JPH0625828B2 - 走査光学系 - Google Patents

走査光学系

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JPH0625828B2
JPH0625828B2 JP61079538A JP7953886A JPH0625828B2 JP H0625828 B2 JPH0625828 B2 JP H0625828B2 JP 61079538 A JP61079538 A JP 61079538A JP 7953886 A JP7953886 A JP 7953886A JP H0625828 B2 JPH0625828 B2 JP H0625828B2
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    • G02B27/0031Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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Description

【発明の詳細な説明】 a.技術分野 本発明は、音響光学素子を用いた面倒れ補正機能を有す
る光走査装置において、回転多面鏡(或は振動鏡)の反
射面に入射する光束の入射位置ズレを補正する方式に関
する。
b.従来技術及びその問題点 一般に、回転多面鏡或は振動鏡(以下、回転多面鏡等と
いう。)を有する走査光学系において、回転多面鏡等の
各反射面の倒れに伴い描画画像の副走査方向(走査方向
に対して垂直な方向)への位置ズレが生じるが、これに
対して種々の補正方法(いわゆる面倒れ補正方法)が提
案されている。
音響光学素子を用いた面倒れ補正方法としては、特開昭
50-145007号公報,特開昭57-84440号公報等を挙げるこ
とができる。
この方法は、音響光学素子に入射する光の回折角2θ
が、該音響光学素子に掛けられる超音波の周波数fに比
例する。即ち、 (ここで、λは光の波長、υは変調媒体の音速を意味す
る。) という関係を利用したものであり、回転多面鏡等の前に
音響光学素子を配置し、該音響光学素子を介して、光束
を回転多面鏡等の反射面に入射させるものであり、回転
多面鏡等の面倒れ量を予め測定しておくか、或は、実時
間で走査面上に走査される光を受光素子等で検知するな
どして求め、かかる面倒れ量に比例した周波数を音響光
学素子にかけることにより、回転多面鏡等に入射する光
束の角度を反射面の面倒れ量に応じて制御するものであ
る。
このように、音響光学素子を用いて回転多面鏡等の面倒
れ補正を行う走査光学系の配置としては、通常、第2図
に示されるものと、第3図に示されるものとが考えられ
ている。尚、この第2図及び第3図においては、回転多
面鏡等までの走査光学系を示し、例えば、f・θレンズ
などの集光光学系,走査面等については、その図示を省
略している。
第2図において、1は、光源であり、該光源1から出射
された平行光束2は、まず第1のレンズ系L1によって
集光される。該第1のレンズ系L1の集光位置には、音
響光学変調器3が配置され、該音響光学変調器3に入射
される上記光束2は、音響光学変調器3によって電気的
な画像情報に応じた光変調がなされ(即ち、光のON-OFF
信号として作用する)、そして、この変調された光束
は、第2のレンズ系L2によって再び平行光束となり、
今度は、音響光学偏向器4に入射する。
該音響光学偏向器4によって、かかる平行光束2は、回
転多面鏡等5の面倒れ量に対応する角度だけ偏向する。
該音響光学偏向器4から出射した平行光束は、第3のレ
ンズ系L3,L4によってビーム径が所定のビーム径にな
るように拡大されて回転多面鏡等5の反射面に所定の角
度をもって平行に入射する。
ここで、回転多面鏡等5に入射する光束の位置は、偏向
されない場合と偏向された場合とでは異なり、この偏向
されない場合と偏向された場合の位置ズレ量Sは、以下
の式をもって表わされる。
SMlθ ここで、Mは、レンズ系L3とレンズ系L4によってビー
ムにかけられる倍率である。また、lは、音響光学偏
向器4からレンズ系L3までの距離であり、θDは、音響
光学偏向器4での振れ角で、回転多面鏡等5に入射する
光束の角度θPは、 で表わされる。
第3図に示されるタイプは、1つの音響光学素子に第2
図に示された変調器と偏向器の2つの機能を持たせたも
のであり、第2図と同様に、光源1から出射された平行
光束2は、第1のレンズ系L1によって集光されること
になるが、該第1のレンズ系L1の集光位置から距離l3
手前又は後には変調器と偏向器との兼用した音響光学素
子3が配置されているので、該音響光学素子3を通過し
た光束は、電気的な画像情報に応じた光変調と回転多面
鏡等5の面倒れ量に対応する偏向がなされる。
その後、この光束は、第2のレンズ系L2によって再び
平行光束となり、第3のレンズ系L3,L4によって、そ
のビーム径が拡大され、回転多面鏡等5の反射面に所定
の角度をもって平行に入射する。
しかしながら、このタイプでも、回転多面鏡等5に入射
する光束の位置は、第4図に示す如く偏向された場合と
偏向されない場合とでは異なり、かかる偏向されない場
合と偏向された場合の位置ズレ量Sは、以下の式をもっ
て表わされる。
S(l+f2)×Mθ ここで、f2は、第2レンズ系L2の焦点距離、θMは、
音響光学素子3の振れ角、Mは、第2図の例におけるも
のと同様の意味である。
また、回転多面鏡等5に入射する光束の角度θPは、 で表わされる。尚、lは、第1のレンズ系L1の集光位
置より音響光学素子3が手前にあるときがプラス、後に
あるときがマイナスとする。
このように、従来の音響光学素子を用いた面倒れ補正方
式では、音響光学素子によって回転多面鏡等への光束の
入射角を制御したとき、同時に回転多面鏡等への入射位
置ズレを伴うものであり、かかる入射位置ズレが生じた
場合、以下のような問題が生ずる。
即ち、回転多面鏡をズレ量だけ見込んで大きく作らなけ
ればならず、回転多面鏡の幅が大きくなり、それだけ製
造が困難になると共に、コストが高くなる。
また、位置ズレを起した光束が、回転多面鏡等によって
反射され、f・θレンズなどの集光光学系に入射した場
合、像面彎曲などの収差変化や副走査方向への像点の移
動が生じ、走査面に集光される像性能が劣化するなどの
問題が発生する。
入射位置ズレを小さくするためには、偏向した後の倍率
Mを小さくすればよいが、音響光学素子に入射できる光
束のビーム径の上限は、機械的に限られており、回転多
面鏡等に所定のビーム径の光を入射させるためには、倍
率Mは、必然的に定まってしまう。
回転多面鏡等に入射するビーム径が小さい場合には、倍
率Mを小さくなり入射光の位置ズレも目立たないが、入
射ビーム径を大きくしなければならない場合には、倍率
Mが大きくなり、入射位置ズレが問題になってくる。
また、音響光学素子の振れ角θ(またはθD)に対し
て倍率Mを小さくすると、回転多面鏡等への光束の入射
角θPが大きくなり面倒れ補正のピッチが荒くなってし
まう。
c.目的 本発明は、以上述べた問題点に鑑みてなされたものであ
り、音響光学素子を2個用いることにより、回転多面鏡
等への光束の入射位置ズレ補正と入射角度補正を同時に
行い得る走査光学系を提供せんとするものである。
d.実施例 以下、第1図を参照して本発明の一実施例について詳述
する。
第1図において、1は、光源であり、該光源1から出射
した平行光束2は、まず第1のレンズ系L1によって集
光される。該第1のレンズ系L1の集光位置には、第1
の音響光学素子3が配置され、該音響光学素子3に入射
した光束は、該音響光学素子3によって、電気的な画像
情報に応じた光変調がなされると共に、回転多面鏡等5
の面倒れ量より予測される入射位置ズレ量に応じた角度
θM1偏向する。
そして、第2のレンズ系L2,L3を通って再び集光する
光束は、その集光位置から距離l1だけ離れた位置で、
第2の温厚光学素子4に入射し、回転多面鏡等5の面倒
れ量に応じた角度θM2偏向する。
該第2の音響光学素子4を通過した光束は、レンズ系L
4を通り再び平行光になった後、第3レンズ系L5,L6
で倍率Mがかけられ、所定のビーム径に拡大されて且
つ、所定の角度で回転多面鏡等5に入射する。
上記実施例において、回転多面鏡等5に入射する光束の
入射角度θPは、 で表わされ、入射位置ズレ量Sは、 で表わされる。
尚、ここで、Mは、第3のレンズ系L5,L6によってビ
ーム径にかけられる倍率、l1は、集光位置から第2の
音響光学素子4までの距離であり、集光位置より音響光
学素子が前側にあるときをプラスとし、後方にあるとき
をマイナスとする。
2は、レンズ系L2の焦点距離、f3は、レンズ系L3
焦点距離、f4は、レンズ系L4の焦点距離である。
従って、まず、回転多面鏡等の面倒れ量に応じて第2の
音響光学素子4の偏向角θM2を設定し、次に示す条件を
満たすように各レンズ系の焦点距離等を定めれば、第1
の音響光学素子3の偏向角θM1の値が決まるので、かか
る値を第1の音響光学素子3の偏向角とすれば、回転多
面鏡等の光束に入射位置ズレはほぼゼロになる。
例えば、今、仮りに、 f2=340mm f3=f4=280mm M=15 l1=30mm と設定し、面倒れ量に応じた回転多面鏡等へ入射する光
束の角度θPを10.3″とすると、上記(1)式によって、
第2の音響光学素子4の偏向角θM2は、 θM2=0.40゜ となり、上記(3)式によって、第1の音響光学素子3
の偏向角θM1は、 θM1=0.36゜ となるので、かかる値に第1の音響光学素子3の偏向角
θM1を設定すれば、回転多面鏡等の光束の入射位置ズレ
はほぼゼロとなる。
また、例えば、 f3=f4=280mm f2=310mm l1=30mm M=15 と設定し、面倒れ量に応じた回転多面鏡等へ入射する光
束の角度θPを上記の列と同様に、10.3″とすると、上
記(1),(3)式より、 θM1=θM2=0.4゜ となり、第1の音響光学素子3と第2の音響光学素子と
の偏向角も等しくしながら、入射位置ズレを補正でき
る。
この場合には、第1及び第2の音響光学素子を電気的に
制御するスイープオシレーターが共用でき、電気系の処
理を簡単にすることができる。
尚、上記実施例では、本発明の最も望ましい場合を示し
たが、実際には、第1並びに第2の音響光学素子を通過
した光を平行光とするレンズ系L2,L4は、必ずしも必
要とするものではなく、また、第1の音響光学素子3
も、集光位置から少し離れた位置に配置してもよく、こ
の場合には、第1の音響光学素子3にも面倒れ量に応じ
た補正機能の一部を負担させることができる。
かかる場合、上記(1)〜(3)式の関係は、完全には
成り立たなくなり、若干の補正を必要とするが、要は、
採用する走査光学系の光学特性を踏まえた上、回転多面
鏡等5の面倒れ量及び入射位置ズレ量を見込んで第1及
び第2の音響光学素子の偏向角を定めればよい。
また、上記実施例では、第1の音響光学素子3の光変調
機能を持たせているが、特に、第1の音響光学素子3で
光変調を行う必要はなく、例えばE/O素子によって光変
調を行ってもよい。E/O素子を光変調に用いる場合に
は、第1図において、レンズ系L1の光源1側にE/O素子
を配置すればよい。
e.効果 このように、本発明によれば、回転多面鏡等への光束の
入射角度補正と入射位置ズレ補正とが同時に行い得るの
で、入射位置ズレを起した光束が集光光学系に入射され
ることがなく、走査面に集光される像性能の劣化が生じ
ることがないと共に、偏向した後の倍率をある程度、大
きくとっても入射位置ズレを生じることがなくなり、設
計範囲の許容度が増すなど、その効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す光学系の配置図、 第2図,第3図は、従来例を示す光学系の配置図、 第4図は、第3図において偏向による光束の位置ズレを
拡大して描いた説明図である。 1:光源、2:光束 3,4:音響光学素子、5:回転多面鏡等 L1,L2,L3,L4,L5,L6:レンズ系

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、該光源から出射される光束を集光
    させる第1のレンズ系と、 該第1のレンズ系の集光位置或はその付近に配置される
    第1の音響光学素子と、 該音響光学素子を通過した光束を再度集光される第2の
    レンズ系と、 該第2のレンズ系の集光位置から所定の距離だけ離れた
    位置に配置される第2の音響光学素子と、 該第2の音響光学素子を通過した光束を回転多面鏡等の
    反斜面に入射される第3のレンズ系とを備え、 上記回転多面鏡等の面倒れ量及び入射位置ズレ量を見込
    んで上記第1及び第2の音響光学素子の偏向角を設定す
    ることを特徴とする走査光学系。
  2. 【請求項2】上記第1の音響光学素子の偏向角と上記第
    2の音響光学素子の偏向角とを等しくすることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の走査光学系。
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