JPS58111916A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ホログラムレンズを用いて光ビームを走査
面上に集光しかつ走査面上を走査するように構成された
光走査装置に関するものである。

従来この樵の装置として第１図に示すものがあった。図
において、（１）はホログラムディスク、（匂はホログ
ラムディスク（１）上に記録され九任意の１つのホログ
ラムレンズである。ホログラムレンズは、その個数が発
生すべき走査ｆｉＡ故と等しく、また、各々その中心が
走査線ピッチに対応した量だけホログラムディスク（１
）の半径方向にずらして記録されている。（３）　＃′
ｉ入射ビーム、（４）は走査ビーム、（５）は走査面、
（６）は光スポット、（ηは走ｆパターン、（８）はモ
ータであり、ディスク（１）を回転させるものである。

とする入射ビーム（３）を入射する。ホログラムレンズ
（匂の回折光は走査ビーム（４）となり、走査面（５）
上の点Ｐに集光され光スポット（６）を形成する。すな
わち、点０と点寓とは結像関係にある。

次に、ホログラムレンズ（２）をモータ（８）によって
回転させると、ホログラムディスク（１）の入射ビーム
照射点における接線に平行な方向に光スポット（６）が
走査面（５）上で移動し、１本目の走査線が形成される
。次に、ホロ、ダラムディスク（１）がさらに回転し、
ホログラムレンズ（２）の次のホログラムレンズに入射
ビーム（３）が入射すると、その中心が、先のホログラ
ムレンズと比較してホログラムディスク（１）の半径方
向にずれるように構成されているので、このホログラム
レンズを介した走査ビーム（４）は走査面（５）上で１
本目の走査線から平行にずれた位置に２本目の走査線を
形成する。

したがって、モータ（８）によ・ｌ、ホログラムディス
ク（１）を一定回転数で回転すると、所定ピッチでホロ
グラムレンズの個数と等しい走査線数の走査パターン（
ηが形成さレヘ。

従来の光走査装置は以上のように構成されているので、
走査線数を増加する一合、ホログラムディスク上のホロ
グラムレンズの個数を増加する必要がある。さらに走査
線の長さを変化させずにホログラムレンズの個数を増加
するためには、ホログラムディスクの直径が一定の場合
は、結像倍率を太きくしなけれはならず、また結像倍率
が一定の場合は、ホログラムディスクの直径を大きくし
なければならない。

従って、前者の場合はホログラムディスクと走査面間の
距離が長くなり走査糸が大型となり、かつホログラムレ
ンズの収差が大きくなる等の欠点があった。また、ｔｌ
ｋ＠の場合は、ホログラムディスクの高速回転が峻しく
なり、かつ走査糸が大型となる等の欠点があった。

この発明は上記のような従来の吃のの欠点を除去するた
めになされたもので、ホログラムレンズに入射する光ビ
ーム偏向させ、ホログラムレンズの個数を増加せずに、
走査線数を増加できる光走査装置を提供することを目的
としている。

第２図は、この発明の一実施例の構成を示す説明図であ
る。図において、（１）〜（８）は第１図の同一符号と
同一または相補部分を示し、（９）は光ビーム偏光手段
であり、入射ビーム（３）を平行移動させるための透光
板である透明平行板（９ａ）と透明平行板（９ａ）を摺
動駆動するための駆動装置（９ｂ）とから構成されてい
る。

第３図は、走査線数が増加された走査パターンの一例を
示す説明図である。図において、（１１）は所定量移動
した走査パターンを示す。

以上のよう゛な構成において点０を点光源とする入射ビ
ーム（３）が透明平行平板（９ａ）を透過すると、入射
ビーム（３）　ｔｊホログラムディスク（１）の半径方
向に平行移動（図では外周方向）し、ホログラムディス
ク（１）に入射する。すなわち等価的に点０′を点光源
とする入射ビームでホログラムレンズ（２）全照明した
・ことになり、走査ビーム（４）は、走査面（５）上の
点ｐｌに集光されて光スポットとなる。ホログラムレン
ズ（２）において、点０と点Ｐとは結像関係にあるから
、物点が点０から点０′に移動すると、偉点すなわち光
スポット（６）も点Ｐから点に移動する。

光スポット（０の移動量）ＰＩ／ｉ、入射ビーム（３）
の入射角をθ、透明平行平板（９ａ）の厚さをｄ１屈折
率をｎ、ホログラムレンズの結像倍率をｍとすれば次式
で表わされる。

以上の関係は、ホログラムディスク（１）上の任意のホ
ログラムレンズについて同様に成りたつから、ホログラ
ムディスク（１）が１回転すると、走査面（５）上には
走査ノリーン（１１）が形成される０　−−次に駆動装
置（９ｂ）を駆動してｉ＃！Ａ平行平＆’　（９ａ）を
入射ビーム（３）光路から取り除き、ホログラムディス
ク（１）を１回転させると走査面（５）上には走−パタ
ーン（１１）とはＪＰだけ各々平行移動された走査パタ
ーン（７）が形成される。したがってホログラムディス
ク（１）の回転周期の１周期毎に、透明平行平板（９ａ
）を入射ビーム（３）光路中に、駆動装置（９１））゛
によって仲人散り除きを゛くり返すことにより、ホログ
ラムディスク（１）が２回転する間に、走査パターン（
７）と４Ｐ移動した走査パターン（ｌｌ）とが交互に形
成されることになり、ホログラムレンズの個数を増加せ
ずに、走査線数を２倍増すことができる。例えば、走査
パターン（ηの走査線数が１０本、走査線ピッチが１０
Ｍ１結像倍事ｍ＝３の場合、（１）式より（１＝　８　
ｍ、ｎ＝１．５、θ＝３２′とすれば、走査ノ１ターン
（ηに走査パターン（１１）が加わり走査線数が２０本
、走査線ピッチが５Ｍの走査ノくターンか得られる。

なお、上記実施例では、２倍の走査線数を持つ走査パタ
ーンを発生する場合について示したが、透明平行平板の
代りに厚さが階段状に変化した透明板を用いて、３倍以
上の走査線数を持つ走査、パターンが発生できることは
明らかである０また、走査パターンの移動量ΔＰが元の
走査線ピッチの１／２になるような場合について示し九
か、ｄＰは任意に設定してもよい。

次に第４図にこの発明の他の実施例を示す。図において
、（９）は光ビーム偏光手段であり、振動装置（９ｄ）
と、この振動装置（９ｄ）により振動駆動される振動ｄ
ｉ　（９０）とから構成されている。

次に動作について説明する。

点０を点光源とする入射ビーム（３）を振動鏡（９Ｃ）
により反射させて、ホログラムレンズ（２）に入射する
。すなわち点ｄを振動−（９Ｃ）による点０の跳像とす
ると、等価的に点ＯＩを点光源とする入射ビームでホロ
グラムレンズ（２）を照明したことになり、走査ビーム
（４ンは、走査面（５）上の点ＰＩに集光されて光スポ
ット（６）となる。

次に、振動装置（９ｄ）により振＃−（９Ｃ）を回前し
、ホログラムディスク（１）の半径方向に入射ビーム（
３）を偏向してホログラムディスク（１）に入射させる
。

この時の点０の鏡１摩を点０′″とすると、入射ビーム
の点光源点０゛が点ｇｌｌへ等価的に移動したことにな
る。ホログラムレンズ（２）において、点０′と点Ｐ′
ハ結儂関係にあるかダ、物点が点ヴから点σ′に移動す
ると、像点すなわち光スポット（６）も点Ｐ′から点Ｐ
１に移動する。ここで、光スポット（６）の移動量ＪＰ
は、ホログラムレンズの結像倍率をｍ、振動１１（９ｃ
）の回転角をΔθ、０）点から振動鏡（９０）の入射ビ
ーム反射点までの距離を！とすれば、ΔＰ＝２ｍｌｌθ
で表わされる。

以上の関係は、ホログラムディスク（１）上の任意のホ
ログラムレンズについて同様に成りたつから、ホログラ
ムディスク（１）が１回転すると、走査パターン全体も
走査方向と垂直方向にｄＰだけ平行移動することになる
。

次に、ホログラムディスク（１）の回転周期の１周期ご
とに振動鏡（９Ｃ）を角度Δθづつ回転して、入射ビー
ムを偏向し、ホログラムレンズに照射ｆる。

この時、ホログラムディスク（１）のＮ回転の間に、Δ
Ｐ平行移動した走査パターンがＮ個発生されることにな
り、ホログラムレンズめ個数を増加せずに、走査線数を
Ｎ倍に増加できる。

例えば、元の走査パターンの走査線数が１Ｃ本、走査線
ピッチが１２■、結像倍率ｌｎ＝３の場合、ｎ＝３、／
　＝　２０ｍ、Δθ＝〜２°とすれば、走査線数が６０
　本、走査線ピッチが４ｍの走査パターン力発生され、
走査線数が３倍となる。

なお、上記実施例では、振動鏡を点０とホログラムディ
スクとの闇に挿入した場合について示［７たが、振動鏡
は点０を発生する以前の光学系（図示せず）に仲人して
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、実施例では、走査パターンをｄＰづつ等しく移動
させる場合について示したが１．ｄＰは各回転周期ごと
に、任意に設定してもよい。

入射ビームを偏向す機構として振動鏡を用いた場合につ
いて説明したが、ｍ、Ｏ偏向器、Ａ、０偏光器、ピエゾ
素子利用の偏向器等でもよい。

以上述べたように、この発明によれば、ホログラムディ
スクと光源との闇に設けた光ビーム偏向手段によってホ
ログラムディスクに入射する光ビームを偏向しているの
で、ホログラムレンズの個数を増やすことなく走査面上
を走査する走査線の線数金谷易に増やすことができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す斜視図、第２図はこの発明の一実
施例の断面図、第３図は走査面上に形成される走査パタ
ーン、第４図はこの発明の他の実施例の断面図である。 図において、（１）はホログラムディスク、（２）はホ
ログラムレンズ、（５）は走査面、（９）　Ｉｒｉ光ビ
ーム偏向手段、（９ａ）は透光板、（９ｂ）は駆動装置
、（９Ｃ）は振＃鏡、（０）　Ｉ／′ｉ光源である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代　理　人　　葛　　野　　　信　　−第１図 第４図 第２図 ΔＰ 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源、この光源からの光ビームを走査面上に集光
   しかつ上記光源に対する相対的移動によって光ビームを
   上記走査面上で走査させるように構成される少なくとも
   １つのボログラムレンズを有するホログラムディスク、
   および上記光源と上記ホログラムレンズとの闇に設けら
   れ上記ホログラムレンズに入射する光ビームを偏向させ
   る光ビーム偏向手段を備え先光走査装置。
2. （２）光ビーム偏り手段は振動−であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光走査装置。
3. （３）光ビーム偏向手段は透光板とこの透光板を変位さ
   せる駆動装置とから構成されていることｔ−Ｗ倣とする
   特許請求の範囲第１項に記載の光走査装置。