JPH0610699B2 - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
- Publication number
- JPH0610699B2 JPH0610699B2 JP59257844A JP25784484A JPH0610699B2 JP H0610699 B2 JPH0610699 B2 JP H0610699B2 JP 59257844 A JP59257844 A JP 59257844A JP 25784484 A JP25784484 A JP 25784484A JP H0610699 B2 JPH0610699 B2 JP H0610699B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- holographic
- wavelength
- light source
- lens
- scanning
- 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.)
- Expired - Lifetime
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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） この発明は、特に、ホログラフィックレーザスキャナに
代表されるような光走査装置に関するものである。
代表されるような光走査装置に関するものである。
（従来技術とその問題点） 光走査装置として、従来の回転多面鏡とｆ・θレンズの
組み合わせのかわりに、ホログラムを用いたディスク型
の光走査装置が提案されている。これはディスクの円周
に沿って複数のホログラムを配置し、ディスクを回転す
ることによりディスク１回転につき、ディスク上のホロ
グラムの個数だけの走査線を走査する。従来の光走査装
置は、ビームの収束位置が決められているのでスキャナ
から定められた距離だけ離れている走査面を走査するの
みであった。従って、３次元的に変化する物体やあらか
じめ位置のわからない物体の走査は困難であった。ま
た、物体の位置がわかっていてもそれがビームの収束位
置からずれている場合は、それに見合うホログラフィッ
クレーザスキャナに取り換える必要があり、操作性が悪
いという問題点がある。
組み合わせのかわりに、ホログラムを用いたディスク型
の光走査装置が提案されている。これはディスクの円周
に沿って複数のホログラムを配置し、ディスクを回転す
ることによりディスク１回転につき、ディスク上のホロ
グラムの個数だけの走査線を走査する。従来の光走査装
置は、ビームの収束位置が決められているのでスキャナ
から定められた距離だけ離れている走査面を走査するの
みであった。従って、３次元的に変化する物体やあらか
じめ位置のわからない物体の走査は困難であった。ま
た、物体の位置がわかっていてもそれがビームの収束位
置からずれている場合は、それに見合うホログラフィッ
クレーザスキャナに取り換える必要があり、操作性が悪
いという問題点がある。
（発明の目的） この発明は上記の欠点を除却し、ビームの収束位置を走
査ビームの進行方向に任意に変化させることができるよ
うにして、どのような位置の物体も容易に走査でき、か
つ、操作性の良い光走査装置を提供することにある。
査ビームの進行方向に任意に変化させることができるよ
うにして、どのような位置の物体も容易に走査でき、か
つ、操作性の良い光走査装置を提供することにある。
（発明の構成） この発明の光走査装置は、出射光の波長が可変な光源
と、複数のホログラムレンズをディスク上に配置したホ
ログラフィックレーザスキャナと、前記光源から出射さ
れた単色光を前記ホログラムレンズに導く光学系と、前
記光源からの出射光の波長が変化するように光源を制御
する制御装置とを備えている構成となっている。
と、複数のホログラムレンズをディスク上に配置したホ
ログラフィックレーザスキャナと、前記光源から出射さ
れた単色光を前記ホログラムレンズに導く光学系と、前
記光源からの出射光の波長が変化するように光源を制御
する制御装置とを備えている構成となっている。
（発明の作用・原理） ホログラフィックレーザスキャナに代表される光走査装
置においてはいくつかのホログラムをディスクの円周上
に配置固定し、それを高速回転することにより、光を走
査する。
置においてはいくつかのホログラムをディスクの円周上
に配置固定し、それを高速回転することにより、光を走
査する。
ホログラムレンズは回折によりレンズの働きをする。例
えば、ホログラムレンズの一つであるフレネルゾーンプ
レートの場合、その焦点距離ｆと位相分布の関係は φ(γ)＝πγ２／λｆ……(1) で表わされる。ここで、λは再生波長を表わす。(1)式
において、右辺が２πの整数倍になる位置がゾーンプレ
ートの縞の位置を表わす。従って の関係が成り立つ。ただし、ｎは正の整数である。(2)
式からわかるように、同一のゾーンプレートにおいて
は、波長λを変化させることにより、焦点距離ｆを刈え
ることができる。従って、波長の変化する光源を使用す
ることにより、ビームの結像位置であるところの走査面
を変えることができる。
えば、ホログラムレンズの一つであるフレネルゾーンプ
レートの場合、その焦点距離ｆと位相分布の関係は φ(γ)＝πγ２／λｆ……(1) で表わされる。ここで、λは再生波長を表わす。(1)式
において、右辺が２πの整数倍になる位置がゾーンプレ
ートの縞の位置を表わす。従って の関係が成り立つ。ただし、ｎは正の整数である。(2)
式からわかるように、同一のゾーンプレートにおいて
は、波長λを変化させることにより、焦点距離ｆを刈え
ることができる。従って、波長の変化する光源を使用す
ることにより、ビームの結像位置であるところの走査面
を変えることができる。
（実施例） 第１図にこの発明の第１の実施例の構成を示した。この
実施例では、波長可変光源１として半導体レーザを用い
た。
実施例では、波長可変光源１として半導体レーザを用い
た。
半導体レーザは、一般に注入電流により発振波長が変化
する。特に、へき開結合共振器半導体レーザ（Ｃ3レー
ザ）においては、可変波長幅が１５０Åで、GHzの変調
ができ、注入電流により発振出力が変化しないので、こ
の用途に適している。このレーザについては、例えば、
雑誌「アプライド・フィズィックス・レター（Applied
Physics Letter）、1983年650〜652頁に記載の論文「可
変波長範囲の大きいへき開結合共振器半導体レーザの高
速直接単周波数変調（High-speed direct single-frequ
ency rodulation with large tuning rate and frequen
cy excursion in cleaved-coupled-cavity semiconduct
or lasers）」に詳しく述べられている。このレーザ
は、従来の半導体レーザを２分割し、一方をレーザ、他
方を変調器として用いるものである。２つのレーザの発
振波長のモード間隔をわずかにずらしておく、レーザの
注入電流を一定にしておき、変調器の注入電流を変化さ
せてモードを変化させると、２つのモードが一致した時
にレーザ発振する。従って、レーザと変調器のモード差
に対応する不連続な波長変化が可能である。前記論文で
は注入電流に対する波長変化10Å／ｍＡ、可変波長幅15
0Å、発振波長1.3μｍ、スイッチング時間１nsecを実現
した。これを利用すれば、注入電流を調整することによ
り、発振波長を変え走査面を変化させることにより、３
次元走査ができる。半導体レーザ１から発振された光は
コリメーティングレンズ２でコリメートされた後、円筒
レンズ３によって収束され、ホログラフィックレーザス
キャナ４のホログラフィックレンズ５によって、走査面
６を走査する。ホログラフィックレーザスキャナと走査
面である物体までの距離を例えば超音波を利用した測距
センサ７で測定する。(2)式より、ホログラフィックレ
ンズの焦点距離と波長は反比例する。測定した物体面上
に光が収束するように、例えばGP-IBインタフェイスを
有するマイコンなどの制御回路８により、焦点距離を決
め、反比例関係より半導体レーザの発振波長を計算す
る。さらに、発振波長と注入電流は比例関係にあるの
で、半導体レーザの注入電流を求める。例えば、GP-IB
などのインタフェイスを有する電源９に対して、計算し
た電流値を流すように制御する。測距センサを用いずに
制御回路により、直接、走査面の位置を指定することも
できる。この実施例では、制御装置は測距センサ７と制
御回路８と電源９とから構成したが走査面の位置があら
かじめわかっている場合は、測距センサは不要となり、
制御回路と電流のみでよい。
する。特に、へき開結合共振器半導体レーザ（Ｃ3レー
ザ）においては、可変波長幅が１５０Åで、GHzの変調
ができ、注入電流により発振出力が変化しないので、こ
の用途に適している。このレーザについては、例えば、
雑誌「アプライド・フィズィックス・レター（Applied
Physics Letter）、1983年650〜652頁に記載の論文「可
変波長範囲の大きいへき開結合共振器半導体レーザの高
速直接単周波数変調（High-speed direct single-frequ
ency rodulation with large tuning rate and frequen
cy excursion in cleaved-coupled-cavity semiconduct
or lasers）」に詳しく述べられている。このレーザ
は、従来の半導体レーザを２分割し、一方をレーザ、他
方を変調器として用いるものである。２つのレーザの発
振波長のモード間隔をわずかにずらしておく、レーザの
注入電流を一定にしておき、変調器の注入電流を変化さ
せてモードを変化させると、２つのモードが一致した時
にレーザ発振する。従って、レーザと変調器のモード差
に対応する不連続な波長変化が可能である。前記論文で
は注入電流に対する波長変化10Å／ｍＡ、可変波長幅15
0Å、発振波長1.3μｍ、スイッチング時間１nsecを実現
した。これを利用すれば、注入電流を調整することによ
り、発振波長を変え走査面を変化させることにより、３
次元走査ができる。半導体レーザ１から発振された光は
コリメーティングレンズ２でコリメートされた後、円筒
レンズ３によって収束され、ホログラフィックレーザス
キャナ４のホログラフィックレンズ５によって、走査面
６を走査する。ホログラフィックレーザスキャナと走査
面である物体までの距離を例えば超音波を利用した測距
センサ７で測定する。(2)式より、ホログラフィックレ
ンズの焦点距離と波長は反比例する。測定した物体面上
に光が収束するように、例えばGP-IBインタフェイスを
有するマイコンなどの制御回路８により、焦点距離を決
め、反比例関係より半導体レーザの発振波長を計算す
る。さらに、発振波長と注入電流は比例関係にあるの
で、半導体レーザの注入電流を求める。例えば、GP-IB
などのインタフェイスを有する電源９に対して、計算し
た電流値を流すように制御する。測距センサを用いずに
制御回路により、直接、走査面の位置を指定することも
できる。この実施例では、制御装置は測距センサ７と制
御回路８と電源９とから構成したが走査面の位置があら
かじめわかっている場合は、測距センサは不要となり、
制御回路と電流のみでよい。
第２図はこの発明の第２の実施例である。この実施例で
は、複数個のレーザから成る光源を用いることにより、
大きく異なる波長を利用可能にしたものである。したが
って、この実施例では、光学系をコリメーティングレン
ズ１３、１４とビームスプリッタ１５と円筒レンズ１６
とから構成した。半導体レーザ１１より発振された光
は、コリメーティングレンズ１３でコリメートされた後
に偏光ビームスプリッタ１５に入射する。一方、１１と
異なる発振波長を有する半導体レーザ１２より発振され
た光は、コリメーティングレンズ１４でコリメートされ
た後に、１５により１１より発振された光と合波する。
これらの光は、円筒レンズ１６によって収束され、ホロ
グラムスキャナ１７のホログラフィックレンズ１８によ
って、走査面１９を走査する。ホログラムスキャナと走
査面である物体までの距離を測距センサ２０で測定し、
制御回路２１により、その距離に対応する発振波長レー
ザに電流を流す。
は、複数個のレーザから成る光源を用いることにより、
大きく異なる波長を利用可能にしたものである。したが
って、この実施例では、光学系をコリメーティングレン
ズ１３、１４とビームスプリッタ１５と円筒レンズ１６
とから構成した。半導体レーザ１１より発振された光
は、コリメーティングレンズ１３でコリメートされた後
に偏光ビームスプリッタ１５に入射する。一方、１１と
異なる発振波長を有する半導体レーザ１２より発振され
た光は、コリメーティングレンズ１４でコリメートされ
た後に、１５により１１より発振された光と合波する。
これらの光は、円筒レンズ１６によって収束され、ホロ
グラムスキャナ１７のホログラフィックレンズ１８によ
って、走査面１９を走査する。ホログラムスキャナと走
査面である物体までの距離を測距センサ２０で測定し、
制御回路２１により、その距離に対応する発振波長レー
ザに電流を流す。
さらに、発振波長の微調整は電流２３、２４を制御して
注入電流を変化させる。この場合も測距センサを用いず
に、走査面の位置を指定することができる。
注入電流を変化させる。この場合も測距センサを用いず
に、走査面の位置を指定することができる。
（発明の効果） ホログラフィックレーザスキャナとして、波長780ｎｍ
における焦点距離を100mm、走査倍率１０倍のレンズを
用いれば、可変波長幅１５０Åの半導体レーザに対して
走査面の位置は２０mm移動する。さらに、波長７６５ｎ
ｍまたは７９５ｎｍの半導体レーザを２個使用すること
により、走査面の位置を４０mm移動できる。
における焦点距離を100mm、走査倍率１０倍のレンズを
用いれば、可変波長幅１５０Åの半導体レーザに対して
走査面の位置は２０mm移動する。さらに、波長７６５ｎ
ｍまたは７９５ｎｍの半導体レーザを２個使用すること
により、走査面の位置を４０mm移動できる。
以上詳述したように、この発明の光走査装置を用いれ
ば、３次元的に変化する物体やあらかじめ位置のわから
ない物体の走査も容易にできる。
ば、３次元的に変化する物体やあらかじめ位置のわから
ない物体の走査も容易にできる。
第１図は、この発明の第１の実施例を示す図、第２図
は、この発明の第２の実施例を示す図である。 図において、１……半導体レーザ、２……コリメーティ
ングレンズ、３……円筒レンズ、４……ホログラフィッ
クレーザスキャナ、５……ホログラフィックレンズ、６
……走査面、７……測距センサ、８……制御回路、９…
…電源、１１、１２……半導体レーザ、１３、１４……
コリメーティングレンズ、１５……偏光ビームスプリッ
タ、１６……円筒レンズ、１７……ホログラフィックス
キャナ、１８……ホログラムレンズ、１９……走査面、
２０……測距センサ、２１……制御回路、２２、２３…
…電源。
は、この発明の第２の実施例を示す図である。 図において、１……半導体レーザ、２……コリメーティ
ングレンズ、３……円筒レンズ、４……ホログラフィッ
クレーザスキャナ、５……ホログラフィックレンズ、６
……走査面、７……測距センサ、８……制御回路、９…
…電源、１１、１２……半導体レーザ、１３、１４……
コリメーティングレンズ、１５……偏光ビームスプリッ
タ、１６……円筒レンズ、１７……ホログラフィックス
キャナ、１８……ホログラムレンズ、１９……走査面、
２０……測距センサ、２１……制御回路、２２、２３…
…電源。
Claims (1)
- 【請求項１】可変波長範囲の大きい光源と、複数のホロ
グラフィックレンズをディスク上に配置したホログラフ
ィックレーザスキャナと、前記光源から出射された単色
光を前記ホログラフィックレンズに導く光学系と、前記
光源から出射する単色光の波長を前記光源に注入する電
流の大きさによって変化させて前記ホログラフィックレ
ンズスキャナで走査される走査光の走査位置を可変にす
る制御装置とを備えていることを特徴とする光走査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257844A JPH0610699B2 (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257844A JPH0610699B2 (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61134727A JPS61134727A (ja) | 1986-06-21 |
| JPH0610699B2 true JPH0610699B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17311929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59257844A Expired - Lifetime JPH0610699B2 (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610699B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6374022A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-04 | Fujitsu Ltd | 光偏向器 |
| ES2086303T3 (es) * | 1987-02-03 | 1996-07-01 | Fujitsu Ltd | Dispositivo de desviacion holografico. |
| JPH0664255B2 (ja) * | 1987-02-03 | 1994-08-22 | 富士通株式会社 | ホログラム偏向装置 |
| JPH01129205A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Fujitsu Ltd | ホログラム偏向装置 |
| CN110568080A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-13 | 南昌洋深电子科技有限公司 | 一种晶圆激光超声场的数字全息检测系统及其方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233617A (ja) * | 1984-05-04 | 1985-11-20 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置における主走査位置安定化方法 |
-
1984
- 1984-12-06 JP JP59257844A patent/JPH0610699B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60233617A (ja) * | 1984-05-04 | 1985-11-20 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置における主走査位置安定化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61134727A (ja) | 1986-06-21 |
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