JPH0617949B2 - ホログラムスキャナ - Google Patents
ホログラムスキャナInfo
- Publication number
- JPH0617949B2 JPH0617949B2 JP57054448A JP5444882A JPH0617949B2 JP H0617949 B2 JPH0617949 B2 JP H0617949B2 JP 57054448 A JP57054448 A JP 57054448A JP 5444882 A JP5444882 A JP 5444882A JP H0617949 B2 JPH0617949 B2 JP H0617949B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- wave
- scanning
- reproduction
- wavefront
- 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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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/106—Scanning systems having diffraction gratings as scanning elements, e.g. holographic scanners
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、非点収差を低減したホログラムスキャナに関
する。
する。
技術の背景 ＰＯＳ端末、ラインプリンタ、ドキュメントリーダ等に
用いられるホログラムスキャナには直線走査、ホログラ
ム移動量に対して大きなビーム偏向量（走査倍率）が要
求される。また解像度を高めるため被走査面上の結像ビ
ーム径を小さくする必要があり、これには走査用ホログ
ラム面上の再生ビーム径を大きくしなければならない。
直線走査は、コヒーレントな平面波と球面波を感光板上
で干渉させて作ったフレネルゾーンプレート(FZP)を用
い、平面波再生光をＦＺＰに入射させかつＦＺＰを移動
させることにより得れる。この走査倍率を上げるには読
取面を焦平面より離すとよいがこのようにすると読取面
ではビームは結像しないので充分な分解能が得られな
い。この点は、再生光として平面波の代りに球面波（発
散光）を用いると改善できるが、非点収差が生ずる。こ
の点に対し本発明者等は、ホログラム作成時に感光面に
垂直に入射する平面波を、球面波となす角はそのまゝに
して、傾けることにより改善可能なことを見出した（特
開昭５３−７５９５０）。しかしこのオフセット法でも
ビーム偏向角を大きくすると非点収差が発生し、ビーム
偏向角大、結像ビーム径小という要求にかなうホログラ
ムスキャナの実現は困難である。
用いられるホログラムスキャナには直線走査、ホログラ
ム移動量に対して大きなビーム偏向量（走査倍率）が要
求される。また解像度を高めるため被走査面上の結像ビ
ーム径を小さくする必要があり、これには走査用ホログ
ラム面上の再生ビーム径を大きくしなければならない。
直線走査は、コヒーレントな平面波と球面波を感光板上
で干渉させて作ったフレネルゾーンプレート(FZP)を用
い、平面波再生光をＦＺＰに入射させかつＦＺＰを移動
させることにより得れる。この走査倍率を上げるには読
取面を焦平面より離すとよいがこのようにすると読取面
ではビームは結像しないので充分な分解能が得られな
い。この点は、再生光として平面波の代りに球面波（発
散光）を用いると改善できるが、非点収差が生ずる。こ
の点に対し本発明者等は、ホログラム作成時に感光面に
垂直に入射する平面波を、球面波となす角はそのまゝに
して、傾けることにより改善可能なことを見出した（特
開昭５３−７５９５０）。しかしこのオフセット法でも
ビーム偏向角を大きくすると非点収差が発生し、ビーム
偏向角大、結像ビーム径小という要求にかなうホログラ
ムスキャナの実現は困難である。
従来技術と問題点 第１図は従来のホログラムスキャナの説明図で、１は走
査用のホログラムである。このホログラム１は例えば軸
１ａを中心に回転する円板であり、周辺に前述のＦＺＰ
を複数個例えば１２個設けてある。このホログラム１に
再生用の点光源２から再生光２ａを照射するとその回折
光３ａが点３に結像する。結像点３はホログラム面上の
再生ビーム径ＤＨが極めて小さい場合は１点に定まる
が、このビーム径が大きくなるにつれて不定となる。こ
れは本来平面波で再生すべきものを球面波で再生するの
でそれによるコマ収差が発生するためで、この結果、結
像面（被走査面）４での結像ビーム径ＤＳが大きくなる
（最小径が制約される）。なおホログラム上のビーム径
ＤＨは、回折理論から明らかなように結像点でのビーム
径ＤＳを小にするためには大とする必要があり、従って
結像点を１点にするためにホログラム上ビーム径ＤＨを
小にすることはできない。つまりＤＨは大きく、かつ結
像点は１点に集中させることが望まれる。
査用のホログラムである。このホログラム１は例えば軸
１ａを中心に回転する円板であり、周辺に前述のＦＺＰ
を複数個例えば１２個設けてある。このホログラム１に
再生用の点光源２から再生光２ａを照射するとその回折
光３ａが点３に結像する。結像点３はホログラム面上の
再生ビーム径ＤＨが極めて小さい場合は１点に定まる
が、このビーム径が大きくなるにつれて不定となる。こ
れは本来平面波で再生すべきものを球面波で再生するの
でそれによるコマ収差が発生するためで、この結果、結
像面（被走査面）４での結像ビーム径ＤＳが大きくなる
（最小径が制約される）。なおホログラム上のビーム径
ＤＨは、回折理論から明らかなように結像点でのビーム
径ＤＳを小にするためには大とする必要があり、従って
結像点を１点にするためにホログラム上ビーム径ＤＨを
小にすることはできない。つまりＤＨは大きく、かつ結
像点は１点に集中させることが望まれる。
発明の目的 本発明は、再生光に対する波面変換素子を用いてホログ
ラムスキャナの非点収差を低減しようとするものであ
る。
ラムスキャナの非点収差を低減しようとするものであ
る。
発明の構成 本発明は、再生用光源からの再生波を走査用ホログラム
に入射してその回折波で被走査面を走査するホログラム
スキャナにおいて、被走査面上における１つのビーム結
像点を点光源とする発散波を走査用ホログラムに逆方向
に照射して得られる回折波を物体波とし、且つ他の波面
を参照波として作成されたホログラムを、前記再生用光
源と前記走査用ホログラムの間に設け、前記再生波の波
面を変換して該走査用ホログラムに照射し、該回折波の
非点収差を該走査面上の少なくとも一部に関して除去す
ることを特徴とするが、以下図面を参照しながらこれを
詳細に説明する。
に入射してその回折波で被走査面を走査するホログラム
スキャナにおいて、被走査面上における１つのビーム結
像点を点光源とする発散波を走査用ホログラムに逆方向
に照射して得られる回折波を物体波とし、且つ他の波面
を参照波として作成されたホログラムを、前記再生用光
源と前記走査用ホログラムの間に設け、前記再生波の波
面を変換して該走査用ホログラムに照射し、該回折波の
非点収差を該走査面上の少なくとも一部に関して除去す
ることを特徴とするが、以下図面を参照しながらこれを
詳細に説明する。
発明の実施例 本発明では第２図に示すように１つの結像点３にビーム
径ＤＨ内の回折光が全て集中するような波面の再生ビー
ム５を考える。この再生ビーム５の波面は第１図の再生
ビーム２ａとは異なる。つまり、再生ビーム５の波面
は、点３から発する発散光をホログラム１に逆方向に照
射した結果得られる回折光の波面である。光学系は可逆
であるから、１点３から発する光のホログラムでの回折
光を逆に該ホログラムに入射すれば、その回折光は１点
３に集まる。ホログラムスキャナは、ホログラム上の１
点Ａのみでなく他の点Ｂも走査に用いるが、ＡとＢが近
ければＢ点における収差も再生波面５により低減でき
る。３′はこのときの結像点である。
径ＤＨ内の回折光が全て集中するような波面の再生ビー
ム５を考える。この再生ビーム５の波面は第１図の再生
ビーム２ａとは異なる。つまり、再生ビーム５の波面
は、点３から発する発散光をホログラム１に逆方向に照
射した結果得られる回折光の波面である。光学系は可逆
であるから、１点３から発する光のホログラムでの回折
光を逆に該ホログラムに入射すれば、その回折光は１点
３に集まる。ホログラムスキャナは、ホログラム上の１
点Ａのみでなく他の点Ｂも走査に用いるが、ＡとＢが近
ければＢ点における収差も再生波面５により低減でき
る。３′はこのときの結像点である。
第３図はかゝる再生ビーム５の発生方法の一例で、６は
波面変換用のホログラムである。この波面変換用ホログ
ラム６は、レーザ光７をハーフミラー８、球面レンズ
９、ミラー１０により点３で結像するように調整して走
査用のホログラム１に照射した結果生じた回折光５を物
体光とし、且つ同じレーザ光７をハーフミラー８、ミラ
ー１１で光路変更しただけの平面波７′（必ずしも平面
波である必要はない）を参照光として作成されたもので
ある。このようにして作成されたホログラム６に参照光
７′と同じ波面のレーザ光（再生波）１２を入射する
と、その回折光の波面は作成時に使用した物体光５と等
しくなる。つまり、この様な波面変換用ホログラム６で
再生ビーム１２の波面を変換すれば、第２図で説明した
波面の再生ビーム５が得られる。
波面変換用のホログラムである。この波面変換用ホログ
ラム６は、レーザ光７をハーフミラー８、球面レンズ
９、ミラー１０により点３で結像するように調整して走
査用のホログラム１に照射した結果生じた回折光５を物
体光とし、且つ同じレーザ光７をハーフミラー８、ミラ
ー１１で光路変更しただけの平面波７′（必ずしも平面
波である必要はない）を参照光として作成されたもので
ある。このようにして作成されたホログラム６に参照光
７′と同じ波面のレーザ光（再生波）１２を入射する
と、その回折光の波面は作成時に使用した物体光５と等
しくなる。つまり、この様な波面変換用ホログラム６で
再生ビーム１２の波面を変換すれば、第２図で説明した
波面の再生ビーム５が得られる。
第４図は本発明の一実施例で、ラインプリンタ用の直線
走査型ホログラムディスクスキャナに適用した例であ
る。同図において１３は半導体レーザ、１４は波面変換
用ホログラム、１５は波面変換された再生光、１６は走
査用のホログラムディスク、１１８は静電記録用ドラム
である。ホログラム１４は第３図の６に相当し、またホ
ログラム１６は同図の１に相当する。そして、第３図の
結像面４はドラム１８の周面で軸線に沿う部分である。
半導体レーザ１３から波長780ｎｍの再生ビームを発生
ると、該ビームはホログラム１４で波面変換されてホロ
グラムディスク１６に入射する。このときディスク１６
が回転しているとその回折光１７はドラム１８上を往復
直線走査する。尚、半導体レーザ１３は波面変換用ホロ
グラム１４を作成したものと同じでなければならない。
走査型ホログラムディスクスキャナに適用した例であ
る。同図において１３は半導体レーザ、１４は波面変換
用ホログラム、１５は波面変換された再生光、１６は走
査用のホログラムディスク、１１８は静電記録用ドラム
である。ホログラム１４は第３図の６に相当し、またホ
ログラム１６は同図の１に相当する。そして、第３図の
結像面４はドラム１８の周面で軸線に沿う部分である。
半導体レーザ１３から波長780ｎｍの再生ビームを発生
ると、該ビームはホログラム１４で波面変換されてホロ
グラムディスク１６に入射する。このときディスク１６
が回転しているとその回折光１７はドラム１８上を往復
直線走査する。尚、半導体レーザ１３は波面変換用ホロ
グラム１４を作成したものと同じでなければならない。
第５図はホログラムディスク１６の作成方法を参考とし
て示したものである。ディスク１６の面をＸ，Ｙ参標面
とし、且つその回転中心を座標原点０としたとき、中心
軸を０′（≠０）にもつ焦点距離がｆ1の発散球面波１
９と焦点距離がｆ2の収束球面波２０がホログラム作成
光として用いられる。２１は球面波１９，２０の干渉面
で、これはＸ，Ｙ座標面でディスク１６の一部と重な
る。具体的な数値を挙げるとディスク半径０Ａ＝50mm、
ｆ1＝189mm、ｆ2＝264.6mm、00′＝97.25mmであり、ま
た球面波１９，２０は波長457.9ｎｍのArレーザであ
る。
て示したものである。ディスク１６の面をＸ，Ｙ参標面
とし、且つその回転中心を座標原点０としたとき、中心
軸を０′（≠０）にもつ焦点距離がｆ1の発散球面波１
９と焦点距離がｆ2の収束球面波２０がホログラム作成
光として用いられる。２１は球面波１９，２０の干渉面
で、これはＸ，Ｙ座標面でディスク１６の一部と重な
る。具体的な数値を挙げるとディスク半径０Ａ＝50mm、
ｆ1＝189mm、ｆ2＝264.6mm、00′＝97.25mmであり、ま
た球面波１９，２０は波長457.9ｎｍのArレーザであ
る。
第６図および第７図は、第５図のホログラムディスク１
６とドラム１８との距離が500mmで、ディスク上の再生
ビーム径（第１図のＤＨ）が5mmφである場合の結像ビ
ーム径（ＤＳ）を光線追跡法により求めたものである。
第６図は第１図の従来法によるもので、(イ)は走査方向
の中心点（Ｘ＝０）、(ロ)は該中心から走査方向に110mm
離れた位置、(ハ)は更に186mm離れた位置である。同図か
ら明らかなように従来法ではコマ収差によりビーム径が
200μｍ以上になる。第７図は本発明によるもので、結
像ビーム径をＸ＝０で0μｍ（Ｘ＝０で収差を打消すよ
うにホログラム１４を作成した）、Ｘ＝110mmで40μ
ｍ、Ｘ＝186mmで90μｍ以下に抑えることができる。
６とドラム１８との距離が500mmで、ディスク上の再生
ビーム径（第１図のＤＨ）が5mmφである場合の結像ビ
ーム径（ＤＳ）を光線追跡法により求めたものである。
第６図は第１図の従来法によるもので、(イ)は走査方向
の中心点（Ｘ＝０）、(ロ)は該中心から走査方向に110mm
離れた位置、(ハ)は更に186mm離れた位置である。同図か
ら明らかなように従来法ではコマ収差によりビーム径が
200μｍ以上になる。第７図は本発明によるもので、結
像ビーム径をＸ＝０で0μｍ（Ｘ＝０で収差を打消すよ
うにホログラム１４を作成した）、Ｘ＝110mmで40μ
ｍ、Ｘ＝186mmで90μｍ以下に抑えることができる。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、非点収差を有しその
結果ビーム径の大なるホログラムスキャナにおいて、波
面変換素子を用いることにより被走査面におけるコマ収
差を低減でき、ビーム偏向角大、結像ビーム径小のホロ
グラムスキャナを実現できる。
結果ビーム径の大なるホログラムスキャナにおいて、波
面変換素子を用いることにより被走査面におけるコマ収
差を低減でき、ビーム偏向角大、結像ビーム径小のホロ
グラムスキャナを実現できる。
第１図は従来のホログラムスキャナの原理説明図、第２
図は本発明の原理説明図、第３図は波面変換用ホログラ
ムの作成方法を示す説明図、第４図は本発明の一実施例
を示す構成図、第５図は走査用ホログラムの作成方法を
示す説明図、第６図は従来のホログラムスキャナにおけ
る結像ビーム径の説明図、第７図は本発明のホログラム
スキャナにおける結像ビーム径の説明図である。 図中、１，１６は走査用ホログラム、３は結像点、４は
被走査面、６は波面変換用ホログラムである。
図は本発明の原理説明図、第３図は波面変換用ホログラ
ムの作成方法を示す説明図、第４図は本発明の一実施例
を示す構成図、第５図は走査用ホログラムの作成方法を
示す説明図、第６図は従来のホログラムスキャナにおけ
る結像ビーム径の説明図、第７図は本発明のホログラム
スキャナにおける結像ビーム径の説明図である。 図中、１，１６は走査用ホログラム、３は結像点、４は
被走査面、６は波面変換用ホログラムである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 雄史 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−77715（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】再生用光源からの再生波を走査用ホログラ
ムに入射してその回折波で被走査面を走査するホログラ
ムスキャナにおいて、 被走査面上における１つのビーム結像点を点光源とする
発散波を走査用ホログラムに逆方向に照射して得られる
回折波を物体波とし、且つ他の波面を参照波として作成
されたホログラムを、前記再生用光源と前記走査用ホロ
グラムの間に設け、前記再生波の波面を変換して該走査
用ホログラムに照射し、該回折波の非点収差を該走査面
上の少なくとも一部に関して除去することを特徴とする
ホログラムスキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57054448A JPH0617949B2 (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | ホログラムスキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57054448A JPH0617949B2 (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | ホログラムスキャナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172617A JPS58172617A (ja) | 1983-10-11 |
| JPH0617949B2 true JPH0617949B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=12970976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57054448A Expired - Lifetime JPH0617949B2 (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | ホログラムスキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617949B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1320855C (en) * | 1985-07-31 | 1993-08-03 | Shin-Ya Hasegawa | Laser beam scanner and its fabricating method |
| JPS6228708A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-02-06 | Fujitsu Ltd | 光ビ−ム走査装置及びその製造方法 |
| KR950005646Y1 (ko) * | 1990-12-22 | 1995-07-15 | 엘지전자 주식회사 | 비점수차가 보정된 홀로그래픽 주사장치 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577715A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-11 | Fujitsu Ltd | Laser scanner |
-
1982
- 1982-04-01 JP JP57054448A patent/JPH0617949B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58172617A (ja) | 1983-10-11 |
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