JPH0821965A - Variable aperture diaphragm image-formation optical device - Google Patents

Variable aperture diaphragm image-formation optical device

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Publication number
JPH0821965A
JPH0821965A JP6154495A JP15449594A JPH0821965A JP H0821965 A JPH0821965 A JP H0821965A JP 6154495 A JP6154495 A JP 6154495A JP 15449594 A JP15449594 A JP 15449594A JP H0821965 A JPH0821965 A JP H0821965A
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JP
Japan
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aperture
mirror
optical device
variable
imaging optical
Prior art date
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Application number
JP6154495A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Saito
博 齋藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH0821965A publication Critical patent/JPH0821965A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a variable aperture diaphragm image-formation optical device capable of easily setting the converging diameter of a luminous flux to desired shape and size and preventing light quantity from lowering. CONSTITUTION:This device is provided with a deformed mirror type optical modulation element 9 having a reflection flat surface formed out of plural minute mirrors which can be deflected, and deflecting the luminous flux made incident on the reflection flat surface to 1st and 2nd directions for every minute mirror at a specified position, in an image-formation optical system constituted of a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, an aperture diaphragm 3, a cylindrical lens 4, a rotary polygon mirror 5 and a scanning lens system 6, which are successively disposed on an optical path where the luminous flux projected from the laser 1 passes, and, it has a control means adjusting the range of the minute mirror generating effective reflected light in the case of setting reflected light from the minute mirror deflected in the 1st direction as the effective reflective reflected light in the image-formation optical system by controlling the reflection angle of a each minute mirror.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザープリンターや
カメラ等に用いられる結像光学装置に関し、特に、光束
の絞り径を可変することができる開口絞り可変結像光学
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming optical device used in a laser printer, a camera, etc., and more particularly to an aperture stop variable image forming optical device capable of changing the stop diameter of a light beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】光束の絞り径を可変することができる開
口絞り可変手段としては、カメラ等に用いられている羽
根絞りがある。この羽根絞りは、所定形状の複数の羽根
板を機械的に制御することにより光束の絞り径を可変す
るものであって、複数の羽根板によって開口を形成し、
その形成された開口の面積を各羽根板を回転移動させて
調節することによって、光束の絞り径を調節する。
2. Description of the Related Art As an aperture stop variable means capable of changing the stop diameter of a light beam, there is a blade stop used in cameras and the like. This blade diaphragm is for varying the diaphragm diameter of a light beam by mechanically controlling a plurality of blade plates of a predetermined shape, and forming an opening by the plurality of blade plates,
By adjusting the area of the formed opening by rotating and moving each blade, the aperture diameter of the light flux is adjusted.

【0003】このような羽根絞りが用いられた従来の開
口絞り可変結像光学装置では、例えば、レーザープリン
ター等の感光体面上に結像される光束のスポット径が、
羽根絞りによる開口面積の調節によって所定の形状、大
きさの径に調節される。
In a conventional aperture diaphragm variable imaging optical device using such a blade diaphragm, for example, the spot diameter of the light flux imaged on the surface of a photosensitive member such as a laser printer is
By adjusting the opening area with the blade diaphragm, the diameter is adjusted to a predetermined shape and size.

【0004】また、最近では、上述の羽根絞りの代わり
に、光の偏光を利用して光シヤッターの作用を行なわせ
る液晶シヤッターを用いた開口絞り可変結像光学装置が
提案されている。この液晶シヤッターを用いた開口絞り
可変結像光学装置では、液晶シヤッターの光の透過する
部分を電気的に制御することによって、光束の絞り径の
調節が行なわれる。
Further, recently, instead of the above-mentioned blade diaphragm, an aperture diaphragm variable image forming optical device using a liquid crystal shutter that uses the polarization of light to perform the function of an optical shutter has been proposed. In the aperture stop variable imaging optical device using this liquid crystal shutter, the aperture diameter of the light flux is adjusted by electrically controlling the light transmitting portion of the liquid crystal shutter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の開口絞り可変結像光学装置には、それぞれ以下
のような問題点がある。
However, the above-described conventional aperture stop variable imaging optical device has the following problems, respectively.

【0006】羽根絞りが用いられた開口絞り可変結像光
学装置においては、複数の羽根板によって開口が形成さ
れているため、その開口の形状を円形に近いものにしよ
うとすると、羽根板の枚数が増えてしまい、その絞り機
構が複雑になってしまうという問題点がある。
In an aperture diaphragm variable image forming optical device using a blade diaphragm, since a plurality of blade plates form an opening, the number of blade plates is reduced when trying to make the shape of the opening close to a circle. However, there is a problem that the diaphragm mechanism becomes complicated and the diaphragm mechanism becomes complicated.

【0007】さらに、この開口絞り可変結像光学装置に
おいては、各羽根板が機械的に回転移動する際に各羽根
板が擦れるため耐久性に欠けるという問題点もある。
Further, this aperture diaphragm variable image forming optical device has a problem that durability is lacking because each blade plate rubs when the blade plate mechanically rotationally moves.

【0008】液晶シヤッターが用いられた開口絞り可変
結像光学装置においては、液晶シヤッターに入射した光
は必ず1対の偏光板を通過するため、その液晶シヤッタ
ーを通過した光は偏光されて光量が低下してしまい、装
置の絶対光量が低下するという問題点がある。また、液
晶シヤッターは、偏光板による光量の低下の他に、基板
材(ガラス等)による透過率の低下による光量の低下が
伴うため、液晶シヤッターを用いた開口絞り可変結像光
学装置には光量的なロスが大きいという問題点がある。
In an aperture stop variable imaging optical device using a liquid crystal shutter, the light incident on the liquid crystal shutter always passes through a pair of polarizing plates, so that the light passing through the liquid crystal shutter is polarized and the amount of light is reduced. However, there is a problem that the absolute light amount of the device is reduced. In addition to the decrease in light quantity due to the polarizing plate, the liquid crystal shutter is accompanied by the decrease in light quantity due to the decrease in the transmittance due to the substrate material (glass etc.). There is a problem that there is a large loss.

【0009】本発明の目的は、絞り機構を複雑にするこ
となく簡単に光束の絞り径を所望する形状、大きさとす
ることができ、かつ光量が低下することのない開口絞り
可変結像光学装置を提供することにある。
An object of the present invention is to make it possible to easily make the aperture diameter of a light beam into a desired shape and size without complicating the aperture mechanism, and to control the aperture diaphragm variable imaging optical device without reducing the light quantity. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の開口絞り可変結
像光学装置は、複数の偏向可能な微小ミラーで形成され
た反射平面を有し、該反射平面に入射する光束を上記各
微小ミラー毎に第1および第2の方向に偏向する変形ミ
ラー型空間変調素子を、結像光学系中に具備した開口絞
り可変結像光学装置であって、上記第1の方向に偏向す
る微小ミラーの反射光を上記結像光学系における有効反
射光とし、該有効反射光を生成する微小ミラーの範囲を
上記各微小ミラーの反射角度を制御することによって調
節する制御手段を有することを特徴とする。
An aperture stop variable imaging optical apparatus according to the present invention has a reflecting plane formed by a plurality of deflectable micromirrors, and a light beam incident on the reflecting plane is reflected by each of the micromirrors. A variable aperture type spatial light modulator for deflecting in the first and second directions for each of them is provided in an image-forming optical system, and the variable aperture-type variable focus optical device comprises a micromirror for deflecting in the first direction. It is characterized in that there is provided control means for adjusting the reflected light as the effective reflected light in the image forming optical system, and adjusting the range of the minute mirrors that generate the effective reflected light by controlling the reflection angle of each of the minute mirrors.

【0011】この場合、第2の方向に偏向する微小ミラ
ーの反射光を結像光学系から除去する除去手段を有して
いてもよい。
In this case, there may be provided a removing means for removing the reflected light of the minute mirror which is deflected in the second direction from the imaging optical system.

【0012】また、制御手段は、第1の方向に偏向する
微小ミラーの範囲を円形状に制御するものであってもよ
い。
Further, the control means may control the range of the micromirrors deflected in the first direction into a circular shape.

【0013】さらに、制御手段は、第1の方向に偏向す
る微小ミラーをモザイク状に配列するものであってもよ
い。
Further, the control means may be one in which the micromirrors deflecting in the first direction are arranged in a mosaic pattern.

【0014】[0014]

【作用】上述のように構成される本発明の開口絞り可変
結像光学装置では、光束の絞り径を可変する手段とし
て、複数の偏向可能な微小ミラーで形成された反射平面
を有する変形ミラー型光変調素子が用いられる。すなわ
ち、本発明では、変形ミラー型光変調素子の各微小ミラ
ーの反射角度がそれぞれ単独に制御され、これによって
入射した光束の偏向が微小ミラー単位に制御される。し
たがって、結像光として用いたい光が入射した部分の微
小ミラーをその反射光が第1の方向に偏向されるように
制御し、カットしたい光が入射した部分の微小ミラーを
その反射光が第2の方向に偏向されるように制御するこ
とにより、変形ミラー型光変調素子に入射した光束から
カットしたい光を分離することができ、これにより所定
の形状、大きさの径の光束を形成することが可能とな
る。
In the variable aperture diaphragm image-forming optical apparatus of the present invention constructed as described above, a deforming mirror type having a reflecting plane formed by a plurality of deflectable micromirrors is used as means for varying the aperture diameter of the light beam. A light modulation element is used. That is, according to the present invention, the reflection angles of the respective micro mirrors of the deformable mirror type light modulation element are individually controlled, whereby the deflection of the incident light beam is controlled for each micro mirror. Therefore, the reflected light is controlled so that the reflected light is deflected in the first direction, and the reflected light is reflected in the portion where the light to be cut is incident. By controlling so as to be deflected in the direction of 2, the light to be cut can be separated from the light beam incident on the deforming mirror type light modulation element, and thus a light beam having a predetermined shape and size can be formed. It becomes possible.

【0015】また、本発明では、第1の方向に偏向する
微小ミラーの範囲を制御手段によって自由に調節できる
ので、変形ミラー型光変調素子から反射される光束の径
の形状および大きさを所望するものに調節することがで
きる。
Further, according to the present invention, the range of the minute mirror deflecting in the first direction can be freely adjusted by the control means, so that the shape and size of the diameter of the light beam reflected from the modified mirror type light modulation element is desired. You can adjust to what you want.

【0016】上述の本発明のうち除去手段を有するもの
においては、第2の方向に偏向する微小ミラーの反射光
が除去手段によって結像光学系から除去されるので、結
像光学系に迷光が入射することはない。
In the above-mentioned invention having the removing means, the reflected light of the minute mirror deflecting in the second direction is removed from the imaging optical system by the removing means, so that stray light is generated in the imaging optical system. It does not enter.

【0017】上述の本発明のうち第1の方向に偏向する
微小ミラーの範囲が円形状に制御されるものにおいて
は、制御手段が第1の方向に偏向する微小ミラーの範囲
を円形状に連続的に変化させるので、従来の高速応答性
を有する羽根絞りとほぼ同等の機能を有する開口絞り可
変結像光学装置を実現することが可能となる。
In the present invention described above, in the case where the range of the micromirrors deflecting in the first direction is controlled in a circular shape, the control means makes the range of the micromirrors deflecting in the first direction continuous in a circular shape. It is possible to realize an aperture stop variable imaging optical device having a function almost equivalent to that of a conventional blade stop having high-speed response.

【0018】上述の本発明のうち第1の方向に偏向する
微小ミラーがモザイク状に配列されるものにおいては、
絞り径を変化させることなく絶対光量を制御することが
できるので、結像光学系の焦点深度が変化することなく
絶対光量を制御することができる。
Among the above-mentioned present invention, in the one in which the micromirrors deflecting in the first direction are arranged in a mosaic pattern,
Since the absolute light amount can be controlled without changing the aperture diameter, the absolute light amount can be controlled without changing the depth of focus of the imaging optical system.

【0019】[0019]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明の第1の実施例の開口絞り
可変結像光学装置の概略構成を示す主走査方向に関する
断面図である。図2は、図1に示す開口絞り可変結像光
学装置の副走査方向に関する断面図である。
FIG. 1 is a sectional view in the main scanning direction showing a schematic configuration of an aperture diaphragm variable imaging optical device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of the aperture diaphragm variable imaging optical device shown in FIG.

【0021】本実施例の開口絞り可変結像光学装置は、
光束の絞り径を可変する手段として複数の偏向可能な微
小ミラーで形成された反射平面を有する変形ミラー型光
変調素子が用いられたものである。変形ミラー型光変調
素子に入射した光束のうち各微小ミラーで反射される際
にカットしたい光については、その光が入射した部分の
微小ミラーの反射角度を変えることによって取り除き、
結像される光束の径の大きさ、形状を調節する。
The aperture stop variable imaging optical device of this embodiment is
As a means for changing the aperture diameter of a light beam, a modified mirror type light modulation element having a reflection plane formed by a plurality of deflectable micromirrors is used. Of the light flux incident on the deformable mirror type light modulation element, the light to be cut when reflected by each micro mirror is removed by changing the reflection angle of the micro mirror at the portion where the light is incident,
The size and shape of the diameter of the imaged light beam is adjusted.

【0022】この開口絞り可変結像光学装置は、半導体
レーザー1と、該半導体レーザー1を出射する光束の進
行方向に順次配設されたコリメータレンズ2、開口絞り
3および変形ミラー型光変調素子9と、該変形ミラー型
光変調素子9で反射される光束の進行方向に順次配設さ
れたシリンドリカルレンズ4および回転多面鏡5と、該
回転多面鏡5で反射される光束を感光体ドラム8の面上
に集光する走査レンズ系6とで構成されている。
This aperture stop variable imaging optical device includes a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, an aperture stop 3 and a deformable mirror type light modulator 9 which are sequentially arranged in a traveling direction of a light beam emitted from the semiconductor laser 1. A cylindrical lens 4 and a rotary polygonal mirror 5, which are sequentially arranged in the traveling direction of the light flux reflected by the deforming mirror type light modulation element 9, and the light flux reflected by the rotary polygonal mirror 5 of the photosensitive drum 8. And a scanning lens system 6 for condensing light on the surface.

【0023】上記開口絞り可変結像光学装置において、
コリメータレンズ2は、半導体レーザー1を出射した光
束を略平行光束にするもので、開口絞り3は、そのコリ
メータレンズ2によって略平行光束となった光束の断面
の大きさを所定の大きさに整えるものである。変形ミラ
ー型光変調素子9は、開口絞り3によって所定の大きさ
に整えられた光束をさらに所望する大きさ、形状の径の
光束に調節するものである。
In the above aperture diaphragm variable imaging optical device,
The collimator lens 2 converts the light beam emitted from the semiconductor laser 1 into a substantially parallel light beam, and the aperture stop 3 adjusts the cross-sectional size of the light beam, which is converted into the substantially parallel light beam by the collimator lens 2, to a predetermined size. It is a thing. The deformable mirror type light modulation element 9 is for adjusting the light flux adjusted to a predetermined size by the aperture stop 3 to a light flux having a desired size and shape.

【0024】シリンドリカルレンズ4は、副走査方向に
関する方向に対して正のレンズ作用を持ち、主走査方向
に関する方向に対してはレンズ作用を持たないレンズ
で、そのレンズの焦点位置に回転多面鏡5の反射面がく
るように配置されている。このシリンドリカルレンズ4
では、変形ミラー型光変調素子9を出射した光束が副走
査方向に対してのみ正のレンズ作用を受けて、回転多面
鏡5の反射面上(図1、図2におけるPの位置)に線状
に結像される。
The cylindrical lens 4 is a lens which has a positive lens action in the direction of the sub-scanning direction and has no lens action in the direction of the main scanning direction, and the rotary polygon mirror 5 is located at the focal position of the lens. It is arranged so that the reflective surface of is. This cylindrical lens 4
Then, the light flux emitted from the deformable mirror type light modulation element 9 is subjected to a positive lens action only in the sub-scanning direction, and is reflected on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 (position P in FIGS. 1 and 2). Is imaged in the shape of.

【0025】回転多面鏡5は、主走査方向にビームを走
査するポリゴンミラー等であって、不図示のモータによ
って矢印5bの方向に等速で高速回転している。この回
転多面鏡5によって、光束が主走査方向に偏向走査され
る。
The rotary polygon mirror 5 is a polygon mirror or the like that scans a beam in the main scanning direction, and is rotated at a constant speed in the direction of arrow 5b by a motor (not shown). The rotary polygon mirror 5 deflects and scans the light beam in the main scanning direction.

【0026】走査レンズ系6は、主走査方向と副走査方
向とで屈折力の異なるトーリック面を有する第1のレン
ズ6aと、球面レンズよりなる第2のレンズ6bとで構
成され、これらのレンズの焦点位置に感光体ドラム8が
くるように配置されている。この走査レンズ系6では、
上記回転多面鏡5で偏向走査された光束が感光体ドラム
8上に集光されると共に、走査直線性(fθ特性)の補
正が行なわれる。
The scanning lens system 6 is composed of a first lens 6a having a toric surface having different refractive powers in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and a second lens 6b made of a spherical lens. The photoconductor drum 8 is arranged so as to come to the focal position of. In this scanning lens system 6,
The light beam deflected and scanned by the rotary polygon mirror 5 is condensed on the photosensitive drum 8, and the scanning linearity (fθ characteristic) is corrected.

【0027】上述のように構成される開口絞り可変結像
光学装置では、変形ミラー型光変調素子9に、後述する
特開昭61−129627号公報,特公平3−7862
2号公報,特開昭58−10714号公報等に記載され
ているような変形ミラー型光変調素子が用いられる。以
下、これらの公報に記載されている変形ミラー型光変調
素子について説明する。
In the variable aperture diaphragm image-forming optical device constructed as described above, the deforming mirror type light modulating element 9 is incorporated in the below-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 61-129627 and Japanese Patent Publication No. 3-7862.
A modified mirror type light modulation element as described in JP-A No. 2 and JP-A-58-10714 is used. Hereinafter, the modified mirror type light modulation elements described in these publications will be described.

【0028】図3は、上記各公報に記載されている変形
ミラー型光変調素子の原理を説明するための図で、
(a)は変形ミラー型光変調素子の概略構造を示す断面
図、(b)は(a)に示す変形ミラー型光変調素子の上
面図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the modified mirror type light modulation element described in each of the above publications.
(A) is sectional drawing which shows the schematic structure of a deformation | transformation mirror type | mold light modulation element, (b) is a top view of the deformation | transformation mirror type | mold light modulation element shown to (a).

【0029】上記各公報に記載されている変形ミラー型
光変調素子は、金属の薄膜からなる微小ミラーを電荷の
クーロン力で屈曲させることによって、その微小ミラー
で反射される光を偏向するものである。その構成は、以
下のようなものとなっている。
The deformed mirror type light modulators described in the above publications are for deflecting the light reflected by the micromirrors by bending the micromirrors made of a metal thin film by the Coulomb force of charges. is there. The structure is as follows.

【0030】変形ミラー型光変調素子は、シリコン等の
基板100上に絶縁体101の層を形成し、その絶縁体
101の層上にアドレス電極102、スペーサー103
およびフラップ104からなる屈曲可能な微小ミラーを
形成したものである。
In the modified mirror type light modulation element, a layer of an insulator 101 is formed on a substrate 100 such as silicon, and an address electrode 102 and a spacer 103 are formed on the layer of the insulator 101.
A bendable micromirror including the flap 104 is formed.

【0031】上記微小ミラーにおいて、アドレス電極1
02は、絶縁体101の層上に設けられている。フラッ
プ104は、形状が略四角形でその一端を支点として屈
曲するミラーであって、アドレス電極102に対向して
平行に設けられている。アドレス電極102とフラップ
104との間には絶縁物であるスペーサー103が設け
られ、このスペーサー103が、アドレス電極102に
対してフラップ104を屈曲可能に支持している。な
お、アドレス電極102に対するフラップ104の屈曲
は、アドレス電極102とフラップ104のそれぞれに
相反する電荷を誘起させることによって行なわれる。
In the above minute mirror, the address electrode 1
02 is provided on the layer of the insulator 101. The flap 104 is a mirror having a substantially quadrangular shape and bent at one end thereof as a fulcrum, and is provided in parallel to the address electrode 102. A spacer 103, which is an insulator, is provided between the address electrode 102 and the flap 104, and the spacer 103 supports the address electrode 102 so that the flap 104 is bendable. The bending of the flap 104 with respect to the address electrode 102 is performed by inducing opposite charges in the address electrode 102 and the flap 104.

【0032】次に、上述のように構成された変形ミラー
型光変調素子が本実施例の光学系にどのように用いられ
るかについて説明する。
Next, how the deformable mirror type light modulation element configured as described above is used in the optical system of this embodiment will be described.

【0033】図4は、本実施例に用いられる変形ミラー
型光変調素子9を説明するためのもので、(a)は変形
ミラー型光変調素子9の概略外観を示す図、(b)は変
形ミラー型光変調素子9の微小ミラーにおける偏向を説
明するための図、(c)は(a)に示した変形ミラー型
光変調素子の偏向によって光束の径および形状を変形さ
せた1例である。
FIGS. 4A and 4B are for explaining the modified mirror type light modulation element 9 used in this embodiment. FIG. 4A is a diagram showing a schematic appearance of the modified mirror type light modulation element 9, and FIG. The figure for demonstrating the deflection | deflection in the micromirror of the deformation | transformation mirror type | mold optical modulation element 9, (c) is an example which deform | transformed the diameter and shape of a light beam by the deflection | transformation of the deformation | transformation mirror type | mold optical modulation element shown to (a). is there.

【0034】変形ミラー型光変調素子9は、図4(a)
に示すように、基板上に偏向可能な微小ミラー10が複
数設けられた平面状の反射ミラーであって、その各微小
ミラー10のピッチは25μmとなっている。この微小
ミラーは、反射面にアルミ蒸着が施され、約92%の反
射率を有する。このような変形ミラー型光変調素子9で
は、上述したコリメータレンズ2から出射された光束が
反射されて、上述したシリンドリカルレンズ4へ至る第
1の光路とそのシリンドリカルレンズ4へは至らない第
2の光路とに偏向される。
The modified mirror type light modulation element 9 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the mirror is a planar reflection mirror in which a plurality of deflectable micromirrors 10 are provided, and the pitch of each micromirror 10 is 25 μm. The reflecting surface of this micromirror is aluminum vapor-deposited and has a reflectance of about 92%. In such a modified mirror type light modulation element 9, the light flux emitted from the collimator lens 2 described above is reflected, and the first optical path to the cylindrical lens 4 described above and the second optical path not to the cylindrical lens 4 are reflected. Is deflected to the optical path.

【0035】上記変形ミラー型光変調素子9における偏
向は、変形ミラー型光変調素子9の微小ミラー10のア
ドレス電極に電圧を印加することによってその微小ミラ
ー10の反射面を屈曲させ、その反射される光束の方向
を本来の方向とは異なる方向に変えることによって行な
われる。すなわち、図4(b)に示すように、微小ミラ
ー10のアドレス電極に電圧を印加してその反射面を屈
曲させ、Aの方向から入射してBの方向に反射されてい
た光束をCの方向に反射させることによって行なわれ
る。
The deflection in the modified mirror type light modulation element 9 is reflected by bending the reflecting surface of the minute mirror 10 by applying a voltage to the address electrode of the minute mirror 10 of the modified mirror type light modulation element 9. This is done by changing the direction of the luminous flux to be different from the original direction. That is, as shown in FIG. 4B, a voltage is applied to the address electrode of the micromirror 10 to bend its reflection surface, and a light beam incident from the direction A and reflected in the direction B is reflected by the C beam. This is done by reflecting in the direction.

【0036】本実施例では、上述の変形ミラー型光変調
素子9に入射する光束のうちカットしたい光束を、その
光束が入射する部分に位置する微小ミラーの反射角度を
それぞれ制御することによって第2の光路に向かわさ
せ、これによって、第1の光路に向かう光束の径の形状
および大きさを、例えば図4(c)に示すように円形の
ものから楕円形のものに調節している。
In the present embodiment, the light beam to be cut out of the light beams incident on the above-mentioned modified mirror type light modulation element 9 is controlled by controlling the reflection angles of the minute mirrors located at the portions where the light beams are incident. Of the light flux toward the first optical path, thereby adjusting the shape and size of the diameter of the light flux toward the first optical path from a circular shape to an elliptical shape as shown in FIG. 4 (c), for example.

【0037】なお、本実施例の開口絞り可変結像光学装
置の内壁には、半導体レーザー1から出射される光束の
波長域を吸収する塗料が塗装されており、第2の光路に
偏向された光は感光体ドラム8に至ることなくその塗装
されている塗料に吸収されて除去される(除去手段)。
また、本実施例では、不図示の制御手段よって上述の各
微小ミラーの反射面の屈曲がそれぞれ単独に制御され
て、第1の光路に向かう光束を生成する微小ミラーの範
囲が調節される。
The inner wall of the aperture stop variable imaging optical apparatus of this embodiment is coated with a paint that absorbs the wavelength range of the light beam emitted from the semiconductor laser 1 and is deflected to the second optical path. The light is absorbed and removed by the coating material that has been applied without reaching the photosensitive drum 8 (removing means).
Further, in the present embodiment, the bending of the reflecting surface of each of the above-mentioned micro mirrors is independently controlled by the control means (not shown), and the range of the micro mirrors that generate the light flux toward the first optical path is adjusted.

【0038】次に、上述の開口絞り可変結像光学装置の
光学的な動作について説明する。
Next, the optical operation of the above-mentioned variable aperture stop imaging optical device will be described.

【0039】半導体レーザー1から出射した光束は、コ
リメータレンズ2を通過して平行光束となる。この平行
光束となった光束は、開口絞り3を通過してその開口の
形状、大きさの径の光束となった後、変形ミラー型光変
調素子9に入射する。このとき、変形ミラー型光変調素
子9は、各微小ミラー10がそれぞれ電圧制御されて、
第1の光路に反射される光束の径が所定の形状、大きさ
となるように設定されている。
The light beam emitted from the semiconductor laser 1 passes through the collimator lens 2 and becomes a parallel light beam. The collimated light flux passes through the aperture stop 3 to become a light flux having a diameter of the shape and size of the aperture, and then enters the deforming mirror type light modulation element 9. At this time, in the modified mirror type light modulation element 9, each micro mirror 10 is voltage-controlled,
The diameter of the light flux reflected on the first optical path is set to have a predetermined shape and size.

【0040】変形ミラー型光変調素子9に入射した光束
は、変形ミラー型光変調素子9によって入射した光束の
うち所定の形状、大きさの径の光束の部分が第1の光路
へ反射され、それ以外の部分の光束が第2の光路に反射
される。
In the light beam incident on the deformable mirror type light modulation element 9, a part of the light beam incident on the deformable mirror type light modulation element 9 having a predetermined shape and size is reflected to the first optical path, The light flux of the other part is reflected to the second optical path.

【0041】第1の光路に反射された光束はシリンドリ
カルレンズ4に入射し、このシリンドリカルレンズ4に
よって回転多面鏡5の反射面上に線状に結像される。他
方、第2の光路に反射された光束は、当該結像光学系装
置の内壁に塗装された塗料によって吸収され、感光体ド
ラム8に至ることなく除去される。
The light beam reflected on the first optical path enters the cylindrical lens 4 and is linearly imaged on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 by the cylindrical lens 4. On the other hand, the light flux reflected on the second optical path is absorbed by the paint applied to the inner wall of the imaging optical system device, and is removed without reaching the photoconductor drum 8.

【0042】回転多面鏡5の反射面上に線状に結像され
た光束は、その回転多面鏡5の反射面で反射され、走査
レンズ系6の第1のレンズ6aおよび第2のレンズ6b
を順次通過して感光体ドラム8の面上に結像される。こ
の結像されたスポットは、回転多面鏡5に入射した光束
がその回転多面鏡5の回転に応じて偏向反射されること
によって、感光体ドラム8の面上を主走査方向(ドラム
の長手方向)に移動する。
The light beam linearly imaged on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 5 is reflected by the reflecting surface of the rotary polygon mirror 5, and the first lens 6a and the second lens 6b of the scanning lens system 6 are reflected.
To be imaged on the surface of the photosensitive drum 8. The imaged spot is reflected on the surface of the photosensitive drum 8 in the main scanning direction (longitudinal direction of the drum) by deflecting and reflecting the light beam incident on the rotary polygon mirror 5 in accordance with the rotation of the rotary polygon mirror 5. ) Move to.

【0043】以上のように、本実施例の開口絞り可変結
像光学装置では、変形ミラー型光変調素子9の各微小ミ
ラーの反射角度がそれぞれ単独に制御されることによっ
て、シリンドリカルレンズ4へ向かう光束の径が所定の
形状、大きさに調節され、結果的に感光体ドラム8の面
上に結像されるスポットが所定の形状、大きさに調節さ
れる。
As described above, in the variable aperture diaphragm imaging optical device of the present embodiment, the reflection angles of the respective micro mirrors of the deformable mirror type light modulation element 9 are individually controlled to move toward the cylindrical lens 4. The diameter of the light flux is adjusted to a predetermined shape and size, and as a result, the spot imaged on the surface of the photosensitive drum 8 is adjusted to a predetermined shape and size.

【0044】なお、上述した開口絞り可変結像光学装置
では、変形ミラー型光変調素子9の有効反射部の面積が
小さくなると、感光体ドラム8の面上に結像されるスポ
ットの光量が減少してしまうといった不都合が生じる。
このような場合には、半導体レーザー1の出力を変形ミ
ラー型光変調素子9の有効反射部の面積の変化に同期さ
せて制御し、感光体ドラム8の面上に結像されるスポッ
トの光量を一定にする処理が行なわれる。
In the above-mentioned aperture stop variable imaging optical device, when the area of the effective reflection portion of the deformable mirror type light modulation element 9 becomes small, the light quantity of the spot imaged on the surface of the photosensitive drum 8 decreases. There is an inconvenience of doing so.
In such a case, the output of the semiconductor laser 1 is controlled in synchronization with the change in the area of the effective reflection portion of the deformable mirror type light modulation element 9, and the light amount of the spot imaged on the surface of the photosensitive drum 8 is controlled. Is made constant.

【0045】次に、本発明の開口絞り可変結像光学装置
の他の実施形態について説明する。
Next, another embodiment of the variable aperture stop image-forming optical apparatus of the present invention will be described.

【0046】図5は、本発明の第2の実施例の開口絞り
可変結像光学装置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an aperture diaphragm variable imaging optical device according to a second embodiment of the present invention.

【0047】本実施例の開口絞り可変結像光学装置は、
カメラやビデオ等に用いられている結像光学系であっ
て、光束の絞り径を可変する手段として第1の実施例の
場合と同様に変形ミラー型光変調素子202が用いられ
たものである。この開口絞り可変結像光学装置は、対物
レンズ等が含まれる第1のレンズ群201と、該第1の
レンズ群201から出射される光束の進行方向に配設さ
れた変形ミラー型光変調素子202と、該変形ミラー型
光変調素子202で反射された光束の進行方向に設けら
れたミラー203および該ミラー203を介して設けら
れた結像レンズである第2のレンズ群204とで構成さ
れている。
The aperture stop variable imaging optical device of this embodiment is
An image forming optical system used in a camera, a video, or the like, in which a deformable mirror type light modulation element 202 is used as a means for varying the aperture diameter of a light beam, as in the case of the first embodiment. . This aperture stop variable imaging optical device includes a first lens group 201 including an objective lens and the like, and a deforming mirror type light modulation element arranged in a traveling direction of a light beam emitted from the first lens group 201. 202, a mirror 203 provided in the traveling direction of the light flux reflected by the modified mirror type light modulation element 202, and a second lens group 204 which is an imaging lens provided via the mirror 203. ing.

【0048】上記開口絞り可変結像光学装置において、
変形ミラー型光変調素子202は前述した第1の実施例
の開口絞り可変結像光学装置の変形ミラー型光変調素子
9と同様のものであって、入射する光束をミラー203
に至る第1の光路とミラー203に至ることのない第2
の光路とに偏向する。
In the aperture stop variable imaging optical device,
The modified mirror type light modulation element 202 is the same as the modified mirror type light modulation element 9 of the aperture diaphragm variable imaging optical device of the first embodiment described above, and the incident light flux is reflected by the mirror 203.
To the first optical path to the mirror 203 and the second to the mirror 203
And the optical path of.

【0049】すなわち、本実施例では、第1のレンズ群
201と第2のレンズ群204との間に設けられた変形
ミラー型光変調素子202によって、第1のレンズ群2
01から出射した光束のうちカットしたい光が第2の光
路に偏向されて除去され、第2のレンズによって結像さ
れる光束の径が所定の形状、大きさに調節される。
That is, in the present embodiment, the first lens group 2 is formed by the deformable mirror type light modulation element 202 provided between the first lens group 201 and the second lens group 204.
Of the light flux emitted from 01, the light to be cut is deflected to the second optical path and removed, and the diameter of the light flux imaged by the second lens is adjusted to a predetermined shape and size.

【0050】また、本実施例の開口絞り可変結像光学装
置に置いては、上述のようにして第2のレンズによって
結像される光束の径を調節する場合、変形ミラー型光変
調素子202における微小ミラーの有効反射部分を円形
状に変化させるようにすれば、高速応答性を有する羽根
絞りとほぼ同等の機能を有する開口絞り可変結像光学装
置を実現することができる。
In the variable aperture optical imaging apparatus of this embodiment, when the diameter of the light flux imaged by the second lens is adjusted as described above, the modified mirror type light modulation element 202 is used. By changing the effective reflection portion of the micro mirror in (3) to a circular shape, it is possible to realize a variable aperture diaphragm imaging optical device having a function substantially equivalent to that of a blade diaphragm having high-speed response.

【0051】なお、上述の変絞り結像光学装置では、変
形ミラー型光変調素子202は可変絞り手段として用い
られているが、変形ミラー型光変調素子202の有効反
射部分を円形状に変化させる代わりにモザイク状に変化
させれば、絞り径を変化させることなく絶対光量を制御
することができる。
In the variable aperture imaging optical device described above, the deformable mirror type light modulation element 202 is used as a variable aperture means, but the effective reflection portion of the deformed mirror type light modulation element 202 is changed into a circular shape. If it is changed to a mosaic shape instead, the absolute light amount can be controlled without changing the aperture diameter.

【0052】図6は、この変形ミラー型光変調素子20
2の有効反射部分をモザイク状に変化させた例を示す図
で、(a)は1つの微小ミラー毎に有効反射部分をモザ
イク状に変化させたもの、(b)は隣接する2つの微小
ミラー毎に有効反射部分をモザイク状に変化させたもの
である。
FIG. 6 shows the modified mirror type optical modulator 20.
2A and 2B are diagrams showing an example in which the effective reflection portions of No. 2 are changed into a mosaic shape, (a) shows the effective reflection portions changed into a mosaic shape for each one micromirror, and (b) shows two adjacent micromirrors. The effective reflection portion is changed into a mosaic shape for each.

【0053】上述の変絞り結像光学装置の変形ミラー型
光変調素子202では、微小ミラーをそれぞれ単独にそ
の反射角度を制御できるので、変形ミラー型光変調素子
202の有効反射部分を図6(a)あるいは図6(b)
に示すようなモザイク状に変化させて絶対光量を制御す
ることができる。
In the modified mirror type light modulation element 202 of the variable aperture imaging optical device described above, the reflection angle can be controlled independently for each of the micromirrors, and therefore the effective reflection portion of the modified mirror type light modulation element 202 is shown in FIG. a) or FIG. 6 (b)
The absolute light amount can be controlled by changing it into a mosaic shape as shown in FIG.

【0054】しかも、上記の場合、絞り径を変化させる
ことなく絶対光量を制御することができるので、結像光
学系の焦点深度が変化することはない。また、各微小ミ
ラーの形状および大きさを一定のものとならないように
設定すれば、光の回折によって発生するモワレ縞を防止
することもできる。このように、変形ミラー型光変調素
子202に光学的フィルタリングの機能を持たせること
もできる。
Moreover, in the above case, since the absolute light quantity can be controlled without changing the aperture diameter, the depth of focus of the imaging optical system does not change. Further, by setting the shape and size of each micro mirror so as not to be constant, it is possible to prevent moire fringes caused by diffraction of light. In this way, the modified mirror type light modulation element 202 can be provided with the function of optical filtering.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0056】請求項1に記載のものにおいては、光束の
絞り径を可変する手段として、複数の偏向可能な微小ミ
ラーで形成された反射平面を有する変形ミラー型光変調
素子が用いられ、各微小ミラーの反射角度を制御するこ
とによって光束の絞り径を調節することができるので、
絞り機構を複雑にすることなく簡単に光束の絞り径を所
望する形状にすることができという効果がある。
According to the first aspect of the present invention, as the means for varying the aperture diameter of the light flux, a deforming mirror type light modulation element having a reflecting plane formed by a plurality of deflectable micro mirrors is used, and each micro mirror is used. By controlling the reflection angle of the mirror, you can adjust the aperture diameter of the light flux,
There is an effect that the aperture diameter of the light flux can be easily made into a desired shape without complicating the aperture mechanism.

【0057】さらに、上記光束の絞り径の調節は、各微
小ミラーによる反射によって行なわれるので、絶対光量
の損失を少なくできるという効果がある。
Furthermore, the adjustment of the diaphragm diameter of the light flux is performed by reflection by each micro mirror, so that there is an effect that the loss of the absolute light amount can be reduced.

【0058】請求項2に記載のものにおいては、除去手
段によって迷光が除去されるので、鮮明な像を結像でき
るという効果がある。
According to the second aspect of the invention, the stray light is removed by the removing means, so that a clear image can be formed.

【0059】請求項3に記載のものにおいては、制御手
段が第1の方向に偏向する微小ミラーの範囲を円形状に
連続的に変化させるので、高速応答性を有する開口絞り
可変結像光学装置を提供できるという効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the control means continuously changes the range of the micromirrors deflecting in the first direction into a circular shape, so that the variable aperture diaphragm image forming optical device having a high-speed response. Is effective.

【0060】請求項4に記載のものにおいては、絞り径
を変化させることなく絶対光量を制御することができる
ので、結像光学系の焦点深度が変化することなく絶対光
量を制御することができ、光学的フィルタリング作用を
有する高機能な開口絞り可変結像光学装置を提供できる
という効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the absolute light quantity can be controlled without changing the aperture diameter, so that the absolute light quantity can be controlled without changing the depth of focus of the imaging optical system. There is an effect that it is possible to provide a highly functional aperture stop variable imaging optical device having an optical filtering action.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の開口絞り可変結像光学
装置の概略構成を示す主走査方向に関する断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view in a main scanning direction showing a schematic configuration of an aperture diaphragm variable imaging optical device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す開口絞り可変結像光学装置の副走査
方向に関する断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of the aperture diaphragm variable imaging optical device shown in FIG.

【図3】各公報に記載されている変形ミラー型光変調素
子の原理を説明するための図で、(a)は変形ミラー型
光変調素子の概略構造を示す断面図、(b)は(a)に
示す変形ミラー型光変調素子の上面図である。
3A and 3B are diagrams for explaining the principle of the modified mirror type light modulation element described in each publication, FIG. 3A is a sectional view showing a schematic structure of the modified mirror type light modulation element, and FIG. It is a top view of the modification mirror type optical modulation element shown in a).

【図4】本実施例に用いられる変形ミラー型光変調素子
9を説明するためのもので、(a)は変形ミラー型光変
調素子9の概略外観を示す図、(b)は変形ミラー型光
変調素子9の微小ミラーにおける偏向を説明するための
図、(c)は(a)に示した変形ミラー型光変調素子の
偏向によって光束の径および形状を変形させた1例であ
る。
4A and 4B are diagrams for explaining a modified mirror type light modulation element 9 used in the present embodiment. FIG. 4A is a diagram showing a schematic appearance of the modified mirror type light modulation element 9, and FIG. 4B is a modified mirror type. The figure for demonstrating the deflection | deflection in the micromirror of the light modulation element 9, (c) is an example which deform | transformed the diameter and shape of a light beam by the deflection | transformation of the deformation | transformation mirror type light modulation element shown to (a).

【図5】本発明の第2の実施例の開口絞り可変結像光学
装置の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an aperture diaphragm variable imaging optical device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】変形ミラー型光変調素子の有効反射部分をモザ
イク状に変化させた例を示す図で、(a)は1つの微小
ミラー毎に有効反射部分をモザイク状に変化させたも
の、(b)は隣接する2つの微小ミラー毎に有効反射部
分をモザイク状に変化させたものである。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which the effective reflection portion of the modified mirror type light modulation element is changed into a mosaic shape, and FIG. 6A is a diagram in which the effective reflection portion is changed into a mosaic shape for each micromirror; In b), the effective reflection portion is changed in a mosaic pattern for every two adjacent micromirrors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体レーザー 2 コリメータレンズ 3 開口絞り 4 シリンドリカルレンズ 5 回転多面鏡 6 走査レンズ 6a 第1のレンズ 6b 第2のレンズ 8 感光体ドラム 9 変形ミラー型光変調素子 10 微小ミラー 1 Semiconductor Laser 2 Collimator Lens 3 Aperture 4 Cylindrical Lens 5 Rotating Polygonal Mirror 6 Scanning Lens 6a First Lens 6b Second Lens 8 Photosensitive Drum 9 Deformation Mirror Type Light Modulation Element 10 Micro Mirror

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の偏向可能な微小ミラーで形成され
た反射平面を有し、該反射平面に入射する光束を前記各
微小ミラー毎に第1および第2の方向に偏向する変形ミ
ラー型空間変調素子を、結像光学系中に具備した開口絞
り可変結像光学装置であって、 前記第1の方向に偏向する微小ミラーの反射光を前記結
像光学系における有効反射光とし、該有効反射光を生成
する微小ミラーの範囲を前記各微小ミラーの反射角度を
それぞれ制御することによって調節する制御手段を有す
ることを特徴とする開口絞り可変結像光学装置。
1. A deformable mirror type space having a reflecting plane formed of a plurality of deflectable micromirrors, and deflecting a light beam incident on the reflecting plane in first and second directions for each of the micromirrors. An aperture stop variable imaging optical device comprising a modulation element in an imaging optical system, wherein reflected light of a micro mirror deflecting in the first direction is used as effective reflected light in the imaging optical system. An aperture stop variable imaging optical device, comprising control means for adjusting a range of a micro mirror that generates reflected light by controlling a reflection angle of each of the micro mirrors.
【請求項2】 請求項1に記載の開口絞り可変結像光学
装置において、 第2の方向に偏向する微小ミラーの反射光を結像光学系
から除去する除去手段を有することを特徴とする開口絞
り可変結像光学装置。
2. The aperture variable aperture image forming optical device according to claim 1, further comprising a removing unit that removes reflected light of a micro mirror deflecting in a second direction from the image forming optical system. Variable aperture optics.
【請求項3】 請求項1および請求項2に記載の開口絞
り可変結像光学装置において、 制御手段は、第1の方向に偏向する微小ミラーの範囲を
円形状に制御することを特徴とする開口絞り可変結像光
学装置。
3. The variable aperture diaphragm imaging optical apparatus according to claim 1 or 2, wherein the control means controls the range of the micromirrors deflecting in the first direction to be circular. Aperture stop variable imaging optical device.
【請求項4】 請求項1および請求項2に記載の開口絞
り可変結像光学装置において、 制御手段は、第1の方向に偏向する微小ミラーをモザイ
ク状に配列することを特徴とする開口絞り可変結像光学
装置。
4. The variable-aperture-aperture imaging optical device according to claim 1 or 2, wherein the control means arranges the micromirrors that deflect in the first direction in a mosaic pattern. Variable imaging optics.
JP6154495A 1994-07-06 1994-07-06 Variable aperture diaphragm image-formation optical device Pending JPH0821965A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100449729B1 (en) * 2002-06-29 2004-09-22 삼성전자주식회사 Optical scanning apparatus

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