するための手
段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構戒をとる。
て、ビームスポットの形状を正確に、しかも簡単に検出
することができるビームスポットの形状検出方法を提供
することを目的としている．く課題を解決するための手
段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構戒をとる。
即ち、請求項（１）に記載の発明は、走査式光学装置に
おける走査面上のビームスポットの形状を検出する方法
であって、 光ビームとスリットとの相対的な移動速度が予め分から
ない場合に、光ビームとスリットとの相対的な移動方向
に対してそれぞれ異なる傾斜角度を有する少なくとも３
つのスリットと、前記３つのスリットのうちの１つと同
し傾斜角度を有する１つのスリットとを使用して、各ス
リットを通過する光量を検出し、 同じ傾斜角度の２つのスリットに係る検出光量に基づき
、光ビームとスリットとの相対的な移動速度を求め、 また、異なる傾斜角度の３つのスリットに係る検出光量
に基づき、光ビームがそれぞれのスリットを横切るのに
要する時間を求め、 前記移動速度と前記各時間とに基づき、光ビームが前記
３′つのスリットをそれぞれ横切るのに要した相対的な
移動距離を算出し、 前記３つの移動距離に基づき、ビームスポントの形状を
求めるものである． 一方、請求項（２）に記載の発明は、走査式光学装置に
おける走査面上のビームスポットの形状を検出する方法
であって、 光ビームとスリットとの相対的な移動速度が予め分かっ
ている場合に、光ビームとスリットとの相対的な移動方
向に対してそれぞれ異なる傾斜角度を有する３つのスリ
ットを使用して、各スリットを通過する光量を検出し、 各検出光量に基づき、光ビームがそれぞれのスリットを
横切るのに要する時間を求め、前記光ビームとスリット
との相対的な移動速度と前記各時間とに基づき、光ビー
ムが前記３つのスリットをそれぞれ横切るのに要した相
対的な移動距離を算出し、 前記３つの移動距離に基づき、ビームスポットの形状を
求めるものである． く作用〉 上記各請求項の発明によれば、傾斜角度がそれぞれ異な
る３つのスリットを光ビームが横切るのに要する時間を
求め、光ビームとスリットとの相対的な移動速度と前記
各時間とに基づき、光ビームが前記３つのスリットを横
切るのに要した相対的な移動距離を算出することができ
る．このような移動距離が求まると、ビームスポットに
外接し、対向辺が平行な６角形が定まる。この６角形に
内接する楕円形状は１つであるから、上記３つの移動距
離に基づき、ビームスポットの形状、具体的には、楕円
形状のビームスポットの長径、短径、およびビーム長軸
のビーム移動方向に対する角度が一義的に求められる。
おける走査面上のビームスポットの形状を検出する方法
であって、 光ビームとスリットとの相対的な移動速度が予め分から
ない場合に、光ビームとスリットとの相対的な移動方向
に対してそれぞれ異なる傾斜角度を有する少なくとも３
つのスリットと、前記３つのスリットのうちの１つと同
し傾斜角度を有する１つのスリットとを使用して、各ス
リットを通過する光量を検出し、 同じ傾斜角度の２つのスリットに係る検出光量に基づき
、光ビームとスリットとの相対的な移動速度を求め、 また、異なる傾斜角度の３つのスリットに係る検出光量
に基づき、光ビームがそれぞれのスリットを横切るのに
要する時間を求め、 前記移動速度と前記各時間とに基づき、光ビームが前記
３′つのスリットをそれぞれ横切るのに要した相対的な
移動距離を算出し、 前記３つの移動距離に基づき、ビームスポントの形状を
求めるものである． 一方、請求項（２）に記載の発明は、走査式光学装置に
おける走査面上のビームスポットの形状を検出する方法
であって、 光ビームとスリットとの相対的な移動速度が予め分かっ
ている場合に、光ビームとスリットとの相対的な移動方
向に対してそれぞれ異なる傾斜角度を有する３つのスリ
ットを使用して、各スリットを通過する光量を検出し、 各検出光量に基づき、光ビームがそれぞれのスリットを
横切るのに要する時間を求め、前記光ビームとスリット
との相対的な移動速度と前記各時間とに基づき、光ビー
ムが前記３つのスリットをそれぞれ横切るのに要した相
対的な移動距離を算出し、 前記３つの移動距離に基づき、ビームスポットの形状を
求めるものである． く作用〉 上記各請求項の発明によれば、傾斜角度がそれぞれ異な
る３つのスリットを光ビームが横切るのに要する時間を
求め、光ビームとスリットとの相対的な移動速度と前記
各時間とに基づき、光ビームが前記３つのスリットを横
切るのに要した相対的な移動距離を算出することができ
る．このような移動距離が求まると、ビームスポットに
外接し、対向辺が平行な６角形が定まる。この６角形に
内接する楕円形状は１つであるから、上記３つの移動距
離に基づき、ビームスポットの形状、具体的には、楕円
形状のビームスポットの長径、短径、およびビーム長軸
のビーム移動方向に対する角度が一義的に求められる。
〈実施例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
星上実益朋
第１図は本発明方法を平面走査式光学装置のビームスポ
ットの形状検出に適用した例を示した概略ブロック図で
ある。ただし、本発明は、平面走査式光学装置に限らず
、回転走査式光学装置にも適用することができ、また、
記録システム，読み取りシステムにかかわらず適用する
ことができる。
ットの形状検出に適用した例を示した概略ブロック図で
ある。ただし、本発明は、平面走査式光学装置に限らず
、回転走査式光学装置にも適用することができ、また、
記録システム，読み取りシステムにかかわらず適用する
ことができる。
第１図に示した平面走査式光学装置は、レーザ光ｔＡ１
０と、このレーザ光源１０から照射された光ビームＢを
偏向させる偏光手段としてのポリゴンミラーｌ１と、入
射光ビームを収束させるとともに、等角速度の入射光ビ
ームを等速度の光ビームとして出射するｆθレンズｌ２
と、このｆθレンズｌ２から出射された光ビームを走査
面１４に向けて反射する反射ミラー１３などを備えてい
る。走査面１４，は、図示しないフラットテーブルに載
置された感光材料の面に相当する。ポリゴンミラ−１１
の回転により、光ビームのビームスポットは走査面１４
の上を主走査方向に移動し、また、前記フラットテーブ
ルの移動により、ビームスポットは走査面ｌ４の上を前
記主走査方向と直交する副走査方向に相対移動する． このような光学装置における走査面ｌ４上のビームスポ
ットの形状を検出するために、走査面１４と同一面上の
適当な位置にＭ字形スリット２０が配置される．Ｍ字形
スリット２０は、第２図に示すように、４つのスリット
２１〜２４から構威されている．このうちビームスポッ
トＢＳの形状検出に係る３つのスリット２１〜２３は、
ビームスポットＢＳの進行方向（主走査方向）に対して
、例えば９０゜１５０ ’ 、３０’の異なる傾斜角度
になっている。また、ビームスポットＢＳの移動速度の
検出に係るスリット２ｌおよび２４は、同し傾斜角度に
なっており、その離間距＃ｄば例えば、１ｍｍに設定さ
れている．各スリットの幅は、ビームスポットＢＳの平
均径に対して２０％以下の範囲が好ましい。実用上、５
０％程度であっても問題はないが、６０％を越えると誤
差が大きくなる。
０と、このレーザ光源１０から照射された光ビームＢを
偏向させる偏光手段としてのポリゴンミラーｌ１と、入
射光ビームを収束させるとともに、等角速度の入射光ビ
ームを等速度の光ビームとして出射するｆθレンズｌ２
と、このｆθレンズｌ２から出射された光ビームを走査
面１４に向けて反射する反射ミラー１３などを備えてい
る。走査面１４，は、図示しないフラットテーブルに載
置された感光材料の面に相当する。ポリゴンミラ−１１
の回転により、光ビームのビームスポットは走査面１４
の上を主走査方向に移動し、また、前記フラットテーブ
ルの移動により、ビームスポットは走査面ｌ４の上を前
記主走査方向と直交する副走査方向に相対移動する． このような光学装置における走査面ｌ４上のビームスポ
ットの形状を検出するために、走査面１４と同一面上の
適当な位置にＭ字形スリット２０が配置される．Ｍ字形
スリット２０は、第２図に示すように、４つのスリット
２１〜２４から構威されている．このうちビームスポッ
トＢＳの形状検出に係る３つのスリット２１〜２３は、
ビームスポットＢＳの進行方向（主走査方向）に対して
、例えば９０゜１５０ ’ 、３０’の異なる傾斜角度
になっている。また、ビームスポットＢＳの移動速度の
検出に係るスリット２ｌおよび２４は、同し傾斜角度に
なっており、その離間距＃ｄば例えば、１ｍｍに設定さ
れている．各スリットの幅は、ビームスポットＢＳの平
均径に対して２０％以下の範囲が好ましい。実用上、５
０％程度であっても問題はないが、６０％を越えると誤
差が大きくなる。
Ｍ字形スリット２０の下には、各スリット２１〜２４を
通過した光ビームの光量を検出するフォトダイオード２
５のような光検知器が設けられている。フォトダイオー
ド２５は、Ｍ字形スリット２０と略同し大きさの単一の
ものであってもよいし、あるいは各スリット２１〜２４
に対向した４個のフォトダイオードで構威してもよい。
通過した光ビームの光量を検出するフォトダイオード２
５のような光検知器が設けられている。フォトダイオー
ド２５は、Ｍ字形スリット２０と略同し大きさの単一の
ものであってもよいし、あるいは各スリット２１〜２４
に対向した４個のフォトダイオードで構威してもよい。
Ｍ字形スリット２０を、第２図に示すような楕円形状の
ビームスポットＢＳが横切った場合、フォトダイオード
２５は、第３図に示すような検出信号を出力する。第３
図中のＳｌは第１のスリット２ｌ、Ｓ２は第２のスリッ
ト２２、Ｓ３は第３のスリット２３、Ｓ４は第４のスリ
ット２４を、それぞれ通過した光ビームの光量を示して
いる． フォトダイオード２５の検出信号は、増幅器２６で増幅
された後、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタル信号に変換され
て、メモリ２８に記憶される，ＣＰＵ２９は、メモリ２
８に記憶された光量データを読み出して、次のような演
算処理を行うことにより、ビームスポットＢＳの長径、
短径、およびビーム長軸のビーム進行方向に対する角度
をそれぞれ算出し、その結果を表示器３０などに出力す
る。
ビームスポットＢＳが横切った場合、フォトダイオード
２５は、第３図に示すような検出信号を出力する。第３
図中のＳｌは第１のスリット２ｌ、Ｓ２は第２のスリッ
ト２２、Ｓ３は第３のスリット２３、Ｓ４は第４のスリ
ット２４を、それぞれ通過した光ビームの光量を示して
いる． フォトダイオード２５の検出信号は、増幅器２６で増幅
された後、Ａ／Ｄ変換器２７でデジタル信号に変換され
て、メモリ２８に記憶される，ＣＰＵ２９は、メモリ２
８に記憶された光量データを読み出して、次のような演
算処理を行うことにより、ビームスポットＢＳの長径、
短径、およびビーム長軸のビーム進行方向に対する角度
をそれぞれ算出し、その結果を表示器３０などに出力す
る。
以下、ＣＰＵ２９で行われる演算処理について説明する
。
。
第３図に示すように、メモリ２８から読み出した光量デ
ータ中から、Ｓｌ，Ｓ２，３３の各ピーク｛ｉ Ｐ ｑ
。， Ｐ ＋ｓｏ ＋ Ｐ３。を検出し、これらの
ピーク値に対して一定の係数Ｃを乗じた光量レベルＣ・
Ｐ，。，Ｃ−Ｐ＋ｓ＋＋ ，Ｃ’ Ｐｓ。をそれぞれに
設定する．ここで、係数Ｃは、光量が正規分布をもつ光
ビームのビームスポット径を決定するための係数で、例
えば、１ ／ ｅ ’ （ ｅ ＝２．７１８２８・
・・）に設定される．このような光量レベルＣ ’ Ｐ
ｑ。５ Ｃ・ＰＩ５。，Ｃ−Ｐ．。を越える各データ
Ｓｌ，Ｓ２Ｓ３の時間ｔ，。＋ ＬＩＳ６＋ ｔ．
。を求める。なお、し，。は、データＳ１、Ｓ４の平均
値を用いるようにしてもよい． このようにして求めたｔ．。，ｔ１，。，Ｌ，。は、ビ
ームスポットＢＳが第１のスリット２１．第２のスリッ
ト２２，第３のスリット２３を横切るのに要する時間に
相当している。次に、第ｌの光量データＳｌと、第４の
光量データＳ４とのピーク間の時間Ｌ，を求める。
ータ中から、Ｓｌ，Ｓ２，３３の各ピーク｛ｉ Ｐ ｑ
。， Ｐ ＋ｓｏ ＋ Ｐ３。を検出し、これらの
ピーク値に対して一定の係数Ｃを乗じた光量レベルＣ・
Ｐ，。，Ｃ−Ｐ＋ｓ＋＋ ，Ｃ’ Ｐｓ。をそれぞれに
設定する．ここで、係数Ｃは、光量が正規分布をもつ光
ビームのビームスポット径を決定するための係数で、例
えば、１ ／ ｅ ’ （ ｅ ＝２．７１８２８・
・・）に設定される．このような光量レベルＣ ’ Ｐ
ｑ。５ Ｃ・ＰＩ５。，Ｃ−Ｐ．。を越える各データ
Ｓｌ，Ｓ２Ｓ３の時間ｔ，。＋ ＬＩＳ６＋ ｔ．
。を求める。なお、し，。は、データＳ１、Ｓ４の平均
値を用いるようにしてもよい． このようにして求めたｔ．。，ｔ１，。，Ｌ，。は、ビ
ームスポットＢＳが第１のスリット２１．第２のスリッ
ト２２，第３のスリット２３を横切るのに要する時間に
相当している。次に、第ｌの光量データＳｌと、第４の
光量データＳ４とのピーク間の時間Ｌ，を求める。
第１のスリット２１と第４のスリット２４との間隔ｄは
既知であるから、ｄ／ｔ，より、ビームスポットＢＳの
移動速度を算出する。この移動速度と前記ｔ，。＊
Ｌ＋ｓｅ ＋ ｔ．。とをそれぞれ乗算することによ
り、第４図に示すように、ビームスポットＢＳが各スリ
ット２１， ２２． ２３をそれぞれ横切るのに要した
移動距離２Ｔ．。，２Ｔ，，。．２Ｔ３。を知ることが
できる．ここで、Ｔ，。，Ｔ１，。 Ｔ，。は次式で与
えられる。
既知であるから、ｄ／ｔ，より、ビームスポットＢＳの
移動速度を算出する。この移動速度と前記ｔ，。＊
Ｌ＋ｓｅ ＋ ｔ．。とをそれぞれ乗算することによ
り、第４図に示すように、ビームスポットＢＳが各スリ
ット２１， ２２． ２３をそれぞれ横切るのに要した
移動距離２Ｔ．。，２Ｔ，，。．２Ｔ３。を知ることが
できる．ここで、Ｔ，。，Ｔ１，。 Ｔ，。は次式で与
えられる。
ｔ９０
ｄ
■〜■式で求められたＴ，。，Ｔ，，。，Ｔ３。を、次
弐■〜■にそれぞれ代入することにより、第４図に示す
ような楕円形状のビームスポットＢＳの長径２ａ，短径
２ｂ、および長袖のビームスポットＢＳの進行方向に対
する角度θ（０゜≦θく９０゜）を算出することができ
る．なお、ビームスボン｝ＢＳが第Ｉ１図のように傾斜
する場合、■〜■式において、２ａは短径、２ｂは長径
、θは短径の角度となる。
弐■〜■にそれぞれ代入することにより、第４図に示す
ような楕円形状のビームスポットＢＳの長径２ａ，短径
２ｂ、および長袖のビームスポットＢＳの進行方向に対
する角度θ（０゜≦θく９０゜）を算出することができ
る．なお、ビームスボン｝ＢＳが第Ｉ１図のように傾斜
する場合、■〜■式において、２ａは短径、２ｂは長径
、θは短径の角度となる。
２ ａ ＝ ［（１／３） （Ｔ”＋ ＳＯ＋Ｔ”３０
＋４Ｔ”９０） ＋ （１／ ｎ）Ｘ （Ｔ”＋ｓｏ−
Ｔ”ｓ。）（ （１＋ｊａｎ”２θ） ／ｔａｎ”２θ
ｌ ”” ］・・・・・■ ２ ｂ − ［（１／３） （Ｔ”ＩＳＯ＋Ｔ”３６＋
４７！９０） − （１／ ｒＪ）Ｘ （Ｔ”＋ｓｏ−
Ｔ”ｚａ） （ （１＋ｔａｎ”２θ） ／ｔａｎ
”２θ ｌ ”” ］・・・・・・■ θ一（１／２） ｔａｎ− ’ （ ｌゴ（Ｔ”＋ｉｏ
−Ｔ”ａｏ）／（８Ｔ２ｑｏ−丁”＋５０−Ｔ”３０）
１・・・・・・■ ただし、Ｔ，。一丁１５０のとき、 θ一〇、２ａ ＝ ２ Ｔｑｏ、２ ｂ ＝ ２ ［（
Ｔ”３０−Ｔ”９０）／３第４図に示したように、対向
辺がそれぞれ平行な６角形ＡＢＣＤＥＦに内接する楕円
は１つであるから、上記■〜■式によりビームスポット
ＢＳの形状を正しく測定することができる。
＋４Ｔ”９０） ＋ （１／ ｎ）Ｘ （Ｔ”＋ｓｏ−
Ｔ”ｓ。）（ （１＋ｊａｎ”２θ） ／ｔａｎ”２θ
ｌ ”” ］・・・・・■ ２ ｂ − ［（１／３） （Ｔ”ＩＳＯ＋Ｔ”３６＋
４７！９０） − （１／ ｒＪ）Ｘ （Ｔ”＋ｓｏ−
Ｔ”ｚａ） （ （１＋ｔａｎ”２θ） ／ｔａｎ
”２θ ｌ ”” ］・・・・・・■ θ一（１／２） ｔａｎ− ’ （ ｌゴ（Ｔ”＋ｉｏ
−Ｔ”ａｏ）／（８Ｔ２ｑｏ−丁”＋５０−Ｔ”３０）
１・・・・・・■ ただし、Ｔ，。一丁１５０のとき、 θ一〇、２ａ ＝ ２ Ｔｑｏ、２ ｂ ＝ ２ ［（
Ｔ”３０−Ｔ”９０）／３第４図に示したように、対向
辺がそれぞれ平行な６角形ＡＢＣＤＥＦに内接する楕円
は１つであるから、上記■〜■式によりビームスポット
ＢＳの形状を正しく測定することができる。
第ｌ図に示したような走査式光学装置の光学系は、走査
位置によってビームスポット形状が異なることがある。
位置によってビームスポット形状が異なることがある。
上述の実施例によれは、Ｍ字形スリット２０とフォトダ
イオード２５を光ビームＢの主走査方向の種々の位置に
設置して、それぞれの位置のビームスポット形状の測定
を行うことができる。
イオード２５を光ビームＢの主走査方向の種々の位置に
設置して、それぞれの位置のビームスポット形状の測定
を行うことができる。
なお、Ｍ字形のスリット２１〜２４の傾斜角度は、上記
の実施例のものに限定されず、任意に設定することがで
きる。
の実施例のものに限定されず、任意に設定することがで
きる。
また、各スリット２１〜２４は、必ずしもＭ字形に｝
妃置する必要はなく、例えば第５図（ａｌ． （ｂ）に
示すように任意の配列にすることができる。
示すように任意の配列にすることができる。
第且一施！
第１実施例では、光ビームＢを走査し、Ｍ字形スリット
２０を静止させることにより、光ビームＢとＭ字形スリ
ット２０を相対移動させたが、光ビームＢを静止させ、
Ｍ字形スリット２０を移動させることにより、ビームス
ポットＢＳの形状を検出することも可能である。
２０を静止させることにより、光ビームＢとＭ字形スリ
ット２０を相対移動させたが、光ビームＢを静止させ、
Ｍ字形スリット２０を移動させることにより、ビームス
ポットＢＳの形状を検出することも可能である。
例えば、第６図に示すように、Ｍ字形スリット２０が形
戊された円板３１を光ビームＢに対して垂直に配置し、
この円板３１をモータ３２で回転駆動する．光ビームＢ
の光路上で円板３ｌの後側にフォトダイオード２５を配
置し、このフォトダイオード２５で各スリットを通過し
た光ビームの光量を検出することにより、第１実施例と
同様にビームスポットの形状を検出することができる。
戊された円板３１を光ビームＢに対して垂直に配置し、
この円板３１をモータ３２で回転駆動する．光ビームＢ
の光路上で円板３ｌの後側にフォトダイオード２５を配
置し、このフォトダイオード２５で各スリットを通過し
た光ビームの光量を検出することにより、第１実施例と
同様にビームスポットの形状を検出することができる。
あるいは、第７図に示すように、Ｍ字形スリット２０が
形成されたドラム３３を回転駆動し、このドラム３３の
内側に設けられたフォトダイオード２５で各スリットを
通過した光ビームの光量を検出することにより、ビーム
スポットの形状を検出することも可能である． なお、Ｍ字形スリットを用いた場合、傾斜角度９０゜の
二つのスリット２１． ２４で、光ビームＢとスリット
との相対速度を検出しているから、スリット駆動用のモ
ータの回転速度のむらによって、測定精度が低下するこ
とはない。
形成されたドラム３３を回転駆動し、このドラム３３の
内側に設けられたフォトダイオード２５で各スリットを
通過した光ビームの光量を検出することにより、ビーム
スポットの形状を検出することも可能である． なお、Ｍ字形スリットを用いた場合、傾斜角度９０゜の
二つのスリット２１． ２４で、光ビームＢとスリット
との相対速度を検出しているから、スリット駆動用のモ
ータの回転速度のむらによって、測定精度が低下するこ
とはない。
築ｌ失長期
第ｌおよび第２実施例では、光ビームＢとＭ字形スリッ
ト２０の相対移動速度が予め分かっていない場合に、４
つスリット２１〜２４を用い、９０゜顛斜の２つのスリ
ット．２１． ２４を介して検出された光量から、前記
相対移動速度を算出した。しかし、光ビームとスリット
との相対移動速度が予め分かっている場合は、第８図（
ａ）， （ｂ）に示すように、それぞれビームスポット
の相対的な移動方向に対して傾斜角度の異なった３つの
スリット２１〜２３によって、ビームスポットの形状を
検出することが可能である。
ト２０の相対移動速度が予め分かっていない場合に、４
つスリット２１〜２４を用い、９０゜顛斜の２つのスリ
ット．２１． ２４を介して検出された光量から、前記
相対移動速度を算出した。しかし、光ビームとスリット
との相対移動速度が予め分かっている場合は、第８図（
ａ）， （ｂ）に示すように、それぞれビームスポット
の相対的な移動方向に対して傾斜角度の異なった３つの
スリット２１〜２３によって、ビームスポットの形状を
検出することが可能である。
〈発明の効果〉
以上の説明から明らかなように、請求項（１）に記載の
発明によれば、光ビームとスリットとの相対的な移動速
度が予め分かっていない場合に、走査面上のビームスポ
ットの形状を比較的簡単に、かつ、正確に検出すること
ができる． また、請求項（２）に記載の発明によれば、光ビームと
スリットとの相対速度が予め分かっている場合に、走査
面上のビームスポット形状を比較的簡単に、かつ正確に
検出することができる．
発明によれば、光ビームとスリットとの相対的な移動速
度が予め分かっていない場合に、走査面上のビームスポ
ットの形状を比較的簡単に、かつ、正確に検出すること
ができる． また、請求項（２）に記載の発明によれば、光ビームと
スリットとの相対速度が予め分かっている場合に、走査
面上のビームスポット形状を比較的簡単に、かつ正確に
検出することができる．
第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図はその概略構或を示したブロック図、第２図はＭ字形
スリットの説明図、第３図はＭ字形スリットを介して検
出された光量の波形図、第４図はビームスポットの形状
検出の説明図、第５図はスリットの変形例の説明図であ
る．第６図は第２実施例の説明図、第７図はその変形例
の説明図である． 第８図は第３実施例に係るスリットの説明図である。 第９図は従来方法の要部構戒を示した斜視図、第１０図
は従来方法の作用説明図、第１１図および第１２図は従
来方法の問題点の説明図である。 ２０・・・Ｍ字形スリット ２ｌ・・・第１のスリット
２２・・・第２のスリット ２３・・・第３のスリット
２４・・・第４のスリット ２５・・・フォトダイオー
ドＢＳ・・・ビームスポット
図はその概略構或を示したブロック図、第２図はＭ字形
スリットの説明図、第３図はＭ字形スリットを介して検
出された光量の波形図、第４図はビームスポットの形状
検出の説明図、第５図はスリットの変形例の説明図であ
る．第６図は第２実施例の説明図、第７図はその変形例
の説明図である． 第８図は第３実施例に係るスリットの説明図である。 第９図は従来方法の要部構戒を示した斜視図、第１０図
は従来方法の作用説明図、第１１図および第１２図は従
来方法の問題点の説明図である。 ２０・・・Ｍ字形スリット ２ｌ・・・第１のスリット
２２・・・第２のスリット ２３・・・第３のスリット
２４・・・第４のスリット ２５・・・フォトダイオー
ドＢＳ・・・ビームスポット
Claims (2)
- （１）走査式光学装置における走査面上のビームスポッ
トの形状を検出する方法であって、 光ビームとスリットとの相対的な移動速度が予め分から
ない場合に、光ビームとスリットとの相対的な移動方向
に対してそれぞれ異なる傾斜角度を有する少なくとも３
つのスリットと、前記３つのスリットのうちの１つと同
じ傾斜角度を有する１つのスリットとを使用して、各ス
リットを通過する光量を検出し、 同じ傾斜角度の２つのスリットに係る検出光量に基づき
、光ビームとスリットとの相対的な移動速度を求め、 また、異なる傾斜角度の３つのスリットに係る検出光量
に基づき、光ビームがそれぞれのスリットを横切るのに
要する時間を求め、 前記移動速度と前記各時間とに基づき、光ビームが前記
３つのスリットをそれぞれ横切るのに要した相対的な移
動距離を算出し、 前記３つの移動距離に基づき、ビームスポットの形状を
求めることを特徴とするビームスポットの形状検出方法
。 - （２）走査式光学装置における走査面上のビームスポッ
トの形状を検出する方法であって、 光ビームとスリットとの相対的な移動速度が予め分かっ
ている場合に、光ビームとスリットとの相対的な移動方
向に対してそれぞれ異なる傾斜角度を有する３つのスリ
ットを使用して、各スリットを通過する光量を検出し、 各検出光量に基づき、光ビームがそれぞれのスリットを
横切るのに要する時間を求め、 前記光ビームとスリットとの相対的な移動速度と前記各
時間とに基づき、光ビームが前記３つのスリットをそれ
ぞれ横切るのに要した相対的な移動距離を算出し、 前記３つの移動距離に基づき、ビームスポットの形状を
求めることを特徴とするビームスポットの形状検出方法
。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30109889A JPH0670583B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | ビームスポットの形状検出方法 |
| US07/607,416 US5105296A (en) | 1989-11-20 | 1990-10-31 | Method and apparatus for detecting beam spot shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30109889A JPH0670583B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | ビームスポットの形状検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03160329A true JPH03160329A (ja) | 1991-07-10 |
| JPH0670583B2 JPH0670583B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17892830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30109889A Expired - Fee Related JPH0670583B2 (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | ビームスポットの形状検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670583B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4288490B2 (ja) * | 2004-03-12 | 2009-07-01 | セイコーエプソン株式会社 | 走査光ビームスポット測定方法 |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP30109889A patent/JPH0670583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0670583B2 (ja) | 1994-09-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |