JPS59111620A - 光ビ−ム走査装置 - 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、光ビーム走査装置、特に光偏向にホログラ
ムを用いた光ビーム走査装置に関する。

ホログラムを用いた光ビーム走査装置はホログラムを回
折格子として利用し、ホログラム内で格子周期に分布が
あるホログラムを一次元的に移動することによって、回
折角を変化させて光偏向を行なう。この様な光ビーム走
査装置においてホログラムを一次元的に移動する手段と
しては、ホログラムをディスクの円周上に複数個配列し
、ディスクを回転することが通常行なわれている。

しかしながら、ディスクの回転によってホログラムを移
動するため、ホログラムも回転移動し、そのため走査ビ
ームは円孤状に湾曲した走査線を描いてしまう。このた
めディスク型のホログラム（２） を用いた光ビーム走査装置は、レーザプリンタやファク
シミリ装置のような記録文字や画像の品位を高く要求さ
れるような装置に利用することが不可能であった。

そこで、本発明の発明者は、ディスク型のホログラムを
用いて、走査ビームが直線走査をする光ビーム走査装置
を、特願昭５５−７２３４５号で既に提案した。しかし
ながら、特願昭５５−７２３４５号の光ビーム走査装置
は、ホログラム記録時の光波長と光ビーム走査装置とし
て使用時の波長が同一でなければ、直線走査にならない
という欠点があった。このため、使用波長に応じてホロ
グラムを製作する必要があり、　Ｈｅ−Ｎｅレーザ等の
場合は回折効率の高いホログラム感光材料であるホトレ
ジストに不感のため、高い回折効率のホログラムが製作
できない欠点があった。

この発明の目的は、ホログラム製作時と異なる波長の光
で直線走査かで゛きるディスク型のホログラムを用いた
光ビーム走査装置を提供することにある。

（３） この発明の光ビーム走査装置は、位相分布φがで表わさ
れる干渉縞を記録したホログラムを円周上に配置したホ
ログラムディスクと前記ホログラムを照射する波長λ２
の光を発生する光ビーム発生器と前記ホログラムディス
クを回転する手段とから構成され、さらに、前記ホログ
ラムディスク上の光ビームの照射位置をホログラムディ
スク中心から半径Ｒの点とし、前記ホログラムディスク
中心と前記ホログラムのγ＝Ｏの点との距離をＸｃとし
て、（Ｘｃ　−Ｒ）Ｘｃ　（（Ｎλ２／λＩ　）’−１
）の値が（Ｆ＋　Ｎ　）”に等しくなるように前記ホロ
グラムを配置し、ホログラムと走査面の距離をＮ”　Ｆ
、λ、／λ１に設定したことを特徴とする光ビーム走査
装置である。

（４） 次に図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第１図はホログラムディスクを用いた光ビーム走査装置
を示す図である。図ではレーザ１とレンズ２とからなる
光ビーム発生器からの光ビーム３がホログラムディスク
４の円周上に配置されたホログラム５を照射している図
である。ホログラム５の回折光１１は、ホログラムディ
スク４がモータ１２で矢印１３の方向に回転されること
により走査面１４上を矢印１５の方向に走査さワ５、走
査軌跡は湾曲線１６となる。モータ１２の回転によりホ
ログラム５〜１０が、くり返し走査をする。

第２図はホログラムを円周上に配置したホログラムディ
スクを模式的に示す図である。点１７をディスクの中心
として５〜ｌＯのホログラムが配置されている。ホログ
ラム５については干渉縞も模式的に示しである。点１８
が光ビームの照射位置である。ホログラムｂの干渉縞は
、点１９を中心とする同心円の一部分である。第２図で
、ディスク中心１７と光ビーム照射位置１８との距離が
Ｒ１ディスク中心１７とホログラム干渉縞の中心１９と
の距離がＸｃ（５） である。先に出願した、特願昭５５−７２３４５の発明
ではＲとＸｃと、ホログラムの焦点圧ｆｉＦとの関係が
第３図に示す関係の時、走査線は直線になる。

第３図は、直線走査になるパラメー゛夕の関係を示した
図である。加はＮ＝２の場合、２１はｌ’Ｊ＝３．２２
はＮ＝４．２３はＮ＝−の場合である。点線２４は（Ｘ
ｃ　−Ｒ）／Ｆ　＝−０，１５Ｒ／Ｆ　十０．７の関係
式で表わされる直線、点線５は（Ｘｃ−Ｒ）／Ｆ　＝−
０，１５几／Ｆ＋０．９　　の関係式で表わされる直線
である。点線２４及び点線２５ではさまれる領域にある
パラメータの組合せで実用上十分率さい湾曲変位の走査
線が得られている。

本発明では、まず、第３図のパラメータの間の関係を考
察する。その結果、直線走査条件は、（Ｘｃ　−Ｒ）Ｘ
ｃ（Ｎ”−１）　’ｑ　（ＦＮ）”　　・・・（２）の
関係にあることがわかる。波長λ１で焦点距離Ｆ１のホ
ログラムの波長λ、での焦点距離Ｆ、は、（６） Ｆ、　＝　Ｆ、λ、／λ２　　　　　　　　　・・・（
３）で表わされる。（１）式で表わされる位相分布にお
いて、簡単のため、ｆｌ：　ｆ、　：・・・：　ｆＮ：
　ＮＦｌ　として、等位相線、すなわち、ｎ番目の干渉
縞の半径へをφ＝２πｎ　から求めると、 γ。＝Ｖ／２ｎλ、ｐ、＋（ｎ石／Ｎ）２　・（４）と
なる。（４）式を（３）式を用いて、λ７．Ｆ２　　で
書き直すと 八＝Ｊ　２ｎ　ｔ　を十（”λ、／（ｎλ２／（Ｎλ、
７２ｍ））２・・・（５） となる。すなわち、波長λ１でＮ個の球面波の位相ヲ用
イテ製作した焦点距離Ｆ１のホログラムは、波長４で、
Ｎλ、７２１個の球面波の位相を用いて製作した焦点距
離Ｆ２のホログラムと等しい。そこで、直線走査条件（
２）をＦｔｒλ２　を用いて書き直すと（Ｘｃ　−Ｒ）
Ｘｃ　（（Ｎλ、／λ＋）２ｔ　）！＝ｉ（Ｆ＋＋ｘＮ
λ２／λｔ）”ｆ６）（７） となる。（３）式を用いて右辺をＦｌで書き直すと（Ｘ
ｃ　−Ｒ）　Ｘｃ（（Ｎλ、／λｔ）”−ｔ）＋（Ｆ＋
Ｎ）”　・（７＋となる。（７）式が波長λ２で使う場
合の直線走査条件である。波長λ、では、走査面がホロ
グラムからの距離ｂ＝Ｎ２Ｆ、のとき走査ビームが低収
差になるが波長λ２では走査面がホログラムからの距離
す、＝（Ｎλ２／λ＋　）”ＸＦｔ＝Ｎ”Ｆｔλ、／λ
、のとき、走査ビームが低収差になるので、走査面はｂ
２に設定しなければならない。

第４図は、直線走査の条件（７）式を製作波長λｔ＝４
４１６Ａ（Ｈｅ　−ｃｃｔ　Ｌ／−ザ）、走査波長λ２
＝６３２８Ａ（Ｈｅ−Ｎｅレーザ）の場合について、計
算した結果を示したもので、２６はＮ、、、２のホログ
ラム、２７はＮ＝３のホログラムの直線走査条件である
。

以上述へたように、従来の直線走査条件の（２）式に対
して、左辺のＮをＮλ、／λ、におきかえた（７）式の
条件でホログラムディスクを製作し、ホログラムと走査
面との距離をＮ２Ｆ、λ２／λ１に設定することで波長
λ、で製作したホロクラムを用いて異なる波（８） 長λ、で直線走査をする光ビーム走査装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はホログラムディスクを用いた光ビーム走査装置
を示す図、第２図はホログラムディスクを模式的に示す
図、第３図及び第４図は各々従来発明及び本発明におい
て、直線走査になるパラメータの関係を示す図である。 図において１はレーザ、２はレンズ、３は照射ビーム、
４はホログラムディスク、５〜１０はホログラム、１１
は回折光、１２はモータ、１３はディスクの回転方向、
１４は走査面、１５は走査方向、１６は走査線、１７は
ディスクの中心、１８は光ビームの照射点、１９はホロ
グラム干渉縞の中心、加〜詔及び２６　、２７は直線走
査になるパラメータの関係曲線、冴及び５は直線走査に
なるパラメータの存在領域の下限及び上限を各々表（９
） 部　１　図 第２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 位相分布φが で表わされる干渉縞を記録したホログラムを円周上に配
   置したホログラムディスクと、前記ホログラムを照射す
   る波長λ２の光を発生する光ビーム発生器と、前記ホロ
   グラムディスクを回転する手段とから構成され、さらに
   、前記ホログラムディスク上の光ビームの照射位置をホ
   ログラムディスク中心から半径凡の点とし、前記ホログ
   ラムディスク中心と前記ホログラムのγ＝０の点との距
   離を（１） Ｘｃとして、（Ｘｃ−几）Ｘｃ（（Ｎλ、／λ１）２−
   １）の値が（ＦＩＮ）”ｌこ等しくなるように、前記ホ
   ログラムを配置し、ホログラムと走査面の距離をＮ″Ｆ
   、λ２　Ａｒに設定したことを特徴とする光ビーム走査
   装置。