JPH08313840A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JPH08313840A JPH08313840A JP11564195A JP11564195A JPH08313840A JP H08313840 A JPH08313840 A JP H08313840A JP 11564195 A JP11564195 A JP 11564195A JP 11564195 A JP11564195 A JP 11564195A JP H08313840 A JPH08313840 A JP H08313840A
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- hologram plate
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 精度の高いホログラムプレートを用いた光走
査装置を提供する。 【構成】 ホログラムプレート１０の面に対してＬおよ
びＦだけ離れた位置１１に、ホログラムディスク５の回
折点および走査面が配置される。ホログラムプレートの
作製には、基本的には点１７から発散する球面波である
第１の露光用レーザ光２７と、副走査方向には線分１５
に、主走査方向には線分１６上に収束するような非点収
差を有する第２の露光用レーザ光２５を用いる。結像関
係が所定の関係式を満足するように決定されることによ
り、精度の高いホログラムプレートを形成することがで
き、走査面上に微小光スポットを形成することができ
る。
査装置を提供する。 【構成】 ホログラムプレート１０の面に対してＬおよ
びＦだけ離れた位置１１に、ホログラムディスク５の回
折点および走査面が配置される。ホログラムプレートの
作製には、基本的には点１７から発散する球面波である
第１の露光用レーザ光２７と、副走査方向には線分１５
に、主走査方向には線分１６上に収束するような非点収
差を有する第２の露光用レーザ光２５を用いる。結像関
係が所定の関係式を満足するように決定されることによ
り、精度の高いホログラムプレートを形成することがで
き、走査面上に微小光スポットを形成することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光走査装置に関し、詳
しくは光を偏向させる手段としてホログラムを用いた光
走査装置に関するものである。
しくは光を偏向させる手段としてホログラムを用いた光
走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光を偏向させる手段としてホログ
ラムを用いた光走査装置としては、図８に示すようなホ
ログラムスキャナ１００が知られている。このホログラ
ムスキャナ１００は、半導体レーザ１１０と、コリメー
トレンズ１１１と、円筒レンズ１１３と、ホログラムデ
ィスク１１７と、ホログラムプレート１２１とを有して
おり、ホログラムディスク１１７およびホログラムプレ
ート１２１の片面には表面の凹凸の形状でホログラムが
形成されている。
ラムを用いた光走査装置としては、図８に示すようなホ
ログラムスキャナ１００が知られている。このホログラ
ムスキャナ１００は、半導体レーザ１１０と、コリメー
トレンズ１１１と、円筒レンズ１１３と、ホログラムデ
ィスク１１７と、ホログラムプレート１２１とを有して
おり、ホログラムディスク１１７およびホログラムプレ
ート１２１の片面には表面の凹凸の形状でホログラムが
形成されている。
【０００３】そして、半導体レーザ１１１から出射され
たレーザ光はコリメートレンズ１１１によって平行光と
なった後、円筒レンズ１１３で副走査方向のみ集光さ
れ、ホログラムディスク１１７に照射されるようになっ
ている。
たレーザ光はコリメートレンズ１１１によって平行光と
なった後、円筒レンズ１１３で副走査方向のみ集光さ
れ、ホログラムディスク１１７に照射されるようになっ
ている。
【０００４】また、ホログラムディスク１１７に形成さ
れたホログラム１１７からの回折光は、ホログラムプレ
ート１２１で回折、収束され、感光体ドラム１２２上に
照射されるようになっている。
れたホログラム１１７からの回折光は、ホログラムプレ
ート１２１で回折、収束され、感光体ドラム１２２上に
照射されるようになっている。
【０００５】更には、ホログラムディスク１１７はモー
タ１２４の回転軸に取り付けられており、モータ１２４
の回転駆動に伴ってホログラムディスク１１７が回転す
ることにより、回折されたレーザ光は感光体ドラム１２
２上をその長手方向に直線走査するようになっている。
タ１２４の回転軸に取り付けられており、モータ１２４
の回転駆動に伴ってホログラムディスク１１７が回転す
ることにより、回折されたレーザ光は感光体ドラム１２
２上をその長手方向に直線走査するようになっている。
【０００６】ここにおいて、ホログラムプレート１２１
は、感光体ドラム１２２面上に微小レーザスポットを形
成し、ホログラムディスク１１７でレーザ光が回折さ
れ、偏向されたとしてもその微小スポットの大きさが変
化せず、しかもレーザスポットがその感光体面上を直線
的に移動し、さらにその移動速度が常に一定であること
が要求されている。
は、感光体ドラム１２２面上に微小レーザスポットを形
成し、ホログラムディスク１１７でレーザ光が回折さ
れ、偏向されたとしてもその微小スポットの大きさが変
化せず、しかもレーザスポットがその感光体面上を直線
的に移動し、さらにその移動速度が常に一定であること
が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ホログラムプレート１２１については、特公昭５６ー２
６８２号および特開昭５９ー２０２４１０号公報に開示
されているが、ホログラムプレート１２１に必要とされ
る位相伝達関数が近似的に与えられているにすぎず、ま
た、作製時の露光光源配置についても明確にされていな
かった。更には、作製波長と使用波長とが違う場合につ
いても考慮されていなかった。このため、精度の高いホ
ログラムプレートの作製が困難であり、光走査装置の走
査特性が劣化するという問題があった。
ホログラムプレート１２１については、特公昭５６ー２
６８２号および特開昭５９ー２０２４１０号公報に開示
されているが、ホログラムプレート１２１に必要とされ
る位相伝達関数が近似的に与えられているにすぎず、ま
た、作製時の露光光源配置についても明確にされていな
かった。更には、作製波長と使用波長とが違う場合につ
いても考慮されていなかった。このため、精度の高いホ
ログラムプレートの作製が困難であり、光走査装置の走
査特性が劣化するという問題があった。
【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、精度の高いホログラムプレート
を用いた光走査装置を提供することを目的としている。
になされたものであり、精度の高いホログラムプレート
を用いた光走査装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明の光走査装置は、レーザ光源と、そ
のレーザ光源から出射されたレーザ光を回折させて走査
を行うためのホログラムディスクと、前記ホログラムデ
ィスクを回転駆動する駆動手段と、前記ホログラムディ
スクからの回折光を走査面上に収束させるホログラムプ
レートを備え、前記ホログラムプレートのホログラムパ
ターンが波長がλcである第１および第２の露光レーザ
光での干渉により作製され、前記第１の露光レーザ光が
球面波であるとともに、前記第２の露光レーザ光が走査
方向と平行な主走査方向と走査方向と垂直な副走査方向
とで収束位置が異なる非点収差を有する光波であり、前
記ホログラムプレート面に垂直な方向において、前記ホ
ログラムプレートと前記第２の露光レーザ光の光軸上に
おける副走査方向の収束位置との距離をｆ0、前記第１
の露光レーザ光の前記ホログラムプレートへの入射角を
θS、前記第２の露光レーザ光の前記ホログラムプレー
トへの入射角をθCとし、再生波長をλr、走査長の１／
２をＷ0、走査端部に対応する前記ホログラムディスク
からの回折光の前記ホログラムプレートへの主走査方向
の入射角をθ1として、前記ホログラムプレートの面に
垂直な方向において、前記ホログラムディスクの回折点
と前記ホログラムプレートとの間隔をＬ、前記ホログラ
ムプレートと前記走査面との間隔をＦとしたとき、次記
をほぼ満足するように構成されている。
に、請求項１の発明の光走査装置は、レーザ光源と、そ
のレーザ光源から出射されたレーザ光を回折させて走査
を行うためのホログラムディスクと、前記ホログラムデ
ィスクを回転駆動する駆動手段と、前記ホログラムディ
スクからの回折光を走査面上に収束させるホログラムプ
レートを備え、前記ホログラムプレートのホログラムパ
ターンが波長がλcである第１および第２の露光レーザ
光での干渉により作製され、前記第１の露光レーザ光が
球面波であるとともに、前記第２の露光レーザ光が走査
方向と平行な主走査方向と走査方向と垂直な副走査方向
とで収束位置が異なる非点収差を有する光波であり、前
記ホログラムプレート面に垂直な方向において、前記ホ
ログラムプレートと前記第２の露光レーザ光の光軸上に
おける副走査方向の収束位置との距離をｆ0、前記第１
の露光レーザ光の前記ホログラムプレートへの入射角を
θS、前記第２の露光レーザ光の前記ホログラムプレー
トへの入射角をθCとし、再生波長をλr、走査長の１／
２をＷ0、走査端部に対応する前記ホログラムディスク
からの回折光の前記ホログラムプレートへの主走査方向
の入射角をθ1として、前記ホログラムプレートの面に
垂直な方向において、前記ホログラムディスクの回折点
と前記ホログラムプレートとの間隔をＬ、前記ホログラ
ムプレートと前記走査面との間隔をＦとしたとき、次記
をほぼ満足するように構成されている。
【００１０】
【数１】
【００１１】ただし、
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】
【数４】
【００１５】また、請求項２の発明の光走査装置では、
前記ホログラムプレート面に垂直な方向において、前記
第１の露光レーザ光の光源位置と前記ホログラムプレー
トとの距離をｆ1、前記ホログラムプレートと前記第２
の露光レーザ光の光軸上における主走査方向の収束位置
との距離をｆ2としたとき、ｆ1、ｆ2が次式をほぼ満足
するようになっている。
前記ホログラムプレート面に垂直な方向において、前記
第１の露光レーザ光の光源位置と前記ホログラムプレー
トとの距離をｆ1、前記ホログラムプレートと前記第２
の露光レーザ光の光軸上における主走査方向の収束位置
との距離をｆ2としたとき、ｆ1、ｆ2が次式をほぼ満足
するようになっている。
【００１６】
【数５】
【００１７】
【数６】
【００１８】また、請求項３の発明の光走査装置では、
前記第１の露光用レーザ光が非球面収差を有している。
前記第１の露光用レーザ光が非球面収差を有している。
【００１９】また、請求項４の発明の光走査装置では、
前記第２の露光用レーザ光が非球面収差を有している。
前記第２の露光用レーザ光が非球面収差を有している。
【００２０】また、請求項５の発明の光走査装置では、
前記第２の露光用レーザ光が前記ホログラムプレートに
対して前記第１の露光レーザ光の光源と同じ側に配置さ
れたレンズおよび円筒レンズを通して発生されるもので
ある。
前記第２の露光用レーザ光が前記ホログラムプレートに
対して前記第１の露光レーザ光の光源と同じ側に配置さ
れたレンズおよび円筒レンズを通して発生されるもので
ある。
【００２１】
【作用】上記の構成を有する請求項１の発明の光走査装
置によれば、レーザ光源から射出されたレーザ光はホロ
グラムディスクで回折され、さらにホログラムプレート
によって走査面上に微小スポットとして収束される。回
転駆動手段でホログラムを回転させることにより、レー
ザ光が偏向され、走査面上において微小スポットによる
走査が行われる。
置によれば、レーザ光源から射出されたレーザ光はホロ
グラムディスクで回折され、さらにホログラムプレート
によって走査面上に微小スポットとして収束される。回
転駆動手段でホログラムを回転させることにより、レー
ザ光が偏向され、走査面上において微小スポットによる
走査が行われる。
【００２２】ここで、ホログラムプレートのホログラム
パターンが波長がλcである第１および第２の露光レー
ザ光での干渉により作製され、第１の露光レーザ光が球
面波であるとともに、第２の露光レーザ光が走査方向と
平行な主走査方向と走査方向と垂直な副走査方向とで収
束位置が異なる非点収差を有する光波であり、ホログラ
ムプレート面に垂直な方向において、ホログラムプレー
トと第２の露光レーザ光の光軸上における副走査方向の
収束位置との距離をｆ0、第１の露光レーザ光のホログ
ラムプレートへの入射角をθS、第２の露光レーザ光の
ホログラムプレートへの入射角をθC、とし、再生波長
をλr、走査長の１／２をＷ0、走査端部に対応するホロ
グラムディスクからの回折光のホログラムプレートへの
主走査方向の入射角をθ1とし、ホログラムプレートの
面に垂直な方向において、ホログラムディスクの回折点
とホログラムプレートとの間隔をＬ、ホログラムプレー
トと走査面との間隔をＦとしたとき、次式をほぼ満足す
るように各値が定められる。
パターンが波長がλcである第１および第２の露光レー
ザ光での干渉により作製され、第１の露光レーザ光が球
面波であるとともに、第２の露光レーザ光が走査方向と
平行な主走査方向と走査方向と垂直な副走査方向とで収
束位置が異なる非点収差を有する光波であり、ホログラ
ムプレート面に垂直な方向において、ホログラムプレー
トと第２の露光レーザ光の光軸上における副走査方向の
収束位置との距離をｆ0、第１の露光レーザ光のホログ
ラムプレートへの入射角をθS、第２の露光レーザ光の
ホログラムプレートへの入射角をθC、とし、再生波長
をλr、走査長の１／２をＷ0、走査端部に対応するホロ
グラムディスクからの回折光のホログラムプレートへの
主走査方向の入射角をθ1とし、ホログラムプレートの
面に垂直な方向において、ホログラムディスクの回折点
とホログラムプレートとの間隔をＬ、ホログラムプレー
トと走査面との間隔をＦとしたとき、次式をほぼ満足す
るように各値が定められる。
【００２３】
【数１】
【００２４】ただし、
【００２５】
【数２】
【００２６】
【数３】
【００２７】
【数４】
【００２８】これにより、ホログラムプレートにより、
精度のよい微小光スポットを形成することができる。
精度のよい微小光スポットを形成することができる。
【００２９】請求項２の発明の光走査装置によれば、ホ
ログラムプレート面に垂直な方向において、第１の露光
レーザ光の光源位置とホログラムプレートとの距離をｆ
1、ホログラムプレートと第２の露光レーザ光の光軸上
における主走査方向の収束位置との距離をｆ2としたと
き、ｆ1、ｆ2が次式をほぼ満足するようにする。
ログラムプレート面に垂直な方向において、第１の露光
レーザ光の光源位置とホログラムプレートとの距離をｆ
1、ホログラムプレートと第２の露光レーザ光の光軸上
における主走査方向の収束位置との距離をｆ2としたと
き、ｆ1、ｆ2が次式をほぼ満足するようにする。
【００３０】
【数５】
【００３１】
【数６】
【００３２】このようにすれば、作製波長と、使用波長
が違う場合にも作製時の露光光源配置を明確に規定する
ことができるため、精度のよいホログラムプレートを作
製することができる。
が違う場合にも作製時の露光光源配置を明確に規定する
ことができるため、精度のよいホログラムプレートを作
製することができる。
【００３３】請求項３および４の発明の光走査装置によ
れば、第１の露光用レーザ光、あるいは第２の露光用レ
ーザ光が非球面収差を有していれば、ホログラムプレー
トにより収差の小さな微小光スポットを走査面上に形成
することができる。
れば、第１の露光用レーザ光、あるいは第２の露光用レ
ーザ光が非球面収差を有していれば、ホログラムプレー
トにより収差の小さな微小光スポットを走査面上に形成
することができる。
【００３４】請求項５の発明の光走査装置によれば、第
２の露光用レーザ光がホログラムプレートに対して第１
の露光レーザ光の光源と同じ側に配置された比較的小型
のレンズおよび円筒レンズを通して発生されるようにす
ることもできる。
２の露光用レーザ光がホログラムプレートに対して第１
の露光レーザ光の光源と同じ側に配置された比較的小型
のレンズおよび円筒レンズを通して発生されるようにす
ることもできる。
【００３５】
【実施例】以下に、本発明を具体化した一実施例を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３６】本発明を好適に適用した光走査装置１は、
レーザ光源としての半導体レーザ２と、その出射口に配
置される、半導体レーザ２より出射されるレーザ光を平
行光とするためのコリメートレンズ３と、ホログラムデ
ィスク５と、コリメートレンズ３からの平行光を走査方
向に垂直な方向、即ち、副走査方向に収束してホログラ
ムディスク５上に集光する円筒レンズ４と、ホログラム
ディスク５で回折されたレーザ光２１を走査面すなわ
ち、感光体ドラム７の表面に集光するホログラムプレー
ト１０とから構成される。そして、モータ８の回転駆動
によってホログラムディスク５が回転することにより回
折されたレーザ光２２は感光体ドラム７上をその長手方
向すなわち走査方向に直線走査する。
レーザ光源としての半導体レーザ２と、その出射口に配
置される、半導体レーザ２より出射されるレーザ光を平
行光とするためのコリメートレンズ３と、ホログラムデ
ィスク５と、コリメートレンズ３からの平行光を走査方
向に垂直な方向、即ち、副走査方向に収束してホログラ
ムディスク５上に集光する円筒レンズ４と、ホログラム
ディスク５で回折されたレーザ光２１を走査面すなわ
ち、感光体ドラム７の表面に集光するホログラムプレー
ト１０とから構成される。そして、モータ８の回転駆動
によってホログラムディスク５が回転することにより回
折されたレーザ光２２は感光体ドラム７上をその長手方
向すなわち走査方向に直線走査する。
【００３７】前記ホログラムディスク５は透明の円盤状
の基板からなるものであり、その中心はモータ８の回転
軸に固着されており、モータ８の回転駆動に伴って回転
可能である。前記モータ８は本発明の駆動手段を構成す
るものである。なお、ホログラムディスク５、ホログラ
ムプレート１０の材料としては、樹脂、例えば、ポリカ
ーボネート、ＰＭＭＡ、ポリイミド、アモルファスポリ
オレフィン等を用いた基板を使用することができる。ま
た、樹脂以外にガラスやセラミック等を用いてもよい。
この場合、ガラス、セラミック基板に直接凹凸を形成
し、ホログラムとしてもよい。また、これらの基板の上
に樹脂等でホログラムを形成してもよい。
の基板からなるものであり、その中心はモータ８の回転
軸に固着されており、モータ８の回転駆動に伴って回転
可能である。前記モータ８は本発明の駆動手段を構成す
るものである。なお、ホログラムディスク５、ホログラ
ムプレート１０の材料としては、樹脂、例えば、ポリカ
ーボネート、ＰＭＭＡ、ポリイミド、アモルファスポリ
オレフィン等を用いた基板を使用することができる。ま
た、樹脂以外にガラスやセラミック等を用いてもよい。
この場合、ガラス、セラミック基板に直接凹凸を形成
し、ホログラムとしてもよい。また、これらの基板の上
に樹脂等でホログラムを形成してもよい。
【００３８】前記ホロプグラムレート１０は、副走査方
向にパワーを有するため、ホログラムディスク５で回折
され発散光となった回折レーザ光２１を感光体ドラム７
上に微小光スポットとして集光する。また、感光体ドラ
ム７の長手方向に平行な方向である主走査方向について
は、ホログラムディスク５に入射するレーザ光は平行光
とされており、回折光２１についてもホログラムプレー
トで副走査方向とは異なったパワーで収束され、微小光
スポットとして集光される。なお、このようなホログラ
ムプレート１０の集光作用により、偏心、ホログラムデ
ィスク５の面振れや半導体レーザ２の波長変動に伴う回
折角の変動も補償することができる。
向にパワーを有するため、ホログラムディスク５で回折
され発散光となった回折レーザ光２１を感光体ドラム７
上に微小光スポットとして集光する。また、感光体ドラ
ム７の長手方向に平行な方向である主走査方向について
は、ホログラムディスク５に入射するレーザ光は平行光
とされており、回折光２１についてもホログラムプレー
トで副走査方向とは異なったパワーで収束され、微小光
スポットとして集光される。なお、このようなホログラ
ムプレート１０の集光作用により、偏心、ホログラムデ
ィスク５の面振れや半導体レーザ２の波長変動に伴う回
折角の変動も補償することができる。
【００３９】ホログラムプレート１０の結像関係につい
ては図２に示すとおりであり、図２（ａ）は走査方向に
平行な主走査方向、同図（ｂ）は主走査方向に垂直な副
走査方向であり、実線は使用時の、点線は作製時の結像
関係を示している。使用時は、レーザ光源として半導体
レーザを用いるため、その波長λrは７８０ｎｍあるい
は８３０ｎｍとなる。また、作製時はそれよりも波長の
短いレーザを用い、その波長λcは例えばＡｒレーザで
は４５７．９ｎｍ、Ｈｅ−Ｃｄレーザでは３２５ｎｍと
なる。
ては図２に示すとおりであり、図２（ａ）は走査方向に
平行な主走査方向、同図（ｂ）は主走査方向に垂直な副
走査方向であり、実線は使用時の、点線は作製時の結像
関係を示している。使用時は、レーザ光源として半導体
レーザを用いるため、その波長λrは７８０ｎｍあるい
は８３０ｎｍとなる。また、作製時はそれよりも波長の
短いレーザを用い、その波長λcは例えばＡｒレーザで
は４５７．９ｎｍ、Ｈｅ−Ｃｄレーザでは３２５ｎｍと
なる。
【００４０】使用時は、例えばホログラムプレート１０
の面に対し、垂直方向にＬだけ離れた位置１１にホログ
ラムディスク５の回折点が配置され、ホログラムディス
ク５で偏向されたレーザ光２１がホログラムプレート１
０に照射される。このときのレーザ光２１は主走査方向
には平行光であり、副走査方向には発散光となってい
る。このレーザ光２１はホログラムプレート１０で回折
され、回折光２２は主走査方向、副走査方向ともにホロ
グラムプレート１０の面に対し垂直方向にＦだけ離れた
走査面７上に集光される。このとき、ホログラムディス
ク５の回折光２１はホログラムプレート１０に角度θS2
で入射し、角度θC2で回折される。
の面に対し、垂直方向にＬだけ離れた位置１１にホログ
ラムディスク５の回折点が配置され、ホログラムディス
ク５で偏向されたレーザ光２１がホログラムプレート１
０に照射される。このときのレーザ光２１は主走査方向
には平行光であり、副走査方向には発散光となってい
る。このレーザ光２１はホログラムプレート１０で回折
され、回折光２２は主走査方向、副走査方向ともにホロ
グラムプレート１０の面に対し垂直方向にＦだけ離れた
走査面７上に集光される。このとき、ホログラムディス
ク５の回折光２１はホログラムプレート１０に角度θS2
で入射し、角度θC2で回折される。
【００４１】ホログラムプレートの作製には、基本的に
は点１７から発散する球面波である第１の露光用レーザ
光２７と、副走査方向には線分１５に、主走査方向には
線分１６上に収束するような非点収差を有する第２の露
光用レーザ光２５を用い、この２つの露光用レーザ光２
５、２７の干渉によりホログラムの記録を行う。先に説
明したようにホログラムプレート１０は主走査方向と副
走査方向とで異なったパワーを有することが必要とされ
るため、第２の露光用レーザ光２５としてこのような非
点収差を有することが要求される。
は点１７から発散する球面波である第１の露光用レーザ
光２７と、副走査方向には線分１５に、主走査方向には
線分１６上に収束するような非点収差を有する第２の露
光用レーザ光２５を用い、この２つの露光用レーザ光２
５、２７の干渉によりホログラムの記録を行う。先に説
明したようにホログラムプレート１０は主走査方向と副
走査方向とで異なったパワーを有することが必要とされ
るため、第２の露光用レーザ光２５としてこのような非
点収差を有することが要求される。
【００４２】ここで、第１の露光レーザ光２７の光源位
置となる点１７はホログラムプレート１０の面に垂直方
向に距離ｆ1だけ離れ、点１７とホログラムプレート１
０の中心とを結ぶ直線はホログラムプレート１０の中心
に立てた垂線に対しθSだけ傾いている。すなわち、入
射角θSで照射される。また、線分１５の中心とホログ
ラムプレート１０の中心とを結ぶ直線は、ホログラムプ
レート１０の中心に立てた垂線に対しθCだけ傾いてい
る。すなわち、第２の露光レーザ光は入射角θCで照射
される。
置となる点１７はホログラムプレート１０の面に垂直方
向に距離ｆ1だけ離れ、点１７とホログラムプレート１
０の中心とを結ぶ直線はホログラムプレート１０の中心
に立てた垂線に対しθSだけ傾いている。すなわち、入
射角θSで照射される。また、線分１５の中心とホログ
ラムプレート１０の中心とを結ぶ直線は、ホログラムプ
レート１０の中心に立てた垂線に対しθCだけ傾いてい
る。すなわち、第２の露光レーザ光は入射角θCで照射
される。
【００４３】このような結像関係において、主走査方向
には式（１）が、また、副走査方向には式（２）が成立
する。
には式（１）が、また、副走査方向には式（２）が成立
する。
【００４４】
【数５】
【００４５】（１）
【００４６】
【数６】
【００４７】（２） ここで、各式の右辺はホログラムプレート１０における
主走査方向および副走査方向の焦点距離に対応する。ま
た、図１（ａ）において、幾何学的な関係から式（３）
が成立する。
主走査方向および副走査方向の焦点距離に対応する。ま
た、図１（ａ）において、幾何学的な関係から式（３）
が成立する。
【００４８】
【数７】
【００４９】（３） ここで、Ｗ0は走査長の半分である。さらに、ホログラ
ムプレート１０において、入射角θ1と回折角θ2との間
には式（４）の関係がある。
ムプレート１０において、入射角θ1と回折角θ2との間
には式（４）の関係がある。
【００５０】
【数８】
【００５１】（４） ここで、ΦHPはホログラムプレート１０の位相伝達関数
であり式（５）で表される。ただし、座標軸としてはホ
ログラムプレート１０の中心を原点とし、主走査方向に
ｘ軸を、副走査方向にｙ軸をとる。
であり式（５）で表される。ただし、座標軸としてはホ
ログラムプレート１０の中心を原点とし、主走査方向に
ｘ軸を、副走査方向にｙ軸をとる。
【００５２】
【数９】
【００５３】（５） 式（１）から式（５）を整理すると式（６）が得られ
る。
る。
【００５４】
【数１】
【００５５】（６） ただし、Ａ1、Ａ2、Ｓは次式で与えられる。
【００５６】
【数２】
【００５７】（７）
【００５８】
【数３】
【００５９】（８）
【００６０】
【数４】
【００６１】（９） ここで、θS、θC、θ1、Ｗ0、ｆ0の値を与えると、式
（６）の中の未知数はＬとＦとなる。すなわち、式
（６）において、Ｌ、Ｆのうち一方を与えれば他方が決
定される。このとき、Ｌの値は光走査装置１の大きさに
より規定され、これによりＦの値が定まる。Ｌ、Ｆ、ｆ
0が定まれば、式（１）、式（２）を連立させて解くこ
とによりｆ1、ｆ2が求まり、ホログラムプレート１０を
作製するための露光光源位置を確定することができる。
（６）の中の未知数はＬとＦとなる。すなわち、式
（６）において、Ｌ、Ｆのうち一方を与えれば他方が決
定される。このとき、Ｌの値は光走査装置１の大きさに
より規定され、これによりＦの値が定まる。Ｌ、Ｆ、ｆ
0が定まれば、式（１）、式（２）を連立させて解くこ
とによりｆ1、ｆ2が求まり、ホログラムプレート１０を
作製するための露光光源位置を確定することができる。
【００６２】例えば、作製波長をλc＝４５７．９ｎ
ｍ、使用波長をλr＝７８０ｎｍとし、θS＝０、θC＝
５．８５゜、θ1＝２５゜、Ｗ0＝１０５ｍｍ、ｆ0＝Ｆ
Ｓとする。このとき、Ｌ＝１５０ｍｍとすると、Ｆ＝２
３９．２ｍｍが算出される。これによりｆ0＝４０７．
５ｍｍとなり、式（１）、式（２）より、ｆ1＝２５
５．５ｍｍ、ｆ2＝６８５．１ｍｍが算出され、作製時
の光源配置が決定される。このように作製されたホログ
ラムプレート１０の図２のように位置１１から、入射角
θS2＝０で入射したレーザ光は、回折角θC2＝１０゜で
回折され、走査面７上に微小光スポットとして集光され
る。
ｍ、使用波長をλr＝７８０ｎｍとし、θS＝０、θC＝
５．８５゜、θ1＝２５゜、Ｗ0＝１０５ｍｍ、ｆ0＝Ｆ
Ｓとする。このとき、Ｌ＝１５０ｍｍとすると、Ｆ＝２
３９．２ｍｍが算出される。これによりｆ0＝４０７．
５ｍｍとなり、式（１）、式（２）より、ｆ1＝２５
５．５ｍｍ、ｆ2＝６８５．１ｍｍが算出され、作製時
の光源配置が決定される。このように作製されたホログ
ラムプレート１０の図２のように位置１１から、入射角
θS2＝０で入射したレーザ光は、回折角θC2＝１０゜で
回折され、走査面７上に微小光スポットとして集光され
る。
【００６３】ホログラムプレート１０を作製するため
の、露光配置の一例を図３に示す。（ａ）は主走査方
向、（ｂ）は副走査方向の結像関係を示している。平行
光をレンズ３７により位置１７に集光させることにより
第１の露光用レーザ光２７を照射することができる。ま
た、平行光を主走査方向へはレンズ３５で位置１６へ収
束させるとともに、副走査方向へはさらに円筒レンズ３
６によって位置１５へ収束させる。これにより図２に示
した結像関係を満足させることができる。このとき、各
収束位置にピンホールあるいはスリットを設けてもよ
い。
の、露光配置の一例を図３に示す。（ａ）は主走査方
向、（ｂ）は副走査方向の結像関係を示している。平行
光をレンズ３７により位置１７に集光させることにより
第１の露光用レーザ光２７を照射することができる。ま
た、平行光を主走査方向へはレンズ３５で位置１６へ収
束させるとともに、副走査方向へはさらに円筒レンズ３
６によって位置１５へ収束させる。これにより図２に示
した結像関係を満足させることができる。このとき、各
収束位置にピンホールあるいはスリットを設けてもよ
い。
【００６４】このように、作製時、使用時の結像関係を
容易に決定することができるため、精度の高いホログラ
ムプレート１０を作製することができる。このホログラ
ムプレート１０を用いることにより、走査面上に微小光
スポットを形成し、精度の高い走査特性を有する光走査
装置を提供することができる。
容易に決定することができるため、精度の高いホログラ
ムプレート１０を作製することができる。このホログラ
ムプレート１０を用いることにより、走査面上に微小光
スポットを形成し、精度の高い走査特性を有する光走査
装置を提供することができる。
【００６５】以上、本発明の一実施例を図１及至図３を
用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述した実施例
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることができる。
用いて詳細に説明したが、本発明は以上詳述した実施例
に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲
で種々の変更を加えることができる。
【００６６】例えば、図３に示した露光光学系ではレン
ズ３５、円筒レンズ３６として非常に大型のものが必要
とされる。このような大型のレンズを精度よく作製する
ことは難しく、また非常に高価となる。そこで、第２の
露光用レーザ光を照射する光学系を図４のように第１の
露光用レーザ光を照射する側と同じ側に配置することに
より、レンズ４５および円筒レンズ４６として精度の高
い比較的小型のものを用いることができる。これによ
り、ホログラムプレート１０の作製が容易となる。ま
た、図５のようにレンズ５５と凹面を有する円筒レンズ
５６を用いても同様の効果が得られる。
ズ３５、円筒レンズ３６として非常に大型のものが必要
とされる。このような大型のレンズを精度よく作製する
ことは難しく、また非常に高価となる。そこで、第２の
露光用レーザ光を照射する光学系を図４のように第１の
露光用レーザ光を照射する側と同じ側に配置することに
より、レンズ４５および円筒レンズ４６として精度の高
い比較的小型のものを用いることができる。これによ
り、ホログラムプレート１０の作製が容易となる。ま
た、図５のようにレンズ５５と凹面を有する円筒レンズ
５６を用いても同様の効果が得られる。
【００６７】図２に示した結像関係は式（１）乃至式
（６）を満足する値のみに限定されるわけではなく、走
査特性が損なわれない範囲内で、式（１）乃至式（６）
を満足する値の近傍の値を用いてもよいことは許容範囲
であり、いうまでもない。さらに、位相伝達関数も式
（５）に限定されるわけではない。例えば、図６のよう
に主走査方向の収束位置６６がホログラムプレート１０
と平行となるような結像関係を用いてもよい。このよう
な結像関係は、例えば図３において、レンズ３５、円筒
レンズ３６を第２の露光用レーザ光２５の光軸に垂直に
配置する代わりにホログラムプレート１０の面に平行と
なるように配置することにより実現することができる。
図６の結像関係ではホログラムプレート１０の位相伝達
関数は次式で与えられる。
（６）を満足する値のみに限定されるわけではなく、走
査特性が損なわれない範囲内で、式（１）乃至式（６）
を満足する値の近傍の値を用いてもよいことは許容範囲
であり、いうまでもない。さらに、位相伝達関数も式
（５）に限定されるわけではない。例えば、図６のよう
に主走査方向の収束位置６６がホログラムプレート１０
と平行となるような結像関係を用いてもよい。このよう
な結像関係は、例えば図３において、レンズ３５、円筒
レンズ３６を第２の露光用レーザ光２５の光軸に垂直に
配置する代わりにホログラムプレート１０の面に平行と
なるように配置することにより実現することができる。
図６の結像関係ではホログラムプレート１０の位相伝達
関数は次式で与えられる。
【００６８】
【数１０】
【００６９】（１０） さらに、レンズ３５、３７、円筒レンズ３６に非球面を
有するものを用いてもよい。これにより、ホグラムプレ
ート１０の位相伝達関数は非球面項を含み、走査面７上
におけるレーザ光の収束特性をさらに改善することがで
き、収差の小さな微小光スポットを形成することができ
る。
有するものを用いてもよい。これにより、ホグラムプレ
ート１０の位相伝達関数は非球面項を含み、走査面７上
におけるレーザ光の収束特性をさらに改善することがで
き、収差の小さな微小光スポットを形成することができ
る。
【００７０】光走査装置において、基本的な構成は図１
で示されるが、これに限定されるわけではなく、図７の
ように、適時反射ミラー７１、７２、７３、７４等を挿
入して光路を折り曲げることにより、光走査装置１の小
型化を行ってもよい。
で示されるが、これに限定されるわけではなく、図７の
ように、適時反射ミラー７１、７２、７３、７４等を挿
入して光路を折り曲げることにより、光走査装置１の小
型化を行ってもよい。
【００７１】また、ホログラムディスク５、ホログラム
プレート１０に形成されるホログラムは、その表面に凹
凸の形状でホログラム１７が形成された、所謂レリーフ
型としてもよい。また、これに限定されるわけではな
く、例えば、媒質の位相変化の形でホログラムを記録し
た体積型ホログラムを用いてもよい。
プレート１０に形成されるホログラムは、その表面に凹
凸の形状でホログラム１７が形成された、所謂レリーフ
型としてもよい。また、これに限定されるわけではな
く、例えば、媒質の位相変化の形でホログラムを記録し
た体積型ホログラムを用いてもよい。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項１の発明の光走査装置によれば、ホログラムディ
スクで回折されたレーザ光は、所定の関係式を満足する
ホログラムプレートにより、精度のよい微小光スポット
を形成することができ、これにより精度の高い光走査を
実現することができる。
請求項１の発明の光走査装置によれば、ホログラムディ
スクで回折されたレーザ光は、所定の関係式を満足する
ホログラムプレートにより、精度のよい微小光スポット
を形成することができ、これにより精度の高い光走査を
実現することができる。
【００７３】また、請求項２の発明の光走査装置によれ
ば、作製波長と、使用波長が違う場合にも作製時の露光
光源配置を明確に規定することができるため、精度のよ
いホログラムプレートを作製することができる。
ば、作製波長と、使用波長が違う場合にも作製時の露光
光源配置を明確に規定することができるため、精度のよ
いホログラムプレートを作製することができる。
【００７４】また、請求項３および４の発明の光走査装
置によれば、第１の露光レーザ光あるいは、第２の露光
レーザ光が非球面収差を有するため、ホログラムプレー
トにより収差の小さな微小光スポットを走査面上に形成
することができる。
置によれば、第１の露光レーザ光あるいは、第２の露光
レーザ光が非球面収差を有するため、ホログラムプレー
トにより収差の小さな微小光スポットを走査面上に形成
することができる。
【００７５】また、請求項５の発明の光走査装置によれ
ば、第２の露光レーザ光がホログラムプレートについて
第１の露光レーザ光の光源と同じ側に配置されているた
め、精度の高い比較的小型のレンズおよび円筒レンズを
用いることができる。
ば、第２の露光レーザ光がホログラムプレートについて
第１の露光レーザ光の光源と同じ側に配置されているた
め、精度の高い比較的小型のレンズおよび円筒レンズを
用いることができる。
【図１】本発明の光走査装置の一実施例を示す要部側面
図である。
図である。
【図２】ホログラムプレートの結像関係を示す説明図で
ある。
ある。
【図３】ホログラムディスクの作製方法を示す模式図で
ある。
ある。
【図４】本発明の光走査装置の他の実施例におけるホロ
グラムディスクの作製方法を示す模式図である。
グラムディスクの作製方法を示す模式図である。
【図５】本発明の光走査装置の他の実施例におけるホロ
グラムディスクの作製方法を示す模式図である。
グラムディスクの作製方法を示す模式図である。
【図６】本発明の光走査装置の他の実施例におけるホロ
グラムプレートの結像関係を示す説明図である。
グラムプレートの結像関係を示す説明図である。
【図７】本発明の光走査装置の他の実施例を示す要部側
面図である。
面図である。
【図８】従来の光走査装置の構成を示す側面図である。
１ 光走査装置 ２ 半導体レーザ（レーザ光源） ５ ホログラムディスク ７ 走査面 ８ モータ １０ ホログラムプレート １１ ホログラムディスクの回折点 １５ 第２の露光レーザ光の副走査方向の収束位置 １６ 第２の露光レーザ光の主走査方向の収束位置 １７ 第１の露光レーザ光の光源位置 ２１ 回折光 ２５ 第２の露光レーザ光 ２７ 第１の露光レーザ光 ３５ レンズ ３６ 円筒レンズ ３７ レンズ
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光源と、 そのレーザ光源から出射されたレーザ光を回折させて走
査を行うためのホログラムディスクと、 前記ホログラムディスクを回転駆動する駆動手段と、 前記ホログラムディスクから出射された回折光を走査面
上に収束させるホログラムプレートを備え、 前記ホログラムプレートのホログラムパターンが、波長
がλcである第１および第２の露光レーザ光での干渉に
より作製され、前記第１の露光レーザ光が球面波である
とともに、前記第２の露光レーザ光が走査方向と平行な
主走査方向と、走査方向と垂直な副走査方向とで収束位
置が異なる非点収差を有する光波であり、前記ホログラ
ムプレート面に垂直な方向において、前記ホログラムプ
レートと前記第２の露光レーザ光の光軸上における副走
査方向の収束位置との距離をｆ0、前記第１の露光レー
ザ光の前記ホログラムプレートへの入射角をθS、前記
第２の露光レーザ光の前記ホログラムプレートへの入射
角をθCとし、再生波長をλr、走査長の１／２をＷ0、
走査端部に対応する前記ホログラムディスクからの回折
光の前記ホログラムプレートへの主走査方向の入射角を
θ1とし、前記ホログラムプレート面に垂直な方向にお
いて、前記ホログラムディスクの回折点と前記ホログラ
ムプレートとの間隔をＬ、前記ホログラムプレートと前
記走査面との間隔をＦとしたとき、前記ホログラムプレ
ートが次式をほぼ満足するように構成されることを特徴
とする光走査装置。 【数１】 ただし、 【数２】 【数３】 【数４】 - 【請求項２】 前記ホログラムプレート面に垂直な方向
において、前記第１の露光レーザ光の光源位置と前記ホ
ログラムプレートとの距離をｆ1、前記ホログラムプレ
ートと前記第２の露光レーザ光の光軸上における主走査
方向の収束位置との距離をｆ2としたとき、ｆ1、ｆ2が
次式をほぼ満足するように構成されることを特徴とする
請求項１記載の光走査装置。 【数５】 【数６】 - 【請求項３】 前記第１の露光用レーザ光が非球面収差
を有することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項４】 前記第２の露光用レーザ光が非球面収差
を有することを特徴とする請求項１記載の光走査装置。 - 【請求項５】 前記第２の露光用レーザ光が、前記ホロ
グラムプレートに対して、前記第１の露光レーザ光の光
源と同じ側に配置されたレンズおよび円筒レンズを通し
て発生されることを特徴とする請求項１記載の光走査装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11564195A JPH08313840A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11564195A JPH08313840A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313840A true JPH08313840A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14667675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11564195A Pending JPH08313840A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08313840A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010017537A (ko) * | 1999-08-12 | 2001-03-05 | 윤종용 | 홀로그램 스캐너 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP11564195A patent/JPH08313840A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010017537A (ko) * | 1999-08-12 | 2001-03-05 | 윤종용 | 홀로그램 스캐너 |
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