JPH05249689A - Light beam scanner - Google Patents

Light beam scanner

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Publication number
JPH05249689A
JPH05249689A JP4051744A JP5174492A JPH05249689A JP H05249689 A JPH05249689 A JP H05249689A JP 4051744 A JP4051744 A JP 4051744A JP 5174492 A JP5174492 A JP 5174492A JP H05249689 A JPH05249689 A JP H05249689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
rotation axis
reflecting
plane
scanning device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4051744A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuuichi Akanabe
▲ゆう▼一 茜部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP4051744A priority Critical patent/JPH05249689A/en
Publication of JPH05249689A publication Critical patent/JPH05249689A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make a scanning angle large and to execute multiple beam scanning in a scanning system of the inside surface of a cylinder. CONSTITUTION:The optical path of light beams from a light beam generator 2 is changed by a reflection mirror 3, and the light beams are made incident on a reflection unit 5 in a direction perpendicular to the center axis of the cylinder 1 via a condenser lens 4. The reflection unit 5 is composed of two plane reflection surfaces 5-1 and 5-2, at right angles each other, and theses crossing mountain ridges are arranged so as to be perpendicular to the center axis of the cylinder 1. The reflection unit 5 is rotated through the use of the center axis of the cylinder 1 as a rotary shaft, by a motor 6. Thus, the inside surface of the cylinder 1 is parallelly scanned with plural light beams.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ等の光ビームを
走査して画像を記録する技術の分野における光ビーム走
査装置に関し、特に、印刷製版用の出力機や、プリント
基板の原版作成用の出力機のように、広い走査幅と小さ
い集束ビーム径とを要求される場合に有効な方式の光ビ
ーム走査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light beam scanning device in the field of technology for recording an image by scanning a light beam such as a laser, and more particularly to an output device for printing plate making and an original plate making for a printed circuit board. The present invention relates to a light beam scanning device of an effective system when a wide scanning width and a small focused beam diameter are required as in the output device of No.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光ビーム走査装置として、円筒
内面走査方式と呼ばれ、固定ドラム(ここでは円筒とい
う)を用い、その円筒面に装着された感光材料に対し、
円筒の内部で光ビームを周方向に回転させて走査し、画
像記録を行う方式がある(特開昭63−158580号
公報参照)。
2. Description of the Related Art As a light beam scanning device of this kind, called a cylindrical inner surface scanning system, a fixed drum (herein referred to as a cylinder) is used, and a photosensitive material mounted on the cylindrical surface is
There is a system in which an image is recorded by scanning a light beam in the circumferential direction while rotating the light beam inside the cylinder (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-158580).

【0003】図9にこの方式の従来例を示す。円筒101
の円筒面に感光材料107 を装着する一方、光源102 から
の光ビームを円筒101 の中心軸に沿って入射して、円筒
101 内でその中心軸を回転軸としてモータ103 により回
転される反射鏡や直角プリズム等の光反射素子104 で直
角方向に反射すると共に、光路中の集光レンズ105 で光
ビームを集束することにより、円筒101 の円筒面に装着
された感光材料107 上で、集束された光ビームが主走査
される。
FIG. 9 shows a conventional example of this system. Cylinder 101
While the photosensitive material 107 is mounted on the cylindrical surface of, the light beam from the light source 102 is incident along the central axis of the cylinder 101,
The light is reflected in a right angle direction by a light reflecting element 104 such as a reflecting mirror or a right angle prism which is rotated by a motor 103 with its central axis as a rotation axis in 101, and a light beam is focused by a condenser lens 105 in the optical path. The focused light beam is mainly scanned on the photosensitive material 107 mounted on the cylindrical surface of the cylinder 101.

【0004】また、図示しないモータにより駆動される
副走査機構106 により、モータ103、光反射素子104 及
び集光レンズ105 が軸方向に移動せしめられて、副走査
が行われ、これらにより画像が記録(露光)される。こ
の方式の長所は、円筒の中心軸にほぼ沿って入射する光
ビームを、円筒の中心軸を回転軸として回転する光反射
素子で反射させることで、光ビームの回転中心が円筒の
中心と一致し、それによって円周のほぼ全周にわたって
直線性が良く、焦点が円筒面に一致する走査が可能な点
にある。
A sub-scanning mechanism 106 driven by a motor (not shown) moves the motor 103, the light reflecting element 104 and the condenser lens 105 in the axial direction to perform sub-scanning, thereby recording an image. (Exposed). The advantage of this method is that the light beam incident almost along the center axis of the cylinder is reflected by the light reflecting element that rotates about the center axis of the cylinder, so that the center of rotation of the light beam coincides with the center of the cylinder. Therefore, the linearity is good over almost the entire circumference, and the focal point coincides with the cylindrical surface for scanning.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の円筒内面走査方式において、記録速度を高めた
いという要求があった場合に、以下に述べるような問題
点がある。すなわち、この方式は、光反射面が回転軸上
にあるというその構造上、光反射面は1面であり、よく
知られたいわゆるポリゴンミラーを用いた場合のよう
に、1回転で複数回の走査を行うことができない。
However, in the above-mentioned conventional cylindrical inner surface scanning method, when there is a demand for increasing the recording speed, there are the following problems. In other words, this system has one light reflecting surface due to its structure in which the light reflecting surface is on the rotation axis, and as in the case of using a well known so-called polygon mirror, this method is performed a plurality of times for one rotation. Cannot scan.

【0006】また、複数の光ビーム(以下多重ビームと
もいう)を用いて、1回転で実効的に複数回の走査を行
う方法もあるが、この方式に適用すると、走査面上で光
ビームが平行にならない。これを補正するためには、梯
形プリズムに代表されるような、光ビーム回転手段(像
回転光学素子)としての光学素子を付け加えて、この光
学素子を光反射素子の1/2の回転速度で回転させるこ
とが必要であることが、本出願人により出願された特願
平3−199166号に記載されている。
There is also a method in which a plurality of light beams (hereinafter also referred to as multiple beams) are used to effectively perform a plurality of scans in one rotation. When this method is applied, the light beams are scanned on the scanning surface. Not parallel. In order to correct this, an optical element as a light beam rotating means (image rotating optical element), represented by a trapezoidal prism, is added, and this optical element is rotated at half the rotation speed of the light reflecting element. The necessity of rotation is described in Japanese Patent Application No. 3-199166 filed by the present applicant.

【0007】また、図10に示すように、回転軸を含む平
面を反射面とする反射鏡110 を設けて、光源102 から回
転軸にほぼ直角に複数の光ビームを入射させれば、円筒
面上で複数の光ビームが平行に走査されるが、入射光ビ
ームと反射光ビームとが同一平面内にあるため、走査角
度が大きくできないことがわかる。走査角度を大きくす
るためには、反射鏡の走査方向のサイズを大きくするこ
とが必要であるが、 180度を超える走査角度を得ること
は原理的にも不可能である。
Further, as shown in FIG. 10, if a reflecting mirror 110 having a plane including the rotation axis as a reflection surface is provided and a plurality of light beams are made to enter from the light source 102 substantially at right angles to the rotation axis, a cylindrical surface can be obtained. Although a plurality of light beams are scanned in parallel above, it can be seen that the scanning angle cannot be increased because the incident light beam and the reflected light beam are in the same plane. In order to increase the scanning angle, it is necessary to increase the size of the reflecting mirror in the scanning direction, but it is impossible in principle to obtain a scanning angle exceeding 180 degrees.

【0008】本発明は、このような実情に鑑み、円筒内
面走査方式において、走査角度が大きく、かつ多重ビー
ム走査が可能である方式を実現し、これによって高速度
の記録を可能とする光ビーム走査装置を提供することを
目的とする。
In view of the above situation, the present invention realizes a cylindrical inner surface scanning method which has a large scanning angle and is capable of multi-beam scanning, and thereby a light beam which enables high-speed recording. It is an object to provide a scanning device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、所
定の回転軸を中心に回転し、光ビームを反射する反射ユ
ニットであって、前記回転軸に直角な平面内に含まれて
入射する光ビームの反射光ビームが、前記回転軸に直角
な所定の平面に関し、入射光ビームが含まれる前記平面
と面対称の平面内に含まれることを特徴とし、それによ
って、反射光ビームが入射光ビームと重なることを防止
するように構成された反射ユニットと、前記反射ユニッ
トを前記回転軸を中心に回転させる回転手段と、からな
る光ビーム走査装置であり、かつ、前記回転軸を、反射
光ビームの回転の中心と一致するように定めた構成にし
たものである。
Therefore, the present invention is a reflection unit which rotates about a predetermined rotation axis and reflects a light beam, and is included in a plane perpendicular to the rotation axis for incidence. The reflected light beam of the light beam is included in a plane that is plane-symmetric with respect to the plane including the incident light beam with respect to a predetermined plane perpendicular to the rotation axis, whereby the reflected light beam is incident. A light beam scanning device comprising: a reflection unit configured to prevent overlapping with a light beam; and rotating means for rotating the reflection unit about the rotation axis. The configuration is set so as to coincide with the center of rotation of the light beam.

【0010】ここで、前記反射ユニット及びその回転手
段は、互いにほぼ直角な2つの反射面と、前記2つの反
射面の交差する稜線とほぼ直角に交わる直線を回転軸と
して、前記2つの反射面を回転させる手段と、から構成
することができる。より具体的には、前記2つの反射面
は、互いにほぼ直角をなし、かつそれぞれが前記回転軸
と概略45度をなす2枚鏡、又は、直角プリズムの2等辺
の面とすることができる。
Here, the reflecting unit and the rotating means thereof have two reflecting surfaces that are substantially perpendicular to each other and a straight line that intersects with a ridge line intersecting the two reflecting surfaces at a substantially right angle as a rotation axis. And means for rotating the. More specifically, the two reflecting surfaces may be double mirrors which are substantially perpendicular to each other and each form an angle of about 45 degrees with the rotation axis, or isosceles surfaces of a right-angle prism.

【0011】また、前記反射ユニットは、前記回転軸を
含む平面にほぼ一致する反射面を持つ反射鏡と、前記回
転軸及び前記平面にほぼ直角な直線を光軸として、母線
と光軸とを含む平面が前記回転軸にほぼ直角なアナモフ
ィック光学系と、から構成することができる。尚、前記
反射ユニットを前記回転軸の回りに複数個設けてもよ
い。
Further, the reflecting unit has a reflecting mirror having a reflecting surface which substantially coincides with a plane including the rotation axis, and a generatrix and an optical axis with a straight line substantially perpendicular to the rotation axis and the plane as an optical axis. An anamorphic optical system, the plane of which is substantially perpendicular to the rotation axis, can be used. A plurality of the reflection units may be provided around the rotation axis.

【0012】また、前記反射ユニットには、複数の光ビ
ームの他、光ビーム断面形状が円形でない光ビームを入
射させるようにしてもよい。さらに、画像記録に際して
は、円筒面上に感光材料を固定する他、円筒面上で感光
材料を摺動させてもよい。
Further, in addition to a plurality of light beams, a light beam having a non-circular light beam cross-section may be incident on the reflecting unit. Further, at the time of image recording, the photosensitive material may be fixed on the cylindrical surface, or the photosensitive material may be slid on the cylindrical surface.

【0013】[0013]

【作用】上記の構成においては、反射光ビームが入射光
ビームと異なる面内で走査されるので、反射光ビーム
は、入射光ビームと重なることが避けられ、入射光ビー
ムの方向の両側に走査されることが可能になり、大きな
走査角度をとることができる。
In the above structure, since the reflected light beam is scanned in a plane different from that of the incident light beam, the reflected light beam is prevented from overlapping the incident light beam, and the reflected light beam is scanned on both sides in the direction of the incident light beam. Can be performed, and a large scanning angle can be taken.

【0014】かつ、反射ユニットに入射する複数の光ビ
ームが、反射後、走査面上で平行に走査されるので、い
わゆる多重ビーム走査により記録速度を向上させること
ができる。また、光ビーム断面形状が円形でなく、楕円
形のように方向によってビームの拡がりが異なる場合に
おいても、その方向が一定の向きを保ったまま走査され
るので、感光材料上に記録される記録ドット形状が、全
走査幅にわたって一定になりやすい。これは、単一ビー
ムの円筒内面走査方式においても有効な作用効果であ
る。
Since a plurality of light beams incident on the reflection unit are scanned in parallel on the scanning surface after being reflected, the recording speed can be improved by so-called multiple beam scanning. Further, even when the beam divergence differs depending on the direction, such as an elliptical shape, instead of a circular cross-sectional shape of the light beam, scanning is performed while keeping the direction constant, so that recording on the photosensitive material is performed. The dot shape tends to be constant over the entire scanning width. This is an effective effect even in the single-beam cylindrical inner surface scanning method.

【0015】また、光ビーム断面に対して反射ユニット
の有効サイズを適当に選ぶことで、180度を超える走査
角を得ることができる。さらに、反射ユニットの回転軸
が、回転中に傾きを生じても、光ビームの反射方向がそ
れに影響される割合が少なく、一定の方向に反射される
ので、光ビーム走査による画像記録において画質を向上
させる点で極めて有利である。
Further, by appropriately selecting the effective size of the reflection unit with respect to the cross section of the light beam, it is possible to obtain a scanning angle exceeding 180 degrees. Furthermore, even if the rotation axis of the reflection unit is tilted during rotation, the reflection direction of the light beam is less affected by it, and the light is reflected in a fixed direction, so image quality is improved in image recording by light beam scanning. It is extremely advantageous in terms of improvement.

【0016】[0016]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例を示す図である。1は感
光材料を装着するための円筒であり、この場合、円筒の
内面に図示しない感光材料を保持する。感光材料は、透
明な円筒の外周に保持してもよいし、また円筒上に適当
な大きさの開孔を設けて光ビームを感光材料に照射でき
る構造としてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a cylinder for mounting the photosensitive material, and in this case, the photosensitive material (not shown) is held on the inner surface of the cylinder. The photosensitive material may be held on the outer circumference of a transparent cylinder, or may have a structure in which an aperture of an appropriate size is provided on the cylinder so that the photosensitive material can be irradiated with a light beam.

【0017】2は複数個の光ビームを発生する光ビーム
発生装置(光源)であり、この図では、複数の光ファイ
バーの先端を揃えたものから出射する光ビーム列として
表してある。但し、光ビーム列を得る手段は、これに限
られるものではない。光ビームは、反射鏡3のような適
当な手段によって、光路を変換され、集光レンズ4を介
して、円筒1の中心軸に対して直角な方向で、反射ユニ
ット5に入射する。入射する光路中にレンズ4のような
集光手段を設けたのは、その集光作用により、光ビーム
を円筒1の円筒面上に集束させるためである。尚、この
図1においては、簡略化のため、光源2と反射鏡3との
間の光学系については、図示を省略してあるが、画像記
録に必要な性能に応じて適切な光学系が設けられる。
Reference numeral 2 denotes a light beam generator (light source) for generating a plurality of light beams, and in this figure, it is shown as a light beam train emitted from a plurality of optical fibers whose tips are aligned. However, the means for obtaining the light beam train is not limited to this. The light beam has its optical path changed by an appropriate means such as a reflecting mirror 3, and enters a reflecting unit 5 through a condenser lens 4 in a direction perpendicular to the central axis of the cylinder 1. The condensing means such as the lens 4 is provided in the incident optical path in order to condense the light beam on the cylindrical surface of the cylinder 1 by the condensing function. In FIG. 1, for simplification, the optical system between the light source 2 and the reflecting mirror 3 is not shown, but an appropriate optical system depending on the performance required for image recording is not shown. It is provided.

【0018】反射ユニット5は、この例では互いにほぼ
直角な2つの平面反射面(2枚鏡)5−1,5−2から
なり、これらの反射面5−1,5−2の交差する稜線は
円筒1の中心軸に直角に交わり、かつ反射面5−1,5
−2はそれぞれ円筒1の中心軸に対して概略45度の角度
をなすように配置されている。そして、反射ユニット5
は、円筒1の中心軸に一致する直線を回転軸として、回
転手段としてのモータ6により所定の回転速度で回転さ
れる。
In this example, the reflecting unit 5 is composed of two plane reflecting surfaces (double mirrors) 5-1 and 5-2 which are substantially perpendicular to each other, and the ridges where these reflecting surfaces 5-1 and 5-2 intersect. Intersect with the central axis of the cylinder 1 at right angles, and the reflecting surfaces 5-1 and 5
-2 are arranged so as to form an angle of approximately 45 degrees with respect to the central axis of the cylinder 1. And the reflection unit 5
Is rotated at a predetermined rotation speed by a motor 6 serving as a rotating unit with a straight line that coincides with the central axis of the cylinder 1 as a rotation axis.

【0019】そしてまた、反射鏡3、集光レンズ4、反
射ユニット5及びモータ6が、図示しない副走査手段に
より、円筒1の中心軸に平行に移動されることにより、
画像記録が行われる。反射ユニット5の回転手段として
は、モータ6のような回転手段に限らず、いわゆるガル
バノミラーを駆動するような、振動回転手段でもよい。
Further, the reflecting mirror 3, the condenser lens 4, the reflecting unit 5 and the motor 6 are moved in parallel with the central axis of the cylinder 1 by the sub-scanning means (not shown),
Image recording is performed. The rotating unit of the reflecting unit 5 is not limited to the rotating unit such as the motor 6, but may be a vibration rotating unit that drives a so-called galvanometer mirror.

【0020】また、この図1においては、以降の説明を
わかりやすくするため、集光手段であるレンズ4を通過
した複数の光ビームを光線で表し、それぞれの光線が平
行になる、いわゆるテレセントリック光学系を構成する
場合を図示しているが、テレセントリック光学系以外の
光学系においても、光ビームが平行に走査されること
は、以降の説明でわかる。また、多重ビーム記録の目的
からは、円筒面上での各光ビームの間隔は極めて小さい
ものであるが、わかりやすくするため、間隔をあけて図
示してある。
Further, in FIG. 1, in order to make the following description easy to understand, a plurality of light beams that have passed through the lens 4 as the light converging means are represented by light rays, and the respective light rays become parallel, so-called telecentric optics. Although the case where the system is configured is illustrated, it will be understood from the following description that the light beam is scanned in parallel even in an optical system other than the telecentric optical system. Further, for the purpose of multiple beam recording, the intervals of the respective light beams on the cylindrical surface are extremely small, but they are illustrated with intervals for the sake of clarity.

【0021】光ビームは、レンズ4のような集光手段を
通って、反射ユニット5の一方の反射面5−1に入射す
る。このとき、反射ユニット5の回転する回転軸に向か
って進行する光線の反射の様子を、図2及び図3によっ
て説明する。図2は、反射ユニット5を回転軸の方向か
ら見た図であり、光線が稜線に直角に入射している状態
と、その位置から反射ユニット5が角度αだけ回転した
状態を示す。
The light beam passes through a condensing means such as the lens 4 and is incident on one reflection surface 5-1 of the reflection unit 5. At this time, the manner of reflection of the light rays traveling toward the rotating shaft of the reflecting unit 5 will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a view of the reflection unit 5 as seen from the direction of the rotation axis, and shows a state in which light rays are incident at a right angle to the ridgeline and a state in which the reflection unit 5 is rotated by an angle α from that position.

【0022】図3は、反射ユニット5の稜線に光線が直
角に入射している状態を、稜線の方向から見た図であ
る。回転軸の直線をL、Lと稜線との交点をO、入射光
線Mと反射面5−1との交点をP及びQとする。但し、
Qは反射ユニット5が角度α回転したときの交点であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which light rays are incident on the ridgeline of the reflection unit 5 at a right angle, as viewed from the direction of the ridgeline. Let L be the straight line of the rotation axis, O be the intersection of L and the ridge, and P and Q be the intersections of the incident ray M and the reflecting surface 5-1. However,
Q is an intersection when the reflection unit 5 rotates by the angle α.

【0023】また、P1 は角度α回転する前の入射点P
が、回転によって移動した点である。また、光線Mの延
長線と、回転軸Lとの交点をRとする。線分QRと、反
射面5−1に対して面対称になる線分が、光線Mの反射
面5−1による反射光線を示し、それをQR1 とする。
Further, P 1 is the incident point P before being rotated by the angle α.
Is the point moved by rotation. Further, the intersection of the extension line of the ray M and the rotation axis L is R. The line segment QR and the line segment that is plane-symmetric with respect to the reflecting surface 5-1 indicate the reflected ray of the ray M by the reflecting surface 5-1 and it is referred to as QR 1 .

【0024】ここで、OR1 =OR、また、OR=RP
=RP1 なので、OR1 =RP1 となる。かつ、OR
とOR1 が反射面に対してなす角度は、それぞれ45度な
ので、∠R1 OR=90度 である。以上のような考察か
ら、回転軸Lの方向を高さ方向にとると、R1 は点Oと
常に同じ高さで、P1 の真上(又は真下)の位置にく
る。
Where OR 1 = OR and OR = RP
Since = RP 1 , OR 1 = RP 1 . And OR
Since the angles formed by and OR 1 with respect to the reflecting surface are 45 degrees, ∠R 1 OR = 90 degrees. From the above consideration, when the direction of the rotation axis L is taken as the height direction, R 1 is always at the same height as the point O and is located directly above (or just below) P 1 .

【0025】反射ユニット5は、点Oを含み、回転軸L
に直角な平面に関して対称なので、光線Mは、R1 を通
過後、図2の反射面5−2上の点Sで反射されて、回転
軸Lに直角な平面に含まれ、反射光線を進行方向と反対
方向に延長すると回転軸Lに交わる。すなわち、反射光
線は、回転軸L上の点を回転中心として回転する光線と
なる。
The reflection unit 5 includes a point O and has a rotation axis L.
Since symmetric with respect to a plane perpendicular, light M after passing through the R 1, it is reflected at a point S on the reflecting surface 5-2 of Figure 2, contained in a plane perpendicular to the rotation axis L, progressive reflection light beam When it extends in the opposite direction, it intersects with the rotation axis L. That is, the reflected light ray is a light ray that rotates about a point on the rotation axis L.

【0026】尚、図3は反射ユニット5が角度α回転し
た状態を示すものではないが、図2に対応するQ、
1 、Sの位置を図示してある。光線Mと平行で高さが
異なり、やはり回転軸Lに向かう光線Nについても、同
様に考えられる。従って、光線Mと光線Nは円筒面上で
平行に走査される。以上、入射光線として回転軸Lに向
かう光線を考えてきたが、光線Mや光線Nに対し傾きを
持つ光線や、光線の延長線が回転軸Lと交わらない光線
についても、この反射ユニット5は平面鏡から構成され
る無収差の光学系であることから、光線Mや光線Nとの
距離関係は不変であり、従って回転軸Lを中心として等
角速度で回転し、かつ円筒面上で平行に走査されること
は、自明である。
Although FIG. 3 does not show the state in which the reflection unit 5 is rotated by the angle α, Q, which corresponds to FIG.
The positions of R 1 and S are shown. A light ray N which is parallel to the light ray M and has a different height and also goes toward the rotation axis L can be considered in the same manner. Therefore, the rays M and N are scanned in parallel on the cylindrical surface. As described above, the incident light ray has been considered to be the light ray traveling toward the rotation axis L, but the reflection unit 5 also applies to a light ray having an inclination with respect to the light ray M or the light ray N or a light ray whose extension line does not intersect with the rotation axis L. Since it is an aberration-free optical system composed of plane mirrors, the distance relationship with the light ray M and the light ray N does not change, and therefore it rotates at a constant angular velocity about the rotation axis L and scans parallel on a cylindrical surface. What is done is self-evident.

【0027】2つの反射面5−1,5−2は平面である
ことが、好ましい形態であるが、反射面の一方又は両方
を曲面鏡とすることも可能である。その場合、光ビーム
を集束させる機能を兼ねることも可能である。その場
合、反射面が平面である場合に比べ、収差の影響が生じ
るが、目的によって問題のない範囲であれば、有効であ
る。
It is preferable that the two reflecting surfaces 5-1 and 5-2 are flat surfaces, but one or both of the reflecting surfaces may be curved mirrors. In that case, it is also possible to combine the function of focusing the light beam. In that case, the influence of aberration occurs as compared with the case where the reflecting surface is a flat surface, but it is effective as long as there is no problem depending on the purpose.

【0028】以上互いに直角な2つの反射面を例に説明
してきたが、同様の作用効果を得る他の手段について説
明する。よく知られた像回転光学系には種々のものがあ
り、「オプティックス アンドレーザ テクノロジー」
(Optics and Laser Technology) 1972年8月号、 175頁
〜 188頁に「像回転装置−比較研究」と題する論文に述
べられている。
The above description has been made by taking two reflecting surfaces which are perpendicular to each other as an example, but other means for obtaining the same effect will be described. There are various well-known image rotation optical systems. "Optics and Laser Technology"
(Optics and Laser Technology) August 1972, p.175-p.188, in a paper entitled "Image Rotator-Comparative Study".

【0029】この論文に述べられているいわゆる像回転
光学系は、光線を所定の平面に関し、面対称の位置に移
動する機能を持った光学系を、その面に含まれる直線を
回転軸として回転させることによって、像を回転させる
機能を持つものである。図2及び図3で説明した互いに
直角な2つの平面反射面も像回転光学系の一種であり、
そのうちの光ビームを反射するタイプのものである。
The so-called image rotating optical system described in this paper rotates an optical system having a function of moving a light ray to a plane-symmetrical position with respect to a predetermined plane with a straight line included in the surface as a rotation axis. By doing so, it has the function of rotating the image. The two plane reflecting surfaces perpendicular to each other described in FIGS. 2 and 3 are also a kind of image rotating optical system,
It is the type that reflects the light beam.

【0030】本発明においては、このような像回転光学
系のうち、光を反射する構成にしたものを、前記の平面
に含まれる直線ではなく、前記の平面に直角な直線を回
転軸として回転させ、かつ反射された光ビームが、回転
軸上の点を中心に回転するように、回転軸の位置を定め
たものであることが、図2及び図3の説明からわかる。
In the present invention, among such image rotating optical systems, the one configured to reflect light is rotated about a straight line perpendicular to the plane, not a straight line included in the plane. It can be seen from the description of FIGS. 2 and 3 that the position of the rotation axis is determined so that the reflected and reflected light beam rotates about a point on the rotation axis.

【0031】従って、図2及び図3で説明した作用効果
と同等の機能を持つ反射ユニット5としては様々なもの
が考えられる。図4は、直角プリズム7を用いた例であ
る。これは2つの反射鏡と類似であるが、屈折により収
差が生じるため、2つの反射鏡よりその点では不利であ
るが、回転体が小型化できる点では有利である。
Therefore, various types of reflecting units 5 having the same functions and effects as those described with reference to FIGS. 2 and 3 can be considered. FIG. 4 is an example using the right-angle prism 7. This is similar to the two reflecting mirrors, but it is disadvantageous than the two reflecting mirrors because aberration occurs due to refraction, but it is advantageous in that the rotating body can be downsized.

【0032】図5は、直角プリズムの異なる使い方の例
である。ここでの直角プリズム8は、像回転光学系とし
て代表的な梯形プリズムを、中央に反射鏡を設けて、反
射型の像回転光学系としたものと同等であるが、やはり
収差の点で反射鏡により構成されるものよりも不利であ
る。図6は、アナモフィック光学系(シリンドリカルレ
ンズに代表されるような互いに直角な方向でパワーの異
なる光学系)を用いた例であり、シリンドリカルレンズ
9と、反射鏡10とを組合わせたものである。
FIG. 5 shows examples of different uses of the right angle prism. The right-angle prism 8 here is equivalent to a reflection-type image rotation optical system in which a ladder prism, which is a typical image rotation optical system, is provided in the center, and a reflection mirror is provided in the center. It is more disadvantageous than that constructed by a mirror. FIG. 6 shows an example in which an anamorphic optical system (an optical system represented by a cylindrical lens and having different powers in mutually perpendicular directions) is used, and a cylindrical lens 9 and a reflecting mirror 10 are combined. ..

【0033】すなわち、シリンドリカルレンズ9の焦点
面に反射鏡10を配置して、反射面に含まれシリンドリカ
ルレンズ9の母線(パワーを持たない方向の中心線)に
直角な直線を回転軸とする反射ユニットである。これも
光学系中に光を屈折する素子を含むので、収差の点では
2つの反射鏡の組合わせより不利であるが、図7のよう
にシリンドリカルレンズ9を、反射点を曲率中心として
曲げる等、アナモフィック光学系として適切な設計を施
せば、収差の問題を緩和できる。
That is, the reflecting mirror 10 is arranged on the focal plane of the cylindrical lens 9, and a reflection line having a rotation axis is a straight line included in the reflecting surface and perpendicular to the generatrix of the cylindrical lens 9 (the center line in the direction in which there is no power). It is a unit. Since this also includes an element for refracting light in the optical system, it is more disadvantageous than the combination of two reflecting mirrors in terms of aberration, but as shown in FIG. 7, the cylindrical lens 9 is bent with the reflecting point as the center of curvature. If the anamorphic optical system is properly designed, the problem of aberration can be alleviated.

【0034】本発明に用いることのできる光学系として
は、これまで述べたものに限らず、いわゆる像回転光学
系で反射タイプのもの、又は像回転光学系と反射鏡とを
組合わせたものを用いることができることは、これまで
の説明から明らかである。また、これまでの説明では、
反射ユニットが単一の場合を説明してきたが、回転軸の
周囲に、複数個の反射ユニットを設けることも可能であ
る。その場合、複数個の反射ユニットの反射光ビームの
位置や方向が一致するように、反射ユニットの加工や組
立の精度を上げる必要があるが、1回転で複数回の走査
ができるという長所がある。
The optical system that can be used in the present invention is not limited to those described above, but a so-called image rotating optical system of a reflection type or a combination of an image rotating optical system and a reflecting mirror is used. It can be used from the above description. Also, in the explanation so far,
Although the case where the single reflection unit is described has been described, it is possible to provide a plurality of reflection units around the rotation axis. In that case, it is necessary to improve the accuracy of processing and assembling the reflection units so that the positions and directions of the reflected light beams of the plurality of reflection units match, but there is an advantage that scanning can be performed a plurality of times in one rotation. ..

【0035】複数個の反射ユニットを設けた構成の例
を、図8に示す。さらに、本発明において、光ビームに
よって露光される感光材料は、円筒内面に固定されるの
が、感光材料が安定的に保持されるという点では好まし
い実施形態であるが、反射ユニットや集光レンズからな
る光学系を固定して円筒ごと軸方向に移動させて副走査
を行うことも可能である。また、感光材料が、耐摩擦性
等、機械的に耐久性のあるものならば、開孔を設けた円
筒面上を軸方向にすべらせて副走査を行ってもよい。
FIG. 8 shows an example of a structure provided with a plurality of reflection units. Further, in the present invention, the photosensitive material exposed by the light beam is fixed to the inner surface of the cylinder, which is a preferred embodiment in that the photosensitive material is stably held. It is also possible to fix the optical system consisting of and move the cylinder in the axial direction to perform the sub-scan. If the photosensitive material has mechanical durability such as abrasion resistance, the sub-scanning may be carried out by sliding the cylindrical surface having the openings in the axial direction.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光ビ
ーム走査装置によれば、2つの反射面等から構成されて
回転する反射ユニットの作用により、入射する複数の光
ビームが、反射後、走査面上で平行に走査される。ま
た、単一の光ビームの場合においても、その光ビーム断
面形状が円形でなく楕円形のような方向によってビーム
の拡がりが異なる場合において、その方向が一定の向き
を保ったまま走査されるという効果を持つ。
As described above, according to the light beam scanning device of the present invention, a plurality of incident light beams are reflected by the action of the rotating reflection unit which is composed of two reflecting surfaces and the like. , Are scanned in parallel on the scanning plane. Even in the case of a single light beam, when the beam divergence differs depending on the direction such that the light beam cross-sectional shape is not circular but elliptical, scanning is performed while maintaining that direction constant. Have an effect.

【0037】また、光ビーム断面に対して反射ユニット
の有効サイズを適当に選ぶことで、180度を超える走査
角を得ることができる。さらに、反射ユニットの回転軸
が、回転中に傾きを生じても、光ビームの反射方向はほ
とんどそれに影響されず、一定の方向に反射されるの
で、光ビーム走査による画像記録において画質を向上さ
せる点で極めて有利である。
Further, by appropriately selecting the effective size of the reflection unit for the cross section of the light beam, it is possible to obtain a scanning angle exceeding 180 degrees. Further, even if the rotation axis of the reflection unit is tilted during rotation, the reflection direction of the light beam is hardly affected by it and is reflected in a fixed direction, which improves the image quality in image recording by light beam scanning. It is extremely advantageous in that respect.

【0038】従って、円筒内面走査方式において、高速
で高画質かつ記録サイズの大きい光ビーム走査により記
録を実現することが可能である。また、本発明は、その
効果として 180度を超える走査角を得ることができるも
のであるが、それより小さい走査角に用いても、光ビー
ムが平行に走査され、かつ光ビームが一定の点を回転軸
として回転することや、回転軸のいわゆる軸ブレに対
し、光ビームの走査方向に直角な方向へのブレが少ない
という効果があり、いわゆるfθレンズを用いた平面走
査方式用の光偏向器としても有効である。
Therefore, in the cylindrical inner surface scanning method, it is possible to realize recording by high-speed, high-quality and light beam scanning with a large recording size. Further, the present invention can obtain a scanning angle exceeding 180 degrees as its effect. However, even if it is used for a scanning angle smaller than that, the light beam is scanned in parallel and the light beam has a constant point. Has the effect of rotating around the rotation axis, and less blurring of the rotation axis in the direction perpendicular to the scanning direction of the light beam with respect to so-called shaft blurring. It is also effective as a container.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る光ビーム走査装置の一実施例を
示す図
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a light beam scanning device according to the present invention.

【図2】 2枚鏡の作用を示す回転軸の方向から見た図FIG. 2 is a diagram showing the action of the double mirror as seen from the direction of the rotation axis.

【図3】 2枚鏡の作用を示す稜線の方向から見た図FIG. 3 is a view showing the action of the double mirror as seen from the direction of the ridgeline.

【図4】 直角プリズムを用いた例を示す図FIG. 4 is a diagram showing an example using a right-angle prism.

【図5】 直角プリズムの異なる使い方の例を示す図FIG. 5 is a diagram showing examples of different uses of the right-angle prism.

【図6】 アナモフィック光学系を用いた例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example using an anamorphic optical system.

【図7】 アナモフィック光学系を用いた他の例を示す
FIG. 7 is a diagram showing another example using an anamorphic optical system.

【図8】 反射ユニットを複数個設けた例を示す図FIG. 8 is a diagram showing an example in which a plurality of reflection units are provided.

【図9】 従来の円筒内面走査方式の一例を示す斜視図FIG. 9 is a perspective view showing an example of a conventional cylindrical inner surface scanning method.

【図10】 平面鏡を用いて多重ビーム走査を行う方式の
斜視図
FIG. 10 is a perspective view of a method of performing multiple beam scanning using a plane mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 円筒 2 光ビーム発生装置 3 反射鏡 4 集光レンズ(集光手段) 5 反射ユニット 5−1,5−2 反射面 6 モータ(回転手段) 7 直角プリズム 8 直角プリズム 9 シリンドリカルレンズ 10 反射鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2 Optical beam generator 3 Reflector 4 Condenser lens (condenser) 5 Reflector unit 5-1 and 5-2 Reflector 6 Motor (rotator) 7 Right angle prism 8 Right angle prism 9 Cylindrical lens 10 Reflector

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定の回転軸を中心に回転し、光ビームを
反射する反射ユニットであって、前記回転軸に直角な平
面内に含まれて前記反射ユニットに入射する光ビームの
反射光ビームが、前記回転軸に直角な所定の平面に関
し、入射光ビームが含まれる前記平面と面対称の平面内
に含まれることを特徴とする反射ユニットと、 前記反射ユニットを前記回転軸を中心に回転させる回転
手段と、からなり、 かつ、前記回転軸を、反射光ビームの回転の中心と一致
する位置に定めたことを特徴とする光ビーム走査装置。
1. A reflection unit which rotates about a predetermined rotation axis and reflects a light beam, the reflection light beam being a light beam included in a plane perpendicular to the rotation axis and incident on the reflection unit. Is a reflection unit characterized by being included in a plane that is plane-symmetric with respect to the plane in which the incident light beam is included, with respect to a predetermined plane perpendicular to the rotation axis, and rotating the reflection unit about the rotation axis. And a rotation means for rotating the rotation axis, and the rotation axis is set at a position that coincides with the center of rotation of the reflected light beam.
【請求項2】前記反射ユニット及びその回転手段は、 互いにほぼ直角な2つの反射面と、 前記2つの反射面の交差する稜線とほぼ直角に交わる直
線を回転軸として、前記2つの反射面を回転させる手段
と、 からなることを特徴とする請求項1記載の光ビーム走査
装置。
2. The reflecting unit and its rotating means are configured such that the two reflecting surfaces are substantially perpendicular to each other and the straight line intersecting the ridge line intersecting the two reflecting surfaces at a right angle is a rotation axis. The light beam scanning device according to claim 1, further comprising: a rotating unit.
【請求項3】前記2つの反射面は、互いにほぼ直角をな
し、かつそれぞれが前記回転軸と概略45度をなす2枚鏡
であることを特徴とする請求項2記載の光ビーム走査装
置。
3. The light beam scanning device according to claim 2, wherein the two reflecting surfaces are two mirrors which are substantially perpendicular to each other and each form an angle of about 45 degrees with the rotation axis.
【請求項4】前記2つの反射面は、直角プリズムの2等
辺の面であることを特徴とする請求項2記載の光ビーム
走査装置。
4. The light beam scanning device according to claim 2, wherein the two reflecting surfaces are isosceles surfaces of a rectangular prism.
【請求項5】前記反射ユニットは、 前記回転軸を含む平面にほぼ一致する反射面を持つ反射
鏡と、 前記回転軸及び前記平面にほぼ直角な直線を光軸とし
て、母線と光軸とを含む平面が前記回転軸にほぼ直角な
アナモフィック光学系と、 からなることを特徴とする請求項1記載の光ビーム走査
装置。
5. The reflecting unit has a reflecting mirror having a reflecting surface that substantially coincides with a plane including the rotation axis, and a bus line and an optical axis with a straight line substantially perpendicular to the rotation axis and the plane as an optical axis. The light beam scanning device according to claim 1, wherein the plane including the anamorphic optical system is substantially perpendicular to the rotation axis.
【請求項6】前記反射ユニットを前記回転軸の回りに複
数個設けたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいず
れか1つに記載の光ビーム走査装置。
6. The light beam scanning device according to claim 1, wherein a plurality of the reflection units are provided around the rotation axis.
【請求項7】複数の光ビームを前記反射ユニットに入射
させることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか
1つに記載の光ビーム走査装置。
7. The light beam scanning device according to claim 1, wherein a plurality of light beams are incident on the reflection unit.
【請求項8】光ビーム断面形状が円形でない光ビームを
前記反射ユニットに入射させることを特徴とする請求項
1〜請求項6のいずれか1つに記載の光ビーム走査装
置。
8. The light beam scanning device according to claim 1, wherein a light beam whose light beam cross-sectional shape is not circular is made incident on the reflection unit.
【請求項9】円筒面上に感光材料を固定して画像記録を
行うことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1
つに記載の光ビーム走査装置。
9. The image recording method according to claim 1, wherein a photosensitive material is fixed on the cylindrical surface to record an image.
And a light beam scanning device described in.
【請求項10】円筒面上で感光材料を摺動させて画像記録
を行うことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか
1つに記載の光ビーム走査装置。
10. The light beam scanning device according to claim 1, wherein an image is recorded by sliding a photosensitive material on a cylindrical surface.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100913508B1 (en) * 2009-01-09 2009-08-21 미루데이타시스템 주식회사 Confocal three-dimensional scanning apparatus and scanning method for the same
JP2015129678A (en) * 2014-01-07 2015-07-16 株式会社豊田中央研究所 Scanning optical system, optical scanning device, and ranging device
JP2016513231A (en) * 2013-02-18 2016-05-12 キム ビョンギュンKIM, Byunggyun Solar tracking concentrator

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