JPH0547083B2 - - Google Patents

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JPH0547083B2
JPH0547083B2 JP60040685A JP4068585A JPH0547083B2 JP H0547083 B2 JPH0547083 B2 JP H0547083B2 JP 60040685 A JP60040685 A JP 60040685A JP 4068585 A JP4068585 A JP 4068585A JP H0547083 B2 JPH0547083 B2 JP H0547083B2
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は複数の半導体レーザから射出されたレ
ーザビームを、１本のビームに合成して走査する
光走査装置、特に詳細には合成ビームのビートに
よつて画素毎の走査光量変動が生じることを防止
する機能を備えた光走査装置に関するものであ
る。
（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して
走査する光走査装置が、例えば各種走査記録装
置、走査読取装置等において広く実用に供されて
いる。このような光走査装置において光ビームを
発生する手段の１つとして、半導体レーザが従来
から用いられている。この半導体レーザは、ガス
レーザ等に比べれば小型、安価で消費電力も少な
く、また駆動電流を変えることによつて直接変調
が可能である等、数々の長所を有している。
しかしながら、その反面この半導体レーザは、
連続発振させる場合には現状では出力がたかだか
20〜30mwと小さく、したがつて高エネルギーの
走査光を必要とする光ビーム走査装置、例えば感
度の低い記録材料（金属膜、アモルフアス膜等の
DRAW材料等）に記録する走査記録装置等に用
いるのは極めて困難である。
また、ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、
β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、
この放射線エネルギーの一部が螢光体中に蓄積さ
れ、この螢光体に可視光等の励起光を照射する
と、蓄積されたエネルギーに応じて螢光体が輝尽
発光を示すことが知られており、このような蓄積
性螢光体を利用して、人体等の被写体の放射線画
像情報を１旦蓄積性螢光体からなる層を有する蓄
積性螢光体シートに記録し、この蓄積性螢光体シ
ートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発光光
を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み
取つて画像信号を得、この画像信号に基づき被写
体の放射線画像を写真感光材料等の記録材料、
CRT等に可視像として出力させる放射線画像情
報記録再生システムが本出願人により既に提案さ
れている（特開昭55−12429号、同55−116340号、
同55−163472号、同56−11395号、同56−104645
号など）。このシステムにおいて放射線画像情報
が蓄積記録された蓄積性螢光体シートを走査して
画像情報の読取りを行なうのに、半導体レーザを
用いた光走査装置の使用が考られているが、蓄積
性螢光体を輝尽発光させるためには、十分に高エ
ネルギーの励起光を該螢光体に照射する必要があ
り、したがつて前記半導体レーザを用いた光走査
装置を、この放射線画像情報記録再生システムに
おいて画像情報読取りのために使用することも極
めて難しい。
そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザか
ら十分高エネルギーの走査ビームを得るために、
複数の半導体レーザを使用し、これらの半導体レ
ーザから射出されたレーザビームを１本に合成す
ることが考えられる（この場合、各レーザビーム
は走査点までの光路途中で１本に合成されていて
もよいし、また走査点上で１本に合成されてもよ
い）。このような場合、例えば合成ビームの波長
を前記蓄積性螢光体の励起波長領域に合わせる等
のため、一般に各レーザビームの波長は互いに揃
えられる。ところが波長が揃つたレーザビームを
合成する場合、各レーザビームに極く僅かの波長
差が有ると、合成ビームにビートが生じるように
なる。このように走査ビームにビートが生じる
と、走査光量が画素毎に異なつてしまい、走査記
録あるいは読取りの精度が著しく損なわれる。
（発明の目的） そこで本発明は、上記ビートによる画像毎の走
査光量変動を生じることなく、複数のレーザビー
ムを合成して走査しうる光走査装置を提供するこ
とを目的とするものである。
（発明の構成） 本発明の光走査装置は、前述のように複数の半
導体レーザから射出された各レーザビームを１本
に合成して走査する光走査装置において、任意の
相異なる２つの半導体レーザの発振波長λi、λj
を、画素周波数をＭ、光速をｃとしたとき、 ｜λi−λj｜≧λiλjM／ｃ なる関係を満たすように選択したこを特徴とする
ものである。
２つのレーザビームが合成されたビームにおい
て生じるビートの周波数Δνは、両レーザビーム
の周波数をνi、νjとすると、｜νi−νj｜である。こ
こで光速をｃとすれば、 νi＝ｃ／λi、νj＝ｃ／λjであるから、 Δν＝｜ｃ／λi−ｃ／λj｜ ＝ｃ｜λi−λj｜／λiλj 上記ビート周波数Δνが画素周波数Ｍよりも十
分高ければ、すなわち Ｍ≦Δν＝ｃ｜λi−λj｜／λiλj ∴｜λi−λj｜≧λiλjM／ｃ …(1) となつていれば、ビートは各画素内で同様に繰り
返し発生するようになるから、画素毎の走査光量
は略一定となる。
（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施態様による光走査装置
を概略的に示すものである。一例として４つの半
導体レーザ１１，１２，１３，１４は互いにビー
ム射出軸を平行に揃えて配置され、これらの半導
体レーザ１１，１２，１３，１４のそれぞれに対
してコリメータレンズ２１，２２，２３，２４
と、反射ミラー３１，３２，３３，３４が設けら
れている。各半導体レーザ１１，１２，１３，１
４から射出されたレーザビームは、上記コリメー
タレンズ２１，２２，２３，２４によつて平行ビ
ーム４１，４２，４３，４４とされ、この平行ビ
ーム４１，４２，４３，４４は上記反射ミラー３
１，３２，３３，３４により反射されて、共通の
ガルバノメータミラー５に入射する。
ガルバノメータミラー５は図中矢印Ａ方向に往
復回動し、上記平行ビーム４１，４２，４３，４
４を偏向する。偏向された平行ビーム４１，４
２，４３，４４は、共通の集束レンズ６によつて
１つの合成ビームスポツトＳに集中されるととも
に、それぞれがこのスポツトＳにおいて集束され
る。したがつて上記スポツトＳが照射される位置
に被走査面７を配置すれば、該被走査面７は、各
半導体レーザ１１，１２，１３，１４から射出さ
れた光ビームが合成されて高エネルギーとなつた
走査ビームによつて矢印Ｂ方向に走査される。な
お通常上記被走査面７は平面とされ、そのために
上記集束レンズ６としてfθレンズが用いられる。
ここで本実施態様においては、半導体レーザ１
１〜１４はすべて一例として発振波長780nmのも
のが使用され、波長780nmの単色光ビームによつ
て被走査面７を走査するようにしている。しかし
周知の通り、半導体レーザ１１〜１４が射出する
レーザビーム４１〜４４の波長は極く僅かずつ異
なり、これら半導体レーザ４１〜４４は、相異な
る２つの半導体レーザの発振波長λi、λjが前記(1)
式を満たすように選択されている。すなわち一例
として被走査面７の走査における画素周波数が
1MHz、合成ビームのビート周波数を該画素周波
数の５倍程度に設定するとすれば、 ｜λi−λj｜ ＝５×（780×10-3）2×１×106／３×108 ≒１×10-5nm …(2) つまり相異なる２つの半導体レーザは、その発
振波長の差が１×10-5nm程度有るように選択さ
れる。４つの半導体レーザ１１〜１４は、そのう
ちの任意の２つの半導体レーザの組合わせについ
て上記関係が成立するように選択されている。
半導体レーザ１１〜１４の発振波長が上記のよ
うに選択されていれば、２本のレーザビームが合
成されて生じるビートの周波数は、前述のように
画素周波数の約５倍となる。つまりこのビートに
よる走査光の光量変動は、第２図示すように１画
素においてそれぞれ約５回ずつ繰り返すものとな
るので、結局走査光量はすべての画素において一
定となる。
なお２つの半導体レーザの発振波長を上述のよ
うに互いに変えるのであるから、前記(2)式の数値
780nm（＝λi＝λj）は厳密に言えば正確ではない
が、この780nmが１×10-5nm程度増減しても(2)
式から求められる波長差（≒１×10-5nm）がほ
とんど変わらないことは自明であろう。
第３図に示されるように、合成ビームのビート
の周波数が画素周波数より低くなれば、このビー
トにより各画素における走査光量が変動してしま
う。このような画素毎の走査光量変動を無くすた
めには、最小限上記ビート周波数を画素周波数と
等しくすればよい。すなわち｜λi−λj｜≧
λiλjM／ｃである。しかし各画素毎の走査光量を
より均等化するためには、上記実施態様における
ように、ビート周波数が画素周波数の５倍以上程
度となるように、すなわち｜λi−λj｜≧５
（λiλjM／ｃ）となるように半導体レーザ１１〜
１４の発振波長を選択するのが好ましい。
ところで半導体レーザの１本の縦モードのスペ
クトル幅は、温度、電流が完全に安定した理想条
件下で数mwの出力を得るように駆動した場合、
10-5Åのオーダーと言われている。しかしこの値
は半導体レーザの駆動条件によつて変化する。例
えば素子温度を±0.01〓程度に安定化し、さらに
電流帰還を施して出力を安定化した場合のスペク
トル幅は10-4Åのオーダーになり、電流帰還を施
さない場合は10-3Åのオーダーになる。また素子
温度を特に安定化せずに室温で動作させ、電流帰
還も施さないと10-1Åのオーダーになる。さらに
温度や電流の変化が大きい場合はモードホツピン
グと言われる縦モードのとびが生じ、１とびで２
〜３Å程度の波長変化が生じる。
従つて前述した複数の半導体レーザの発振波長
の選択に当つては、どのような駆動条件で駆動す
るかを考慮し、その条件下で個々の半導体レーザ
が起こす波長変化に対し、任意の瞬時において任
意の相異なる２つの半導体レーザの発振波長λi、
λjが(1)式を満すように予め選択しておく必要があ
る。
なお以上説明の実施態様においては、４本のレ
ーザビーム４１〜４４が走査スポツトＳにおいて
合成されているが、第４図に示されるように、複
数のレーザビーム４１〜４６をホログラム素子や
２軸性結晶素子等の公知のビーム合成手段５０に
よつて１本のビーム５１に合成し、この合成ビー
ム５１を回転多面鏡５２等の光偏向器により偏向
するようにしてもよい。この第４図の装置におい
ては、各々コリメータレンズ２１〜２６と組み合
わせて６つの半導体レーザ１１〜１６が用いら
れ、６本のレーザビーム４１〜４６が１本に合成
されるようになつている。この場合も６つの半導
体レーザ４１〜４６を、そのうちの任意の２つの
発振波長がすべて前記(1)式を満足するように選択
すれば、前述と同様の効果が得られる。勿論、合
成するレーザビームの数はこの第４図の装置にお
ける６本、前記第１図の装置における４本に限ら
れるものではなく、必要に応じた数のレーザビー
ムを合成すればよい。
なお光ビームを偏向させる光偏向器としては、
前述したガルバノメータミラーや回転多面鏡の
他、ホログラムスキヤナ、AOD（音響光学光偏向
器）等が用いられてもよい。
また、以上は光偏向器を用いて合成ビームを偏
向し、被走査面を走査する例についてのみ述べた
が、光デイスクを走査する場合のように被走査媒
体の回転と光学ヘツドの移動によるなどの種々の
光走査装置にも本発明は適用しうる。
（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光走査装置に
よれば、合成ビームのビートのために画素毎に走
査光量が変動することが防止され、走査記録ある
いは走査読取りの精度を十分に高めることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の光走査装置の第１実施態様を
示す概略図、第２図は本発明の効果を説明する説
明図、第３図は合成ビームのビートによる画素毎
の走査光量変動を説明する説明図、第４図は本発
明の光走査装置のの第２実施態様を示す概略図で
ある。 ５…ガルバノメータミラー、７…被走査面、１
１，１２，１３，１４，１５，１６…半導体レー
ザ、４１，４２，４３，４４，４５，４６…レー
ザビーム、５１…合成ビーム、５２…回転多面
鏡。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の半導体レーザから射出された各レーザ
    ビームを１本に合成して走査する光走査装置にお
    いて、任意の相異なる２つの半導体レーザの発振
    波長λi、λjが、画素周波数をＭ、光速をｃとした
    とき、 ｜λi−λj｜≧λiλjM／ｃ なる関係を満たすように選択されていることを特
    徴とする光走査装置。 ２ ｜λi−λj｜≧５（λiλjM／ｃ）であることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光走査装
    置。
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