JPS5886514A - 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、光走査装置、−詳しくはレーザービームな
ホログラムスキャナーによって偏向させる方式の光走査
装置に関する。

（発明の背景） レーザービームをホログラムスキャナーによって偏向さ
せる光走査方式が提案され、各種の光読取装置や光プリ
ンターへの実用化が意図されている。

ところで、レーザービームの光源として、半導体レーザ
ーを用いることによって、この種の光走査装置の小型化
、低コスト化の実現の可能性がある。光走査装置の光源
としての半導体レーザー゛としては、従来、単一モード
の半導体レーザーが適当とさねている。この単一モード
の半導体レーザーと（・うのは、単色光レーザーを放射
するレーザー光源である。

しかるに、単一モードの半導体レーザーには。

その発振波長がレーザーの温度によって変化するという
性質がある。発振波長の変化は、ホログラムスキャナー
における回折条件の変化をもたらすから、光走査の安定
性や精度が、レーザーの温良によって左右されることと
なり、光走査装置実現のうえで、上記性質は、はなはだ
具合が悪い。

この不具合２除くために、単一モードの半導体レーザー
の出力光の波長を検出し、その検出結果にもとづいて、
半導体レーザーの温度、あるいは注入電流を制御して、
出力光の波長を一定に保つ方法が提案さねているが１．
複雑な制御機構が必要であり、制御機構自体のコストも
高いので、光走査装置の小型化、低コスト化には、そぐ
わないものである。

（目　　的） そこで１本発明の目的は、常に一定した波長のレーザー
ビームなホログラムスキャナーに供給でき、なお且つ、
小型で安価な、光走査装置を提供することである。゛ （構　成）゛ 木兄ｑｙ（よる光走査装置は、レーザービームン。

ホログラムスキャナーによって偏向させるタイプのもの
であって、光源としての多モード半導体レーザーと、波
長検出用のホログラム板と、ピンホールミラーとを七す
る◎ 多モード半導体レーザーは、単一モードの半導体レーザ
ー、とことなり、その発振波長が、′一定の波長領域に
わたって分布している。

波長検出用のホログラフ板は、多モード半導体し７ザー
によるレーザー光の分光を行なうためのものであって、
１次回折光が集束するようにホログラム作製さね、多モ
ード半導体レーザーとポログラムスキャナーとの間に配
備される。

ピンホールミラーは、ホログラム板により分光さね、波
長に応じて異なった位置に集束する１゛次回折光のうち
、特定波長の成分のみを、光路逆進的に反射するための
ものである。

ソシテ、多モード半導体レーザー、ボロダラム板、ピン
ホールミラーは、ピンホールミラーによる特定波長成分
の反射光が、ホログラム板を介し　゛て、多モード半導
体レーザーに帰還するよ５Ｋ。

構成されるのである。

（実施例に即した説明） 以下１図面を参照しながら、実施例に即して。

本発明を説明する。

オ・１図は、本発明を実施した光走査装置の１例の光学
的配置を説明図として示したものである。

図中、符号１は多モード半導体レーザー、符号２はドラ
イバー、符号３はコリメータレンズ、符号イは、波長検
出用の韮−′ログラム板、符号５はピンポールミラー、
符号６はミラー、符号７はホログラムレンズディスク、
符号８はモーター、符号９は被走査体ン、そわそわ示し
ている。

ドライバー２ＶＣよって多モード発振させられると、多
モード半導体レーザー１から放射される発散性のレーザ
ー光１０は、コリメータレンズ：ｌ’ＣＪ：す、平行ビ
ーム１１に変換され、ホログラム板４に入射する。ホロ
グラム板４を直進的に透過した０次光１２は、ミラー６
に反射さねてホログラムレンズディスク７に入射し、集
束性の回折光１４となる。

ホログラムレンズディスク７は、モーター８とと□もに
、ホログラムスキャナーを構成し、モーター８により、
ホログラムレンズディスク７を回動させると、回折光１
４は走査ビームとなって被走査体９を光走査する。

ナオ、ドラ、（バー２による半導体レーザ７１の駆動は
、この光走査装置が読取走査用に供されるときは単調に
行なわれるが、書き込み走査用に供されるときは、書き
込まれる情報に応じて、発振強度が変調され、るように
行なわれる。

さて１本発明の特徴は、・先にものべたように。

光源が多モード半導体レーザーであること、および、ホ
ログラム板４．ピンホールミラー５の存在にあるが、以
下にまず、ポログラム板４について説明する。

一般に、ホログラムスキャナーにおいて、走査用ビーム
を形成するのに用いら引るポログラムは。

それに最も適合した波長をもっている。この波長は、こ
のホログラムの作製に用いられた光の波長である。今、
仮に、この波長をλ０　とすると、ポログラムスキャナ
ーに波長λ０　のビームを供給した場合には、適正な走
査が行なゎねるが、λ０　と異なる波長のビームを供給
した場合には６１回折条件が異なるため、所謂波長収差
が生じ適正な走査な行なうことが困難とな−る。そこで
、、１’１図に示す装置において、ホログラムレンズデ
ィスク７における最適合波長がλ０　であるとすれば、
２１図に示す装置で適正な光走萱を行ないうるためには
。

０次光１．２の波長かλ０　でなければならず、そのた
めには、多モード半導体レーザー１の発振光の波長をλ
０　に固定する必要がある。多モード半導体レーザーの
発振波長をλ０　に固定することは、この半導体レーザ
ーの多モード発振のときの発振波長領域が波長λ０　を
含むならば、この波長成分のレーザー光を、半導体レー
ザーに帰還させることによって可能である。しかも、こ
のようにして発振波長を固定した場合、固定された発振
波長は。

レーザーの温・度変化によって変化することはないので
ある。

さて、多モード半導体レーザー１に、波長λ０のレーザ
ー光成分を帰還させうるためには、まず。

多モード発振光のなかから、特定の波長λ０　を有する
成分を分離しなければならない。

ホログラム板４の矛１の機能は、この、特定波長λ０　
を有するレーザー光成分の分離である。

この機能を説明するために、矛２図を参照して、ホログ
ラム板４が、どのように作製されているがを、まず説明
する。

第２図において、波長λ０　のレーザー光を放射するレ
ー豐−光源２１からの、平行レーザービーム２８　　は
、対物レンズ２２によって、ピンホール板２３のビンホ
゛−ルの一位置に集束し、この位置に一旦、点光源を形
成する。この点光源から発散するビームはコリメータレ
ンズ２４によって平行ビームとさね、ビームスプリンタ
ー２５によって２分割さね゛る。

ビームスプリッタ−２５を透過したビームは、そのまま
、ホログラム感板４′ニ入射する。

ビームスプリッタ−２５に反射されたビームは。

ミラー２６に反射されたのち、集束レンズ２７に入射し
、一旦、Ｐ点において集束したのち１発散性のビームと
なってホログラム感板り′上に入射する。′２つのビー
ムは、ホログラム感板り′上で千ＩＬ、この干渉状態か
ホログラム感板４′に記録される。

ホログラム感板４′は、透明基板４０上に感剤層４１を
設けてなり、上記の如きホログラム記録後、現像、定着
、漂白等、必要な処理を施されると、ホログラム板４と
なる。

このようなホログラム板４を、第１図の如く配（Ｉ＊　
Ｉ、て、その左側から、多モード発振レーザー光束を平
行ビームとして入射させると、ホログラム板４による１
次回折光は集束光となる。

ホログラム板４は、波長λ０　のレーザー光で作製さね
ているので、１次回折光のうち、波長λ０を有する部分
は１才２図に示す、ホログラム作製時の、Ｐ、５に対応
する点に集束する。

このような、波長λｏＶ有する１盗回折光が。

１１１図およ（ト矛３図において、符号１３で示されて
いる。

ホログラム板４は、上述の如く、波長λ０　のレーサー
光で作製されているから、そわ以外の波長のレーザー光
成分は１回折条件が、１次回折光１３と異なり、λ０　
より短波長の成分は、例えば、矛３図で符号１３１で示
す如き集束光となるし、λ０より長波長の成分は、例え
ば、〕・３図の１次回折光１３２の如きものとなる。す
なわち、ホログラム板４による１次回折光は分光されて
おり、その集束位置は、波長に応じて異なったものとな
る。

ピンホールミラー５は、この実施例においては、矛３図
に示すようにミラー５ｏと、光吸収性の遮光部材５１と
によって構成されている。遮光部材５１はミラー５０の
鏡面を辿幣しているが、遮光部材５１ニはピンホールが
穿設されているので、光吸収性領域中ニヒンホール状の
反射部があることになる。

ピンホールミラー５は、このピンホール状の反射部を、
矛３図に示すごとく、波長λ０　を廟す′る１次回折光
１３の集束部に合致させ、この反射部によって、１次回
折光が、光路逆進的に反射するように設けられる。光路
逆進的とは、反射光が入射光の光路を逆にたどるように
という意味である。

このようにすると、ホログラム板４による１次回折光の
うち１％定の波長λ０　を有する成分のみが、ピンホー
ルミラー５によって１選択的に反射される。しかるに、
この反射は、光路逆進的であるから、１次回折光１３の
光路を逆にたどって、ホログラム板４の、矛３図におい
て右側面に、斜め上方から入射し、ホログラム板４に回
折されて。

ホログラム板４へσ）入射光１１の光路な逆進する平行
ビーム１５となる。

この平行ビーム１５は、コリメータレンズ３（第１図）
を介して、多モード半導体レーザー１に帰還する。この
帰還したレーザー光は、特定ｆ）波長゛λ０　を有する
ので、多モード半導体レーザー１σ）発振は、この波長
λ０　の光に共鳴し、発振波長は。

実質的にλＯｖｃ固定される。

すると、このとき以後、ホログラムスキャナーには、定
常的に波長λ０　のレーザー光束が供給されることにな
る。このよりにして、適正な光走査を安定的に行なうこ
尼か可能となる。

上述の実施例では、ホログラム板４は、軸外型であり、
この軸外型のものを用いることによって゛１次回折光１
３を、０次光１２の光路外に集束させることによって、
ピンホールミラーを、上記光路外に配置することかでき
た。しかし、ホログラム板は、本発明を実施する上にお
い、て、必らすしも。

軸外型である必要はなく、所望の１次回折光、すなわち
、ピンホールミラーで反射させるべき、丑定波長の成分
が、０次光の光束内で集束するようにしてもよい。この
場合はピンホールミラーを。

例えば、透明基板上に微小′なピンホール状ミラーを形
成したもの゛とし、こわを、０次光の光束内に配備すわ
ば良い。

また、ホログラム板は１作製の方法如何によっては、多
モード半導体レーザーとコリメータレンズとの間に配備
することができる。

ホログラム板は透過型に限らず１反射型でも良い。

また、上記の例では、ホログラム板馨、ホログラムスキ
ャナーの最適波長λ０　で作製したが、ホログラム板自
体は、これを最適波長と異なる波長で作製しておき、ピ
ンホールミラーの位置調整によって、最適波長の１次回
折光を′選択的に反射するようにしてもよい。

なお、ホログラムスキャナーとして、実施例以外の形式
のものを用いうろことは当然である。

（効　果） 上述の如く、多モード半導体レーザーは、特定の波長の
レーサー光の帰還によって１発振波長を固定した場合、
固定さねた発振波長は、温度変化によらず一定している
。従って、常に安定して。

適止な光走贅を行なうことが可能となる。さらに。

多モード半導体レーザーは、単一モードの半導体レーサ
ーと殆ど同程度の価格で容易に入手でき、ホログラム板
、ピンホールミラーも容易且つ安価に入手できるから、
光走査装置自体のコストを低減化できる。ホログラム板
もピンホールミラーも装置の他の構ハｉ要素と比較して
、特に大きくはないので、装置の小型化も十分に可能で
ある。

（その他） 多モード半導体レーザーの発振波長の固定と。

その特性については、雑誌１光学′矛１０巻、３・３号
の１９７頁以下に、詳細な論文がある。

【図面の簡単な説明】

３′１図は１本発明を実施した光走査装置の１例の、光
学的配置の説明のための説明図、牙２図は。 ホログラム板の作製方法の１例を説明するための図、第
３図は、ホログラム板の機能とピンホールミラーの作用
とを説明するための図である。 １・・・多モード半導体レーザー、３・・・コリメータ
レンズ、４・・・ホログラム板、５・・・ピンホールミ
ラー、６・・・ミラー、７・°゛ホログラムレンズデイ
スクそ−１−８とともにホログラムスキヤ、ナーを構成
する。）、９・・・被走査体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザービームをホログラムスキャナーによって偏向さ
   せる方式の光走査装置であって。 光源としての多モード半導体レーザーと。 この多モード半導体レーザーからホログラムスキャナー
   にいたる光路中に配備され、１次回折光が集束する波長
   検出用のホログラム板と。 このホログラム板により分光され、波長に応じて異なっ
   た位置に集束する１次回折光のうち１％定の波長の成分
   のみを、光路逆進的に反射するピンホールミラーとを有
   し。 上記ピンホールミラーによる。特定波長成分の反射光を
   、上記ホログラム板を介して多モード半導体レーサーに
   帰還させるように構成したこ−とを特徴とする、光走査
   装置。