JPH08220459A - 光学装置に用いる回転多面鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広範囲の光信号を反射したり広範囲に光信号
を反射させることができる光学装置に用いる回転多面鏡
を提供すること。 【構成】 本発明は回転軸Ｏの方向に対して一の角度を
有する反射面Ａと、回転軸Ｏの方向に対して他の角度を
有する反射面Ｂとを備える回転多面鏡１である。また、
回転軸Ｏを中心とする円の接線方向に対して一の角度を
有する反射面Ａと、この接線方向に対して他の角度を有
する反射面Ｃとを備えている回転多面鏡１でもある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体からの反射光を
受けたり画像情報に対応する光信号を感光体などに到達
させる光学装置に用いる回転多面鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転多面鏡は回転軸の周りに多数の反射
面を備えるものであり、光学システムにおいて主として
光を走査する目的で使用される。図４は従来の回転多面
鏡の使用例を説明する図で、（ａ）は電子ホログラフ
ィ、（ｂ）はプリンタで使用した場合を各々示してい
る。

【０００３】すなわち、図４（ａ）に示す電子ホログラ
フィの場合には、音響光学変調器１１にレーザ光を照射
するとともに、計算された干渉縞に基づいたホロビデオ
信号を音響光学変調器１１へ与えてレーザ光を変調し、
ガルバノミラー１２、回転多面鏡１’およびレンズ３を
介してそのレーザ光によるホログラム像を像領域Ｓ’に
生成している。この際、ガルバノミラー１２によってレ
ーザ光を垂直方向に走査し、回転多面鏡１’の回転によ
ってレーザ光を水平方向に走査している。

【０００４】また、図４（ｂ）に示すプリンタの場合に
は、レーザ１３から出射したレーザ光を超音波光変調器
１４によって変調し、回転多面鏡１’、トロイダルレン
ズ１５およびｆ−θレンズ１６を介して感光体Ｓ’’に
照射する。この際、回転多面鏡１’の回転によってレー
ザ光を水平方向に走査し、これと同期して感光体Ｓ’’
を回転させて所定の像を形成する。

【０００５】また、図示しないがＣＣＤリニアイメージ
センサーを用いて２次元画像を得る場合にも回転多面鏡
が用いられる。ＣＣＤリニアイメージセンサーはＣＣＤ
エリアイメージセンサーに比べて一方向の画素数が多
く、しかも総画素数が少ないため走査周期が早く高速処
理に適している。このため、ＣＣＤリニアイメージセン
サーと回転多面鏡とを組み合わせることで高い分解能の
２次元画像を得ることができるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の光学装置に用いる回転多面鏡であっても回転軸の周り
に配置される各反射面によって決まった領域の光信号し
か反射できないため、広い領域での処理を行う上で問題
となる。すなわち、ホログラフィやプリンタなどの画像
形成であってもＣＣＤリニアイメージセンサーを用いた
画像取り込み装置であっても回転多面鏡の全ての反射面
によって一定領域の光信号しか反射せず、広範囲での画
像形成や画像取り込みを行うのが困難となっている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために成された光学装置に用いる回転多面鏡
である。すなわち、本発明は回転軸の周りに配置される
多数の反射面を備え、この回転軸を中心として回転する
ことによって各反射面で光信号を各々反射し、所定の受
光位置へ光信号を到達させる光学装置に用いる回転多面
鏡であって、回転軸の方向に対して一の角度を有する一
の反射面と、回転軸に対して他の角度を有する他の反射
面とを備えている。また、回転軸を中心とする円の接線
方向に対して一の角度を有する一の反射面と、この接線
方向に対して他の角度を有する他の反射面とを備えてい
る回転多面鏡でもある。

【０００８】

【作用】本発明の回転多面鏡では、一の反射面が回転軸
の方向に対して一の角度を有するか、または回転軸を中
心とする円の接線方向に対して一の角度を有しているた
め、一の反射面によって一の領域の光信号を反射するこ
よになる。さらに、他の反射面が回転軸に対して他の角
度を有するか、または回転軸を中心とする円の接線方向
に対して他の角度を有しているため、他の反射面によっ
て他の領域の光信号を反射するようになる。つまり、一
つの回転多面鏡によって一の領域および他の領域の複数
領域の光信号を反射できるようになる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の光学装置に用いる回転多面
鏡の実施例を図に基づいて説明する。なお、本実施例に
おける回転多面鏡としては、被写体からの像を取り込む
光学装置に使用するものを例として説明する。図１は本
発明の第１実施例を説明する図であり、（ａ）は構成
図、（ｂ）は取り込み領域を示している。

【００１０】図１（ａ）に示すように、第１実施例にお
ける回転多面鏡１は、回転軸Ｏの周りに例えば反射面Ａ
が４つ、反射面Ｂが４つの合計８つの反射面を備えてい
るものであり、回転軸Ｏを中心とした回転によって被写
体Ｓからの光信号（像の反射光）を各反射面で反射し、
レンズ３を介して受光位置にあるＣＣＤリニアイメージ
センサー２上で結像させている。この回転多面鏡１の反
射面Ａは例えば回転軸Ｏの方向と略平行に設けられ、反
射面Ｂは例えば回転軸Ｏの方向に対して角度αが付いた
状態で設けられている。しかも反射面Ａと反射面Ｂとは
回転軸Ｏの周りに交互に配置されている。

【００１１】この回転多面鏡１が回転軸Ｏを中心に回転
することで、所定の反射位置でのＣＣＤリニアイメージ
センサー２に対する各反射面の角度が徐々に変わり、被
写体Ｓにおける水平方向の走査を行う状態でその光信号
をＣＣＤリニアイメージセンサー２に反射させる。ま
た、被写体Ｓに対する垂直方向とＣＣＤリニアイメージ
センサー２の画素の並びとを合わせることで垂直方向に
対する光信号を一括して得ている。このため、回転多面
鏡１の一つの反射面で所定領域における一つの画像を得
ることができるようになる。

【００１２】先に説明したように、本実施例における回
転多面鏡１では回転軸Ｏの方向に対する反射面Ａと反射
面Ｂとの角度が異なっているため、被写体Ｓからの画像
を得る際に反射面Ａで被写体Ｓの領域Ａ’からの光信号
を反射し、反射面Ｂで角度αに応じた被写体Ｓの領域
Ｂ’からの光信号を反射する。つまり、この回転多面鏡
１が回転軸Ｏを中心に１回転することで領域Ａ’からの
光信号を４画面、領域Ｂ’からの光信号を４画面分得る
ことができるようになる。なお、反射面Ｂの回転軸Ｏに
対する角度αを調整することで、図１（ｂ）に示すよう
に光信号の取り込み対象である被写体Ｓの領域Ａ’と領
域Ｂ’とを上下につなぎ合わせることができる。

【００１３】このように、第１実施例の回転多面鏡１に
おいては、従来の回転多面鏡に比べて被写体Ｓに対する
垂直方向の取り込み領域を拡大することができるように
なる。すなわち、従来の回転多面鏡では図１に示す例え
ば反射面Ａによる領域Ａ’からの光信号しかＣＣＤリニ
アイメージセンサー２で取り込むことができないが、第
１実施例における回転多面鏡１を用いることで領域Ａ’
および領域Ｂ’の両方からの光信号を取り込むことがで
きるようになる。この場合、ＣＣＤリニアイメージセン
サー２として例えば５０００画素のものを用いれば、被
写体Ｓの垂直方向に沿って５０００画素分の分解能を有
する２次元画像を広範囲にわたって得ることができるよ
うになる。

【００１４】なお、第１実施例では回転多面鏡１に２種
類の角度の反射面（反射面Ａと反射面Ｂ）を備える例を
示したが、さらに異なる角度の反射面を備えるようして
もよく、この場合には反射面の角度の種類の応じた分の
取り込み領域を得ることができ、さらに被写体Ｓの対す
る画像の取り込み領域を拡大させることが可能となる。
また、回転多面鏡１の回転だけで広範囲の画像を取り込
むことがでるため、複雑な機構によって機械的誤差や振
動を抑えたり、画像の位置精度を補正したりする必要が
なくなり、光学装置の簡素化および高速処理を可能にす
るというメリットもある。

【００１５】次に、本発明の第２実施例における回転多
面鏡１を説明する。図２は第２実施例を説明する図であ
り、（ａ）は構成図、（ｂ）は取り込み領域を示してい
る。すなわち、図２（ａ）に示すように、第２実施例に
おける回転多面鏡１は、回転軸Ｏの周りに例えば反射面
Ａが４つ、反射面Ｃが４つの合計８つの反射面を備えて
いるものである。この回転多面鏡１の反射面Ａは例えば
回転軸Ｏを中心とする円（図示せず）の接線方向と略平
行に設けられ、反射面Ｃはこの接線方向に対して角度β
が付いた状態で設けられている。しかも反射面Ａと反射
面Ｃとは回転軸Ｏの周りに交互に配置されている。

【００１６】この回転多面鏡１が回転軸Ｏを中心に回転
することで、被写体Ｓに対する水平方向の走査を行う状
態でその光信号をレンズ３を介してＣＣＤリニアイメー
ジセンサー２へ反射させる。しかも、反射面Ａによって
被写体Ｓの領域Ａ’からの光信号を反射させ、反射面Ｃ
によって領域Ｃ’からの光信号を反射させる。つまり、
回転軸Ｏを中心とした円の接線方向に対する反射面Ａと
反射面Ｃとの角度が異なっているため、この角度βに応
じた異なる領域からの光信号を各々反射させる状態とな
る。

【００１７】つまり、この回転多面鏡１が回転軸Ｏを中
心に１回転することで領域Ａ’からの光信号を４画面、
領域Ｃ’からの光信号を４画面分得ることができるよう
になる。なお、回転軸Ｏを中心とした円の接線方向に対
する反射面Ｃの角度βを調整することで、図２（ｂ）に
示すように光信号の取り込み対象である被写体Ｓの領域
Ａ’と領域Ｃ’とを左右につなぎ合わせることができる
ようになる。

【００１８】第２実施例の回転多面鏡１においては、従
来の回転多面鏡に比べて被写体Ｓに対する水平方向の取
り込み領域を拡大することができるようになる。すなわ
ち、従来の回転多面鏡では図２に示す例えば反射面Ａに
よる領域Ａ’からの光信号しかＣＣＤリニアイメージセ
ンサー２で取り込むことができなかったが、第２実施例
における回転多面鏡１を用いることで領域Ａ’および領
域Ｃ’の両方からの光信号を取り込むことができるよう
になる。

【００１９】なお、第２実施例では回転多面鏡１に２種
類の角度の反射面（反射面Ａと反射面Ｃ）を備える例を
示したが、第１実施例と同様にさらに異なる角度の反射
面を備えるようにしてもよい。これによって、被写体Ｓ
の水平方向に沿って光信号の取り込み領域をさらに拡大
させることが可能となる。また、第２実施例においても
第１実施例と同様に、回転多面鏡１の回転だけで広範囲
の画像を取り込むことがでるため、光学装置の簡素化お
よび高速処理を図ることができるというメリットもあ
る。

【００２０】次に、本発明の第３実施例における回転多
面鏡１を説明する。図３は第３実施例を説明する図であ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は取り込み領域を示してい
る。すなわち、図３（ａ）に示すように、第３実施例に
おける回転多面鏡１は、回転軸Ｏの周りに例えば反射面
Ａが２つ、反射面Ｂが２つ、反射面Ｃが２つ、反射面Ｄ
が２つの合計８つの反射面を備えているものである。

【００２１】第３実施例における回転多面鏡１は、第１
実施例における回転多面鏡１と第２実施例における回転
多面鏡１とを組み合わせたものであり、反射面Ａと反射
面Ｂおよび反射面Ｃと反射面Ｄとの関係が第１実施例の
場合と同様で、反射面Ａと反射面Ｃおよび反射面Ｂと反
射面Ｄとの関係が第２実施例の場合と同様である。

【００２２】つまり、反射面Ａは回転多面鏡１の回転軸
Ｏの方向に沿って略平行に設けられ、反射面Ｂは図１に
示す反射面Ｂと同様に回転軸Ｏの方向に対して角度αを
付けた状態で設けられている。また、反射面Ａは回転軸
Ｏを中心とした円の接線方向に沿って略平行に設けら
れ、反射面Ｃは図２に示す反射面Ｃと同様にこの接線方
向に対して角度βを付けた状態で設けられている。

【００２３】さらに、反射面Ｃは接線方向に対して角度
βが付いているが回転軸Ｏの方向に対しては略平行に設
けられており、反射面Ｄはこの反射面Ｃに対して第１実
施例の場合と同様な関係つまり回転軸Ｏの方向に対して
角度αを付けた状態で設けられている。したがって、反
射面Ｂと反射面Ｄとは共に回転軸Ｏの方向に対して角度
αが付いているが、反射面Ｂは接線方向に対して略平行
であり、反射面Ｄは接線方向に対して角度βが付けられ
た状態となっている。

【００２４】この回転多面鏡１が回転軸Ｏを中心に回転
することで、反射面Ａによって図３（ｂ）に示す被写体
Ｓの領域Ａ’からの光信号を反射し、反射面Ｂによって
被写体Ｓの領域Ｂ’からの光信号を反射し、反射面Ｃに
よって被写体Ｓの領域Ｃ’からの光信号を反射し、反射
面Ｄによって被写体Ｓの領域Ｄ’からの光信号を反射す
る。

【００２５】すなわち、反射面Ａ〜Ｄの各角度に応じて
被写体Ｓの垂直および水平方向に広がった領域Ａ’〜
Ｄ’の光信号を反射させることが可能となり、従来の回
転多面鏡では例えば領域Ａ’からの光信号のみしか反射
できなかったものを、その４倍に当たる領域Ａ’〜Ｄ’
全ての領域からの光信号を反射できるようになる。

【００２６】第３実施例では回転多面鏡１に４種類の角
度の反射面（反射面Ａ〜反射面Ｄ）を備える例を示した
が、さらに異なる角度の反射面を備えるようにしてもよ
い。これによって、さらに多くの領域からの光信号を反
射させることが可能となる。また、第３実施例において
も第１実施例および第２実施例と同様に、回転多面鏡１
の回転だけで広範囲の画像を取り込むことがでるため、
光学装置の簡素化および高速処理を図ることができると
いうメリットもある。

【００２７】なお、第１実施例〜第３実施例では回転多
面鏡１に８つの反射面を備える例を中心として説明した
が、本発明はこれに限定されず８つ以上の反射面を備え
ていても８つ未満の反射面を備えていても同様である。
しかも、全ての反射面の角度を変えることで、例えば反
射面が１６ある場合には最大１６種類の画像を得ること
も可能である。また、各実施例においては、角度の異な
る反射面で反射する複数の領域がつながっている場合を
例として説明したが必ずしもつながっている必要はな
く、各反射面の角度を適宜設定して多方向の離れた領域
からの光信号を反射させるようにしてもよい。

【００２８】さらに、各実施例では主として被写体Ｓか
らの像を取り込む光学装置に使用する回転多面鏡１の例
を示したが、本発明は所定の光信号に基づいて像を形成
する電子ホログラフィやプリンタなどから成る光学装置
に使用してもよい。この場合には、例えばＣＣＤリニア
イメージセンサー２（図１および図２参照）の代わりに
複数の半導体レーザがライン状に配置された光源を使用
し、この光源から出射される光の変調光を本発明の回転
多面鏡１で反射させるようにすれば、被写体Ｓ（図１お
よび図２参照）の代わりとなる結像領域へ広範囲にわた
る像を形成することが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の回転多面
鏡によれば次のような効果がある。すなわち、本発明の
回転多面鏡では、回転軸の方向に対して一の角度を有す
る一の反射面と他の角度を有する他の反射面とを備えて
いたり、回転軸を中心とした円の接線方向に対して一の
角度を有する一の反射面と他の角度を有する他の反射面
とを備えているため、各反射面の角度に応じた領域の光
信号を反射させることが可能となる。これによって、広
範囲にわたる２次元画像を得ることが可能となる。特
に、ＣＣＤリニアセンサーと組み合わせることで高分解
能でしかも広範囲の２次元画像を得ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明する図で、（ａ）は
構成図、（ｂ）は取り込み領域を示すものである。

【図２】本発明の第２実施例を説明する図で、（ａ）は
構成図、（ｂ）は取り込み領域を示すものである。

【図３】本発明の第３実施例を説明する図で、（ａ）は
平面図、（ｂ）は取り込み領域を示すものである。

【図４】従来例を説明する図で、（ａ）は電子ホログラ
フィ、（ｂ）はプリンタへの使用例を示すものである。

【符号の説明】

１ 回転多面鏡 ２ ＣＣＤリニアイメージセンサー ３ レンズ Ａ〜Ｄ 反射面 Ａ’〜Ｄ’ 領域 Ｓ 被写体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の周りに配置される多数の反射面
   を備え、該回転軸を中心として回転することによって各
   反射面で光信号を各々反射し、所定の受光位置へ該光信
   号を到達させる光学装置に用いる回転多面鏡であって、 前記回転軸の方向に対して一の角度を有する一の反射面
   と、 前記回転軸の方向に対して他の角度を有する他の反射面
   とを備えていることを特徴とする光学装置に用いる回転
   多面鏡。
2. 【請求項２】 回転軸の周りに配置される多数の反射面
   を備え、該回転軸を中心として回転することによって各
   反射面で光信号を各々反射し、所定の受光位置へ該光信
   号を到達させる光学装置に用いる回転多面鏡であって、 前記回転軸を中心とする円の接線方向に対して一の角度
   を有する一の反射面と、 前記接線方向に対して他の角度を有する他の反射面とを
   備えていることを特徴とする光学装置に用いる回転多面
   鏡。