JPH04221919A - ホログラムスキャナ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ等に利用
されるホログラムスキャナに関する。最近のレーザプリ
ンタの普及など、光技術を利用した装置の需要が大きく
なっている。それにつれて、利用される光学素子には大
量に安価に作製できるものが要求されている。そこで、
従来のレンズ等に代わり、ホログラム光学素子の利用が
注目されている。ホログラムは、例えばレンズ、ミラー
、ビームスプリッター等の複数の光学素子の機能を単体
で実現したり、ホログラムパターンの複写による複製が
可能である等、従来の光学素子にはない優れた特徴があ
る。本発明はレーザプリンタ等の走査光学系に利用する
ホログラムスキャナの光学部品配置と小型化に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のホログラムスキャナの斜視図を図
２９に、側面図を図３０に示す。このホログラムスキャ
ナは光源１（例えば半導体レーザ）と、ホログラムレン
ズ２及びホログラムディスク３の２枚のホログラフィッ
ク光学素子と、ホログラムディスク３を回転駆動する図
示なき駆動モータとで構成される簡素な光学系である。 そして光源１を出た光４はホログラムレンズ２により収
束され、回転するホログラムディスク３により走査面５
の上を走査するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のホログラム
スキャナでは、ホログラムレンズ２に透過型ホログラム
を使用しているため、半導体レーザを用いた光源１、ホ
ログラムレンズ２、ホログラムディスク３の位置関係が
図の上下方向に並び、高さＨがある程度必要であるため
装置の小型化（薄型化）が困難であった。

【０００４】本発明は、導光板、プリズム又は反射型ホ
ログラムレンズを用い、従来に比較して小型化（薄型化
）したホログラムスキャナを実現しようとする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のホログラムスキ
ャナに於いては、照明光を発生するためのコヒーレント
光源と、該光源からの照射光を入射し回析光を得るため
の回析格子を有するホログラムレンズと、該ホログラム
レンズよりの回析光を入射光としてさらに回析光を得る
回析格子を有するホログラムディスクと、該ホログラム
ディスクを照射光に対して回転し回析光を走査させる手
段を有するホログラムスキャナにおいて、上記光源とホ
ログラムディスクとの間に光路を折り曲げるように導光
板とプリズムの少なくとも一方の光学素子を挿入配置し
、該光学素子上に前記ホログラムレンズを設けたことを
特徴とする。

【０００６】また照明光を発生するためのコヒーレント
光源と、該光源からの照射光を入射し回析光を得るため
の回析格子を有するホログラムレンズと、該ホログラム
レンズよりの回析光を入射光としてさらに回析光を得る
回析格子を有するホログラムディスクと、該ホログラム
ディスクを照射光に対して回転し回析光を走査させる手
段を有するホログラムスキャナにおいて、上記ホログラ
ムレンズに反射型ホログラムを使用することを特徴とす
る。

【０００７】また、それに加えて、コヒーレント光源を
ホログラムディスクを中にして反射型ホログラムの反対
側に配置したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】光源１０とホログラムディスク１１との間に光
路を曲げることができる導光板１２もしくはプリズム１
９等の光学素子を配設したことにより、光路をほぼ９０
°折り曲げて光源１０をホログラムディスク１１の上面
に近づけることができ、小型化（薄型化）ができる。ま
たホログラムレンズに反射型ホログラムレンズ１８を用
いることにより光源１０とホログラムディスク１１間の
光路を折り曲げることができ、小型化（薄型化）が可能
となる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す側面図で
ある。同図において、１０はコヒーレントな光を出す光
源（例えば半導体レーザ）、１１は図示なき回転駆動手
段で回転可能に支持されたホログラムディスク、１２は
該ホログラムディスクと光源との間の光路中に、該光源
とホログラムディスクに同一面が対向するように配置さ
れた導光板である。

【００１０】該導光板１２は透明なガラス又はプラスチ
ックの板であり、その上面の一方の端部に光源１０に対
向して透過型ホログラムレンズ１３が形成されている。 このホログラムレンズ１３は光源１０からの光を収束ま
たは平行光とし、且つ導光板中を全反射するような角度
で回析する。また導光板１２の上面の他方の端部に、導
光板１２の中を全反射して伝播している光を、全反射を
破って外部に取り出すためのレンズ１４がホログラムデ
ィスク１１に対向して設けられている。なおこのレンズ
１４はホログラムレンズ又は楔形プリズムでも良い。

【００１１】このように構成された本実施例は、光源１
０からの照射光が透過型ホログラムレンズ１３により回
析され、収束光または平行光となって導光板１２の中を
全反射しながら伝播し、レンズ１４により取り出される
。取り出された回析光は回転しているホログラムディス
ク１１により回析され、走査面１５を走査する。本実施
例によれば光源１０とホログラムディスク１１間の光路
が導光板１２によって折り曲げられているため、装置の
厚さ（図に示すｈ）は従来に比して小さくでき、装置の
小型化（薄型化）が可能となる。

【００１２】なお導光板１２上に透過型ホログラムレン
ズ１３を形成するには、導光板１２上に感光膜を塗布形
成しておき、図２に示すように平行光の物体波１６と球
面波の参照波１７とを照射して形成することができる。 図３は本発明の第２の実施例を示す図である。本実施例
が図１で説明した第１の実施例と異なるところは、透過
型ホログラムレンズ１３を導光板１２の端面に設け、光
源１０を該透過型ホログラムレンズ１３に対向する位置
に配置したことであり、他は第１の実施例と同様である
。従って本実施例の作用効果は、第１の実施例とは導光
板１２への光の入射方向が異なるのみで、他は全く同様
である。

【００１３】図４は本発明の第３の実施例を示す図であ
る。本実施例が第１の実施例と異なるところは、透過型
ホログラムレンズ１３を導光板１２の側面に設け、光源
１０を該透過型ホログラムレンズ１３に対向する位置に
配置したことであり、他は第１の実施例と同様である。 従って本実施例の作用効果は、第１の実施例とは導光板
１２への光の入射方向が異なるのみで他は全く同様であ
る。

【００１４】図５は本発明の第４の実施例を示す図であ
る。本実施例が第１の実施例と異なるところは、第１の
実施例では導光板１２の上面に透過型ホログラムレンズ
１３が設けられているのに対し、本実施例では導光板１
２の下面に反射型ホログラムレンズ１８を設けたことで
あり、他は第１の実施例と同様である。なお反射型ホロ
グラムレンズ１８は、光源１０からの光を導光板１２中
を全反射して伝播するような角度で反射するようになっ
ている。

【００１５】本実施例の効果は第１の実施例と全く同様
である。なお反射型ホログラムレンズは図６に示すよう
に平行光の物体波１６と球面波の参照波１７を互いに反
対方向から照射することにより作成することができる。 図７は本発明の第５の実施例を示す図である。同図にお
いて、１０はコヒーレントな光を出す光源（例えば半導
体レーザ）、１１は図示なき回転駆動手段で回転可能に
支持さたホログラムディスク、１９は該ホログラムディ
スクと光源との間の光路中に、該光路を折り曲げるよう
に配置された直角プリズムであり、該直角プリズム１９
の光源１０に対向した照明光入射面には透過型ホログラ
ムレンズ１３が設けられている。

【００１６】このように構成された本実施例は、光源１
０からの照射光が透過型ホログラムレンズ１３により回
析され、収束光または平行光となってプリズム１９に入
り、その反射面で光路を折り曲げられ出射面から出て、
さらにホログラムディスク１１により回析され走査面１
５を走査する。本実施例によれば、光源１０とホログラ
ムディスク１１間の光路がプリズム１９によって折り曲
げられているため装置の厚さ（図に示すｈ）は従来に比
して小さくなり、装置の小型化（薄型化）が可能となる
。

【００１７】なお、プリズム１９上に透過型ホログラム
レンズ１３を形成するには、プリズム１９の照明光入射
面に感光膜を塗布形成しておき、図８に示すように平行
光の物体波１６と球面波の参照波１７とを照射して形成
することができる。図９は本発明の第６の実施例を示す
図である。 本実施例が図７で説明した第５の実施例と異なるところ
は、プリズム１９と光源１０との位置を、プリズム１９
からの出射光を中心軸として９０°回転させて配置し、
光源１０からの光をホログラムディスクの接線方向かプ
リズム１９へ入射するようにしたことで他は第５の実施
例と同様である。従って本実施例の作用効果は第５の実
施例と同様であり、さらに小型化が図れる。

【００１８】図１０は本発明の第７の実施例を示す図で
ある。本実施例が図７で説明した第５の実施例と異なる
ところは透過型ホログラムレンズ１３の設置位置をプリ
ズム１９の出射面に設けたことで他は第５の実施例と同
様である。従って本実施例の作用効果は第５の実施例と
は照明光のホログラムレンズによる回析位置が異なるの
みで他は同様である。

【００１９】図１１は本発明の第８の実施例を示す図で
ある。本実施例が図７で説明した第５の実施例と異なる
ところは、第５の実施例の透過型ホログラムレンズの代
りに反射型ホログラムレンズ１８を用い、且つその設置
位置をプリズム１９の斜面としたことである。本実施例
の作用効果はプリズム１９における照明光の回析位置が
異なるのみで他は第５の実施例と同様である。

【００２０】なおプリズム１９の斜面に反射型ホログラ
ムレンズ１８を形成するには、該面に感光膜を塗布形成
しておき、図１２に示すように平行光の物体波１６と収
束光の参照波１７とを照射することによって作成するこ
とができる。図１３は本発明の第９の実施例を示す図で
ある。本実施例は光源１０を装置の上方に位置させ、該
光源１０とホログラムディスク１１との間の光路中に直
角プリズム１９を挿入し、その斜面を入射面及び出射面
となるように配置し、その入射面に透過型ホログラムレ
ンズ１３を設けている。

【００２１】このように構成された本実施例は、光源１
０から光が透過型ホログラムレンズ１３で回析されてプ
リズム１９に入り、２つの反射面で２回折り曲げられて
出射面から出射し、さらにホログラムディスク１１によ
って回析され、走査面１５を走査する。本実施例によれ
ば光源１０とホログラムディスク１１との間の光路がプ
リズム１９によって２回折り曲げられているため装置の
厚さは従来に比して小さくなる。

【００２２】図１４は本発明の第１０の実施例を示す図
である。本実施例が図１３で説明した第９の実施例と異
なるところは、透過型ホログラムレンズの代りに反射型
ホログラムレンズ１８を用い、該反射型ホログラムレン
ズをプリズム１９の反射面に設けたことである。本実施
例の作用効果は、第９の実施例とプリズム１９における
光の回析位置が異なるのみで、他は同様である。

【００２３】図１５は本発明の第１１の実施例を示す図
である。本実施例は図１３で説明した第９の実施例の直
角プリズム１９を２個に分割し間隔をあけて光路を延ば
したもので、他は第９の実施例と同様である。従って作
用効果も第９の実施例と同様である。図１６は本発明の
第１２の実施例を示す図である。

【００２４】本実施例が図１５で説明した第１１の実施
例と異なるところは、第１１の実施例では透過型ホログ
ラムレンズ１３が入射側のプリズム１９の入射面に設け
られているのを、本実施例では出射側のプリズム１９の
出射面に設けたことである。本実施例の作用効果は第１
１の実施例と同様である。図１７は本発明の第１３の実
施例を示す図である。

【００２５】本実施例は、図１４で説明した第１０の実
施例の直角プリズム１９を２個の直角プリズムに分割し
間隔をあけて光路を延ばしたもので、他は第１０の実施
例と同様である。従って作用効果も第１０の実施例と同
様である。 図１８は本発明の第１４の実施例を示す図である。本実
施例が図１７で説明した第１３の実施例と異なるところ
は、反射型ホログラムレンズ１８が第１３の実施例では
入射側のプリズム１９の反射面に設けられているのを、
出射側のプリズム１９の反射面に設けたもので、その作
用効果は第１３の実施例と同様である。

【００２６】図１９は本発明の第１５の実施例を示す図
である。本実施例は図１５で説明した第１１の実施例の
２個のプリズム１９間の導光板１２を配置したものであ
り、その作用効果は第１１の実施例と同様である。なお
本実施例の透過型ホログラムレンズ１３の形成方法は、
入射側のプリズム１９の入射面に感光膜を塗布形成して
おき、図２０に示すように平行光の物体波１６と球面波
の参照波１７を照射することにより作成することができ
る。

【００２７】図２１は本発明の第１６の実施例を示す図
である。本実施例は、図１７で説明した第１３の実施例
の２個のプリズム１９間に導光板１２を配置したもので
、その作用効果は第１３の実施例と同様である。図２２
は本発明の第１７の実施例を示す図である。本実施例は
光源１０とホログラムディスク１１との間の光路中にプ
リズム１９と導光板１２とを配置し、該導光板１２の端
面に透過型ホログラムレンズ１３を設けたものである。

【００２８】このように構成された本実施例は、光源１
０からの光が透過型ホログラムレンズ１３で回析され、
導光板１２を通ってプリズム１９で光路を折り曲げられ
て出射し、ホログラムディスク１１で再び回析されて走
査面１５を走査する。本実施例によれば光源１０からの
光路がプリズム１９により折り曲げられているため装置
の厚さを従来に比し小さくできる。

【００２９】図２３は本発明の第１８の実施例を示す図
であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＡ図のＺ矢視図であ
る。 本実施例は図１９で説明した第１５の実施例の入射側の
プリズム１９を光源１０と共に９０°回転させ、光源１
０を装置の側方に配置したものである。本実施例の作用
効果は第１５の実施例と同様である。

【００３０】図２４は本発明の第１９の実施例を示す図
である。同図において、１０はレーザ等の光源、１１は
ホログラムディスクであり、１８は該ホログラムディス
クと光源との間の光路を折り曲げるように配置した反射
型ホログラムレンズ１８である。該反射型ホログラムレ
ンズ１８としては、体積位相型ホログラム、または表面
レリーフ型ホログラム表面に反射膜を設けたものを使用
する。

【００３１】このように構成された本実施例は光源１０
からの光を反射型ホログラムレンズ１８で回析すると同
時に反射により光路を折り曲げるため装置の厚さを小さ
くすることができる。なお、レリーフ型の反射型ホログ
ラムレンズの作成は、図２５に示すように透過型ホログ
ラムレンズの作製波と同様の物体波１６と参照波１７を
同いてホログラムを形成し、その表面に反射膜（例えば
、Ａｌ蒸着膜）を形成することにより反射型ホログラム
レンズを得ることができる。この表面レリーフ型ホログ
ラムは透過型に比べ凹凸形状（縞）が約半分の高さで同
等の回析効率が得られる。一般に凹凸形状の高さが低い
ほどホログラムの作製が容易となるため反射型ホログラ
ムを使用することで高回析効率化ができる。また体積位
相型の反射型ホログラムレンズは図２６の如き露光光学
系によって作成することができる。

【００３２】図に２７は本発明の第２０の実施例を示す
図である。本実施例は図２４で説明した第１９の実施例
の反射型ホログラムレンズ１８と光源１０とを９０°回
転させて、光源１０からの光がホログラムディスク１１
の接線方向から反射型ホログラムレンズ１８に入射する
ようにしたものである。本実施例の作用効果は第１９の
実施例と同様であり、さらに小型化が図れる。

【００３３】図２８は本発明の第２１の実施例を示す図
である。本実施例は光源１０をホログラムディスク１１
の上方に配置し、反射型ホログラムレンズ１８をホログ
ラムディスク１１の下方に配置したもので、光源１０か
らの光はホログラムディスク１１を通して反射型ホログ
ラムレンズ１８に入射し、該反射型ホログラムレンズ１
８で反射された回析光はホログラムディスク１１で再び
回析されて走査面１５を走査するようになっている。

【００３４】本実施例によれば、光源１０をホログラム
ディスク１１の上方に配置したため従来より装置の薄型
化が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】本発明に依れば、光源とホログラムディ
スクとの光路間に導光板、プリズム、反射型ホログラム
レンズの少なくとも１つを配置することにより光路を折
り曲げることができ、従来に比し小型化（薄型化）した
ホログラムスキャナを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の導光板上に透過型ホロ
グラムレンズを作成する方法を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す側面図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す側面図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施例の導光板上に反射型ホロ
グラムレンズを作成する方法を示す図である。

【図７】本発明の第５の実施例を示す側面図である。

【図８】本発明の第５の実施例のプリズム上に透過型ホ
ログラムレンズを作成する方法を示す図である。

【図９】本発明の第６の実施例を示す側面図である。

【図１０】本発明の第７の実施例を示す側面図である。

【図１１】本発明の第８の実施例を示す側面図である。

【図１２】本発明の第８の実施例のプリズム斜面に反射
型ホログラムレンズを作成する方法を示す図である。

【図１３】本発明の第９の実施例を示す側面図である。

【図１４】本発明の第１０の実施例を示す側面図である
。

【図１５】本発明の第１１の実施例を示す側面図である
。

【図１６】本発明の第１２の実施例を示す側面図である
。

【図１７】本発明の第１３の実施例を示す側面図である
。

【図１８】本発明の第１４の実施例を示す側面図である
。

【図１９】本発明の第１５の実施例を示す側面図である
。

【図２０】本発明の第１５の実施例のプリズム上に透過
型ホログラムレンズを作成する方法を示す図である。

【図２１】本発明の第１６の実施例を示す側面図である
。

【図２２】本発明の第１７の実施例を示す側面図である
。

【図２３】本発明の第１８の実施例を示す図であり、（
Ａ）は側面図、（Ｂ）はＡ図のＺ矢視図である。

【図２４】本発明の第１９の実施例を示す側面図である
。

【図２５】レリーフ型の反射型ホログラムレンズの作成
方法を示す図である。

【図２６】体積位相型の反射型ホログラムレンズの作成
方法を示す図である。

【図２７】本発明の第２０の実施例を示す側面図であり
、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はＡ図のＺ矢視図である。

【図２８】本発明の第２１の実施例を示す側面図である
。

【図２９】従来のホログラムスキャナを示す斜視図であ
る。

【図３０】従来のホログラムスキャナを示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１０…光源 １１…ホログラムディスク １２…導光板 １３…透過型ホログラムレンズ １４…レンズ １５…走査面 １６…物体波 １７…参照波 １８…反射型ホログラムレンズ １９…プリズム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　照明光を発生するためのコヒーレント
   光源（１０）と、該光源（１０）　からの照射光を入射
   し回析光を得るための回析格子を有するホログラムレン
   ズ（１３又は１８）と、該ホログラムレンズ（１３又は
   １８）よりの回析光を入射光としてさらに回析光を得る
   回析格子を有するホログラムディスク（１１）と、該ホ
   ログラムディスク（１１）を照射光に対して回転し回析
   光を走査させる手段を有するホログラムスキャナにおい
   て、上記光源（１０）とホログラムスキャナ（１１）と
   の間に光路を折り曲げるように導光板（１２）とプリズ
   ム（１９）の少なくとも一方の光学素子を挿入配置し、
   該光学素子上に前記ホログラムレンズ（１３又は１８）
   を設けたことを特徴とするホログラムスキャナ。
2. 【請求項２】　　上記ホログラムレンズ（１３又は１８
   ）に透過型ホログラムレンズ（１３）　を用いたことを
   特徴とする請求項１のホログラムスキャナ。
3. 【請求項３】　　上記ホログラムレンズ（１３又は１８
   ）に反射型ホログラムレンズ（１８）を用いたことを特
   徴とする請求項１のホログラムスキャナ。
4. 【請求項４】　　照明光を発生するためのコヒーレント
   光源（１０）と、該光源（１０）からの照射光を入射し
   回析光を得るための回析格子を有するホログラムレンズ
   と該ホログラムレンズよりの回析光を入射光としてさら
   に回析光を得る回析格子を有するホログラムディスク（
   １１）と、該ホログラムディスク（１１）を照射光に対
   して回転し回析光を走査させる手段を有するホログラム
   スキャナにおいて、上記ホログラムレンズに反射型ホロ
   グラムレンズ（１８）を用い、光源（１０）とホログラ
   ムディスク（１１）　との間の光路を折り曲げるように
   配置したことを特徴とするホログラムスキャナ。
5. 【請求項５】　　請求項４のホログラムスキャナにおい
   て、光源（１０）をホログラムディスク（１１）を中に
   して反射型ホログラムレンズ（１８）の反対側に配置し
   たことを特徴とするホログラムスキャナ。