JPS5815768B2 - ソウサコウガクケイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、所定の軸を中心に回転もしくは回動する反射
体を備え、被走査面を前もって定められた走査方向に沿
って光学的に走査を行う走査光学系に関する。

所謂回転ミラー、ガルバノミラ−等回転もしくは回動す
る反射体によって、光ビームを表示面に高速走査して文
字、画像をディスプレイしたり、加工物表面を光学的に
走査して疵検査をしたりすることが行われる。

この際、反射体の回転もしくは回動軸が、所定の方位よ
り倒れると、走査線間隔が所期のものから変化して、デ
ィスプレイの質が低下し、あるいは検査精度が低下する
。

従来は、上記倒れは、反射体自身の精度を向上したり、
回転軸にエアーベアリング機構等を採用する等、軸受機
構を高精度なものにすることによって、防止されてきた
。

しかし、軸受機構の精度の向上は、これのみに終らず、
反射体の駆動軸に対する動力伝達系の精度向上を必然的
に伴う。

斯様なことは設計上非常に困難なことである。

本発明の目的は、回転もしくは回動する反射体の軸の精
度をそれ稚内上しなくでも、軸の倒れによる走査線間隔
の所期のものからの変化は、光学的に補正できる走査光
学系を提供することにある。

この目的を達成する為の本発明の走査光学系の概要は、
所定の軸を中心にして回転もしくは回動自在な反射体を
備え、被走査面をフライングイメージ又はフライングス
ポット走査方法に沿って光学的に走査する走査光学系に
於いて、直交する２つの平面内に各々反射面を有する反
射系を、前記反射体に光学的に対向し、前記２つの平面
の交線が前記軸に垂直になるように配置し、該反射系と
前記反射体とで構成される反射光学系に入射する光ビー
ムが、まず反射体で反射された後前記反射系に入射し、
反射系で２回反射された後再度前記反射体に入射し、反
射体で反射された後に反射光学系より射出するようにし
たものである。

第１図は回転多面鏡を用いて画像、文字等をディスプレ
イする場合の簡単な原理図である。

１は光源であり、ディスプレイされる画像等の情報を内
包した光ビームを射出する。

２は回転多面体であり、光源１からの元ビームＩを反射
して表示面３に反射光Ｒとして反射指向せしめる。

回転多面体２が前もって定められた正規の方向に向いて
いる軸Ａを中心にして例えば左回りに回転すれば、反射
光Ｒは表示面３上の前もって定められた走査線４上を、
前もって定められた走査方向Ｓに走査する。

多数の走査線を、走査線４と平行に表示図３上に前もっ
て定められた間隔で形成する為に、軸Ａの方位と垂直な
方位におかれた軸５′を有するガルバノミラ−のような
走査線移行ミラー５を設は回転多面鏡２０回転と同期し
て走査移行ミラー５を、上記走査線間隔に対応した角度
軸５′を中心に傾げ、多面鏡２への光ビームの入射角を
上下方向に変化する。

−走査線の走査が終ると、次の走査は例えば隣接した走
査線上を再び走査方向Ｓに行われる。

回転多面鏡２の回転軸Ａが、正規の方位から倒れ第１図
に破線で示す様にＡ′の如くなったとすれば、反射光Ｒ
の方向は前もって定められている方向、即ち走査線４上
に到達する方向から偏位し第１図に破線で示した如＜
Ｒ’Ｏ様に走査線４から偏位した点に向けられる。

従って回転軸Ａが正規の方位より倒れる度に、走査線間
隔が前もって定められている走査線間隔から変化し、デ
ィスプレイの質が低下する。

第２図Ａは、本発明の走査光学系の原理を説明する為の
、光学系主要部の斜視図である。

６は軸Ａを中心に回転する平面鏡である。

７は直交する平面鏡８，９より成る反射系であり、この
反射系７はその反射面が平面鏡６に光学的に対向し、２
つの反射面の交線１０が前記軸Ａに垂直になるように配
置されている。

平面鏡６０反射面に入射する光■は、これに反射されて
反射系７に指向し、例えば第２図Ａに示すように平面鏡
９，８に順次反射されて再び平面鏡６に指向し、これに
反射されて反射光Ｒとなる。

平面鏡６が軸Ａを中心に、例えば左向きに回転すると、
上記反射光Ｒは走査方向Ｓに沿って連続的に方向を変え
、所定の被走査面を走査する。

この際、平面鏡６が軸Ａを中心に左右向きに回動すれば
、反射光Ｒは往復走査可能である。

平面鏡６の軸Ａが、正規の方位より傾いたとしても、反
射光Ｒは軸Ａが傾かない場合と同様に前もって定められ
た方向に指向する。

第２図Ｂは第２図Ａに図示した光学系の側面図である。

本図では、入射光１は平面鏡６に反射されて反射光Ｒ１
となり平面鏡９に指向し、これに反射されて反射光Ｒ２
となり平面鏡８に指向し、これに反射されて反射光Ｒ３
となり再び平面鏡６に指向し、これに反射されて反射光
Ｒとなり、該反射光Ｒは平面鏡６の軸Ａを中心とする回
転に従って、紙面に垂直な方向に泪って走査する。

反射系７は直交する２つの反射面を有しており、従って
側面図でみれば上記反射光Ｒ１、Ｒ２は平行である。

軸Ａが第２図Ｂの如く角度α傾げば、反射光Ｒ１’は反
射光Ｒ１より２α角き、反射光Ｒ′３． Ｒ’は平行で
あるから、従って反射光Ｒ３より２α傾いて、正規の方
位にある平面鏡６より角度α傾いた平面鏡に再び入射す
る。

従って、第２図Ｂに示したように、側面図内では反射光
Ｒと反射光Ｒ竹平行である。

即ち、反射光Ｒ，Ｒ′の所定の方向成分の方向は常に一
定に保たれる。

従って、この常に一定に保たれろ反射光の方向成分の方
向と、走査方向とが垂直になるようにしておけば、反射
光Ｒ、Ｒ’はこの走査方向に沿って被走査面を走査する
。

（上記反射光ＲＱ 、 Ｒ４、Ｒ’、 、 Ｒ’は軸Ａ
が倒れた際の、前記反射光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒに対応
するものである。

）以上は所謂フライングスポット方式の光学的走査法に
ついて、即ち紙面に垂直な方向に沿って連続的に反射方
向が変化する反射光Ｒによって被走査面を走査する方法
について本発明の詳細な説明したが１、所謂フライング
イメージ方式の光学的走査法に本発明が適用されること
は明らかである。

この場合し瓜走査線上からの光が入射方向が紙面に垂直
な方向に溢って連続的に変化して、軸Ａを中心にして回
転もしくは回動する平面鏡６に入射し、これに反射され
て反射系７に指向し、これに２回反射されて再び平面鏡
６に指向し、これに反射されて常に一定の方向に指向す
る。

以下の説明は、フライングスポット方式についての実施
例を述べるが、上述したように本発明はフライングイメ
ージ方式についても実施可能である。

第３図は本発明の一実施例の説明図である。

本図に示した装置は、第１図に示した装置と同様レーザ
ーディスプレイに関するものである。

１は光源であり、ディスプレイされる画像の情報を内包
した光ビームを射出する。

２は回転多面鏡であり、軸Ａを中心にして回転している
。

３は表示面である。

５は光源１からの元ビームを受け、これを回転多面鏡２
の反射面に反射指向せしめる走査線移行ミラーであり、
軸５を中心に回転多面鏡２０回転に同期して傾き、回転
多面鏡２への反射光の入射方向を上下方向に変え、−走
査線走査の終了ごとに隣接する走査線上に次の走査を移
す為の走査線移行ミラーである。

７は、直交する２つの平面鏡８，９よりなる反射系であ
り、両鏡８，９の交線が軸Ａに垂直になるように、回転
多面鏡２に光学的に対向して配置されている。

１１は球面レンズであって、一方の焦点面に表示面３が
あるように配置されている。

光源１から発した光ビームは走査線移行ミラー５に入射
し、これに反射されて回転多面鏡２に入射する。

回転多面体２に入射した光ビーム■は、これに反射され
て反射系７に指向し、これに２回反射されて再び回転多
面鏡２に指向しこれに反射されて反射光Ｒとなり表示面
３の前もって定められた走査線４上に指向し、回転多面
体２の例えば図示の如く左回り回転に従って、走査方向
Ｓに走査する。

軸Ａが傾いた際の反射光を第３図の如＜ Ｒ’とすれば
、既に述べたように反射光Ｒ′の方向成分の方向の一つ
は反射光Ｒのこれに対応する方向成分の方向の一つと一
致している。

またこの方向成分の方向は走査方向に垂直になるように
前もって調整される。

従って、第３図に図示したように、軸Ａが正規の方位よ
り傾いた場合の反射光Ｒ′も前記球面レンズ１１を通過
することによって、正規の反射光Ｒの走査している走査
線４上に指向する。

即ち、軸Ａが正規の方位より傾いても、回転多面体２に
よる反射光の方向は、直交する２つの平面鏡８，９より
成る反射系により自動的に補正されて、反射光は常に前
もって定められた走査線上を走査する。

従って、軸Ａの倒れによっても走査線間隔は前もって定
められた間隔から変化することはない。

第４図は本発明の他の実施例の要部の説明図である。

２′は多角錐台の側面が反射面となっている所謂ピラミ
ッド型回転多面鏡であり、軸Ａを中心に回転する。

７′は反射系であり、直交する２つの平面鏡８’、９’
より成っている。

反射系７′は、平面鏡８’、９’の交線が軸Ａに垂直に
なるように、ピラミッド型回転多面鏡２′に光学的に対
向するように配置されている。

ピラミッド型回転多面鏡２′の１つの反射面に入射した
光はこれに反射されて反射系７に指向し、これに反射さ
れてピラミッド型回転多面体２′の他の反射面に指向さ
れこれに反射されて反射光Ｒとなる。

反射光Ｒは、ピラミッド型回転多面体２′が軸Ａを中心
に回転することによって被走査面を走査する。

走査方向は、本図の場合紙面に垂直な方向である。

軸Ａが正規の方位より倒れても、反射光の方向は反射系
７′により補正されて、常に前もって定められた方向に
指向する。

【図面の簡単な説明】

第１図は反射体の回転もしくは回動軸の倒れの光学的走
査に与える影響の説明図、第２図Ａ、Ｂは本発明の詳細
な説明図、第３図は本発明の一実施例の説明図、第４図
は本発明の一実施例の要部の説明図である。 １は光源、２は回転多面鏡、２′はピラミッド型回転多
面鏡、４は走査線、６は平面鏡、７，７は反射系、Ａ、
Ａ′は軸、Ｓは走査方向である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定の軸を中心にして回転もしくは回動自在な反射
   体を備え、被走査面をフライングイメージ又はフライン
   グスポット走査方法に沿って光学的に走査する走査光学
   系に於いて、直交する２つの平面内に各々反射面を有す
   る反射系を、前記反射体に光学的に対向し、前記２つの
   平面の交線が前記軸に垂直になるように配置し、該反射
   系と前記反射体とで構成される反射光学系に入射する光
   ビームが、まず反射体で反射された後前記反射系に入射
   し、反射系で２回反射された後再度前記反射体に入射し
   、反射体で反射された後に反射光学系より射出するよう
   にしたことを特徴とする走査光学系。