JPH0830999A - マルチビーム光源装置 - Google Patents
マルチビーム光源装置Info
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- JPH0830999A JPH0830999A JP6158933A JP15893394A JPH0830999A JP H0830999 A JPH0830999 A JP H0830999A JP 6158933 A JP6158933 A JP 6158933A JP 15893394 A JP15893394 A JP 15893394A JP H0830999 A JPH0830999 A JP H0830999A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザープリンター等における光書き込み光学
系の光源や、光ピックアップ等の光源として用いられる
新規な構成のマルチビーム光源装置を提供し、さらに、
マルチビームの間隔を微細にする手段を提供する。 【構成】複数の光源１-a〜１-dからなる光源アレー１と
集光光学系２とからなり、上記光源アレー１からの出射
光を集光光学系２と光源波長から求まる集光光学系２の
回折限界程度になるように縮小結像させる構成とするこ
とにより、複数のビーム光源で各ビーム間隔Ｌが回折限
界のスポット径ｄの２倍程度以下となることを特徴とす
る。 【効果】複数ビーム光源で各ビーム間隔を回折限界のス
ポット径の２倍程度以下とすることができるため、微細
な間隔のマルチビームを得ることができる。
系の光源や、光ピックアップ等の光源として用いられる
新規な構成のマルチビーム光源装置を提供し、さらに、
マルチビームの間隔を微細にする手段を提供する。 【構成】複数の光源１-a〜１-dからなる光源アレー１と
集光光学系２とからなり、上記光源アレー１からの出射
光を集光光学系２と光源波長から求まる集光光学系２の
回折限界程度になるように縮小結像させる構成とするこ
とにより、複数のビーム光源で各ビーム間隔Ｌが回折限
界のスポット径ｄの２倍程度以下となることを特徴とす
る。 【効果】複数ビーム光源で各ビーム間隔を回折限界のス
ポット径の２倍程度以下とすることができるため、微細
な間隔のマルチビームを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザープリンター、
デジタル複写機、レーザーファクシミリ等における光書
き込み光学系の光源や、光情報記録再生装置の光ピック
アップ等の光源に用いられるマルチビーム光源装置に関
する。
デジタル複写機、レーザーファクシミリ等における光書
き込み光学系の光源や、光情報記録再生装置の光ピック
アップ等の光源に用いられるマルチビーム光源装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】レーザープリンター等における光書き込
み光学系の光源に用いられるマルチビーム光源として
は、例えば、”MULTIBEAM SCANNING METHODS USING FIB
ER ARRAYAND BEAM SPLITTING GRATING ”，Keiji Katao
ka and Yasuyuki Shibayama，inTechnical Digest，MOC
/GRIN '93 KAWASAKI G25，P214，1993、に記載されたも
のが知られている。この従来技術においては、図１０に
示すように、複数の半導体レーザーモジュールからの出
射光を光ファイバーアレーを通してその出射端を揃え、
これからの出射光を走査光学系により感光体上に集光す
る。また、図１１に示すように、レーザーダイオードか
らの出射光をビームスプリッティンググレーティングに
より複数ビームに分離し、さらにレンズを通して多チャ
ンネル音響光学変調器により変調する。さらにこれから
の出射光を走査光学系により感光体上に集光する。
み光学系の光源に用いられるマルチビーム光源として
は、例えば、”MULTIBEAM SCANNING METHODS USING FIB
ER ARRAYAND BEAM SPLITTING GRATING ”，Keiji Katao
ka and Yasuyuki Shibayama，inTechnical Digest，MOC
/GRIN '93 KAWASAKI G25，P214，1993、に記載されたも
のが知られている。この従来技術においては、図１０に
示すように、複数の半導体レーザーモジュールからの出
射光を光ファイバーアレーを通してその出射端を揃え、
これからの出射光を走査光学系により感光体上に集光す
る。また、図１１に示すように、レーザーダイオードか
らの出射光をビームスプリッティンググレーティングに
より複数ビームに分離し、さらにレンズを通して多チャ
ンネル音響光学変調器により変調する。さらにこれから
の出射光を走査光学系により感光体上に集光する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示す従来技術
においては、半導体レーザーモジュールから光ファイバ
ーにレーザーの出射光を結合させ、さらに光ファイバー
の端面を揃えることによりマルチビームを実現してい
る。このため、マルチビームの間隔が光ファイバーの直
径により決まってしまい、より微細な間隔にすることが
できない。また、半導体レーザーの出射光を光ファイバ
ーに結合しなければならないため、そのための精密な光
学系が必要になる。また、図１１のように半導体レーザ
ーの出射光を回折格子で複数のビームに分離した後、多
チャンネル音響光学変調器で変調する方式では、個別の
ビームを異なる変調器で独立に変調する必要があり、同
じくマルチビームの間隔をより微細な間隔にすることが
できない。
においては、半導体レーザーモジュールから光ファイバ
ーにレーザーの出射光を結合させ、さらに光ファイバー
の端面を揃えることによりマルチビームを実現してい
る。このため、マルチビームの間隔が光ファイバーの直
径により決まってしまい、より微細な間隔にすることが
できない。また、半導体レーザーの出射光を光ファイバ
ーに結合しなければならないため、そのための精密な光
学系が必要になる。また、図１１のように半導体レーザ
ーの出射光を回折格子で複数のビームに分離した後、多
チャンネル音響光学変調器で変調する方式では、個別の
ビームを異なる変調器で独立に変調する必要があり、同
じくマルチビームの間隔をより微細な間隔にすることが
できない。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
って、レーザープリンター等における光書き込み光学系
の光源や光ピックアップ等の光源に用いられる新規な構
成のマルチビーム光源装置を提供することを目的とし、
さらに、マルチビームの間隔を微細にする手段を提供す
ることを目的とする。
って、レーザープリンター等における光書き込み光学系
の光源や光ピックアップ等の光源に用いられる新規な構
成のマルチビーム光源装置を提供することを目的とし、
さらに、マルチビームの間隔を微細にする手段を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１のマルチビーム光源装置は、複数の光源か
らなる光源アレーと集光光学系とからなり、上記光源ア
レーからの出射光を上記集光光学系と光源波長から求ま
る集光光学系の回折限界程度になるように縮小結像させ
る構成とすることにより、複数のビーム光源で各ビーム
間隔が回折限界のスポット径の２倍程度以下となること
を特徴とする。
め、請求項１のマルチビーム光源装置は、複数の光源か
らなる光源アレーと集光光学系とからなり、上記光源ア
レーからの出射光を上記集光光学系と光源波長から求ま
る集光光学系の回折限界程度になるように縮小結像させ
る構成とすることにより、複数のビーム光源で各ビーム
間隔が回折限界のスポット径の２倍程度以下となること
を特徴とする。
【０００６】請求項２のマルチビーム光源装置は、複数
の光源からなる光源アレーとそれに対応する同数のアパ
ーチャ（開口）を有するアパーチャアレー及び集光光学
系とからなり、上記集光光学系の光軸と上記アパーチャ
を通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光
軸が集光光学系により焦点面付近に集まるように配置さ
れ、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の
数倍程度の間隔でアレー状に配置されることを特徴とす
る。
の光源からなる光源アレーとそれに対応する同数のアパ
ーチャ（開口）を有するアパーチャアレー及び集光光学
系とからなり、上記集光光学系の光軸と上記アパーチャ
を通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光
軸が集光光学系により焦点面付近に集まるように配置さ
れ、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の
数倍程度の間隔でアレー状に配置されることを特徴とす
る。
【０００７】請求項３のマルチビーム光源装置は、複数
の光源からなる光源アレーとそれに対応する同数の集光
素子を有する集光素子アレー及び集光光学系とからな
り、上記集光光学系の光軸と上記集光素子を通した出射
ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光軸が集光光学
系により焦点面付近に集まるように配置され、かつ焦点
面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程度の間
隔でアレー状に配置されることを特徴とする。
の光源からなる光源アレーとそれに対応する同数の集光
素子を有する集光素子アレー及び集光光学系とからな
り、上記集光光学系の光軸と上記集光素子を通した出射
ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光軸が集光光学
系により焦点面付近に集まるように配置され、かつ焦点
面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程度の間
隔でアレー状に配置されることを特徴とする。
【０００８】請求項４のマルチビーム光源装置は、複数
の光源からなる光源アレーとそれに対応する同数の集光
素子を有する集光素子アレーからなり、各集光素子の光
軸を調節し焦点面付近に光軸が集まるように配置し、か
つ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程
度の間隔でアレー状に配置されることを特徴とする。
の光源からなる光源アレーとそれに対応する同数の集光
素子を有する集光素子アレーからなり、各集光素子の光
軸を調節し焦点面付近に光軸が集まるように配置し、か
つ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程
度の間隔でアレー状に配置されることを特徴とする。
【０００９】請求項５のマルチビーム光源装置は、請求
項２〜４の装置において、アパーチャアレーあるいは集
光素子アレーの出射光の光軸の設定に関してそれぞれの
光源とアパーチャあるいは集光素子を一体としそれぞれ
の相対的角度を調節することにより光軸を設定すること
を特徴とする。
項２〜４の装置において、アパーチャアレーあるいは集
光素子アレーの出射光の光軸の設定に関してそれぞれの
光源とアパーチャあるいは集光素子を一体としそれぞれ
の相対的角度を調節することにより光軸を設定すること
を特徴とする。
【００１０】請求項６のマルチビーム光源装置は、請求
項２〜４の装置において、アパーチャアレーあるいは集
光素子アレーの出射光の光軸の設定に関して光源アレー
の配置間隔に対してアパーチャアレーあるいは集光素子
アレーの配置間隔を変えることにより行なうことを特徴
とする。
項２〜４の装置において、アパーチャアレーあるいは集
光素子アレーの出射光の光軸の設定に関して光源アレー
の配置間隔に対してアパーチャアレーあるいは集光素子
アレーの配置間隔を変えることにより行なうことを特徴
とする。
【００１１】請求項７のマルチビーム光源装置は、請求
項２〜６の装置において、アパーチャアレーあるいは集
光素子アレーと集光光学系の間や、集光素子アレーある
いは集光光学系と焦点面の間に、部分反射プリズムある
いは部分反射ミラーを設け、さらにその反射先に光源ア
レーに対応した受光素子アレーを設け各ビームを受光で
きるように配置したことを特徴とする。
項２〜６の装置において、アパーチャアレーあるいは集
光素子アレーと集光光学系の間や、集光素子アレーある
いは集光光学系と焦点面の間に、部分反射プリズムある
いは部分反射ミラーを設け、さらにその反射先に光源ア
レーに対応した受光素子アレーを設け各ビームを受光で
きるように配置したことを特徴とする。
【００１２】請求項８のマルチビーム光源装置は、請求
項３〜７の装置において、集光素子アレーに平板マイク
ロレンズを用いたことを特徴とする。
項３〜７の装置において、集光素子アレーに平板マイク
ロレンズを用いたことを特徴とする。
【００１３】請求項９のマルチビーム光源装置は、請求
項８の装置において、集光光学系を用いる場合に、集光
光学系として分布屈折率ロッドレンズを用いることを特
徴とする。
項８の装置において、集光光学系を用いる場合に、集光
光学系として分布屈折率ロッドレンズを用いることを特
徴とする。
【００１４】
【作用】本発明では、マルチビーム光源装置を、複数の
光源からなる光源アレーと集光光学系とで構成し、光源
アレーからの出射光を集光光学系と光源波長から求まる
集光光学系の回折限界程度になるように縮小結像させる
構成とすることにより、複数のビーム光源で各ビーム間
隔を回折限界のスポット径の２倍程度以下とすることが
できる。このため、微細な間隔のマルチビームを得るこ
とが可能となる。また、上記構成に代えてマルチビーム
光源装置を、複数の光源からなる光源アレーとそれに対
応する同数のアパーチャ（開口）を有するアパーチャア
レー及び集光光学系とで構成し、集光光学系の光軸とア
パーチャを通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビ
ームの光軸が集光光学系により焦点面付近に集まるよう
に配置し、かつ焦点面において複数の集光ビームをビー
ム径の数倍程度の間隔でアレー状に配置することによ
り、微細な間隔のマルチビームを得ることが可能とな
る。また、上記アパーチャアレーの代わりに集光素子ア
レーを用い、集光素子アレーの出射光の光軸をアパーチ
ャを通した出射ビームの光軸の代わりに用いることによ
り、微細な間隔のマルチビームを得ることが可能とな
る。さらにまた、マルチビーム光源装置を、複数の光源
からなる光源アレーとそれに対応する同数の集光素子を
有する集光素子アレーで構成し、各集光素子の光軸を調
節し焦点面付近に光軸が集まるように配置し、かつ焦点
面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程度の間
隔でアレー状に配置されるようにすることにより、微細
な間隔のマルチビームを得ることが可能となる。
光源からなる光源アレーと集光光学系とで構成し、光源
アレーからの出射光を集光光学系と光源波長から求まる
集光光学系の回折限界程度になるように縮小結像させる
構成とすることにより、複数のビーム光源で各ビーム間
隔を回折限界のスポット径の２倍程度以下とすることが
できる。このため、微細な間隔のマルチビームを得るこ
とが可能となる。また、上記構成に代えてマルチビーム
光源装置を、複数の光源からなる光源アレーとそれに対
応する同数のアパーチャ（開口）を有するアパーチャア
レー及び集光光学系とで構成し、集光光学系の光軸とア
パーチャを通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビ
ームの光軸が集光光学系により焦点面付近に集まるよう
に配置し、かつ焦点面において複数の集光ビームをビー
ム径の数倍程度の間隔でアレー状に配置することによ
り、微細な間隔のマルチビームを得ることが可能とな
る。また、上記アパーチャアレーの代わりに集光素子ア
レーを用い、集光素子アレーの出射光の光軸をアパーチ
ャを通した出射ビームの光軸の代わりに用いることによ
り、微細な間隔のマルチビームを得ることが可能とな
る。さらにまた、マルチビーム光源装置を、複数の光源
からなる光源アレーとそれに対応する同数の集光素子を
有する集光素子アレーで構成し、各集光素子の光軸を調
節し焦点面付近に光軸が集まるように配置し、かつ焦点
面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程度の間
隔でアレー状に配置されるようにすることにより、微細
な間隔のマルチビームを得ることが可能となる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。 ［実施例１］まず図１を用いて本発明の一実施例につい
て説明する。図１（ａ）にマルチビーム光源装置の構成
例を示す。このマルチビーム光源装置は、半導体レーザ
ーからなる複数の光源１-a〜１-dを配列してなる光源ア
レー１と集光光学系２とからなり、光源アレイ１から出
射した複数の光ビームを集光光学系２により縮小結像す
る。このとき焦点面３に複数光源１-a〜１-dからの光ビ
ームが集光する。図１(ｂ)は焦点面３を光軸上から見た
もので、集光ビームをほぼ円形と仮定したときビーム径
をｄとし、各ビームの間隔をＬとする。ここで集光光学
系２の縮小率を大きくとることにより、すなわち集光光
学系２と光源アレー１との距離を長くとると焦点面３に
集光する各ビームのビーム径ｄ及び間隔Ｌを小さくする
ことができる。
に説明する。 ［実施例１］まず図１を用いて本発明の一実施例につい
て説明する。図１（ａ）にマルチビーム光源装置の構成
例を示す。このマルチビーム光源装置は、半導体レーザ
ーからなる複数の光源１-a〜１-dを配列してなる光源ア
レー１と集光光学系２とからなり、光源アレイ１から出
射した複数の光ビームを集光光学系２により縮小結像す
る。このとき焦点面３に複数光源１-a〜１-dからの光ビ
ームが集光する。図１(ｂ)は焦点面３を光軸上から見た
もので、集光ビームをほぼ円形と仮定したときビーム径
をｄとし、各ビームの間隔をＬとする。ここで集光光学
系２の縮小率を大きくとることにより、すなわち集光光
学系２と光源アレー１との距離を長くとると焦点面３に
集光する各ビームのビーム径ｄ及び間隔Ｌを小さくする
ことができる。
【００１６】この場合、通常はビーム径ｄ及び間隔Ｌは
縮小率に比例して同時に縮小されるため、ビーム径ｄに
対する間隔Ｌの割合を代えることはできない。しかし焦
点面の集光ビーム径ｄについては集光光学系２の回折限
界により下記の式(１)のように最小値が決まり、これ以
下には通常はすることができない。このため、集光光学
系２の縮小率を大きくしてゆくと、焦点面３に集光する
各ビームのビーム径ｄ及び間隔Ｌは小さくなってゆく
が、集光ビームのビーム径ｄについては回折限界以下に
はならないため、各ビーム径ｄは一定のまま変わらず、
各ビームの間隔Ｌが小さくなってゆく。すなわち、ビー
ム径を変化させずにビーム間隔を小さくすることができ
る（請求項１）。尚、ビーム径の回折限界ｄlim は、 ｄlim＝１．２２λｆ／ａ (１) で与えられる。ここで、光源波長をλ、集光光学系２の
焦点距離をｆ、射出瞳の半径をａと表わす。
縮小率に比例して同時に縮小されるため、ビーム径ｄに
対する間隔Ｌの割合を代えることはできない。しかし焦
点面の集光ビーム径ｄについては集光光学系２の回折限
界により下記の式(１)のように最小値が決まり、これ以
下には通常はすることができない。このため、集光光学
系２の縮小率を大きくしてゆくと、焦点面３に集光する
各ビームのビーム径ｄ及び間隔Ｌは小さくなってゆく
が、集光ビームのビーム径ｄについては回折限界以下に
はならないため、各ビーム径ｄは一定のまま変わらず、
各ビームの間隔Ｌが小さくなってゆく。すなわち、ビー
ム径を変化させずにビーム間隔を小さくすることができ
る（請求項１）。尚、ビーム径の回折限界ｄlim は、 ｄlim＝１．２２λｆ／ａ (１) で与えられる。ここで、光源波長をλ、集光光学系２の
焦点距離をｆ、射出瞳の半径をａと表わす。
【００１７】ここで、集光光学系２としては通常のレン
ズ等による組み合わせだけでなく、フレネルレンズ、分
布屈折率レンズ、非球面レンズ等の複合とすることによ
り集光性能を持つものならば適用可能である。また、光
源アレー１については半導体レーザーの他に、ＬＥＤ
（発光ダイオード）や導波路型ＳＨＧ（第二高調波発
生）素子等の発光面積の小さい素子の１次元あるいは２
次元アレーが適用できる。
ズ等による組み合わせだけでなく、フレネルレンズ、分
布屈折率レンズ、非球面レンズ等の複合とすることによ
り集光性能を持つものならば適用可能である。また、光
源アレー１については半導体レーザーの他に、ＬＥＤ
（発光ダイオード）や導波路型ＳＨＧ（第二高調波発
生）素子等の発光面積の小さい素子の１次元あるいは２
次元アレーが適用できる。
【００１８】［実施例２］次に本発明の別の実施例を図
２を用いて説明する。この実施例におけるマルチビーム
光源装置は、半導体レーザーからなる複数の光源１-a〜
１-dを有する光源アレー１とそれに対応する同数の集光
素子４-a〜４-dを有する集光素子アレー４及び集光光学
系２からなり、光源アレー１からの出射光を集光素子ア
レー４で集光しさらに集光光学系２により焦点面３に結
像する。ここでは図１の実施例と異なり集光素子アレー
４が光源アレー１と集光光学系２の間にあるため光学系
が異軸系となり、図１(ｂ)に示した焦点面３上のビーム
径ｄ及び間隔Ｌは縮小率に比例して同時に縮小されず、
特にビーム間隔Ｌは、集光素子アレー４の各集光素子４
-a〜４-dの光軸と集光光学系２の光軸の関係を調節する
ことによってビーム径ｄに比べて小さくすることができ
る（請求項３）。
２を用いて説明する。この実施例におけるマルチビーム
光源装置は、半導体レーザーからなる複数の光源１-a〜
１-dを有する光源アレー１とそれに対応する同数の集光
素子４-a〜４-dを有する集光素子アレー４及び集光光学
系２からなり、光源アレー１からの出射光を集光素子ア
レー４で集光しさらに集光光学系２により焦点面３に結
像する。ここでは図１の実施例と異なり集光素子アレー
４が光源アレー１と集光光学系２の間にあるため光学系
が異軸系となり、図１(ｂ)に示した焦点面３上のビーム
径ｄ及び間隔Ｌは縮小率に比例して同時に縮小されず、
特にビーム間隔Ｌは、集光素子アレー４の各集光素子４
-a〜４-dの光軸と集光光学系２の光軸の関係を調節する
ことによってビーム径ｄに比べて小さくすることができ
る（請求項３）。
【００１９】ここで、集光光学系２としては通常のレン
ズ等による組み合わせだけでなく、フレネルレンズ、分
布屈折率レンズ、非球面レンズ等の複合とすることによ
り集光性能を持つものならば適用可能である。また、光
源アレー１については半導体レーザーの他に、ＬＥＤや
導波路型ＳＨＧ素子等の発光面積の小さい素子の１次元
あるいは２次元アレーが適用できる。また、集光素子ア
レー４についても通常の光学レンズの他にフレネルレン
ズアレーや平板マイクロレンズアレー等の１次元あるい
は２次元マイクロレンズアレーが適用できる。
ズ等による組み合わせだけでなく、フレネルレンズ、分
布屈折率レンズ、非球面レンズ等の複合とすることによ
り集光性能を持つものならば適用可能である。また、光
源アレー１については半導体レーザーの他に、ＬＥＤや
導波路型ＳＨＧ素子等の発光面積の小さい素子の１次元
あるいは２次元アレーが適用できる。また、集光素子ア
レー４についても通常の光学レンズの他にフレネルレン
ズアレーや平板マイクロレンズアレー等の１次元あるい
は２次元マイクロレンズアレーが適用できる。
【００２０】［実施例３］次に本発明のさらに別の実施
例を図３を用いて説明する。この実施例におけるマルチ
ビーム光源装置では、図２の実施例における集光素子ア
レー４の代わりに、光源アレー１の複数の光源１-a〜１
-dに対応する同数のアパーチャ（開口）４'-a〜４'-d
を有するアパーチャアレー４’を用いている。このため
図２の実施例と同様に光学系が異軸系となり、図１(ｂ)
に示した焦点面３上のビーム径ｄ及び間隔Ｌは縮小率に
比例して同時に縮小されず、特にビーム間隔Ｌは、アパ
ーチャアレー４’の各アパーチャ４'-a〜４'-dの光軸と
集光光学系２の光軸の関係を調節することによってビー
ム径ｄに比べて小さくすることができる（請求項２）。
例を図３を用いて説明する。この実施例におけるマルチ
ビーム光源装置では、図２の実施例における集光素子ア
レー４の代わりに、光源アレー１の複数の光源１-a〜１
-dに対応する同数のアパーチャ（開口）４'-a〜４'-d
を有するアパーチャアレー４’を用いている。このため
図２の実施例と同様に光学系が異軸系となり、図１(ｂ)
に示した焦点面３上のビーム径ｄ及び間隔Ｌは縮小率に
比例して同時に縮小されず、特にビーム間隔Ｌは、アパ
ーチャアレー４’の各アパーチャ４'-a〜４'-dの光軸と
集光光学系２の光軸の関係を調節することによってビー
ム径ｄに比べて小さくすることができる（請求項２）。
【００２１】ここで、集光光学系２としては通常のレン
ズ等による組み合わせだけでなく、フレネルレンズ、分
布屈折率レンズ、非球面レンズ等の複合とすることによ
り集光性能を持つものならば適用可能である。また、光
源アレー１については半導体レーザーの他に、ＬＥＤや
導波路型ＳＨＧ素子等の発光面積の小さい素子の１次元
あるいは２次元アレーが適用できる。
ズ等による組み合わせだけでなく、フレネルレンズ、分
布屈折率レンズ、非球面レンズ等の複合とすることによ
り集光性能を持つものならば適用可能である。また、光
源アレー１については半導体レーザーの他に、ＬＥＤや
導波路型ＳＨＧ素子等の発光面積の小さい素子の１次元
あるいは２次元アレーが適用できる。
【００２２】［実施例４］次に本発明のさらに別の実施
例を図４を用いて説明する。この実施例におけるマルチ
ビーム光源装置は、半導体レーザーからなる複数の光源
１-a〜１-dを有する光源アレー１とそれに対応する同数
の集光素子４-a〜４-dを有する集光素子アレー４からな
り、光源アレー１からの出射光を集光素子アレー４で集
光し焦点面３に結像する。このとき図４に示すように集
光素子アレー４の個々の集光素子４-a〜４-d及び光源ア
レー１の個々の光源１-a〜１-dをそれぞれの角度を変え
て配列することにより、焦点面３において集光ビームが
図１（ｂ）のようにビーム径ｄを一定にしたままビーム
間隔Ｌを小さくできる（請求項４）。
例を図４を用いて説明する。この実施例におけるマルチ
ビーム光源装置は、半導体レーザーからなる複数の光源
１-a〜１-dを有する光源アレー１とそれに対応する同数
の集光素子４-a〜４-dを有する集光素子アレー４からな
り、光源アレー１からの出射光を集光素子アレー４で集
光し焦点面３に結像する。このとき図４に示すように集
光素子アレー４の個々の集光素子４-a〜４-d及び光源ア
レー１の個々の光源１-a〜１-dをそれぞれの角度を変え
て配列することにより、焦点面３において集光ビームが
図１（ｂ）のようにビーム径ｄを一定にしたままビーム
間隔Ｌを小さくできる（請求項４）。
【００２３】ここで、集光素子アレー４及び光源アレー
１については前述の各実施例と同様である。また、出射
光の光軸の設定に関して、この実施例では、図のように
集光素子４-a〜４-dと光源１-a〜１-dを一体にしてそれ
ぞれの角度を変化させているが（請求項５）、これに限
らず、光源アレー１の配置間隔に対して集光素子アレー
４の配置間隔を変えることにより行なうこともできる
（請求項６）。例えば集光素子アレー４の集光素子４-a
〜４-dの配置間隔に比べて光源アレー１の光源１-a〜１
-dの配置間隔を光学系の中心から外側へ行くにつれて大
きくしてゆけば、集光面３上でのビーム間隔を狭めるこ
とができる。
１については前述の各実施例と同様である。また、出射
光の光軸の設定に関して、この実施例では、図のように
集光素子４-a〜４-dと光源１-a〜１-dを一体にしてそれ
ぞれの角度を変化させているが（請求項５）、これに限
らず、光源アレー１の配置間隔に対して集光素子アレー
４の配置間隔を変えることにより行なうこともできる
（請求項６）。例えば集光素子アレー４の集光素子４-a
〜４-dの配置間隔に比べて光源アレー１の光源１-a〜１
-dの配置間隔を光学系の中心から外側へ行くにつれて大
きくしてゆけば、集光面３上でのビーム間隔を狭めるこ
とができる。
【００２４】［実施例５］次に本発明のさらに別の実施
例を図５を用いて説明する。この実施例は図２の実施例
の構成に加えて、集光素子アレー４と集光光学系２との
間に凹レンズ８を設けたものである。この場合、図２の
構成に比べて光源アレー１から集光光学系２に到る光路
長を短くすることができる。尚、この実施例では図２の
構成のものに適用した例を示したが、他の実施例にも同
様に適用することができる。
例を図５を用いて説明する。この実施例は図２の実施例
の構成に加えて、集光素子アレー４と集光光学系２との
間に凹レンズ８を設けたものである。この場合、図２の
構成に比べて光源アレー１から集光光学系２に到る光路
長を短くすることができる。尚、この実施例では図２の
構成のものに適用した例を示したが、他の実施例にも同
様に適用することができる。
【００２５】［実施例６］次に本発明のさらに別の実施
例を図６を用いて説明する。この実施例は図２の実施例
の構成に加え、集光素子アレー４と集光光学系２の間
（あるいは集光光学系２と焦点面３の間）に、部分反射
プリズムあるいは部分反射ミラー５（あるいは６）を設
け、さらにその反射先に受光素子アレー７を設けたもの
である。この受光素子アレー７の受光素子の数は光源ア
レー１の光源の数に対応し、各光源１-a〜１-dからのビ
ームをそれぞれ対応する受光素子７-a〜７-dで受光し、
光量をモニタすることができる（請求項７）。尚、受光
素子７-a〜７-dとしては、Ｓｉ，Ｇａ等の半導体からな
るフォトダイオードや太陽電池等、光源１-a〜１-dから
のビームの光量を検知できるものを用いる必要がある。
また、この実施例では図２の構成のものに適用した例を
示したが、他の全ての実施例についても部分反射プリズ
ムあるいは部分反射ミラー５（あるいは６）を設け、さ
らにその反射先に受光素子アレー７を設けて光源アレー
１の各光源からの光量をモニタすることが可能である。
例を図６を用いて説明する。この実施例は図２の実施例
の構成に加え、集光素子アレー４と集光光学系２の間
（あるいは集光光学系２と焦点面３の間）に、部分反射
プリズムあるいは部分反射ミラー５（あるいは６）を設
け、さらにその反射先に受光素子アレー７を設けたもの
である。この受光素子アレー７の受光素子の数は光源ア
レー１の光源の数に対応し、各光源１-a〜１-dからのビ
ームをそれぞれ対応する受光素子７-a〜７-dで受光し、
光量をモニタすることができる（請求項７）。尚、受光
素子７-a〜７-dとしては、Ｓｉ，Ｇａ等の半導体からな
るフォトダイオードや太陽電池等、光源１-a〜１-dから
のビームの光量を検知できるものを用いる必要がある。
また、この実施例では図２の構成のものに適用した例を
示したが、他の全ての実施例についても部分反射プリズ
ムあるいは部分反射ミラー５（あるいは６）を設け、さ
らにその反射先に受光素子アレー７を設けて光源アレー
１の各光源からの光量をモニタすることが可能である。
【００２６】［実施例７］次に本発明のさらに別の実施
例を図７を用いて説明する。この実施例は図２の実施例
における集光素子アレー４に平板マイクロレンズアレー
を、集光光学系２に分布屈折率ロッドレンズを用いたも
のである（請求項８，９）。図に示すように平板マイク
ロレンズアレー４と分布屈折率ロッドレンズ２を組み合
わせることにより光学系全体を一体化することができ
る。
例を図７を用いて説明する。この実施例は図２の実施例
における集光素子アレー４に平板マイクロレンズアレー
を、集光光学系２に分布屈折率ロッドレンズを用いたも
のである（請求項８，９）。図に示すように平板マイク
ロレンズアレー４と分布屈折率ロッドレンズ２を組み合
わせることにより光学系全体を一体化することができ
る。
【００２７】［実施例８］次に本発明のさらに別の実施
例を図８を用いて説明する。この実施例におけるマルチ
ビーム光源装置は、面発光型２次元レーザーアレーから
なる光源アレー１と２次元平板マイクロレンズアレーか
らなる集光素子アレー４及び集光光学系２から構成さ
れ、２次元ビームアレーが焦点面３上に形成されてい
る。これは図２、図７の実施例の変形であるが、その他
の実施例の場合にも部分的に適用可能である。
例を図８を用いて説明する。この実施例におけるマルチ
ビーム光源装置は、面発光型２次元レーザーアレーから
なる光源アレー１と２次元平板マイクロレンズアレーか
らなる集光素子アレー４及び集光光学系２から構成さ
れ、２次元ビームアレーが焦点面３上に形成されてい
る。これは図２、図７の実施例の変形であるが、その他
の実施例の場合にも部分的に適用可能である。
【００２８】尚、上記全ての実施例において、焦点面３
における図１(ｂ)に示したビーム間隔Ｌはビーム径ｄの
数倍以内が望ましく、特に１倍から２倍以内が適当であ
る。
における図１(ｂ)に示したビーム間隔Ｌはビーム径ｄの
数倍以内が望ましく、特に１倍から２倍以内が適当であ
る。
【００２９】［実施例９］次に本発明によるマルチビー
ム光源装置の応用例について述べる。図９はレーザープ
リンター等における光書き込み光学系の光源に本発明に
よるマルチビーム光源装置を用いた場合の光学系の構成
例を示す図である。図に示すように、マルチビーム光源
装置９からの出射光は集光レンズ１０により回転多面鏡
の反射面１１に集光され、該反射面１１により反射走査
され、集光レンズ１２及び１３を通して感光体面１４上
に複数ビームとして集光し、感光体面上を主走査方向に
走査する。このように本発明のマルチビーム光源装置を
光書き込み光学系の光源に用いることにより、レーザー
プリンター等において複数ビームでの走査を可能にする
ことができる。尚、ここでは副走査方向に複数ビーム化
した例を示しているため、図は紙面に平行な方向を副走
査方向としたときの光学系配置を表わしているが、主走
査方向は紙面に垂直な方向となるため主走査方向の走査
状態は図示していない。
ム光源装置の応用例について述べる。図９はレーザープ
リンター等における光書き込み光学系の光源に本発明に
よるマルチビーム光源装置を用いた場合の光学系の構成
例を示す図である。図に示すように、マルチビーム光源
装置９からの出射光は集光レンズ１０により回転多面鏡
の反射面１１に集光され、該反射面１１により反射走査
され、集光レンズ１２及び１３を通して感光体面１４上
に複数ビームとして集光し、感光体面上を主走査方向に
走査する。このように本発明のマルチビーム光源装置を
光書き込み光学系の光源に用いることにより、レーザー
プリンター等において複数ビームでの走査を可能にする
ことができる。尚、ここでは副走査方向に複数ビーム化
した例を示しているため、図は紙面に平行な方向を副走
査方向としたときの光学系配置を表わしているが、主走
査方向は紙面に垂直な方向となるため主走査方向の走査
状態は図示していない。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１のマルチ
ビーム光源装置においては、複数の光源からなる光源ア
レーと集光光学系とからなり、光源アレーからの出射光
を集光光学系と光源波長から求まる集光光学系の回折限
界程度になるように縮小結像させることにより複数ビー
ム光源で各ビーム間隔を回折限界のスポット径の２倍程
度以下とすることができる。このため微細な間隔のマル
チビームを得ることができる。
ビーム光源装置においては、複数の光源からなる光源ア
レーと集光光学系とからなり、光源アレーからの出射光
を集光光学系と光源波長から求まる集光光学系の回折限
界程度になるように縮小結像させることにより複数ビー
ム光源で各ビーム間隔を回折限界のスポット径の２倍程
度以下とすることができる。このため微細な間隔のマル
チビームを得ることができる。
【００３１】請求項２のマルチビーム光源装置において
は、複数の光源からなる光源アレーとそれに対応する同
数のアパーチャ（開口）を有するアパーチャアレー及び
集光光学系とからなり、集光光学系の光軸とアパーチャ
を通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光
軸が集光光学系により焦点面付近に集まるように配置さ
れ、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の
数倍程度以下の間隔でアレー状に配置されるため、微細
な間隔のマルチビームを得ることができる上にビーム間
隔の調節が請求項１の場合より容易になる。
は、複数の光源からなる光源アレーとそれに対応する同
数のアパーチャ（開口）を有するアパーチャアレー及び
集光光学系とからなり、集光光学系の光軸とアパーチャ
を通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光
軸が集光光学系により焦点面付近に集まるように配置さ
れ、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の
数倍程度以下の間隔でアレー状に配置されるため、微細
な間隔のマルチビームを得ることができる上にビーム間
隔の調節が請求項１の場合より容易になる。
【００３２】請求項３のマルチビーム光源装置において
は、複数の光源からなる光源アレーとそれに対応する同
数の集光素子を有する集光素子アレー及び集光光学系と
からなり、上記集光光学系の光軸と上記集光素子を通し
た出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光軸が集
光光学系により焦点面付近に集まるように配置され、か
つ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程
度以下の間隔でアレー状に配置されため、微細な間隔の
マルチビームを得ることができる上にビーム間隔の調節
が請求項１の場合より容易になり、さらに、光源からの
出射ビームを集光素子により受光しているため、請求項
２のようなアパーチャによるけられの効果に比べ、効率
よく光源からの出射光を利用し集光することができる。
は、複数の光源からなる光源アレーとそれに対応する同
数の集光素子を有する集光素子アレー及び集光光学系と
からなり、上記集光光学系の光軸と上記集光素子を通し
た出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの光軸が集
光光学系により焦点面付近に集まるように配置され、か
つ焦点面において複数の集光ビームがビーム径の数倍程
度以下の間隔でアレー状に配置されため、微細な間隔の
マルチビームを得ることができる上にビーム間隔の調節
が請求項１の場合より容易になり、さらに、光源からの
出射ビームを集光素子により受光しているため、請求項
２のようなアパーチャによるけられの効果に比べ、効率
よく光源からの出射光を利用し集光することができる。
【００３３】請求項４のマルチビーム光源装置において
は、複数の光源からなる光源アレーとそれに対応する同
数の集光素子を有する集光素子アレーからなり、各集光
素子の光軸を調節し焦点面付近に光軸が集まるように配
置し、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径
の数倍程度の間隔でアレー状に配置されているため、微
細な間隔のマルチビームを得ることができる。また素子
数が請求項２，３に比べて少なく比較的簡単な構成であ
るためコストも低減できる。またビーム間隔の調節が請
求項１の場合より容易になる。
は、複数の光源からなる光源アレーとそれに対応する同
数の集光素子を有する集光素子アレーからなり、各集光
素子の光軸を調節し焦点面付近に光軸が集まるように配
置し、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径
の数倍程度の間隔でアレー状に配置されているため、微
細な間隔のマルチビームを得ることができる。また素子
数が請求項２，３に比べて少なく比較的簡単な構成であ
るためコストも低減できる。またビーム間隔の調節が請
求項１の場合より容易になる。
【００３４】請求項５のマルチビーム光源装置において
は、請求項２〜４の装置において、アパーチャアレーあ
るいは集光素子アレーの出射光の光軸の設定に関してそ
れぞれの光源とアパーチャあるいは集光素子を一体とし
それぞれの相対的角度を調節することにより光軸を設定
するため、請求項２〜４の作用効果に加えて光源アレー
と集光素子アレーの関係を一定にでき、各ビームの収差
を比較的揃えることができる。
は、請求項２〜４の装置において、アパーチャアレーあ
るいは集光素子アレーの出射光の光軸の設定に関してそ
れぞれの光源とアパーチャあるいは集光素子を一体とし
それぞれの相対的角度を調節することにより光軸を設定
するため、請求項２〜４の作用効果に加えて光源アレー
と集光素子アレーの関係を一定にでき、各ビームの収差
を比較的揃えることができる。
【００３５】請求項６のマルチビーム光源装置において
は、請求項２〜４の装置において、アパーチャアレーあ
るいは集光素子アレーの出射光の光軸の設定に関して光
源アレーの配置間隔に対してアパーチャアレーあるいは
集光素子アレーの配置間隔を変えることにより行なって
いるので、請求項２〜４の装置の作用効果に加え、アパ
ーチャアレーあるいは集光素子アレー、及び光源アレー
をそれぞれの相対角度を変えずに平面的に配置しながら
必要な出射光の光軸の設定が可能である。このため、そ
れぞれの素子の作製や配置が容易に行なえる。
は、請求項２〜４の装置において、アパーチャアレーあ
るいは集光素子アレーの出射光の光軸の設定に関して光
源アレーの配置間隔に対してアパーチャアレーあるいは
集光素子アレーの配置間隔を変えることにより行なって
いるので、請求項２〜４の装置の作用効果に加え、アパ
ーチャアレーあるいは集光素子アレー、及び光源アレー
をそれぞれの相対角度を変えずに平面的に配置しながら
必要な出射光の光軸の設定が可能である。このため、そ
れぞれの素子の作製や配置が容易に行なえる。
【００３６】請求項７のマルチビーム光源装置において
は、請求項２〜６の装置において、アパーチャアレーあ
るいは集光素子アレーと集光光学系の間や、集光素子ア
レーあるいは集光光学系と焦点面の間に、部分反射プリ
ズムあるいは部分反射ミラーを設け、さらにその反射先
に光源アレーに対応した受光素子アレーを設け各ビーム
を受光できるように配置してあるため、光源アレーの光
量を実時間でモニタできビーム光量の安定化を図ること
ができる。
は、請求項２〜６の装置において、アパーチャアレーあ
るいは集光素子アレーと集光光学系の間や、集光素子ア
レーあるいは集光光学系と焦点面の間に、部分反射プリ
ズムあるいは部分反射ミラーを設け、さらにその反射先
に光源アレーに対応した受光素子アレーを設け各ビーム
を受光できるように配置してあるため、光源アレーの光
量を実時間でモニタできビーム光量の安定化を図ること
ができる。
【００３７】請求項８のマルチビーム光源装置において
は、請求項３〜７の装置において、集光素子アレーに平
板マイクロレンズを用いているため、請求項３〜７の作
用効果に加え集光素子アレーの間隔が精密に制御でき、
１次元及び２次元アレーが容易に得られるため全体の作
製も容易でかつ光学系も安定になる。
は、請求項３〜７の装置において、集光素子アレーに平
板マイクロレンズを用いているため、請求項３〜７の作
用効果に加え集光素子アレーの間隔が精密に制御でき、
１次元及び２次元アレーが容易に得られるため全体の作
製も容易でかつ光学系も安定になる。
【００３８】請求項９のマルチビーム光源装置において
は、請求項８の装置において集光光学系を用いる場合
に、集光光学系として分布屈折率ロッドレンズを用いて
いるため、請求項８の作用効果に加え、全体の光学系を
ほぼ一体的に作製可能であり、光学系の安定度が向上す
る。
は、請求項８の装置において集光光学系を用いる場合
に、集光光学系として分布屈折率ロッドレンズを用いて
いるため、請求項８の作用効果に加え、全体の光学系を
ほぼ一体的に作製可能であり、光学系の安定度が向上す
る。
【図１】本発明の一実施例を示す図であって、(ａ)はマ
ルチビーム光源装置の概略構成図、(ｂ)はマルチビーム
が集光される焦点面を光軸上から見たときの図である。
ルチビーム光源装置の概略構成図、(ｂ)はマルチビーム
が集光される焦点面を光軸上から見たときの図である。
【図２】本発明の別の実施例を示すマルチビーム光源装
置の概略構成図である。
置の概略構成図である。
【図３】本発明のさらに別の実施例を示すマルチビーム
光源装置の概略構成図である。
光源装置の概略構成図である。
【図４】本発明のさらに別の実施例を示すマルチビーム
光源装置の概略構成図である。
光源装置の概略構成図である。
【図５】本発明のさらに別の実施例を示すマルチビーム
光源装置の概略構成図である。
光源装置の概略構成図である。
【図６】本発明のさらに別の実施例を示すマルチビーム
光源装置の概略構成図である。
光源装置の概略構成図である。
【図７】本発明のさらに別の実施例を示すマルチビーム
光源装置の概略構成図である。
光源装置の概略構成図である。
【図８】本発明のさらに別の実施例を示すマルチビーム
光源装置の概略構成図である。
光源装置の概略構成図である。
【図９】本発明によるマルチビーム光源装置を用いた光
書き込み光学系の構成例を示す図である。
書き込み光学系の構成例を示す図である。
【図１０】従来技術の一例を示す図である。
【図１１】従来技術の別の例を示す図である。
１：光源アレー １-a〜１-d：光源 ２：集光光学系 ３：焦点面 ４：集光素子アレー ４-a〜４-d：集光素子 ４’：アパーチャアレー ４'-a〜４'-d：アパーチャ(開口) ５，６：部分反射プリズムあるいは部分反射ミラー ７：受光素子アレー ７-a〜７-d：受光素子 ８：凹レンズ ９：マルチビーム光源装置 １０：集光レンズ １１：回転多面鏡の反射面 １２，１３：集光レンズ １４：感光体面
Claims (9)
- 【請求項１】複数の光源からなる光源アレーと集光光学
系とからなり、上記光源アレーからの出射光を上記集光
光学系と光源波長から求まる集光光学系の回折限界程度
になるように縮小結像させる構成とすることにより、複
数のビーム光源で各ビーム間隔が回折限界のスポット径
の２倍程度以下となることを特徴とするマルチビーム光
源装置。 - 【請求項２】複数の光源からなる光源アレーとそれに対
応する同数のアパーチャ（開口）を有するアパーチャア
レー及び集光光学系とからなり、上記集光光学系の光軸
と上記アパーチャを通した出射ビームの光軸とが異な
り、出射ビームの光軸が集光光学系により焦点面付近に
集まるように配置され、かつ焦点面において複数の集光
ビームがビーム径の数倍程度の間隔でアレー状に配置さ
れることを特徴とするマルチビーム光源装置。 - 【請求項３】複数の光源からなる光源アレーとそれに対
応する同数の集光素子を有する集光素子アレー及び集光
光学系とからなり、上記集光光学系の光軸と上記集光素
子を通した出射ビームの光軸とが異なり、出射ビームの
光軸が集光光学系により焦点面付近に集まるように配置
され、かつ焦点面において複数の集光ビームがビーム径
の数倍程度の間隔でアレー状に配置されることを特徴と
するマルチビーム光源装置。 - 【請求項４】複数の光源からなる光源アレーとそれに対
応する同数の集光素子を有する集光素子アレーからな
り、各集光素子の光軸を調節し焦点面付近に光軸が集ま
るように配置し、かつ焦点面において複数の集光ビーム
がビーム径の数倍程度の間隔でアレー状に配置されるこ
とを特徴とするマルチビーム光源装置。 - 【請求項５】請求項２〜４記載のマルチビーム光源装置
において、アパーチャアレーあるいは集光素子アレーの
出射光の光軸の設定に関してそれぞれの光源とアパーチ
ャあるいは集光素子を一体としそれぞれの相対的角度を
調節することにより光軸を設定することを特徴とするマ
ルチビーム光源装置。 - 【請求項６】請求項２〜４記載のマルチビーム光源装置
において、アパーチャアレーあるいは集光素子アレーの
出射光の光軸の設定に関して光源アレーの配置間隔に対
してアパーチャアレーあるいは集光素子アレーの配置間
隔を変えることにより行なうことを特徴とするマルチビ
ーム光源装置。 - 【請求項７】請求項２〜６記載のマルチビーム光源装置
において、アパーチャアレーあるいは集光素子アレーと
集光光学系の間や、集光素子アレーあるいは集光光学系
と焦点面の間に、部分反射プリズムあるいは部分反射ミ
ラーを設け、さらにその反射先に光源アレーに対応した
受光素子アレーを設け各ビームを受光できるように配置
したことを特徴とするマルチビーム光源装置。 - 【請求項８】請求項３〜７記載のマルチビーム光源装置
において、集光素子アレーに平板マイクロレンズを用い
たことを特徴とするマルチビーム光源装置。 - 【請求項９】請求項８記載のマルチビーム光源装置にお
いて、集光光学系を用いる場合に、集光光学系として分
布屈折率ロッドレンズを用いることを特徴とするマルチ
ビーム光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158933A JPH0830999A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | マルチビーム光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6158933A JPH0830999A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | マルチビーム光源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0830999A true JPH0830999A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15682517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6158933A Pending JPH0830999A (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | マルチビーム光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0830999A (ja) |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP6158933A patent/JPH0830999A/ja active Pending
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