JPH0617950B2 - 光ビーム走査装置 - Google Patents
光ビーム走査装置Info
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- JPH0617950B2 JPH0617950B2 JP61060833A JP6083386A JPH0617950B2 JP H0617950 B2 JPH0617950 B2 JP H0617950B2 JP 61060833 A JP61060833 A JP 61060833A JP 6083386 A JP6083386 A JP 6083386A JP H0617950 B2 JPH0617950 B2 JP H0617950B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は、半導体レーザ、収差補正用ホログラムレン
ズ、及び走査用ホログラムレンズの構成からなる光ビー
ム走査装置において、前記走査用ホログラムレンズと前
記収差補正用ホログラムレンズの設定を適切にさせるこ
とを、ホログラム設計時に行い、また必要に応じて前記
半導体レーザと前記収差補正用ホログラムレンズの間隔
を最適化することにより、半導体レーザのロット毎に対
する発振波長のバラツキによる走査ビームのビーム径の
劣化を抑え、安価かつ高精度の走査を実現するものであ
る。
ズ、及び走査用ホログラムレンズの構成からなる光ビー
ム走査装置において、前記走査用ホログラムレンズと前
記収差補正用ホログラムレンズの設定を適切にさせるこ
とを、ホログラム設計時に行い、また必要に応じて前記
半導体レーザと前記収差補正用ホログラムレンズの間隔
を最適化することにより、半導体レーザのロット毎に対
する発振波長のバラツキによる走査ビームのビーム径の
劣化を抑え、安価かつ高精度の走査を実現するものであ
る。
本発明は、半導体レーザのロット毎に対する発振波長の
バラツキによる走査ビーム径の劣化の影響を抑えること
のできる光ビーム走査装置に関する。
バラツキによる走査ビーム径の劣化の影響を抑えること
のできる光ビーム走査装置に関する。
レーザプリンタなどにおけるレー光の高精度の直線走査
において、複雑で高価な回転多面鏡を用いたポリゴンに
代わって、小型，軽量，風損が小，安価，複製可能であ
り、構造が簡単で製造が容易なホログラムレンズを用い
た光ビーム装置が注目されている。
において、複雑で高価な回転多面鏡を用いたポリゴンに
代わって、小型，軽量，風損が小，安価，複製可能であ
り、構造が簡単で製造が容易なホログラムレンズを用い
た光ビーム装置が注目されている。
これは、第５図に示すように、円板上インターフェロメ
トリックゾーンプレート（ＩＺＰ）と呼ばれる位置的に
周波数の分布の異なるホログラムレンズを複数個設けた
ホログラムスキャナを有する。このホログラムスキヤナ
５１に再生波として発散波である半導体レーザ光５３を
照射すると、その回折光５４はフォトコンドラム５２上
に結像し、ホログラムスキャナ５１の回転に従って１回
転あたり前記ＩＺＰの数と同じ回数だけ該フォトコンド
ラム５２上の所定領域を直線走査する。すなわち、ホロ
グラムスキャナ５１は走査装置としての機能と、結像レ
ンズ、言い換えればビーム整形の機能を合わせもつもの
である。
トリックゾーンプレート（ＩＺＰ）と呼ばれる位置的に
周波数の分布の異なるホログラムレンズを複数個設けた
ホログラムスキャナを有する。このホログラムスキヤナ
５１に再生波として発散波である半導体レーザ光５３を
照射すると、その回折光５４はフォトコンドラム５２上
に結像し、ホログラムスキャナ５１の回転に従って１回
転あたり前記ＩＺＰの数と同じ回数だけ該フォトコンド
ラム５２上の所定領域を直線走査する。すなわち、ホロ
グラムスキャナ５１は走査装置としての機能と、結像レ
ンズ、言い換えればビーム整形の機能を合わせもつもの
である。
この場合、フォトコンドラム５２上での解像度を高める
ためには、そこで回折光５４の結像ビーム径をできる限
り小さくする必要がある。そのためにはホログラムスキ
ャナ５１上での照射ビーム径ＤＨを大きくするのが望ま
しい。
ためには、そこで回折光５４の結像ビーム径をできる限
り小さくする必要がある。そのためにはホログラムスキ
ャナ５１上での照射ビーム径ＤＨを大きくするのが望ま
しい。
しかし、ビーム径ＤＨを大きくすると非点収差、及びコ
マ収差が発生しフォトコンドラム５２上での結像点が１
点に定まらなくなるという問題を生じてしまい、ビーム
径ＤＨを大きくし前記フォトコンドラム５２上での結像
ビーム径を小さくするという要求と相反するものとな
る。
マ収差が発生しフォトコンドラム５２上での結像点が１
点に定まらなくなるという問題を生じてしまい、ビーム
径ＤＨを大きくし前記フォトコンドラム５２上での結像
ビーム径を小さくするという要求と相反するものとな
る。
一方、前記問題とは別に、ビーム光源としての半導体レ
ーザは、小型，軽量，直接変調可能かつ安価なためホロ
グラムスキャナに用いることが重要となってきている。
この場合、半導体レーザの縦モードは単一でないと走査
ビームが一点とならないので、シングルモードレーザが
必要である。そのためには現在出回っている屈折率導波
型半導体レーザが条件を満たす。しかし、ＤＣバイアス
時に例えばシングルモードであっても、その発振波長が
周囲温度、伝導電流、及びパルス印加の変化などによっ
て±0.3ｎｍほどずれるモードホッピングと呼ばれる現
象を引き起こす。モードホッピングが起こるとホログラ
ムスキャナ５１で回折した回折光５４は、第５図(a)及
び同図(b)の側面図の破線５５で示すようにずれ、フォ
トコンドラム５２上での走査結像位置がずてしまい、レ
ーザプリンタなどの高精度直線スキャナなどに用いるた
めには、印字品質の劣化をまねくため大きな問題とな
る。
ーザは、小型，軽量，直接変調可能かつ安価なためホロ
グラムスキャナに用いることが重要となってきている。
この場合、半導体レーザの縦モードは単一でないと走査
ビームが一点とならないので、シングルモードレーザが
必要である。そのためには現在出回っている屈折率導波
型半導体レーザが条件を満たす。しかし、ＤＣバイアス
時に例えばシングルモードであっても、その発振波長が
周囲温度、伝導電流、及びパルス印加の変化などによっ
て±0.3ｎｍほどずれるモードホッピングと呼ばれる現
象を引き起こす。モードホッピングが起こるとホログラ
ムスキャナ５１で回折した回折光５４は、第５図(a)及
び同図(b)の側面図の破線５５で示すようにずれ、フォ
トコンドラム５２上での走査結像位置がずてしまい、レ
ーザプリンタなどの高精度直線スキャナなどに用いるた
めには、印字品質の劣化をまねくため大きな問題とな
る。
上記走査ビームの収差の問題と、モードホッピングによ
る問題とを同時に解決するために、本出願人らは特願昭
60-168830の既出願により、収差補正用ホログラムレン
ズと走査用ホログラムレンズ（ホログラムスキャナ）を
用いた光ビーム走査装置を提案した。第６図にその概観
を示す。半導体レーザ６３から出射した発散球面波６５
は収差補正用のホログラムレンズ６１に入射し、ここで
走査用ホログラムレンズであるホログラムディスク６２
上のホログラム６２１によって発生する走査光の走査面
上での非点、及びコマ収差を打ち消す収差を有する波面
に変換される。次に、このように変換された収差補正用
のホログラムレンズ６１からの回折波６６はモータ６２
２により回転するホログラムディスク６２上のホログラ
ム６２１に入射し、そこからの回折波６７は収束球面波
として被走査面であるフォトコンドラム６４上に走査結
像する。この時、ホログラム６２１で発生する非点、及
びコマ収差は前記の収差波６６により補正され、被走査
面上における非点及び、コマ収差は減少する。また、収
差補正用のホログラムレンズ６１での回折角θｄを、ホ
ログラムディスク６２からの回折波６７によるフォトコ
ンドラム６４上での走査点の変化が半導体レーザ６３に
おける縦モードのホッピングに対して減少する角度に設
定することにより、走査光のジッタは減少させることが
できる。
る問題とを同時に解決するために、本出願人らは特願昭
60-168830の既出願により、収差補正用ホログラムレン
ズと走査用ホログラムレンズ（ホログラムスキャナ）を
用いた光ビーム走査装置を提案した。第６図にその概観
を示す。半導体レーザ６３から出射した発散球面波６５
は収差補正用のホログラムレンズ６１に入射し、ここで
走査用ホログラムレンズであるホログラムディスク６２
上のホログラム６２１によって発生する走査光の走査面
上での非点、及びコマ収差を打ち消す収差を有する波面
に変換される。次に、このように変換された収差補正用
のホログラムレンズ６１からの回折波６６はモータ６２
２により回転するホログラムディスク６２上のホログラ
ム６２１に入射し、そこからの回折波６７は収束球面波
として被走査面であるフォトコンドラム６４上に走査結
像する。この時、ホログラム６２１で発生する非点、及
びコマ収差は前記の収差波６６により補正され、被走査
面上における非点及び、コマ収差は減少する。また、収
差補正用のホログラムレンズ６１での回折角θｄを、ホ
ログラムディスク６２からの回折波６７によるフォトコ
ンドラム６４上での走査点の変化が半導体レーザ６３に
おける縦モードのホッピングに対して減少する角度に設
定することにより、走査光のジッタは減少させることが
できる。
上記光ビーム走査装置により、走査ビームの収差の問題
と、モードホッピングによる問題とを同時に解決するこ
とが可能になったが、前記の出願においては半導体レー
ザ６３の発振波長のロット毎のバラツキにより、設計波
長、例えば787ｎｍから±10ｎｍずれているとき、走査
ビーム径が劣化するという問題点があった。
と、モードホッピングによる問題とを同時に解決するこ
とが可能になったが、前記の出願においては半導体レー
ザ６３の発振波長のロット毎のバラツキにより、設計波
長、例えば787ｎｍから±10ｎｍずれているとき、走査
ビーム径が劣化するという問題点があった。
この問題点を解決するために、ホログラムを、各波長に
応じて設計，作製することが考えらるが、実際的でな
い。特に、半導体レーザ６３の発振波長のロット毎のバ
ラツキは、設計ホログラムを変えることなく吸収できる
ことが望ましく、特に、この調整は簡便なものが望まし
い。
応じて設計，作製することが考えらるが、実際的でな
い。特に、半導体レーザ６３の発振波長のロット毎のバ
ラツキは、設計ホログラムを変えることなく吸収できる
ことが望ましく、特に、この調整は簡便なものが望まし
い。
本発明は上記問題点を除くために、走査用ホログラムレ
ンズと収差補正用ホログラムレンズの設定を適切にさせ
ることをホログラム設計時に行いさらに必要に応じて半
導体レーザと収差補正用ホログラムレンズの間隔も適正
化することより、走査ビーム径の劣化を防ぐことのでき
る光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
ンズと収差補正用ホログラムレンズの設定を適切にさせ
ることをホログラム設計時に行いさらに必要に応じて半
導体レーザと収差補正用ホログラムレンズの間隔も適正
化することより、走査ビーム径の劣化を防ぐことのでき
る光ビーム走査装置を提供することを目的とする。
本発明は上記問題点を除くために、位置的に空間周波数
の分布が異なり半導体レーザ１３から出射した再生波１
８を回折させ該回折波１９を被走査面１５上で走査させ
る走査用ホログラムレンズ１２と、前記半導体レーザ１
３と前記走査用ホログラムレンズ１２の間の前記再生波
１８の光路上に前記走査用ホログラムレンズ１２の基板
に対して傾斜して配置され前記再生波１８の波面を前記
回折波１９の収差が前記被走査面１５上で減少するよう
な波面に変換する収差補正用ホログラムレンズ１１又は
２１を有し、前記半導体レーザ１３の発振波長のホログ
ラム設計値からのずれに対して、前記走査用ホログラム
レンズ１２に入射する前記再生波１８の光軸の入射点が
設計時の入射点より所定の許容値以下となるように前記
走査用ホログラムレンズ１２と前記収差補正用ホログラ
ムレンズ１１又は２１の間隔及び前記収差補正用ホログ
ラムレンズ１１又は２１の空間周波数を設計の段階で設
定し、前記半導体レーザ１３の発振波長の設計値からの
ずれΔλに対して、前記収差補正用ホログラムレンズ１
１又は２１と前記半導体レーザ１３の間隔を、走査ビー
ム径の劣化を吸収するように定めることを特徴とする。
の分布が異なり半導体レーザ１３から出射した再生波１
８を回折させ該回折波１９を被走査面１５上で走査させ
る走査用ホログラムレンズ１２と、前記半導体レーザ１
３と前記走査用ホログラムレンズ１２の間の前記再生波
１８の光路上に前記走査用ホログラムレンズ１２の基板
に対して傾斜して配置され前記再生波１８の波面を前記
回折波１９の収差が前記被走査面１５上で減少するよう
な波面に変換する収差補正用ホログラムレンズ１１又は
２１を有し、前記半導体レーザ１３の発振波長のホログ
ラム設計値からのずれに対して、前記走査用ホログラム
レンズ１２に入射する前記再生波１８の光軸の入射点が
設計時の入射点より所定の許容値以下となるように前記
走査用ホログラムレンズ１２と前記収差補正用ホログラ
ムレンズ１１又は２１の間隔及び前記収差補正用ホログ
ラムレンズ１１又は２１の空間周波数を設計の段階で設
定し、前記半導体レーザ１３の発振波長の設計値からの
ずれΔλに対して、前記収差補正用ホログラムレンズ１
１又は２１と前記半導体レーザ１３の間隔を、走査ビー
ム径の劣化を吸収するように定めることを特徴とする。
上記手段により、走査用ホログラムレンズ（１２）と収
差補正用ホログラムレンズ（１１）の設定を適切にする
ことをホログラム設計時に行い±10ｎｍ程度の波長のバ
ラツキに対しても回折波（１９）の被走査面（１５）上
におけるビーム径の劣化を抑えることができる。
差補正用ホログラムレンズ（１１）の設定を適切にする
ことをホログラム設計時に行い±10ｎｍ程度の波長のバ
ラツキに対しても回折波（１９）の被走査面（１５）上
におけるビーム径の劣化を抑えることができる。
さらに、収差補正用ホログラムレンズ（１１）に半導体
レーザ（１３）からの発散波を直接入射させる場合に
は、半導体レーザ（１３）と収差補正用ホログラムレン
ズ（１１）との間隔も最適に設定することにより、前記
ビーム径の劣化を防ぐことができる。
レーザ（１３）からの発散波を直接入射させる場合に
は、半導体レーザ（１３）と収差補正用ホログラムレン
ズ（１１）との間隔も最適に設定することにより、前記
ビーム径の劣化を防ぐことができる。
以下、本発明の実施例につき詳細に説明を行う。｛本発
明による光ビーム走査装置の第１の実施例の構成（第１
図）｝ 第１図は、本発明による光ビーム走査装置の第１の実施
例の側面図を示す。半導体レーザ１３からの発散球面波
１６は、コリメートレンズ１４により平行波１７と変換
された後、ホログラムレンズ１１に入射する。次に、ホ
ログラムレンズ１１からの回折波１８はホログラムディ
スク１２上に有効半径Ｒで配置された複数枚のホログラ
ム１２１上に再生波として入射し、回折波である収束球
面波１９に変換されてフォトコンドラム１５上の結像点
Ｐに結像する。この構成は、第５図の本出願人らによる
既出願の特願昭60-168830の一実施例と同じである。た
だし、本発明においてはホログラムレンズ１１とホログ
ラムディスク１２との設定に限定条件が付される点で異
なっている。｛第１の実施例の説明（第１図、第２
図）｝ 上記構成において、ホログラムレンズ１１はホログラム
ディスク１２上のホログラム１２１で発生する収束球面
波１９のフォトコンドラム１５上の結像点Ｐでの非点及
びコマ収差を打ち消す収差を有する波面に変換される。
これにより、実際の収束球面波１９の収差が補正され、
フォトコンドラム１５上における非点及びコマ収差は減
少する。
明による光ビーム走査装置の第１の実施例の構成（第１
図）｝ 第１図は、本発明による光ビーム走査装置の第１の実施
例の側面図を示す。半導体レーザ１３からの発散球面波
１６は、コリメートレンズ１４により平行波１７と変換
された後、ホログラムレンズ１１に入射する。次に、ホ
ログラムレンズ１１からの回折波１８はホログラムディ
スク１２上に有効半径Ｒで配置された複数枚のホログラ
ム１２１上に再生波として入射し、回折波である収束球
面波１９に変換されてフォトコンドラム１５上の結像点
Ｐに結像する。この構成は、第５図の本出願人らによる
既出願の特願昭60-168830の一実施例と同じである。た
だし、本発明においてはホログラムレンズ１１とホログ
ラムディスク１２との設定に限定条件が付される点で異
なっている。｛第１の実施例の説明（第１図、第２
図）｝ 上記構成において、ホログラムレンズ１１はホログラム
ディスク１２上のホログラム１２１で発生する収束球面
波１９のフォトコンドラム１５上の結像点Ｐでの非点及
びコマ収差を打ち消す収差を有する波面に変換される。
これにより、実際の収束球面波１９の収差が補正され、
フォトコンドラム１５上における非点及びコマ収差は減
少する。
一方、ホログラムレンズ１１の回折波１８の回折角θｄ
は、フォトコンドラム１５上での結像点Ｐの変化が半導
体レーザ５３における縦モードのホッピングに対して減
少する角度に設定されている。これにより、収束球面波
１９のジッタが減少する。これらの技術については、既
に前記特許出願により開示されている。
は、フォトコンドラム１５上での結像点Ｐの変化が半導
体レーザ５３における縦モードのホッピングに対して減
少する角度に設定されている。これにより、収束球面波
１９のジッタが減少する。これらの技術については、既
に前記特許出願により開示されている。
次に、ホログラム１１の再生中心点とホログラムディス
ク１２間の距離ａには自由度があるが例えばａ＝50mmと
すれば、前記問題点の項で説明したように、半導体レー
ザ１３として設計波長787ｎｍのものから±10ｎｍずれ
たものを用いると、結像点Ｐにおけるビーム径は１〜２
mmにも達し、ビームが絞れなくなる。ところが、ａの値
を20mm程度に近接させることにより、半導体レーザ１３
の発振波長が±10ｎｍ程度ずれても結像点Ｐにおけるビ
ーム径はあまり変化しないことが光線追跡によりわかっ
た。これは、設計波長787ｎｍのものから、±10ｎｍず
れた半導体レーザを用いると、走査用ホログラムレンズ
１２１への光軸入射点が設計光軸入射点Ｒからずれるた
めで、ａ＝50mmのとき、この入射点Ｒからのずれは±2m
m，又、ａ＝20mmのときは、ずれは±１mm程度である。
ク１２間の距離ａには自由度があるが例えばａ＝50mmと
すれば、前記問題点の項で説明したように、半導体レー
ザ１３として設計波長787ｎｍのものから±10ｎｍずれ
たものを用いると、結像点Ｐにおけるビーム径は１〜２
mmにも達し、ビームが絞れなくなる。ところが、ａの値
を20mm程度に近接させることにより、半導体レーザ１３
の発振波長が±10ｎｍ程度ずれても結像点Ｐにおけるビ
ーム径はあまり変化しないことが光線追跡によりわかっ
た。これは、設計波長787ｎｍのものから、±10ｎｍず
れた半導体レーザを用いると、走査用ホログラムレンズ
１２１への光軸入射点が設計光軸入射点Ｒからずれるた
めで、ａ＝50mmのとき、この入射点Ｒからのずれは±2m
m，又、ａ＝20mmのときは、ずれは±１mm程度である。
この設計入射点Ｒから、大きくずれると、ビーム径が大
きくなることが原因であるため、このずれ量ΔＲは小さ
い方が望ましい。実用上は、通常、ずれ量ΔＲは１mm以
内であれば良い。そこで、このずれ量以下となるように
走査用ホログラムレンズ１２と収差補正用ホログラムレ
ンズ１１を設計時に設定すれば良い。なお、この設定の
仕方は既出願の特願昭60-168830に基づけば良い。一例
として、ずれ量ΔＲが、±600μｍとなる本方式スキャ
ナを設計した。このときのビーム径を第２図に示す。
(a)が設計波長で再生したときであり、(b),(c)はそれぞ
れ−10ｎｍ，10ｎｍずれているときのビーム径を示して
いる。ここでは、回折像で150μｍ程度のビームが得ら
れるような、ビーム径を走査用ホログラムレンズ１２に
入射している。これより、走査用ホログラムレンズ１
２，収差補正用ホログラムレンズ１１の設定を変えるこ
となく良好にビーム径の劣化を防止していることがわか
る。
きくなることが原因であるため、このずれ量ΔＲは小さ
い方が望ましい。実用上は、通常、ずれ量ΔＲは１mm以
内であれば良い。そこで、このずれ量以下となるように
走査用ホログラムレンズ１２と収差補正用ホログラムレ
ンズ１１を設計時に設定すれば良い。なお、この設定の
仕方は既出願の特願昭60-168830に基づけば良い。一例
として、ずれ量ΔＲが、±600μｍとなる本方式スキャ
ナを設計した。このときのビーム径を第２図に示す。
(a)が設計波長で再生したときであり、(b),(c)はそれぞ
れ−10ｎｍ，10ｎｍずれているときのビーム径を示して
いる。ここでは、回折像で150μｍ程度のビームが得ら
れるような、ビーム径を走査用ホログラムレンズ１２に
入射している。これより、走査用ホログラムレンズ１
２，収差補正用ホログラムレンズ１１の設定を変えるこ
となく良好にビーム径の劣化を防止していることがわか
る。
なお、ずれ量ΔＲを少なくとも±１mm以内におさえるた
めには、走査用ホログラムレンズ１２と収差補正用ホロ
グラムレンズ１１の間隔だけでなく、収差補正用ホログ
ラムレンズの空間周波数もパラメータとなる。
めには、走査用ホログラムレンズ１２と収差補正用ホロ
グラムレンズ１１の間隔だけでなく、収差補正用ホログ
ラムレンズの空間周波数もパラメータとなる。
｛本発明による光ビーム走査装置の第２の実施例の構成
と説明（第３図）｝ 次に、第３図に第２の実施例の構成を示す。第１図の第
１の実施例と異なる点は、ホログラムレンズ２１に半導
体レーザ１３からの発散球面波１６を直接入射させ、ホ
ログラムレンズ２１にレンズ作用（平行波への変換作
用）も持たせた点である。
と説明（第３図）｝ 次に、第３図に第２の実施例の構成を示す。第１図の第
１の実施例と異なる点は、ホログラムレンズ２１に半導
体レーザ１３からの発散球面波１６を直接入射させ、ホ
ログラムレンズ２１にレンズ作用（平行波への変換作
用）も持たせた点である。
上記実施例の場合には、上記設定を行うと共に、半導体
レーザ１３とホログラムレンズ２１の再生中心点の距離
ｆｌ（発散球面波１６の焦点距離）を、半導体レーザ１
３の発振波長に応じて最適化すれば、フォトコンドラム
１５上での結像点Ｐにおけるビーム径の劣化を抑えるこ
とができる。上記第１の実施例と異なってホログラムレ
ンズ２１では、半導体レーザの発散波を、仮想的な平行
波に変換し、この仮想的な平行波を走査用ホログラムレ
ンズへの収差補正波である回折波１８に変換する。しか
し、半導体レーザの発振波長が設計値よりΔλずれたと
きは、半導体レーザの発波を仮想的な平行波にする機能
が弱まり、従って走査ビーム径が劣化することがわかっ
た。そこで、半導体レーザの発振波長のずれΔλに応じ
て、前記ｆｌを最適化して、仮想的な平行波にすること
を考える。これは、該半導体レーザの発散波を仮想的な
平行波にするためには、この波面収差を0.07λ RMSに
しなければならないが、各Δλ毎に、この条件を達成す
るｆｌを計算したのが第４図である。この設計例では、
既出願の特願昭60-168830による設計例を用いている。
こうして、半導体レーザの発振波長の、ホログラム設計
値からのずれΔλに対して、第４図のｆｌを設定すれ
ば、半導体レーザの発散波は、波面収差0.07λ RMS以
内のほぼ完全な平行波に仮想的に変換され、この平行波
は、さらに第１の実施例に基づき、走査用ホログラムレ
ンズへの収差補正波１８となり、走査ビーム径の劣化は
防止できるのである。
レーザ１３とホログラムレンズ２１の再生中心点の距離
ｆｌ（発散球面波１６の焦点距離）を、半導体レーザ１
３の発振波長に応じて最適化すれば、フォトコンドラム
１５上での結像点Ｐにおけるビーム径の劣化を抑えるこ
とができる。上記第１の実施例と異なってホログラムレ
ンズ２１では、半導体レーザの発散波を、仮想的な平行
波に変換し、この仮想的な平行波を走査用ホログラムレ
ンズへの収差補正波である回折波１８に変換する。しか
し、半導体レーザの発振波長が設計値よりΔλずれたと
きは、半導体レーザの発波を仮想的な平行波にする機能
が弱まり、従って走査ビーム径が劣化することがわかっ
た。そこで、半導体レーザの発振波長のずれΔλに応じ
て、前記ｆｌを最適化して、仮想的な平行波にすること
を考える。これは、該半導体レーザの発散波を仮想的な
平行波にするためには、この波面収差を0.07λ RMSに
しなければならないが、各Δλ毎に、この条件を達成す
るｆｌを計算したのが第４図である。この設計例では、
既出願の特願昭60-168830による設計例を用いている。
こうして、半導体レーザの発振波長の、ホログラム設計
値からのずれΔλに対して、第４図のｆｌを設定すれ
ば、半導体レーザの発散波は、波面収差0.07λ RMS以
内のほぼ完全な平行波に仮想的に変換され、この平行波
は、さらに第１の実施例に基づき、走査用ホログラムレ
ンズへの収差補正波１８となり、走査ビーム径の劣化は
防止できるのである。
本発明によれば、走査用ホログラムレンズと収差補正用
ホログラムレンズの間隔を設定させ、また半導体レーザ
と収差補正用ホログラムレンズの間隔を最適化させるこ
とにより、半導体レーザの発振波長のバラツキに対する
走査ビーム径の劣化を防止することが可能となり、高精
度な光ビーム走査装置を提供することができる。
ホログラムレンズの間隔を設定させ、また半導体レーザ
と収差補正用ホログラムレンズの間隔を最適化させるこ
とにより、半導体レーザの発振波長のバラツキに対する
走査ビーム径の劣化を防止することが可能となり、高精
度な光ビーム走査装置を提供することができる。
第１図は、本発明による光ビーム走査装置の第１の実施
例の構成図、 第２図(a),(b),(c)は、第１の実施例におけるビーム径
のスポットダイアグラム、 第３図は、本発明による光ビーム走査装置の第２の実施
例の構成図、 第４図は、半導体レーザ１３の設計波長からのずれΔλ
と、その時の半導体レーザ１３とホログラムレンズ２１
の再生中心点の距離ｆｌの関係図、 第５図(a),(b)は、従来の光ビーム走査装置の構成図、 第６図は本発明の基本となる光ビーム走査装置の概観図
である。 １１，２１……ホログラムレンズ、 １２……ホログラムディスク、 １３……半導体レーザ、 １５……フォトコンドラム、 １８……回折波、 １９……収束球面波．
例の構成図、 第２図(a),(b),(c)は、第１の実施例におけるビーム径
のスポットダイアグラム、 第３図は、本発明による光ビーム走査装置の第２の実施
例の構成図、 第４図は、半導体レーザ１３の設計波長からのずれΔλ
と、その時の半導体レーザ１３とホログラムレンズ２１
の再生中心点の距離ｆｌの関係図、 第５図(a),(b)は、従来の光ビーム走査装置の構成図、 第６図は本発明の基本となる光ビーム走査装置の概観図
である。 １１，２１……ホログラムレンズ、 １２……ホログラムディスク、 １３……半導体レーザ、 １５……フォトコンドラム、 １８……回折波、 １９……収束球面波．
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 弘之 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 (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59−201017（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−172617（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】位置的に空間周波数の分布が異なり半導体
レーザ（１３）から出射した再生波（１８）を回折させ
該回折波（１９）を被走査面（１５）上で走査させる走
査用ホログラムレンズ（１２）と、前記半導体レーザ
（１３）と前記走査用ホログラムレンズ（１２）の間の
前記再生波（１８）の光路上に前記走査用ホログラムレ
ンズ（１２）の基板に対して傾斜して配置され前記再生
波（１８）の波面を前記回折波（１９）の収差が前記被
走査面（１５）上で減少するような波面に変換する収差
補正用ホログラムレンズ（１１又は２１）を有し、 前記半導体レーザ（１３）の発振波長のホログラム設計
値からのずれに対して、前記走査用ホログラムレンズ
（１２）に入射する前記再生波（１８）の光軸の入射点
が設計時の入射点より所定の許容値以下となるように前
記走査用ホログラムレンズ（１２）と前記収差補正用ホ
ログラムレンズ（１１又は２１）の間隔及び前記収差補
正用ホログラムレンズ（１１又は２１）の空間周波数を
設計の段階で設定し、 前記半導体レーザ（１３）の発振波長の設計値からのず
れ（Δλ）に対して、前記収差補正用ホログラムレンズ
（１１又は２１）と前記半導体レーザ（１３）の間隔
を、走査ビーム径の劣化を吸収するように定めることを
特徴とする光ビーム走査装置。 - 【請求項２】前記収差補正用ホログラムレンズ（１１又
は２１）と前記半導体レーザ（１３）との間に光学レン
ズ（１４）が配設されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光ビーム走査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060833A JPH0617950B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 光ビーム走査装置 |
| CA000515003A CA1320855C (en) | 1985-07-31 | 1986-07-30 | Laser beam scanner and its fabricating method |
| DE86401720T DE3689344T2 (de) | 1985-07-31 | 1986-07-31 | Laserstrahlscanner und Herstellungsverfahren. |
| EP86401720A EP0214018B1 (en) | 1985-07-31 | 1986-07-31 | Laser beam scanner and its fabricating method |
| US07/269,412 US4957336A (en) | 1985-07-31 | 1988-11-10 | Laser beam scanner and its fabricating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060833A JPH0617950B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 光ビーム走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234117A JPS62234117A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0617950B2 true JPH0617950B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13153753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61060833A Expired - Fee Related JPH0617950B2 (ja) | 1985-07-31 | 1986-03-20 | 光ビーム走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617950B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03174103A (ja) * | 1989-09-19 | 1991-07-29 | Fujitsu Ltd | 色消しホログラム光学系 |
| DE69233591T2 (de) * | 1991-03-27 | 2006-06-22 | Fujitsu Ltd., Kawasaki | Lichtabtastvorrichtung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59201017A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-14 | Fujitsu Ltd | 光ビ−ム走査装置 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61060833A patent/JPH0617950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62234117A (ja) | 1987-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |