JPH0341804B2 - - Google Patents
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- JPH0341804B2 JPH0341804B2 JP59079348A JP7934884A JPH0341804B2 JP H0341804 B2 JPH0341804 B2 JP H0341804B2 JP 59079348 A JP59079348 A JP 59079348A JP 7934884 A JP7934884 A JP 7934884A JP H0341804 B2 JPH0341804 B2 JP H0341804B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- light beam
- deflector
- position detector
- light
- Prior art date
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、機械式走査用光偏向器の偏向面の変
動により発生する走査線のむらを、補正用光偏向
器により実時間で補正するようにした光ビーム走
査装置に関するものである。
動により発生する走査線のむらを、補正用光偏向
器により実時間で補正するようにした光ビーム走
査装置に関するものである。
（発明の技術的背景および従来技術）
回転多面鏡、ガルバノメータ鏡、ホログラムス
キヤナーなどの機械式の走査用偏向器を用いた光
ビーム走査装置では、偏向面の倒れやウオブリン
グにより走査線がその走査方向に直交する方向に
偏位して走査線にむらが発生する。このような走
査線のむらを補正する方法として、光学的方法
と、補正用光偏向器を用いる方法とがある。
キヤナーなどの機械式の走査用偏向器を用いた光
ビーム走査装置では、偏向面の倒れやウオブリン
グにより走査線がその走査方向に直交する方向に
偏位して走査線にむらが発生する。このような走
査線のむらを補正する方法として、光学的方法
と、補正用光偏向器を用いる方法とがある。
光学的方法の１つとして、走査用光ビームを、
回転多面鏡の反射面上に回転方向と平行が線像と
して結像させ、この反射光を再び光スポツトに戻
すように、一対のアナモルフイツクな光学系を用
いる方法がある（特公昭52−28666号）。しかしな
がらこの方法は光学系の調整が難しく、また回転
鏡の反射偏向点が反射面の回転角度によつて変化
するので反射面上に常時線像の焦点を一致させる
ことが不可能となり、この結果発生する反射面上
の線像の広がりが、走査線のむらを残留させまた
走査スポツトをぼけさせるという問題がある。
回転多面鏡の反射面上に回転方向と平行が線像と
して結像させ、この反射光を再び光スポツトに戻
すように、一対のアナモルフイツクな光学系を用
いる方法がある（特公昭52−28666号）。しかしな
がらこの方法は光学系の調整が難しく、また回転
鏡の反射偏向点が反射面の回転角度によつて変化
するので反射面上に常時線像の焦点を一致させる
ことが不可能となり、この結果発生する反射面上
の線像の広がりが、走査線のむらを残留させまた
走査スポツトをぼけさせるという問題がある。
また回転多面鏡の反射面に、互いに交わる２枚
の反射鏡をその稜線が回転軸に直交するように配
設し、反射面で偏向された光ビームを両反射鏡に
より反射させて再度反射面に入射させる方法が提
案されている（米国特許第3897132号明細書）。し
かしながらこの場合、最終的に射出される光ビー
ムは回転軸に非垂直な曲面上を走査することにな
り、走査線が弓形化するという問題がある。また
反射面に近接して反射鏡があるため、集束レンズ
が多面鏡から遠くなり、大口径の集束レンズが必
要になるという問題もある。
の反射鏡をその稜線が回転軸に直交するように配
設し、反射面で偏向された光ビームを両反射鏡に
より反射させて再度反射面に入射させる方法が提
案されている（米国特許第3897132号明細書）。し
かしながらこの場合、最終的に射出される光ビー
ムは回転軸に非垂直な曲面上を走査することにな
り、走査線が弓形化するという問題がある。また
反射面に近接して反射鏡があるため、集束レンズ
が多面鏡から遠くなり、大口径の集束レンズが必
要になるという問題もある。
一方補正用光偏向器を用いる方法としては、回
転多面鏡の各反射面による走査むらの補正情報を
予め記憶しておき、多面鏡の回転に同期して順次
この補正情報を読出して補正用光偏向器を駆動す
る方法がある（特開昭47−33642号）。しかしなが
らこの方法では、熱変形などの経時的な要因によ
る走査誤差は全く補佐できないという問題があ
る。
転多面鏡の各反射面による走査むらの補正情報を
予め記憶しておき、多面鏡の回転に同期して順次
この補正情報を読出して補正用光偏向器を駆動す
る方法がある（特開昭47−33642号）。しかしなが
らこの方法では、熱変形などの経時的な要因によ
る走査誤差は全く補佐できないという問題があ
る。
また走査線の始点で、あるいは始点と終点で走
査線の誤差を検出し、有効走査領域に走査ビーム
が入るまでの間に走査線の変動を補正用光偏向器
で補正する方法がある（特開昭53−146643号）。
しかしながらこの方法では、一走査線内で発生す
る誤差、例えば回転軸の軸ぶれや各反射面の面だ
れ量が異なることによる誤差が走査線ごとに変化
して、走査線に非定常的なうねりを発生する場合
には補正できないという問題がある。
査線の誤差を検出し、有効走査領域に走査ビーム
が入るまでの間に走査線の変動を補正用光偏向器
で補正する方法がある（特開昭53−146643号）。
しかしながらこの方法では、一走査線内で発生す
る誤差、例えば回転軸の軸ぶれや各反射面の面だ
れ量が異なることによる誤差が走査線ごとに変化
して、走査線に非定常的なうねりを発生する場合
には補正できないという問題がある。
そこで走査ビームの一部を光分割器（ハーフミ
ラーなど）で分け、この分割した光ビームの変位
を走査線方向に長い位置検出器で検出し、実時間
で補正用光偏向器を駆動して走査線ぶれを補正す
ることが考えられた（特開昭53−111745号）。し
かしながらこの方法では、位置検出器は走査線程
度の長いものが必要で、このような大型の位置検
出器は一般に入手が困難であるばかりか応答性お
よびＳ／Ｎが悪くなり、走査線の誤差を十分に補
正することができないという問題がある。
ラーなど）で分け、この分割した光ビームの変位
を走査線方向に長い位置検出器で検出し、実時間
で補正用光偏向器を駆動して走査線ぶれを補正す
ることが考えられた（特開昭53−111745号）。し
かしながらこの方法では、位置検出器は走査線程
度の長いものが必要で、このような大型の位置検
出器は一般に入手が困難であるばかりか応答性お
よびＳ／Ｎが悪くなり、走査線の誤差を十分に補
正することができないという問題がある。
この問題を解決するために、光分割器で分割し
た光ビームをシリンドリカルレンズを用いてスポ
ツト状に収束することが提案された（特開昭56−
102821号）。しかしこの場合にはシリンドリカル
レンズが相当大きいため、光学系が大きく重くな
るという問題がある。
た光ビームをシリンドリカルレンズを用いてスポ
ツト状に収束することが提案された（特開昭56−
102821号）。しかしこの場合にはシリンドリカル
レンズが相当大きいため、光学系が大きく重くな
るという問題がある。
（発明の目的）
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので
あり、走査用光偏向器で偏向された走査用光ビー
ムから検出用光ビームを光分割器で分割して、走
査用光ビームの偏位を実時間で検出するにもかか
わらず、小型の位置検出器でこの変位を検出で
き、光学系を小さく軽量にでき、走査用光ビーム
の変位を応答性良く補正でき、さらにＳ／Ｎも向
上させることができる光ビーム走査装置を提供す
ることを目的とする。
あり、走査用光偏向器で偏向された走査用光ビー
ムから検出用光ビームを光分割器で分割して、走
査用光ビームの偏位を実時間で検出するにもかか
わらず、小型の位置検出器でこの変位を検出で
き、光学系を小さく軽量にでき、走査用光ビーム
の変位を応答性良く補正でき、さらにＳ／Ｎも向
上させることができる光ビーム走査装置を提供す
ることを目的とする。
（発明の構成）
本発明によればこの目的は、機械式の走査用光
偏向器と、走査用光ビームをその走査方向に直交
する方向へ偏向する補正用光偏向器とを備える光
ビーム走査装置において、前記走査用光偏向器の
偏向点を一方の焦点とし前記走査用光ビームから
検出用光ビームを分割して他方の焦点に収束する
集光ビームを形成する楕円筒面からなる半透鏡
と、前記集光ビームの走査方向に直交する方向の
偏位を検出する位置検出器と、この位置検出器の
出力に基づき前記走査用光ビームをその走査方向
に直交する方向の偏位を補正するよう前記補正用
光偏向器を駆動する駆動回路とを備えることを特
徴とする光ビーム走査装置、により達成される。
偏向器と、走査用光ビームをその走査方向に直交
する方向へ偏向する補正用光偏向器とを備える光
ビーム走査装置において、前記走査用光偏向器の
偏向点を一方の焦点とし前記走査用光ビームから
検出用光ビームを分割して他方の焦点に収束する
集光ビームを形成する楕円筒面からなる半透鏡
と、前記集光ビームの走査方向に直交する方向の
偏位を検出する位置検出器と、この位置検出器の
出力に基づき前記走査用光ビームをその走査方向
に直交する方向の偏位を補正するよう前記補正用
光偏向器を駆動する駆動回路とを備えることを特
徴とする光ビーム走査装置、により達成される。
（実施態様）
以下図面に示される実施態様に基づいて、本発
明を詳細に説明する。
明を詳細に説明する。
第１図は本発明の光ビーム走査装置の一実施態
様の斜視図、第２図はその側面図、第３図は検出
用光学系の展開図である。
様の斜視図、第２図はその側面図、第３図は検出
用光学系の展開図である。
これらの図で符号１は光源であり、半導体レー
ザ、ガスレーザ、発光ダイオードなどが用いられ
る。この光源１が射出する走査用光ビーム２は、
補正用光偏向器３を通り、走査用光偏向器４の偏
向点Ａで反射されて被走査面５上を走査する。補
正用光偏向器３は走査用光ビーム２を走査方向
（走査線６方向）に直交する方向へ偏向させるも
のであり、超音波光偏向器、ガルバノメータ鏡等
が使用される。走査用光偏向器４は図に示すよう
な回転多面鏡のほか、ガルバノメータ鏡、バイモ
ルフ型振動鏡、さらに光線１にレーザを用いる場
合にはホログラムスキヤナーなどが使用可能であ
る。
ザ、ガスレーザ、発光ダイオードなどが用いられ
る。この光源１が射出する走査用光ビーム２は、
補正用光偏向器３を通り、走査用光偏向器４の偏
向点Ａで反射されて被走査面５上を走査する。補
正用光偏向器３は走査用光ビーム２を走査方向
（走査線６方向）に直交する方向へ偏向させるも
のであり、超音波光偏向器、ガルバノメータ鏡等
が使用される。走査用光偏向器４は図に示すよう
な回転多面鏡のほか、ガルバノメータ鏡、バイモ
ルフ型振動鏡、さらに光線１にレーザを用いる場
合にはホログラムスキヤナーなどが使用可能であ
る。
７は楕円筒面に形成された半透鏡であり、この
半透鏡７は走査用光ビーム２から検出用光ビーム
８を分割すると共に、この検出用光ビーム８を位
置検出器１０にスポツト状に集束させて集光ビー
ムＢを形成するものである。すなわちこの場合、
半透鏡７の曲面は、偏向点Ａと集光ビームＢとを
それぞれ焦点する楕円の一部を切り欠いた形状と
される。スポツト状に収束する集光ビームＢの位
置には位置検出器１０が配設され、集光ビームＢ
の走査線の走査方向に直交する方向の偏位を検出
する。この位置検出器１０としては半導体位置検
出器、２分割フオトダイオード、ビジコン、ダイ
オードアレイなどが使用される。１１は位置検出
器１０が検出した光スポツトＢの偏位を示す２つ
の電圧信号の差を増幅する差動増幅器、１２はこ
の差動増幅器１１の出力に基づき、補正用光偏向
器３を駆動する駆動回路である。
半透鏡７は走査用光ビーム２から検出用光ビーム
８を分割すると共に、この検出用光ビーム８を位
置検出器１０にスポツト状に集束させて集光ビー
ムＢを形成するものである。すなわちこの場合、
半透鏡７の曲面は、偏向点Ａと集光ビームＢとを
それぞれ焦点する楕円の一部を切り欠いた形状と
される。スポツト状に収束する集光ビームＢの位
置には位置検出器１０が配設され、集光ビームＢ
の走査線の走査方向に直交する方向の偏位を検出
する。この位置検出器１０としては半導体位置検
出器、２分割フオトダイオード、ビジコン、ダイ
オードアレイなどが使用される。１１は位置検出
器１０が検出した光スポツトＢの偏位を示す２つ
の電圧信号の差を増幅する差動増幅器、１２はこ
の差動増幅器１１の出力に基づき、補正用光偏向
器３を駆動する駆動回路である。
今走査用光偏向器４の反射面に倒れが無けれ
ば、検出用光ビーム８は第２図に実線で示すよう
に位置検出器１０の中央に集光ビームＢを形成す
る。従つて差動増幅器１１の出力は零となり、補
正用光偏向器３は作動しない。
ば、検出用光ビーム８は第２図に実線で示すよう
に位置検出器１０の中央に集光ビームＢを形成す
る。従つて差動増幅器１１の出力は零となり、補
正用光偏向器３は作動しない。
走査用偏向器４の反射面に倒れがあると、走査
用光ビーム２は第２図で２ａに偏位する。このた
め検出用光ビーム８も８ａに偏位し、集光ビーム
Ｂの位置も偏位する。従つて位置検出器１０の２
つの信号の差が増大し、駆動回路１２は差動増幅
器１１の出力に基づいて補正用光偏向器３を駆動
して、走査用光ビーム２の走査方向に直交する方
向への偏位を零とするように補正を行う。
用光ビーム２は第２図で２ａに偏位する。このた
め検出用光ビーム８も８ａに偏位し、集光ビーム
Ｂの位置も偏位する。従つて位置検出器１０の２
つの信号の差が増大し、駆動回路１２は差動増幅
器１１の出力に基づいて補正用光偏向器３を駆動
して、走査用光ビーム２の走査方向に直交する方
向への偏位を零とするように補正を行う。
なお図に示すように、fθレンズなどの集束レン
ズ１３を偏向点Ａと半透鏡７との間に介在させる
場合には、半透鏡７から見た偏向点Ａは仮想的偏
向点になるように見えるはずであるから、この場
合にはこの仮想的偏向点を半透鏡７の焦点に位置
させることが必要である。またこの時仮想的偏向
点から位置検出器１０までの光路長を、仮想的偏
向点から走査面５までの光路長と同一に設定して
おけば、集光ビームＢは走査線６上の光ビームと
同様に走査に直交する方向には収束される。しか
しながら、集光ビームＢは半透鏡７の作用により
その走査方向においては位置検出器１０の位置に
は収束しなくなる。従つて集光ビームＢはこの走
査方向のこの焦点のずれに応じて走査方向に広が
りを持ち、集光ビームＢは走査方向に長くかつほ
ぼ静止した線状のビームとなる。しかしながら集
光ビームＢは走査に直交する方向には収束してい
るので、この方向の偏位は高精度に検出できる。
ズ１３を偏向点Ａと半透鏡７との間に介在させる
場合には、半透鏡７から見た偏向点Ａは仮想的偏
向点になるように見えるはずであるから、この場
合にはこの仮想的偏向点を半透鏡７の焦点に位置
させることが必要である。またこの時仮想的偏向
点から位置検出器１０までの光路長を、仮想的偏
向点から走査面５までの光路長と同一に設定して
おけば、集光ビームＢは走査線６上の光ビームと
同様に走査に直交する方向には収束される。しか
しながら、集光ビームＢは半透鏡７の作用により
その走査方向においては位置検出器１０の位置に
は収束しなくなる。従つて集光ビームＢはこの走
査方向のこの焦点のずれに応じて走査方向に広が
りを持ち、集光ビームＢは走査方向に長くかつほ
ぼ静止した線状のビームとなる。しかしながら集
光ビームＢは走査に直交する方向には収束してい
るので、この方向の偏位は高精度に検出できる。
（発明の効果）
本発明は以上のように、走査用偏向器を偏向点
と位置検出器とをそれぞれ楕円の２つの焦点に配
置し、この楕円に乗る楕円筒面を持つた楕円筒半
透鏡により走査用光ビームから検出用光ビームを
分割する。そして、この検出用光ビームをこの楕
円筒半透鏡によつてその走査方向に集光してほぼ
静止させ、かつ走査に直交する方向には収束して
集光ビームを形成し、この集光ビームの走査に直
交する方向の偏位を位置検出器で検出し、補正用
光偏向器をこの位置検出器の出力に基づいて駆動
するようにした。従つて検出用光ビームを光検出
器に集光させる光学系にシリンドリカルレンズが
不要になり、光学系を小型で軽量なものとするこ
とができる。また位置検出器は非常に小型のもの
で足り、小型の位置検出器は応答性が良くＳ／Ｎ
も良いので、光ビーム装置として走査用光ビーム
の偏位を応答性良く高精度に実時間で補正でき、
光ビーム走査装置の性能を格段に高めることが可
能になる。
と位置検出器とをそれぞれ楕円の２つの焦点に配
置し、この楕円に乗る楕円筒面を持つた楕円筒半
透鏡により走査用光ビームから検出用光ビームを
分割する。そして、この検出用光ビームをこの楕
円筒半透鏡によつてその走査方向に集光してほぼ
静止させ、かつ走査に直交する方向には収束して
集光ビームを形成し、この集光ビームの走査に直
交する方向の偏位を位置検出器で検出し、補正用
光偏向器をこの位置検出器の出力に基づいて駆動
するようにした。従つて検出用光ビームを光検出
器に集光させる光学系にシリンドリカルレンズが
不要になり、光学系を小型で軽量なものとするこ
とができる。また位置検出器は非常に小型のもの
で足り、小型の位置検出器は応答性が良くＳ／Ｎ
も良いので、光ビーム装置として走査用光ビーム
の偏位を応答性良く高精度に実時間で補正でき、
光ビーム走査装置の性能を格段に高めることが可
能になる。
第１図は本発明の光ビーム走査装置の一実施態
様の斜視図、第２図はその側面図、第３図は検出
用光学系の展開図である。 ２……走査用光ビーム、３……補正用光偏向
器、４……走査用光偏向器、５……走査面、７…
…楕円筒面半透鏡、８……検出用光ビーム、１０
……位置検出器、１２……駆動回路、Ａ……偏向
点、Ｂ……集光ビーム。
様の斜視図、第２図はその側面図、第３図は検出
用光学系の展開図である。 ２……走査用光ビーム、３……補正用光偏向
器、４……走査用光偏向器、５……走査面、７…
…楕円筒面半透鏡、８……検出用光ビーム、１０
……位置検出器、１２……駆動回路、Ａ……偏向
点、Ｂ……集光ビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 機械式の走査用光偏向器と、走査用光ビーム
をその走査方向に直交する方向へ偏向する補正用
光偏向器とを備える光ビーム走査装置において、 前記走査用光偏向器の偏向点を一方の焦点とし
前記走査用光ビームから検出用光ビームを分割し
て他方の焦点に収束する集光ビームを形成する楕
円筒面からなる半透鏡と、前記集光ビームの走査
方向に直交する方向の偏位を検出する位置検出器
と、この位置検出器の出力に基づき前記走査用光
ビームをその走査方向に直交する方向の偏位を補
正するよう前記補正用光偏向器を駆動する駆動回
路とを備えることを特徴とする光ビーム走査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079348A JPS60225112A (ja) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | 光ビ−ム走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079348A JPS60225112A (ja) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | 光ビ−ム走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60225112A JPS60225112A (ja) | 1985-11-09 |
| JPH0341804B2 true JPH0341804B2 (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=13687393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59079348A Granted JPS60225112A (ja) | 1984-04-21 | 1984-04-21 | 光ビ−ム走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60225112A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01105905A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-24 | Nec Corp | 光走査装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4974815A (ja) * | 1972-11-20 | 1974-07-19 | ||
| JPS56102821A (en) * | 1980-01-18 | 1981-08-17 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Correction method for ununiformity of scanning line interval in light beam scanning |
-
1984
- 1984-04-21 JP JP59079348A patent/JPS60225112A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60225112A (ja) | 1985-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |