JPH03163412A - レーザビーム走査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転多面鏡を用いてレーザビームを走査し
、膚画を行なうためのレーザビーム走査装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、レーザビームを回転多面鏡により偏向して
水平走査を行なうレーザビーム走査装置において、描画
用のレーザビームとは異なる参照用レーザビームを回転
多面鏡に入射し、反射された参照用レーザビームを光検
知器で検知して、回転多面鏡の平面鏡の分割角度に対応
した信号を得て、この信号に基づいて、回転多面鏡へ入
射される膚両用のレーザビームを偏向するように構或す
ることによって、回転多面鏡の各平面鏡の分割角度にば
らつきがあっても、回転多面鏡から反射される描画用レ
ーザビームによる水平走査を常に一定にすることができ
、高品質の画像を表示することができるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

例えば、レーザディスプレイ装置やレーザプリンタにお
いては、回転多面鏡を用いてレーザビームを走査するレ
ーザビーム走査装置が用いられている。

このレーザビーム走査装置の回転多面鏡は、円筒状であ
り、その周囲に多数の平面鏡が形威されている。そして
、レーザビームは平面鏡に入射され、回転多面鏡を同転
させることによって、平面鏡からの反射レーザビームが
偏向され、水平走査されるものである。

さて、」二込したレーザビーム走査装置において、回転
多面鏡の軸心に対ずる各平而鏡の倒れ角がばらついてい
ると、例えばレーザディスプレイ父置では、画像を表示
するスクリーン上の各水平走査線とおしの間隔のばらつ
き、つまりピッチむらが生してしまう。

そこで、シリンドリ力ルレンズとリレーレンズとを用い
て、このピッチむらを補正する方法がある。

つまり、第４図に示すように、入射レーザビームｌ．は
シリンドリ力ルレンズ（６ａ）を介して、回転多面鏡（
１）に入射され、反射レーザビームｌ０はリレーレンズ
（７ａ）、シリンドリ力ルレンズ（６ｈ）、リレーレン
ズ（７ｂ）を介してガルバノミラー（９）に入射される
。そして、ガルバノミラー（９）によって反射されたレ
ーザビームは投影レンズ（８）を介してスクリーン（１
０）に供給され、このスクリーン（１０）に映像が表示
される。そして、シリンドリ力ルレンズ（６ａ）　（６
ｂ）は、これらのレンズ（６ａ）　（６ｂ）の焦点が回
転多面鏡（１）におけるレーザビームの反射点となるよ
うに設置される。そして、リレーレンズ（７ａ）（７ｂ
）及び投影レンズ（５）に対して、スクリーン（１０）
の結像点と多面鏡の反射点とが互いに共役な関係となる
ように調整され、多面鏡（１）の各平面鏡の倒れ角のば
らつきによるビッチむらが補正されるものである。

また、レーザプリンタにおいて、回転多面鏡の各平面鏡
の倒れ角がばらついていると、画像の書き込み開始位置
が各平面鏡ごとにずれてしまい、画像品質が低下してし
まう。

つまり、レーザプリンタにおいては、感光体の画像書き
込み開始位置付近に受光素子が配置されており、この受
光素子が回転多面鏡からのレーザビームを受光すると、
この受光素子から検知信号が発生され、この検知信号に
基づいて、一定時間経過後に、感光体への画像の書き込
みが開始されるように構成されている。そして、回転多
面鏡の各平面鏡の倒れ角がばらついていると、回転多面
鏡からのレーザビームの受光素子を通過する軌跡が異な
ってくる。そして、受光素子が円形又は楕円形であると
、上述した検知信号の波形が受光素子を通過するレーザ
ビームの軌跡毎に異なってしまい、したがって、画像の
書き込み開始位置がずれてしまうことになる。

そこで、この画像書き込み開始位置ずれを補正するため
の方法が、例えば特開昭５７　−　６８８６６号公報Ｃ
こ記載されている。

これは、回転多面鏡と受光素子との間にシリントリカル
レンズを配置し、回転多面鏡の各平面鏡の倒れ角がばら
ついていても、回転多面鏡から受光素子に入射するレー
ザビームが一定の位置を通過するようにして、画像書き
込み開始位置ずれを補正するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したレーザディスプレイ装置やレーザプ
リンタに用いられているレーザビーム走査装置において
、回転多面鏡の軸心に対する各平面鏡の倒れ角のばらつ
きに対しては、従来、上述したように補正が行なわれて
いるが、回転多面鏡の各平面鏡の角度分割誤差によって
生じる水平走査むらについては考慮されてはいなかった
。

つまり、第５図に示すように、ある平面鏡の分割角度が
実線で示すように０１であるとき、入射レーザビームｌ
１に対して、反射レーザビームｌ．となるとする。そし
て、他のある平面鏡の分割角度が破線で示すようにθ，
とは異なるθ２であるとき、入射レーザビームｌ．に対
して、反射レーザビームはｌ。２となり、これは反射レ
ーザビ一ム１　ｏ＋と角度θ３ だけずれたものとなってしま これでは水平走査の同朋むらが生してしまい、画像の品
質が劣化してしまうことになる。

［課題を解決するための手段］ そこで、この発明は、回転多面鏡（＋）の平面鏡に、参
照用レーザビームｌｒを入射する参照用レーザビーム光
源（１６）と、上記平面鏡から反射された参照用レーザ
ビームｌ，．を検知する光検知器（ｌ７）と、この光検
知器（ｌ７）の出力信号から上記平面鏡の分割角度に対
応する信号を得る回路（１８ａ）　（１８ｂ）　（１９
）（２０）と、この平面鏡の分割角度に対応する信号に
基づいて、同転多面鏡（１）へ入射される描画用のレー
ザビームｌ．を偏向する手段（５）とを備えるようにし
たものである。

〔作用） 回転多面鏡（１）の各平面鏡の分割角度にばらつきがあ
っても、多面鏡（１）からの反射レーザビームｌ０によ
る水平走査を常に一定のものとすることができ、高品質
の画像を表示することができる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例のブロック図であり、レ
ーザディスプレイ装置に適用した場合の例である。

同図において（１１）はビデオ信号発生回路であり、こ
のビデオ信号発生回路（１１）からの垂直同期信号■は
駆動回路（ｌ５）に供給される．そして、この駆動回路
（ｌ５）は供給された垂直同期信号■に従って、ガルバ
ノミラ−（９）を駆動するものである。

また、ビデオ信号発生回路（ｌ１）からのビデオ信号は
駆動回路（ｌ４）に供給される。そして、この駆動回路
（ｌ４）は供給されたビデオ信号に従って、光変調器（
４）を駆動するものである。

また、ビデオ信号発生回路（１１）からの水平同期信号
Ｈは駆動回路（ｌ２）に供給され、この駆動回路（１２
）によって、回転多面鏡（１）が回転駆動される。

また、ビデオ信号発生回路（ｌ１）からの水平同期信号
ｌ４はモノマルチ回路（ｌ３）に供給される。そして、
このモノマルチ回路（１３）は水平同期信号と同朋した
１水千期間の周期のパルス信号Ｐを、後述するサンプル
ホールド回路（２０）に供給する。

また、（１６）は参照用のレーザビーム光源であり、描
画用のレーザビーム光源とは異なるものである。

そして、この参照用のレーザビーム光源（１６）からの
レーザビームｌ１は、描画用のレーザビームｌ．が入射
される回転多面鏡（１）の平面鏡よりもｌ水千期間前に
対応する平面鏡に入射されるものである。そして、この
参照用のレーザビームｌｒは平面鏡により反射される。

また、（１７）は２分割光検知器であり、２つの受光素
子（１７ａ）と受光素子（１７ｂ）とからなるものであ
る。そして、この光検知器（１７）は平面鏡から反射さ
れる参照用のビームｌ１を受光すると、受光素子（１７
ａ）はその検知信号をプリアンプ（１８ａ）に供給し、
受光素子（１７ｂ）はその検知信号をプリアンプ（１８
ｂ）に供給する。

そして、プリアンプ（１８ａ）からの出力信号αとプリ
アンプ（１８ｂ）からの出力信号βとは減算回路（ｌ９
）に供給され、この減算回路（ｌ９）において、信号α
−βが得られる。そして、この減算回路（１９）からの
信号α一βはサンプルホールド回路（２０）に供給され
る。すると、このサンプルホールド回路（２０）は供給
された信号α−βを、モノマルチ回路（ｌ３）から供給
されるパルス信号Ｐに従ってサンプルホールドし、この
サンプルホールドされた信号ＳｌをＩＨ遅延回路（２ｌ
）に供給する。すると、この遅延回路（２１）は供給さ
れた信号Ｓ１を１水平期間だけ遅延した信号Ｓ２として
、電圧／周波数変換回路（２２）に供給する。すると、
この電圧／周波数変換回路（２２）は供給された信号Ｓ
２に対応した周波数信号を後述する音響光学素子（５）
に供給する。

また、（２）は描画用のレーザビーム光源であり、この
レーザビーム光源（２）からのレーザビームがレンズ（
３ａ）を介して、光変調器（４）に供給される。そして
、この光変調器（４）において、映像信号によりレーザ
ビームが輝度変調される。そして、この光変調器（４）
からのレーザビームはレンズ（３ｂ）を介して音響光学
素子（５）に供給される。そして、この音響光学素子（
５）は電圧／周波数変換回路（２２）からの周波数信号
に従って、レーザビームｌ，の光路を偏向するものであ
る。そして、このレーザビーム２、はシリンドリ力ルレ
ンズ（６ａ）を介して回転多面鏡（１）に入射される。

そして、この回転多面ｍ（１）によって反射されたレー
ザビームｌ０はリレーレンズ（７ａ）、シリンドリ力ル
レンズ（６ｂ）、リレーレンズ（７ｂ）を介してガルバ
ノミラー（９）に入射される。

そして、このガルバノミラー（９）によって反射された
レーザビームは、レンズ（８）を介してスクリーン（１
０）に供給される。そして、スクリーン（１０）上に映
像を表示する場合、回転多面鏡（１）が回転されて、水
平走査が行なわれるとともに、ガルバノミラ−（９）に
より垂直走査が行なわれるものである。なお、シリンド
リカルレンズ（６ａ）　（（ｉｂ）、リレーレンズ（７
ａ）　（７ｂ）は回転多面鏡（１）の各平面鏡の面倒れ
のばらつきを補正するものである。

次に、この実施例による、回転多面鏡（１）の角度分割
誤差の補正方法について、第２図，第３図を参照して詳
述する。

すなわち第２図において、参照用レーザビームｌ１が図
上、左から右に移動して、このレーザビームｌ１のビー
ムスポットＢＳが受光素子（１７ａ）（１７ｂ）の上を
通過すると、プリアンプ（１８ａ）からの信号αはレー
ザビームｌ，の左から右の移動に伴なって″０”レベル
から次第に増加し、ビームスポッ｝ＢＳ全体が受光素子
（１７ａ）に完全に受光されたときに、ピークとなり、
その後、徐々に減少していく。また、プリアンプ（１８
ｂ）からの１３号βは信号αのピーク時点から増加し始
め、ビームスボッｌ−ＢＳ全体が受光素子（１７ｂ）に
完全に受光されたときに、ピークとなり、その後徐々に
減少していく。従って、信号α−βは図示したようにい
わゆるＳ字カーブの波形となり、ここでこの波形の発生
される位相が反射面の分割角度に応したものとなってい
る。

そして、上述のようにして得られる信号α−βを、サン
プルホールド回路（２０）はモノマルチ回路（ｌ３）か
らの所定のタイミングのパルス信号Ｐにしたがって、１
水平期間毎にサンプルホールドする。

つまり、上述のＳ字カーブの任意の点がサンプリングさ
れ、第３図に示すような、反射面の分割角度のばらつき
の量及び方向に応じた信号Ｓ，がサンプルホールド回路
（２０）により得られる．なお分割角度のばらつきは、
このＳ字の範囲に収まる程度の精度を有しているものと
する。

そして、このサンプルホールド回路（２０）からの信号
Ｓ１が遅延回路（２ｌ）に供給され、１水平期間遅延さ
れた信号Ｓｔが遅延回路（２ｌ）から電圧／周波数変換
回路（２２）に供給される。そして、電圧／周波数変換
回路（２２）は供給された信号Ｓ２に対応した周波数信
号を音響光学素子（５）に供給する。すると、この音響
光学素子（５）は供給された周波数信号に応じて、入射
レーザビームｆ．を偏向する。

そして、この偏向されたレーザビームｌ．がシリンドリ
カルレンズ（６ａ）を介して回転多面鏡（１）に入射さ
れる。

つまり、上述した例は回転多面鏡（１）の各平面鏡の分
割角度に応じて、入射レーザビームを音響光学素子（５
）によって偏向させ、各平面鏡の分割角度にばらつきが
あっても、回転多面鏡（１）からの反射レーザビームｌ
０による水平走査を常に一定とするようになされている
ものである。

こうして、この実施例によれば、回転多面鏡（１）の平
面鏡のうち、描画用のレーザビームｌ．が入射される平
面鏡の１水平期間前に相当する平面鏡に、参照用レーザ
ビームｌ１を入射し、反射されたレーザビームｌ１を２
分割光検知器（１７）で検知し、この平面鏡の分割角度
に応じた信号を得て、この信号を１水平期間遅延した信
号に応じて、描画用のレーザビームｌ，の回転多面鏡（
】）への入射角度を音響光学素子（５）によって変えら
れるようにしているので、回転多面鏡（１）の各平面鏡
の分割角度にばらつきがあっても、多面鏡（１）からの
反射レーザビームｌ０による水平走査を常に一定とする
ことができ、高品質の画像を表示することができる。

なお、上述した例においては、入射レーザビームｌｉの
回転多面鏡（１）への入射角度を変える手段として音響
光学素子（５）を用いたが、他のもの、例えば電気光学
素子を用いるようにしてもよい。

また、上述した例はレーザディスプレイ装置に適用した
場合の例であるが、この発明はレーザディスプレイ装置
に限らず、回転多面鏡を用いてレーザビームを走査ずる
レーザビーム走査装置であれば、例えばレーザプリンタ
にも適用することができる。

〔発明の効果］ こうして、この発明によれば、回転多面ｖＬ（１）の平
面鏡のうち、描画用のレーザビームｌ，が人射される平
面鏡のｌ水平期間前に相当する平面鏡に、参照用レーザ
ビームｌ１を入射し、反射されたレーザビームｆ，を２
分割光検知器（ｌ７）で検知し、この平面鏡の分割角度
に応じた信号を得て、この信号を１水平期間遅延した信
号に応じて、描画用のレーザビームｌ，の回転多面鏡（
１）への入射角度を音響光学素子（５）によって変えら
れるようにしているので、回転多面鏡（１）の各平面鏡
の分割角度にばらつきがあっても、多面鏡（１）からの
反射レーザビームｌ０による水平走査を常に一定とする
ことができ、高品質の画像を表示するこｔができる．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、この発明の一実施例のブロック図、第２図は
２分割光検知器の説明図、第３図は信号のタイムチャー
トを示す図、第４図は従来例を示す図、第５図は分割角
度のばらつきの説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザビームを回転多面鏡により偏向して水平走査を行
   なうレーザビーム走査装置において、上記回転多面鏡の
   平面鏡に参照用のレーザビームを入射する参照用レーザ
   ビーム光源と、 上記平面鏡から反射された上記参照用のレーザビームを
   検知する光検知手段と、 上記光検知手段の出力信号から、上記平面鏡の分割角度
   に対応する信号を得る回路と、 上記分割角度に対応する信号に基づいて、上記回転多面
   鏡に入射される上記描画用のレーザビームを偏向する手
   段と、 を備え、上記回転多面鏡の各平面鏡の分割角度に応じて
   、上記描画用のレーザビームの上記回転多面鏡の入射角
   度を変え、上記描画用レーザビームによる水平走査が常
   に一定となるようにしたレーザビーム走査装置。