JPS59127017A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPS59127017A
JPS59127017A JP58003025A JP302583A JPS59127017A JP S59127017 A JPS59127017 A JP S59127017A JP 58003025 A JP58003025 A JP 58003025A JP 302583 A JP302583 A JP 302583A JP S59127017 A JPS59127017 A JP S59127017A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical scanning
optical
lens
array
scanning element
Prior art date
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Pending
Application number
JP58003025A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaharu Nishikawa
正治 西川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp, Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Corp
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Priority to GB08400681A priority patent/GB2136146A/en
Publication of JPS59127017A publication Critical patent/JPS59127017A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form one continuous scanning line of enlarged projection or photodetection areas of arrays of optical scanning elements on a scanning surface by using plural optical scanning element arrays, an image-forming lens array, a convergent luminous flux deflecting member and a divergent luminous flux deflecting member in combination. CONSTITUTION:An optical scanning element arrays 2, a part 4a of the lens array 4 of lens systems l1-l3 which couple the optical scanning element array 2a optically with a projection or photodetection area 7a on the scanning surface F in charge of the optical scanning element array, a convex lens 5a arranged on the end surface of the lens array 4 on the side of the optical scanning element array 2a, and a concave lens 7a arranged on the end surface of the optical scanning element array 2a on the side of the scanning surface F in a couple with the convex lens 5a are grouped. Imaginary images on the optical scanning element array 2a and area 7a on the scanning surface F meet the requirements of the unmagnified and erected real image projection of the lens array 4a, so the optical scanning element array 2a arranged at a body surface position O2 on the convex lens 5a is projected as an enlarged image on the projection area 7a at a position I2 on the scanning surface F while enlarged by the convex lens 5a and concave lens 6a respectively or photodetected while the range of the area 7a is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 読み取りヘッドとして用いる多数の光学走査素子アレイ
からなる光学走査装置の構成に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the construction of an optical scanning device consisting of a multiplicity of arrays of optical scanning elements used as read heads.

多数の光学走査素子を集積化して構成した光学走査素子
アレイは、プリンター用書き込みヘッドあるいは情報読
取用ヘッドとして多数用いられており、原理的に異なっ
た方式のものが多く知られている。
Optical scanning element arrays, which are constructed by integrating a large number of optical scanning elements, are used in large numbers as writing heads for printers or heads for reading information, and many types with different principles are known.

たとえば、電気信号によって発光する発光ダイオードを
集積しアレイ化したものはLEDアレイとして公知であ
り、また電気信号によって偏向状態を変化させることが
できる磁気または電気光学効果物質等を素材にして、こ
れを画素状に構成し、集積、アレイ化した素子をクロス
ニコル状態に配置した2個の偏光板−間に配設し、電気
信号によって前記画素状の素材の光の透過、遮断を制御
するようにしたゲートアレイも種々公知である。
For example, an integrated array of light-emitting diodes that emit light in response to an electrical signal is known as an LED array, and an array made of a magnetic or electro-optical effect substance whose polarization state can be changed in response to an electrical signal. Elements configured in a pixel shape, integrated and arrayed are arranged between two polarizing plates arranged in a crossed nicol state, and transmission and blocking of light through the pixel-shaped material is controlled by electrical signals. Various gate arrays are also known.

たとえば、LISAと呼ばれる光ゲートアレイは、薄膜
磁性ガーネットを画素状に集積化した構成を有し、熱と
磁界の作用下において偏光面を回転させるようにしてお
り、西独国、 Valvo Gm bH社の製品として
よく知られている。その他、鉛−ランタン−ジルコン−
チタン酸塩セラミックスあるいは液晶の電気光学効果を
利用した光ゲートアレイについてもよく知られている。
For example, an optical gate array called LISA has a structure in which thin film magnetic garnet is integrated into pixels, and the plane of polarization is rotated under the action of heat and a magnetic field. The product is well known. Others: lead, lanthanum, zircon
Optical gate arrays utilizing the electro-optic effect of titanate ceramics or liquid crystals are also well known.

一方、情報読み取りヘッドとして、シリコン・フォト・
ダイオードアレイあるいはCODと呼ばれる電荷移送式
読み取り素子等がよく知られている。
On the other hand, as an information reading head, silicon photo
A charge transfer type reading element called a diode array or COD is well known.

しかしながら、上述のような周知の光学走査素子アレイ
は、何れも単結晶基板上に形成され、画素として0,1
mrn前後の細かいピッチで配列して集積化した構成と
なっている。従って、その最大長が単結晶基板の寸法に
よって制限されるが、画素状に加工してアレイ化する際
の材料、加工等の欠陥による不合格率を低減させずに、
一般的に要求される長い走査長を有する光学走査素子ア
レイを製造することは容易ではない。
However, the well-known optical scanning element arrays described above are all formed on a single crystal substrate, and the pixels are 0, 1.
It has a structure in which it is arranged and integrated at a fine pitch of around mrn. Therefore, although its maximum length is limited by the dimensions of the single crystal substrate, it can be processed into pixel shapes and made into an array without reducing the rejection rate due to defects in materials, processing, etc.
It is not easy to manufacture optical scanning element arrays with the typically required long scan lengths.

そのような製造上の制約から、光学走査素子を使用して
最も一般的に使用される用紙の幅である210〜21(
lssをカバーするため、従来の光学走査装置では°、
たとえば、特開昭57−67957号公報等に記載され
たものでは第1図に示したようニ複数個の発光ダイオー
ドアレイA□、A、・・・・・・Anを紙面に直交する
方向にn個、左右の各基板S0゜S、上に交互に千鳥状
に配列し、これを2本のファイバーレンズアレイL□、
L、によって同一の走査i’ffl上に、A□〜Anま
での発光ダイオードアレイ像工が紙面に直交する方向の
連続した直線状となるように隙間なく投影して結像させ
るようにしている。
Because of such manufacturing constraints, the most commonly used paper widths using optical scanning elements, 210-21 (
In order to cover LSS, conventional optical scanning devices use °,
For example, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-67957, a plurality of light emitting diode arrays A n pieces are arranged alternately in a staggered manner on each of the left and right substrates S0゜S, and these are arranged as two fiber lens arrays L□,
L, the light emitting diode array images from A□ to An are projected and imaged on the same scanning i'ffl in a continuous straight line in the direction perpendicular to the plane of the paper without any gaps. .

このような構成によれば、所望の長さの走査線を形成で
きる利点かあ−るが、少なくとも二組のファイバーレン
ズアレイを必要とするため、構成が複雑となるばかりで
はなく、容積も大きくなり、また、光学調整が複雑で高
い調整精度が要求される等の問題がある。
Such a configuration has the advantage of being able to form a scanning line of a desired length, but it requires at least two sets of fiber lens arrays, which not only complicates the configuration but also increases the volume. Further, there are problems such as the optical adjustment being complicated and requiring high adjustment accuracy.

また、そのような構成において、光学走査素子アレイが
、さきに説明したような光ゲートアレイの場合には、照
明用の光源も2個必要となるため装置の大きさは一層増
大することとなる。
In addition, in such a configuration, if the optical scanning element array is a light gate array as described earlier, two light sources for illumination are also required, which further increases the size of the device. .

別の従来例として、光ゲートアレイを複数個直線状に配
置し、これを球面レンズよりなる投影光学系によって走
査面に拡大投影することにより、各光ゲートアレイ像が
連続した一直線となるよう隙間なく結像させるように構
成したものもある。
Another conventional example is to arrange a plurality of light gate arrays in a straight line, and enlarge and project them onto a scanning surface using a projection optical system consisting of a spherical lens, so that the images of each light gate array form a continuous straight line. Some devices are configured to form an image without any need for image formation.

第2図は、その構成の説明図であって、A□〜A。FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration, and shows A□ to A.

は各光ゲートアレイであり、この例では5個の光ゲート
アレイを配列した場合を示している。L0〜L、はそれ
ら各光ゲートアレイA0〜A6に対応させて走査面F側
に設けた球面投影レンズ、■、〜■、はその球面投影レ
ンズL0〜L、により走査面Fに形成された前記光ゲー
トアレイA1〜A、の投影像、00〜G5は照明光を前
記各光ゲートアレイ八〇〜A5のそれぞれに導くための
ガラス板、LGはそれら各光ゲートアレイA0〜A、に
図示省略の光源用ランプから光を導くためのライトガイ
ドの一部を示している。
is each optical gate array, and this example shows a case where five optical gate arrays are arranged. L0 to L are spherical projection lenses provided on the scanning surface F side corresponding to the respective optical gate arrays A0 to A6, and ■, to ■ are spherical projection lenses formed on the scanning surface F by the spherical projection lenses L0 to L. Projected images of the light gate arrays A1 to A, 00 to G5 are glass plates for guiding illumination light to each of the light gate arrays 80 to A5, and LG is shown in each of the light gate arrays A0 to A. A part of a light guide for guiding light from an omitted light source lamp is shown.

支持体部分は光学走査素ぞすなわち光ゲートアレイより
も必然的に大きく構成されることとなり、そのため光学
走査素子を一直線状に連続配列し得ず、図示のように隣
接する光学走査素子アレイ間、すなわち光ゲートアレイ
A□〜A5間に開時を生ずる。そこで、各光ゲートアレ
イA□〜A、にそれぞれ対応させて設けた球面投影レン
ズL□〜L6によって、それら光ゲートアレイA□〜A
、による光像を各拡大して走査面F上に投影し、工、〜
工、により示したように各拡大された像の端部が相接し
た形の所望の長さを有する直線状の走査線を得るように
している。このような従来構成のものにおいては、第1
図により説明した従来構成のもののように、光学走査素
子アレイを千鳥状に配列する必要がないので、調整が容
易である利点があるが、光学走査素子アレイ数に対応し
た数の球面投影レンズを必要とし、そのために構成が複
雑となるばかりではなく高価にもなり、さらに装置も大
型化する等のai4がある。
The support portion is necessarily constructed to be larger than the optical scanning elements or optical gate array, so that the optical scanning elements cannot be continuously arranged in a straight line, and as shown in the figure, between adjacent optical scanning element arrays, That is, an open time occurs between the optical gate arrays A□ to A5. Therefore, by using the spherical projection lenses L□-L6 provided corresponding to the respective optical gate arrays A□-A, the light gate arrays A□-A are
, each enlarged optical image is projected onto the scanning plane F, and the process, ~
As shown in Fig. 1, a linear scanning line having a desired length is obtained with the ends of each magnified image touching each other. In such a conventional configuration, the first
Unlike the conventional configuration explained in the figure, there is no need to arrange the optical scanning element arrays in a staggered manner, so it has the advantage of easy adjustment. There is AI4, which not only requires a complicated configuration but also is expensive, and also requires a larger device.

本発明の目的は、前述の如き問題や難点を解消するため
、複数個の光学走査素子アレイを用いて走査面上に連続
した直線状の走査線を形成し得る構成簡易にして小型化
可能、かつ光学調整容易な光学走査装置を提供しようと
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems and difficulties, it is an object of the present invention to provide a simple and compact structure that can form a continuous linear scanning line on a scanning surface using a plurality of optical scanning element arrays; It is also an object of the present invention to provide an optical scanning device whose optical adjustment is easy.

本発明の光学走査装置は、適当な間隔を隔てて直線状に
配列した複数個の光学走査素子アレイと、それら各光学
走査素子アレイと走査面を光学的に結合するための結像
レンズアレイと、その結像レンズアレイの前記各光学走
査素子アレイ側および前記走査面側の少なくとも何れか
一方の側に配置した光束偏向部材とからなり、前記複数
個の光学走査素子アレイの前記走査面における光学的投
影領域または受光領域を前記結像レンズアレイによって
拡大し、この拡大に伴なう前記各光学走査素子アレイに
おける前記領−域のずれを前記光束偏向部材により補正
して得られる前記領域が、連続した一本の走査線を形成
するように構成したことを特徴とするものである。
The optical scanning device of the present invention includes a plurality of optical scanning element arrays arranged linearly at appropriate intervals, and an imaging lens array for optically coupling each optical scanning element array with a scanning surface. , a light flux deflecting member disposed on at least one of the optical scanning element array side and the scanning surface side of the imaging lens array, and the optical beam deflecting member is arranged on at least one side of the optical scanning element array and the scanning surface side of the imaging lens array, The area obtained by enlarging the target projection area or light receiving area by the imaging lens array, and correcting the deviation of the area in each of the optical scanning element arrays due to this expansion by the light beam deflecting member, This is characterized in that it is configured to form one continuous scanning line.

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第3図は、本発明の実施例の一例を示す構成図で、la
、lb 、10は各光学走査素子アレイ部を示している
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention, and
, lb, 10 indicate each optical scanning element array section.

この実施例は、書き込み用のものとして以下説明する。This embodiment will be explained below as one for writing.

前記光学走査素子アレイ部1a、ib、1cは、複数の
光学走査素子たとえば発光ダイオード1あるいは光ゲー
ト等による光学走査素子アレイ2a 、 2b 、 2
 cを各支持基板8a、3b、3c上に図示しない走査
回路等を含めて形成した構成となっている。4は結像レ
ンズアレイであって、たとエバロッドレンズあるいはフ
ァイバレンズと呼ばれる柱状レンズ、または小径の球面
レンズを多段配置したマイクロレンズ系を、前記光学走
査素子アレイ2a、2b、2cに対向させて連続的に並
列的に配列した構成となっており、それら各光学走レン
ズアレイ4の光学走査素子アレイ2a、2b。
The optical scanning element array parts 1a, ib, 1c include optical scanning element arrays 2a, 2b, 2 each including a plurality of optical scanning elements such as light emitting diodes 1 or optical gates.
c is formed on each of the support substrates 8a, 3b, and 3c, including a scanning circuit (not shown) and the like. Reference numeral 4 denotes an imaging lens array, in which a microlens system in which columnar lenses called Everod lenses or fiber lenses, or small-diameter spherical lenses are arranged in multiple stages, is placed opposite to the optical scanning element arrays 2a, 2b, and 2c. The optical scanning element arrays 2a and 2b of each optical scanning lens array 4 are arranged in a continuous parallel arrangement.

2C側に、それらに対応させて配置した集束性の光束偏
向部材である。またea、ob、acはレンズアレイ4
の走査面F側に配置した前記光束偏向部材とは逆特性の
発散性の光束偏向部材であって、これらの中心は各光学
走査素子アレイ2 a e 2 b+20の中心C□t
 a、 、 C8に一致するように配置しである。
A converging light beam deflecting member is placed on the 2C side in correspondence with them. Also, ea, ob, and ac are lens array 4
These beam deflecting members are diverging beam deflecting members having opposite characteristics to the beam deflecting members disposed on the scanning surface F side of the optical scanning element array 2 a e 2 b + 20.
a, , arranged to match C8.

前記結像レンズアレイ4もまた、前記走査面Fと、前記
光学走査素子アレイjja 、 2 b 、 2 Cj
によって形成される面との中間位置よりそれら光学走査
素子アレイ2a、2b、2c側に接近した位置に設けて
あり、各光学走査素子アレイ2a、2b。
The imaging lens array 4 also has the scanning surface F and the optical scanning element array jja, 2b, 2Cj.
The optical scanning element arrays 2a, 2b are provided at positions closer to the optical scanning element arrays 2a, 2b, 2c than the intermediate position with respect to the plane formed by the optical scanning element arrays 2a, 2b.

2Cの光像7’a、7b、7cが拡大して図示のように
走査面Fにおいて連続した直線の走査線を形成する結像
条件を満すように、前記結像レンズアレイ4、各光学走
査素子アレイ2a、2b、20および走査面Fの位置関
係が設定されている。
The imaging lens array 4, each optical The positional relationship between the scanning element arrays 2a, 2b, 20 and the scanning plane F is set.

前記光・半走査素子アレイ部1a、lb、lcについて
さらに詳細に説明すると、各支持基板aa。
To explain the optical/semi-scanning element array sections 1a, lb, and lc in more detail, each support substrate aa.

3b、3Cとして、たとえばセラミック基板を用い、こ
の基板上に光学走査素子アレイ2a、2b。
For example, ceramic substrates are used as 3b and 3C, and optical scanning element arrays 2a and 2b are formed on these substrates.

2Cが形成されており、かつ走査信号および記録信号等
の印加のための電極、リード線が引き出された構成を有
し、場合によっては走査駆動を行なうための半導体回路
が基板上に一体に取り付けられている。光学走査素子ア
レイ2a、2b、gcが発光ダイオードアレイや光ゲー
トアレイの場合には、それらアレイは単結晶板上に形成
されるが、そのアレイの長さは製造技術上の制約がら1
インチ前後が限度であり、プリンターや読み取り装置用
の光学走査装置として一般的に要求される210〜21
6朋の走査幅のものを単体の光学走査素子アレイで得る
ことは難しい。また各光学走査素子アレイ部1a、lb
 、10において保持基板8a。
2C is formed, and has a configuration in which electrodes and lead wires for applying scanning signals and recording signals are drawn out, and in some cases, a semiconductor circuit for performing scanning drive is integrally attached on the substrate. It is being When the optical scanning element arrays 2a, 2b, and gc are light emitting diode arrays or optical gate arrays, these arrays are formed on a single crystal plate, but the length of the array is limited to 1 due to manufacturing technology constraints.
The limit is around 210 to 21 inches, which is generally required for optical scanning devices for printers and reading devices.
It is difficult to obtain a scanning width of 6 mm with a single optical scanning element array. In addition, each optical scanning element array section 1a, lb
, 10, the holding substrate 8a.

sb 、acの端部まで光学走査素子を配置して製作し
得ないために、各光学走査素子アレイ2a。
Each optical scanning element array 2a cannot be fabricated by arranging optical scanning elements to the ends of sb and ac.

2b 、20を連続するように密接させて一直線状に配
列することが不可能であることはさきに説明したとおり
である。
As explained earlier, it is impossible to arrange the elements 2b and 20 closely in a straight line.

そこで本発明においては、図示のように、結像レンズア
レイ4とその光学走査素子アレイ2a。
Therefore, in the present invention, as shown in the figure, an imaging lens array 4 and its optical scanning element array 2a are used.

2b、20側および走査面F側の少なくとも何れか一方
の側に配置した光束偏向部材5a、 5b 。
The light beam deflecting members 5a, 5b are disposed on at least one of the 2b, 20 side and the scanning surface F side.

5Cまたは6a、6b、60を組み合わせることによっ
て、前記各光学走査素子アレイza、zb。
By combining 5C or 6a, 6b, 60, each of the optical scanning element arrays za, zb.

2Cの走査面Fにおける光学的投影領域または受光領域
7a、jb、70を、像のずれを伴なうことなく図示の
ように拡大させて連続した一本の走査線が形成されるよ
うに構成したものである。この実施例においては、図示
のように結像レンズアレイ4の光学走査素子アレイ2a
、2b、20側には、それらに対応して集束性の光束偏
向部材5 a、 、 5 b 、 5 Cが、また走査
面F側には発散性の光束偏向部材6ae 6 ba 6
 cを配置した構成を示しており、この場合7at7b
、7cは前記光学走査素子アレイ2a、2b、20の拡
大正立像に相当する。
The optical projection area or light receiving area 7a, jb, 70 on the scanning plane F of 2C is expanded as shown in the figure without image shift to form one continuous scanning line. This is what I did. In this embodiment, as shown in the figure, the optical scanning element array 2a of the imaging lens array 4 is
, 2b, 20, correspondingly convergent beam deflecting members 5a, 5b, 5C, and divergent beam deflecting members 6ae, 6ba, 6 on the scanning surface F side.
This shows a configuration in which 7at7b is placed.
, 7c correspond to enlarged erect images of the optical scanning element arrays 2a, 2b, and 20.

上述の如き本発明の構成による作用の説明にさぎだち、
間知の結像レンズアレイによる拡大王立実像を得る場合
の間頌点を説明する。
To explain the operation of the structure of the present invention as described above,
The ode to obtaining an enlarged royal real image using a machi imaging lens array will be explained.

第4図Aは結像レンズアレイの公知の一般的な使用状態
の説明図である。La、Lb、Loは屈折率が周辺部か
ら中心部に向がって変化するロッドレンズあるいはファ
イバーレンズとも呼ばれる柱状レンズ、または小径の球
面レンズを多段に配置した構成のマイクロレンズ光学系
(以下、柱状レンズを含めて単に「レンズ」というンを
示す。結像レンズアレイは、これらのレンズLa、 L
b、 L。
FIG. 4A is an explanatory diagram of a known general usage state of an imaging lens array. La, Lb, and Lo are microlens optical systems (hereinafter referred to as The term "lens" is simply used to include columnar lenses.The imaging lens array consists of these lenses La, L.
b.L.

を図示のように並列させて直線状に集合配列した構成と
なっている。いま、矢印01が光学走査孝子アレイの一
部を示すものとすると、レンズLaによる等倍の正立実
像がIoとして形成される。レンズLaの光入射側の光
軸Xに対し光出射側の光軸をX′とすると、矢印O□の
先端が光軸Xに接しているから、その雰倍正立実像工、
の先端も光軸X′に接し、その等倍正立実像工 と矢印
0□は同じ大きさである。
As shown in the figure, they are arranged in parallel in a straight line. Assuming that arrow 01 indicates a part of the optical scanning array, an erect real image of equal magnification is formed by lens La as Io. If the optical axis on the light output side is X' with respect to the optical axis X on the light input side of the lens La, the tip of the arrow O□ is in contact with the optical axis X, so the magnification of the erect real image,
The tip of the image is also in contact with the optical axis X', and the size of the erect real image is the same as that of the arrow 0□.

同様にレンズL。による等倍正立実像も1□′として形
成され、矢印O0とその等倍正立実像■□′の後端は各
光軸y 、 y’にそれぞれ接しているので、結果とし
て図示のようにそれら各等倍正立実像I、II□′は重
なり合い、一つの像として認識され矢印O工に対応する
等倍の正立実像が得られる。
Similarly, lens L. The equal-sized erect real image by These equal-sized erect real images I, II□' overlap and are recognized as one image, and a equal-sized erect real image corresponding to the arrow O is obtained.

第4図Bは同図Aに示した結像レンズアレイを用いて拡
大像を形成するために、結像レンズアレイに対して矢印
で示した光学走査素子01を接近させた状況を示したも
のである。この場合、レンズLaに関しては矢印02の
拡大正立実像工、が形成される。すなわち、この場合は
矢印02の先端は光軸Xに接しているから、その拡大像
工2の先端も光軸X′に接している。同様にレンズL。
Figure 4B shows a situation in which the optical scanning element 01, indicated by the arrow, is brought close to the imaging lens array in order to form an enlarged image using the imaging lens array shown in Figure A. It is. In this case, as for the lens La, an enlarged erect real image shown by arrow 02 is formed. That is, in this case, since the tip of the arrow 02 is in contact with the optical axis X, the tip of the magnifying imager 2 is also in contact with the optical axis X'. Similarly, lens L.

による矢印Oの拡大正立実像工、′として、前記レンズ
Laによる拡大正立実像■2と同じ面上に形成されるが
、矢印02の後端が光軸yに接しているから、その拡大
正立実像I 、/の後端も光軸y′に接することとなる
。その結果、レンズLaとり。によル拡大正立実像工2
と1./は図示のように重なり合わす′、像面上におい
て矢印02の拡大正立実像は、多重像またはぼけた像と
して認識されることとなり、正常な拡大正立実像が得ら
れないという問題がある。
The enlarged erect real image of arrow O is formed on the same plane as the enlarged erect real image 2 by the lens La, but since the rear end of arrow 02 is in contact with the optical axis y, its enlargement is The rear end of the erected real image I,/ also comes into contact with the optical axis y'. As a result, the lens La is removed. Enlarged erect real image 2
and 1. / overlaps as shown in the figure', and the enlarged erect real image of arrow 02 on the image plane will be recognized as a multiple image or a blurred image, and there is a problem that a normal enlarged erect real image cannot be obtained. .

これに対して本発明者は、さきに結像レンズアレイと光
束偏向部材を組み合わせることによって、レンズアレイ
による変倍像を正常に投影し得るようにした変倍光学像
投影装置を発明した。その発明内容は、本願人の出願に
かかわる特願昭57−155789号明細書に詳記され
ている。本発明はその出願中の変倍光学像投影装置を用
いて不連続的に配置した複数の光学走査素子アレイによ
る走査面上の光学的投影領域あるいは受光領域を拡大し
、連続した一本の走査線を形成するようにしたものであ
る。よって前記特願昭57−155789号明細書に記
載された本発明に適用し得る技術を含めて、本発明の構
成による作用を説明する。
In response to this problem, the present inventors have invented a variable magnification optical image projector which is capable of normally projecting a variable magnification image by the lens array by combining an imaging lens array and a light beam deflection member. The content of the invention is detailed in Japanese Patent Application No. 155789/1989 filed by the applicant. The present invention utilizes the variable magnification optical image projector, which is currently being applied for, to expand the optical projection area or light receiving area on the scanning surface by a plurality of discontinuously arranged optical scanning element arrays, and to perform one continuous scanning. It is designed to form a line. Therefore, the effects of the structure of the present invention will be explained, including the technology applicable to the present invention described in the specification of Japanese Patent Application No. 57-155789.

第5図は前記出願中の変倍光学像投影装置、すなわち本
発明における結像レンズアレイおよび光束偏向部材の組
み合わせによる光学系の作用説明図である。同1mA 
、 B 、 Oにおいて、第4図の従来のものと同一部
分は同一符号を付して示しである。そして、レンズLa
は各光学走査素子アレイの中央に対向するt・ンズであ
って、第8図における結像レンズアレイ4中、各光学走
査素子アレイ2a、2b、2Cの各中心ff501 e
 02 t OB上に配列されているレンズに相当する
。レンズL。は、同一光学走査素子アレイ中のそれら中
心線C0゜C2,C8から離れた位置にあるレンズを示
している。また、それら両しノズLa、Lo間にもレン
ズが存在するが、これらは図示を省略している。それら
各レンズLa、 Loが直線状に並列配置されて結像レ
ンズアレイ4を形成している。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the operation of the variable magnification optical image projector of the present application, that is, the optical system formed by the combination of the imaging lens array and the light beam deflection member in the present invention. Same 1mA
, B, and O, the same parts as those of the conventional one shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. And lens La
is a lens facing the center of each optical scanning element array, and each center ff501 e of each optical scanning element array 2a, 2b, 2C in the imaging lens array 4 in FIG.
02t Corresponds to the lenses arranged on the OB. Lens L. indicate lenses located away from their center lines C0°C2, C8 in the same optical scanning element array. There are also lenses between the nozzles La and Lo, but these are not shown. The lenses La and Lo are linearly arranged in parallel to form an imaging lens array 4.

しかして同図Aは、レンズアレイ4の光学走査素子アレ
イ側および走査面側にそれぞれ配置した集束性および発
散性の光束偏向部材、たとえば偏向方向が互に逆方向と
なるようにプリズムP 、 P’を介挿して構成した実
施例を示している。矢印O8で示した光学走査素子アレ
イのレンズLaによる像は、従来と同様に工、で示すこ
とができる。一方、レンズL。の光軸y 、 y’はプ
リズムP 、 P’によって図示するように偏向される
こととなるので、そのレンズL。による02で示す光学
走査素子アレイの像は、プリズムP 、 P’の偏向角
を適当に設定することにより、■、′の位置に形成する
ことができ、その大きさは■2に等しくすることができ
る。
Figure A shows converging and diverging light beam deflecting members disposed on the optical scanning element array side and the scanning surface side of the lens array 4, respectively, such as prisms P and P so that the deflection directions are opposite to each other. ' is shown. The image by the lens La of the optical scanning element array indicated by the arrow O8 can be indicated by , as in the conventional case. On the other hand, lens L. The optical axes y and y' of the lens L will be deflected as shown by the prisms P and P'. By appropriately setting the deflection angles of the prisms P and P', the image of the optical scanning element array indicated by 02 can be formed at the positions of ■ and ', and its size can be made equal to ■2. I can do it.

そのための光束偏向部材すなわちプリズムP 、 P’
の偏向角は、像の投影倍率と、レンズアレイ端面から光
学走査素子アレイおよび走査面までのそれぞれの距離、
およびレンズL。の中央のレンズLaからの離間距離に
従って決定どれ、中央のレンズLaに近い程、小さな偏
向角度で足りることとなる。
Light beam deflecting members for this purpose, namely prisms P and P'
The deflection angle of is determined by the projection magnification of the image, the respective distances from the end face of the lens array to the optical scanning element array and the scanning plane,
and lens L. The closer the angle is to the center lens La, the smaller the deflection angle will be.

実際には、レンズLaとり。間には多数のレンズを存在
せしめてレンズアレイ4が形成されル(7)で、個々の
レンズに対応して偏向角の異なる多数のプjlX’ムp
、p’を挿入することとなるが、このように多数のプリ
ズムP 、 P’に微分化していくと、結果的には第3
図に示したように、結像レンズアレイ4の光学走査素子
アレイ2a、2b、2c側の光束偏向部材5a、5b、
5cは凸レンズ状の断面となり、走査面F側の光束偏向
部材6a、6b。
Actually, the lens is La. A lens array 4 is formed by having a large number of lenses between them, and a large number of lenses having different deflection angles correspond to the individual lenses.
, p', but if we differentiate into a large number of prisms P and P' in this way, we will end up with the third prism.
As shown in the figure, light beam deflection members 5a, 5b on the optical scanning element array 2a, 2b, 2c side of the imaging lens array 4,
5c has a convex lens-shaped cross section, and is a light flux deflecting member 6a, 6b on the scanning surface F side.

6Cは凹レンズ状の断面形状のものとなる。換言すれば
、光束偏向部材5a、5b、5cあるいは6a+6b、
6cとしては、個々の光学走査素子アレイ2a、2b、
20の中心部を通る軸c1゜C2,C8を光学的中心に
して、光学走査素子アレイ側に介挿して配置するものは
集束性、すなわち凸レンズ状の断面形状のものとなり、
走査面側に介挿配置するものは、発散性、すなわち凹レ
ンズ状の断面形状のものを用いればよいこととなる。
6C has a cross-sectional shape of a concave lens. In other words, the light beam deflecting members 5a, 5b, 5c or 6a+6b,
As 6c, individual optical scanning element arrays 2a, 2b,
The optical scanning element inserted on the optical scanning element array side with the axis c1°C2, C8 passing through the center of the optical scanning element 20 as the optical center has a focusing property, that is, it has a convex lens-like cross-sectional shape.
The lens to be inserted and arranged on the scanning surface side may have a diverging property, that is, a concave lens-like cross-sectional shape.

第3図に示した本発明の実施例構成においては、以上詳
記した作用によって、個々の光学走査素子アレイ2a、
2b、2cが走査面F上で、隣接投影像がつながり合っ
て一本の直線状の走査線を形成するよう拡大投影される
こととなる。
In the configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG.
2b and 2c are enlarged and projected onto the scanning plane F so that adjacent projected images are connected to form one linear scanning line.

光束偏向部材は、レンズアレイ4の一方の側にのみ介挿
配置する構成とすることによっても、さきの実施例と同
一効果を妻せしめることができ墨。
The same effect as in the previous embodiment can also be achieved by inserting the light beam deflecting member only on one side of the lens array 4.

第5図Bはレンズアレイ4の光学走査素子アレイ個にの
み集束性光束偏向部材としてプリズムPを介挿した本発
明の他の実施例の作用説明図である。
FIG. 5B is a diagram illustrating the operation of another embodiment of the present invention in which a prism P is inserted as a focusing beam deflecting member only in each optical scanning element array of the lens array 4.

この場合には、プリズムPが存在する′側においてのみ
レンズL。の光軸yが中心方向に向けて屈曲して、各レ
ンズLal Loによる像工2 t 工2’が走査面上
の同一個所に重なり合った拡大像として形成されること
となる。また第5図Cは、結像レンズアレイ4の走査面
側にのみ発散性の光束偏向部材としてプリズムP′を配
置した本発明の別の実施例の説明図である。この場合に
は、レンズL。の走査面側における光軸y′が偏向する
こととなり、さぎの同図A、Bの場合と同様の作用によ
って一本の走査線が形成される。なお、同図Cに示した
実施例の構成は、後述する実施例のように結像レンズア
レイ4を光学走査素子アレイに対応させて分割した構成
とする場合、分割した各結像レンズアレイの保持スペー
スを十分にとり得る点で有利である。
In this case, the lens L is used only on the ' side where the prism P is present. The optical axis y of is bent toward the center, and image processing 2 t and image processing 2 ′ by each lens Lal Lo are formed as enlarged images overlapping at the same location on the scanning plane. FIG. 5C is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention in which a prism P' is disposed as a diverging light beam deflecting member only on the scanning surface side of the imaging lens array 4. In this case, lens L. The optical axis y' on the side of the scanning surface is deflected, and a single scanning line is formed by the same action as in the case of A and B in the same figure. Note that the configuration of the embodiment shown in FIG. This is advantageous in that it can take up a sufficient amount of holding space.

第5図BおよびCに示したように、プリズムPまたはP
 l、すなわち光束偏光部材をレンズアレイ4の一方の
側のみに配置した構成のものにおいては、同図Aに示す
両側に配置する構成のものに比べて、構成が簡易化する
利点がある。一般に光軸の偏向角が増大するに従って光
束偏光部材の存在に基づく光学的な収差が増大し、また
光軸が傾斜することによって光路長が増加することによ
る像の°°ぼけ゛を生じ、像劣化が生ずる恐れがあるが
、光束偏光部材による偏光角が小さくて済む光学走査素
子アレイの投影領域あるいは受光領域で足りる用途に対
して使用する場合には問題がなく、有効に実施すること
ができる。
As shown in FIGS. 5B and C, the prism P or P
1, that is, the structure in which the light beam polarizing member is arranged only on one side of the lens array 4 has the advantage that the structure is simpler than the structure in which it is arranged on both sides as shown in FIG. In general, as the deflection angle of the optical axis increases, optical aberrations due to the presence of a beam polarizing member increase, and as the optical axis is tilted, the optical path length increases, resulting in image blurring. Although there is a risk of deterioration, there is no problem and it can be effectively implemented when used for applications where the projection area or light receiving area of an optical scanning element array is sufficient, where the polarization angle by the light beam polarizing member is small. .

光束偏光部材としては、さきに説明したように県東性の
ものは凸レンズ状、発散性のものは凹レンズ状の断面形
状を有するものを用いることとなるが、そのような断面
形状の光束偏光部材として、単位長に形成した光学走査
素子アレイとほぼ等しいか、もしくはそれ以上の直径の
凸レンズあるいは凹レンズを所望の幅で切り取って形成
したもの・を用いてもよく、または、シリンドリカルレ
ンズで凸レンズ状もしくは凹レンズ状の断面のものを用
イ、するいはフレネルレンズを用いるようにしてもよい
As explained earlier, the light beam polarizing member used has a cross-sectional shape of a convex lens for the eastern prefectural type, and a concave lens-like cross-section for the diverging type. A convex or concave lens with a diameter approximately equal to or larger than that of the optical scanning element array formed into a unit length may be cut to a desired width, or a cylindrical lens with a convex or convex lens shape may be used. A concave lens-like cross section may be used, or a Fresnel lens may be used.

第6図は、第3図の実施例の構成において、凸レンズ状
断面を有する集光性光束偏向部材5a。
FIG. 6 shows a condensing light beam deflecting member 5a having a convex lens-like cross section in the configuration of the embodiment shown in FIG.

5b、5cおよび凹レンズ状断面を有する発散性光束偏
向部材Qa 、6b 、60に代えて、それぞれ7レネ
ルレンズ状の断面を有する光束偏向部材Ba、Bb、Q
cおよび9a、9b19Cを配置した構成の実施例を示
したものである。このように構成することによって、各
光束偏向部材8a。
5b, 5c and the diverging beam deflecting members Qa, 6b, 60 having a concave lens-shaped cross section, light beam deflecting members Ba, Bb, Q each having a 7-lens lens-shaped cross section.
This shows an example of a configuration in which c, 9a, and 9b19C are arranged. With this configuration, each light beam deflection member 8a.

Bb、Bcおよび9a19b 、9cの厚さを全面にわ
たってほぼ一様にし得るから、それら光束偏向部材によ
る光路長増加の影響を小さくし得るばかりではなく、そ
の光路長を一定の値にすることができる利点がある。ま
た、同時に光束偏向部材を十分に結像レンズアレー4に
接近させ得るので、集光性光束偏向部材sa、sb*s
cから光学走査素子アレイ2a、9b、2Cまでおよび
発散性光束偏向部材ga、9b 、9cから走査面Yま
でのそ1れぞれの距離が長くなり、従って小さな光束偏
向角のもので1所望の偏位置α、α′を得ることができ
、色淑差等の発生を小さく抑えることができる利点もあ
る。なお、上記集光性光束偏向部材および発散性光束偏
向部材として用いた各7レキルレンズ8a、8b、8C
,9a、9b 、90G!、球面レンズと同様に走査線
と直交する両方向に光束偏向作用を有するものであって
も、またシリンドリカルレンズと同様に、走査線を含む
面内に紅い゛てのみ光束偏向作用を有するものであって
も、走査線の巾が通常きわめて小さな値(0−1門前後
)しか有していないので、どちらでも共にほぼ同様に本
発明の構成要素として用いることができる。
Since the thicknesses of Bb, Bc, 9a19b, and 9c can be made almost uniform over the entire surface, not only can the influence of increase in optical path length due to these beam deflecting members be reduced, but also the optical path length can be kept at a constant value. There are advantages. Moreover, since the light beam deflection members can be brought sufficiently close to the imaging lens array 4 at the same time, the light beam deflection members sa, sb*s
The distances from c to the optical scanning element arrays 2a, 9b, 2C and from the diverging beam deflection members ga, 9b, 9c to the scanning surface Y are longer, and therefore a smaller beam deflection angle is desired. It is possible to obtain the offset positions α and α' of , and there is also the advantage that the occurrence of color differences etc. can be suppressed to a small level. In addition, each of the seven requil lenses 8a, 8b, and 8C used as the condensing light beam deflection member and the diverging light beam deflection member
,9a,9b,90G! Even if it has a light beam deflection effect in both directions perpendicular to the scanning line, like a spherical lens, and like a cylindrical lens, it only has a light flux deflection effect in the plane that includes the scanning line. However, since the width of the scanning line usually has a very small value (around 0-1 gates), both can be used almost equally as constituent elements of the present invention.

以上、いくつかの例によって、本発明における1光束偏
向部材の種々の形態について説明したように、本発明に
おける光束偏向部材の作用は、結像レンズアレイ4を構
成する個々のレンズの光学走査素子アレイ2a、2b、
2cのそれぞれの中心を通るmC1,、<)、 、 0
.から端部方向に離間するに従い、これに対応させて光
軸を偏向させるだけの作用をさせるものである。従って
、その屈曲作用による結像レンズアレイ4を構成する各
レンズの結像作用に対する影響は殆んどない。
As described above with reference to several examples of various forms of the one-beam deflection member in the present invention, the action of the light flux deflection member in the present invention is based on the optical scanning element of each lens constituting the imaging lens array 4. Arrays 2a, 2b,
mC1, , <), , 0 passing through the center of each of 2c
.. The optical axis is deflected in accordance with the distance from the end toward the end. Therefore, the bending action has almost no effect on the imaging action of each lens constituting the imaging lens array 4.

ただし、本発明を実施するにあたっては、光束偏向部材
が厚さtを有し、かつ屈折率nの物質で形成されている
場合、光束偏向部材を挿入することによって光路長が(
n−1)tだけ長くなることを考慮して、結像レンズア
レイ4を中心とした拡大投影光学系を構成する各部材の
位置を設定することが必要である。
However, in carrying out the present invention, if the light beam deflection member has a thickness t and is formed of a material with a refractive index n, the optical path length can be changed by inserting the light beam deflection member (
It is necessary to set the positions of each member constituting the enlarged projection optical system with the imaging lens array 4 as the center, taking into account that the length will be longer by n-1)t.

第3図および第6図の実施例においてるま、結像レンズ
アレイ4として、所望の走査線の全長にわたってレンズ
を配列してなる構成のものを用いたが、この結像レンズ
アレイ4を各光学走査素子アレイ2a、2b 、2C!
に対応させて分割した構成とすることもできるすなわち
、第6図において、v 、 v’で示した斜線の部分は
、隣接する光学走査素子アレイ2aおよび2bの端部の
光束の内、結像レンズアレイ4によって走査面Fに伝達
される図示のUで示した結像レンズアレイ4の領域の部
分には光束が入射しないので、この部分にはレンズが配
設されていなくともよい。従って、その不要領域Uを利
用して各光学走査素子アレイ2a。
In the embodiments shown in FIGS. 3 and 6, the imaging lens array 4 was constructed by arranging lenses over the entire length of the desired scanning line. Optical scanning element arrays 2a, 2b, 2C!
In other words, in FIG. 6, the diagonally shaded portions indicated by v and v' are the portions of the light beams formed at the ends of the adjacent optical scanning element arrays 2a and 2b. Since the light beam does not enter the area of the imaging lens array 4 indicated by U in the figure, which is transmitted to the scanning surface F by the lens array 4, no lens may be provided in this area. Therefore, each optical scanning element array 2a utilizes the unnecessary area U.

部材を設けて、各別に保持するように構成すればよい。What is necessary is just to provide a structure so that members may be provided and held separately.

このような構成を採用するためには、Uで示した領域を
得る必要上、レンズアレイ4の走査面F側に光束偏向部
材を設けることが必要であり、レンズアレイ4の光学走
査素子アレイ側の光束偏向部材の有無は、前記不要領域
Uに関係しない。
In order to adopt such a configuration, in order to obtain the area indicated by U, it is necessary to provide a light beam deflecting member on the scanning surface F side of the lens array 4, and on the optical scanning element array side of the lens array 4. The presence or absence of the light beam deflecting member is not related to the unnecessary area U.

第7図は、本発明の他の実施例の構成を示したものであ
る。この実施例は、第3図または第6図により説明した
各実施例において、各光学走査素子yレイ部1a 、l
b 、1cをレンズアレイ4とともに、各独立の複数の
光学走査ブロック10a。
FIG. 7 shows the configuration of another embodiment of the present invention. In this embodiment, each optical scanning element y-ray section 1a, l
b, 1c with lens array 4, each independent plurality of optical scanning blocks 10a.

10b、100に分割し、走査面F上における所望の長
さの走査線を形成するのに必要な数のそれら光学走査ブ
ロックを密接的に配列した構成のものである。
10b and 100, and the necessary number of optical scanning blocks to form a scanning line of a desired length on the scanning plane F are closely arranged.

すなわち、個々の光学走査ブロック]Oa。That is, individual optical scanning blocks]Oa.

10b 、IOCは、はぼ同一構成となっており、図示
のように、光学走査素子アレイ部1を構成する光学走査
素子アレイ2と、その光学走査素子子レイ2に対向して
設けた結像レンズアレイ11と、その光学走査素子アレ
イ2側に配設した凸レンズ性の7レネルレノズ状光束偏
向部材5と、前記レンズアレイ11の走査面F側に配設
した凹レンズ性のフレネルレンズ状光束偏向部材6とを
一体に構成してなる。そして、このように構成した複数
の光学走査ブロックIQa、10b、Incを各光学走
査ブロックIOa、10b、10cのそれぞれにより形
成される走査線領域における各拡大投影*7a、7b、
7cが連続した所望長の一本の走査線を形成するように
密接させて配列した構成となっている。また、順次の光
学走査ブロックは必らずしも密接して配列する必要はな
く、連続した一本の走査線が形成されるようになってい
ればよい。
10b, the IOC has almost the same configuration, and as shown in the figure, an optical scanning element array 2 constituting the optical scanning element array section 1 and an imaging device provided opposite to the optical scanning element array 2. A lens array 11, a convex 7-lens lens type light beam deflecting member 5 disposed on the optical scanning element array 2 side, and a concave Fresnel lens type light beam deflecting member disposed on the scanning surface F side of the lens array 11. 6 are integrally constituted. Then, the plurality of optical scanning blocks IQa, 10b, Inc configured in this manner are subjected to each enlarged projection *7a, 7b,
7c are arranged closely to form one continuous scanning line of a desired length. Furthermore, the sequential optical scanning blocks do not necessarily have to be closely arranged, but only need to form one continuous scanning line.

たとえば、順次の光学走査ブロックにより形成される個
々の光学走査ブロックによる隣接走査線形成領域が若干
重り合う関係に光学走査ブロックを配列し、各光学走査
ブロックの光学走査素子を駆動するための駆動回路の信
号処理により実質的に一本の走査線が形成されるように
構成すれば、順次の光学走査ブロックを精度高く密接的
に配列する必要がなくなる利点がある。
For example, a drive circuit for arranging optical scanning blocks such that adjacent scanning line forming areas formed by individual optical scanning blocks formed by sequential optical scanning blocks slightly overlap each other, and driving the optical scanning element of each optical scanning block. If the configuration is such that substantially one scanning line is formed by signal processing, there is an advantage that there is no need to closely arrange successive optical scanning blocks with high accuracy.

このような構成のものにおいては、個々の光学走査ブロ
ックをあらかじめ正確に光学調整しておけば、これらの
光学走査ブロックを単に配列して構成させるだけで、任
意の長さの走査長をもつ光学走査装置を容易に実現し得
る利点がある。
In such a configuration, if the individual optical scanning blocks are precisely optically adjusted in advance, optical scanning with an arbitrary scanning length can be achieved by simply arranging these optical scanning blocks. There is an advantage that the scanning device can be easily realized.

以上の各実施例においてGま、何れもプリンター用とし
て用いることを前提にしたため、光学走査素子アレイと
して発光ダイオードアレイあるいは元ゲートアレイを想
定して説明したが、本発明は光の進行方向を特定するも
のではない。たとえは前記光学走査素子アレイとしてホ
ト・ダイオードあるいはホト・トランジスタ等による受
光素子アレイを用いれば、情報読み取り用として用いる
ことができることは勿論であり・このような実施形態も
また本発明に含まれるものである。なお、この場合、前
記各実施例における走査面Fが原稿面に対応し、その面
における走査線上の各光学走査素子アレイ別の各受光領
域の情報が、それぞれ対応する個々の光学走査素子アレ
イによって読み取られることとなる。
In each of the above embodiments, the explanation has been made assuming a light emitting diode array or a gate array as the optical scanning element array because it is assumed that the optical scanning element array is used for a printer. It's not something you do. For example, if a light receiving element array made of photodiodes or phototransistors is used as the optical scanning element array, it can of course be used for information reading; such embodiments are also included in the present invention. It is. In this case, the scanning surface F in each of the above embodiments corresponds to the document surface, and the information of each light receiving area for each optical scanning element array on the scanning line on that surface is transmitted by each corresponding optical scanning element array. It will be read.

以上、各実施例により詳細に説明したように本発明によ
れば、比較的に簡易な構成によって、非連続的に配置し
た複数の光学走査素子アレイの走査面における光学的投
影領域あるいは受光領域を、連続した一本の走査線とし
て容易に形成し得るのみならず、従来のものに比べて小
型化可能であり、しかも各光学走査素子アレイ別にブロ
ック化することも容易ばかりではなく、光学調整も比較
的簡単な高性能の光学走査装置を得ることができる。
As described above in detail in each embodiment, according to the present invention, the optical projection area or the light receiving area on the scanning plane of a plurality of discontinuously arranged optical scanning element arrays can be formed using a relatively simple configuration. , not only can it be easily formed as a single continuous scanning line, it can also be made smaller than conventional ones, and it is not only easy to form blocks for each optical scanning element array, but also allows for optical adjustment. A relatively simple and high performance optical scanning device can be obtained.

また、光学走査素子アレイ別にブロック化したものにお
いては、所望の走査長に対応した数の光学走査ブロック
を密接して配列させた構成とすることができ、しかも各
各光学走査ブロックは、あらかじめ十分光学調整してお
くことができるので、所望のオ査長をもった精度の高い
光学走査装置を要求に応じて容易に提供することができ
る等の利点がある。
In addition, in the case where the optical scanning element array is divided into blocks, it is possible to have a structure in which the number of optical scanning blocks corresponding to the desired scanning length is closely arranged, and each optical scanning block is Since optical adjustments can be made in advance, there are advantages such as a highly accurate optical scanning device having a desired scanning length can be easily provided as required.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は、それぞれ異なる従来例を説明す
るための各概略構成図、 第3図は、本発明の実施例の一例を示す構成図、第4図
Aは、周知の結像レンズアレイによる等倍圧立像の形成
説明図、 同図Bは、同じく変倍正立像の形成時における問題点説
明図、 第5図A、BおよびCは、本発明における拡大正立像形
成のためのそれぞれ異なる実施例の原理的構成の作用の
説明図、 第6図は、第8図の実施例の構成の変形例説明図、 第7図は、本発面の他の実施例の構成の説明図である。 1 、la 、lb 、10・・・光学走査素子アレイ
部2.2a、2b、2C・・・光学走査素子アレイa 
+ 8 a t 8 b 、 a c 、、、支持基板
4.11・・・結像レンズアレイ 5.5a、5b、50および6.6a、6b。 6C・・・光束偏向部材 7 a 、、7 b 、 7 C・・・各光学走査素子
アレイの投影領域または受光領域 Ba、Bb、BC・・・凸レンズ性のフレネルレンズ状
光束偏向部材 9a、9b、9c・・・凹レンズ性の7レネルレノズ状
光束偏向部材 ]Oa、10b、10Cj・・・光学走査ブロックC!
、 、 02.08−・・各光学走査素子アレイ2a、
2b。 2Cの中心 F・・・走査面□ 0□、0□・・・光学走査素子アレイ La、Lb、Lo・・・柱状レンズ(マイクロレンズ光
学系)Io、I、’・・・等倍正立実像 x 、 x’ 、y、 y’・・・光軸I2. I、’
・・・拡大正立実像 P 、 P’・・・プリズム(光束偏向部材)特許出願
人    オリンパス光学工業株式会社第1図 第2図 第4図 A      B      A 第5図 0 手続補正書 昭和58 年 6 月 80 1、事件の表示 昭和58年 特 8′l  願第 3025  号2・
発明の名称 光学走査装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 (037)  オリンパス光学工業株式会社7、補正の
内容 (別紙の通り) 図面中、第3図、第5図、第6図および第7図を別紙訂
正図のとおりに訂正し、第8図、第9図を加入する。 (訂正)明    細    書 1、発明の名称  光学走査装置 2、特許請求の範囲 L 適当な間隔を隔てて直線状に配列した複数個の光学
走査素子アレイと、それら各光学走査素子アレイと走査
面を光学的に結合するだに位置決めすることにより、前
記光学走査素子アレイ個々の前記走査面における光学的
投本の走査線を形成するように構成したことを特徴とす
る光学走査装置。 の走査線を形成するように構成したことを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の光学走査装置。 & 前記レンズアレイの光学走査素子アレイ側に配置さ
れる集光性光束偏向部材を凸レンズで構成し、走査面側
に配置される発散性光束偏向部材を凹レンズで構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項に
記載の光学走査装置。 8、発明の詳細な説明 本発明は1光学記録用の書き込みヘッドまたは読み取り
ヘッドとして用いる多数の光学走査素子アレイからなる
光学走査装置の構成に関するものである。 多数の光学走査素子を集積化して構成した光学走査素子
アレイは、プリンター用書き込みヘッドあるいは情報読
取用ヘッドとして多数用いられており、原理的に異なっ
た方式のものが多く知られている。 たとえば、電気信号によって発光する発光ダイオードを
集積しアレイ化したものはLEDアレイとして公知であ
り、また電気信号によって偏光状態を変化させることが
できる磁気または電気光学効果物質等を素材にして、こ
れを画素状に電極を配置して構成した単位素子を集積、
アレイ化しておき、これをクロスニフル状態に配置した
2個の偏光板間に配設し、電気信号によって前記画素状
の単位素子の光の透過、遮断を制御するようにした光ゲ
ートアレイも種々公知である。 たとえば、LISAと呼ばれる光ゲートアレイは、薄膜
磁性ガーネットに画素状に電極を設は集積化した構成を
有し、熱と磁界の作用下において偏光面を回転させるよ
うにしており、西独間。 ValVOGm bH社の製品としてよく知られている
。 その他、鉛−ランタン−ジルコン−チタン酸塩セラミッ
クスあるいは液晶の電気光学効果を利用した光ゲートア
レ、イについてもよく知られている。 一方、情報読み取りヘッドとして、シリコン・フォト・
ダイオードアレイあるいはccDと呼ばれる電荷移送式
読み取り素子等がよく知られているO しかしながら、上述のような周知の光学走査素子アレイ
は、何れも単結晶基板上に形成されることが多く、画素
としてo、1 ms前後の細かいピッチで配列して集積
化した構成となっている。従って、その最大長が単結晶
基板の寸法によって制限されたり、あるいは画素状に加
工してアレイ化する際の材料、加工等に伴なう欠陥によ
る不合格率を上昇させることなく製造することが内輪な
ため、一般的に要求される長い走査長を有する光学走査
素子アレイを製造することは容易ではない。 そのような製造上の制約から、光学走査素子を使用して
最も一般的に使用される用紙の幅である210〜216
闘をカバーするため、従来の光学走査装置では、たとえ
ば、第1図に示したように・複数個の発光ダイオードア
レイA□、 A、 −−−Anを紙面に直交する方向に
n個、左右の各基板S0゜S 上に交互に千鳥状に配列
し、これを2本の7アイノクーレンズアレイL1. L
2によって同一の走査面上に、A0〜Anまでの発光ダ
イオードアレイ像工が紙面に直交する方向の連続した直
線状となるように隙間なく投影して結像させるようにし
ている。 このような構成によれば、所望の長さの走査線を形成で
きる利点があるが、少なくとも二組の7アイパーレンズ
アレイL、 、 L2を必要どするため、構成が複雑と
なるばかりではなく、容積も大きくなり、また、光学調
整が複雑で高い調整精度が要、求される等の問題がある
J また、そのような構成において、光学走査素子アレイが
、さきに説明したような光ゲートアレイの場合には、照
明用の光源も2個必要となるため装置の大きさは一層増
大することとなる0別の従来例として、光ゲートアレイ
を複数個直線状に配置し、これを球面レンズよりなる投
影光学系によって走査面に拡大投影することにより、各
光ゲーFアレイ像を連続した一直線となるよう隙間なく
結像させるように構成したものもある。 第2図は、その構成の説明図であって、A□〜A。 は各光ゲートアレイであり、この例では5個の光ゲート
アレイを配列した場合を示している。L□〜L5はそれ
ら各光ゲートアレイA0〜A、に対応させて走査面F側
に設けた球面投影レンズ、1□〜I はその球面投影レ
ンズL0〜L5により走査面Fに形成された前記光ゲー
トアレイA0〜A4の投影像、G1−G6は照明光を前
記各光ゲートアレイA工〜A、“のそれぞれに導くため
のガ、ラス板、LGはそれら各光ゲートアレイ八〇〜A
5に図糸省、略の光−源用ランプから光を導くためのラ
イトガイドの一部を示している。 各光ゲートアレイA□〜A、は、ガラス板G□〜G5の
それぞれを支持体にしている。従って、その製作上その
支持体部分は光学走査素子アレイすなわち光ゲートアレ
イよりも必然的に大きく構成されることとなり、そのた
め各ガラス板G□〜G5上の光学走査素子を一直線状に
連続配列し得す、図示のように隣接する光学走査素子ア
レイ間、すなわち光ゲートアレイム0〜A5間に間隙を
生ずる。 そこで、各光ゲートアレイA□〜A5にそれぞれ対応さ
せて設けた球面投影レンズL0〜L5によって、それら
光ゲートアレイA□〜A6による光像を各拡大して走査
面F上に投影し、工、〜工、により示したように各拡大
された像の端部が相接した形の所望の長さを有する直線
状の走査線を得るようにしている。このような従来構成
のものにおいては、第1図により説明した従来構成のも
ののように、光学走査素子アレイを千鳥状に配列する必
要がないので、調整が容奥である利点があるが、光学走
査素子アレイ数に対応した数の球面投影レンズを必要と
し、そのために構成が複雑となるばかりではなく高価に
もなり、さらに装置も大型化する等の難点がある。また
、このように球面レンズ光学系を用いた拡大光学系では
、投影像の端部に位置する素子像の明るさが、球面レン
ズの中心と端部素子を−結ぶ光束の傾斜角のガサ424
乗に比例して暗くなる、いわゆるコサイン4乗則の影響
をうけることは避けられず、従って光緻均−な走査線を
形成し得ない難点もある。 本発明の目的は、−前述の如き問題や難点を解消するた
め、複数個の光学走査素子アレイを用いて走査面上に連
続した直線状の走査線を形成し得る構成簡易にして小型
化可能、かつ光学調整容易な光学走査装置を提供しよう
とするものである。 本発明の光学走査装置は、適当な間隔を隔てて直線状に
配列した複数個の光学走査素子アレイと、それら各光学
走査素子アレイと走査面を光学的に結合するためのレン
ズアレイと、ごのレンズアレ。 イと前記光学走査素子アレイの各々との間にそれ、ぞれ
配置した複数の集光性光束偏向部材と、前記レンズアレ
イと走査面との間に、前記集光性光束偏向部材と対をな
すようにそれぞれ配置した複数の発散性光束偏向部材と
を具え、前記光学走査素子アレイの前記集光性光束偏向
部材による虚像形成位置と、当該光学走査素子アレイの
受は持つ前記走査面における光−学的投影領域または受
光領域の前記発散性光束偏向部材による虚像形成位置が
、前記レンズアレイの等倍正立実像投影条件を満たす物
体面および像面位置にそれぞれ一致するように位置決め
することにより、前記光学走査素子アレイ個々の前記走
査面における光学的投影領域または受光領域を拡大して
連続した一本の走査線を形成するように構成したことを
特徴とするものである。 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 第8図は、本発明の実施例の一例を示す構成図で、la
、lb、10は各、光学走査素子アレイアッセンブリを
示している。 この実施例は、書き込み用のものとして以下説明する。 前記光学走査素子アレイアッセンブリ1a〜ICは、複
数の光学走査素子たとえば発光ダイオードあるいは光ゲ
ート等による光学走査素子アレイ2a〜2Cを各支持基
板8a〜3C上に図示しない走査回路等を含めて形成し
た構成となっている。4は走査線の全長をカバーする長
さの一レンズアレイであって、たとえばロンドレンズあ
るいはファイバレンズと呼ばれる柱状レンズ、または小
径の球面レンズを多段配置したマイクロレンズ系を連続
的に並列的に配列した構成となっており、前記光学走査
素子アレイ2a〜2Cと走査面Fを光学的に結合するよ
うに、それら両者間に介挿されている。5a〜5Cは結
像レンズアレイ4の光学走査素子アレイ2a〜2C側に
、それら個々の光学走査素子アレイのそれぞれに対応さ
せて配置した集光性の光束偏向部材たとえば凸レンズで
ある。また6a〜6Cは、レンズアレイ4の走査面F側
に前記凸レンズ5a〜5Cのそれぞれと対をなすように
配置した発散性の光束偏向部材たとえば凹レンズであっ
て、これらの各光束偏向2Cの中心00〜C8にそれぞ
れ一致するように配置しである。 前記レンズアレイ4は、前記走査面Fと、前記光学走査
素子アレイ2a〜2Cの列との中間位置よりも、光学走
査素子アレイ2a〜20列側に接近した位置に設けであ
るが、それら光学走査素子アレイ2a〜20、凸レンズ
5a〜50%レンズアレイ4、凹レンズ6a〜6Cおよ
び走査面Fは、詳細を後記するように、凸レンズ5a〜
5Cによる各光学走査素子アレイ2a〜2Cの虚像形成
位置および凹レンズ6a〜6Cによる走査面F上におけ
る各投影領域7a〜7Cの虚像形成位置が、レンズアレ
イ4の等倍正立実像投影条件を満たす゛物体面および像
面とそれぞれ一致するように位置決めしである。また、
前記各光学走査素子アレイ2a〜2Cの間隔は、前記の
ように構成した各光学系によって走査面Fに拡大投影さ
れるそれら各光学走査素子アレイ2a〜2Cの投影像が
、相接して連続した一本の走査線を形成し得る適当な距
、lliに設定しである。 前記光学走査素子アレイアッセンブリ1a〜ICについ
てさらに詳細に説明すると、各支持基板8a〜8Cとし
て、たとえばセラミック基板を用い、この基板上に光学
走査素子アレイ2a〜20が形成されており、かつ走査
信号および記録信号等の印加のための電極、リード線が
引き出された構成を有し、場合によ−っては走査駆動を
行なうための半導体回路が基板上に一体に取り付けられ
ている。光学走査素子アレイ2a〜2Cが発光ダイオー
ドアレイや光ゲートアレイの場合には、それら光走査素
子アレイは単結晶板上に形成されるが、その光学走査素
子アレイの長さは製造技術上の制約から1インチ前後が
限度であり、プリンターや読み取り装置用の光学走査装
置として一般的に要求される210〜216略の走査幅
のものを単体の光学走査素子アレイで得ることは難しい
。 また各光学走査素子アレイアッセンブリ1a〜ICは保
持基板8a〜8Cの端部まで光学走査素子を配置して製
作し得ないために、各光学走置素子アレイ2a〜20を
連続するように密接させて一直線状に配列することが不
可能であることは、さきに説明したとおりである。 そこで本発明においては、図示のように、レンズアレイ
4と、そのレンズアレイ4の光学走査素子アレイ2a、
2b、2c側および走査面F側に対をなすように、個々
の光学走査素子アレイ2a〜2Cに対向させて配置した
集光性光束偏向部材たとえば凸レンズ5a〜5C,およ
び発散性光束偏向部材たとえば凹レンズ6a〜6Cの各
対を組み合わせることによって、前記各光学走査素子ア
レイ2a、2b、2cの走査面Fにおける光学的投影領
域7a、7b、70を図示のように拡大させて連続した
一本の走査線が形成されるように構成したものであって
、この場合、フa + 7 b +70は前記光学走査
素子アレイ2a、2b、20の拡大正立実像に相当する
。 つぎに本発明装置における光学系の構成による光学走査
素子アレイの投影像の拡大作用の説明にさぎだち、レン
ズアレイによる拡大正立実像1得る−場合の問題点を説
明する。− 第4図Aはレンズアレイの公知の一般的な使用状態の説
明図である。L+a+ ”b l Lloは屈折率が周
辺部から中心部に向かって変化するロッドレンズあるい
はファイバーレンズとも呼ばれる屈折率分布型柱状レン
ズ、または小径の球面レンズを多段に配置した構成のマ
イクロレンズ光学系(以下、柱状レンズを含めて単に「
レンズ」という)を示す。このようなレンズアレイは、
これらのレンズLa、 Lb、 Loを図示のように並
列させて直線状に集合配列した構成となっている。いま
、矢印O□が光学走査素子アレイの一部を示すものとす
ると、レンズLaによる等倍の正立実像が工、として形
成される。レンズLaの光入射側の光軸Xに対し光出射
側の光軸をx’とすると、矢印0□の先端が光軸Xに接
しているから、その等倍正立実像工、の先端も光軸X/
に接し、その等倍正立実像I□と矢印0□は同じ大きさ
である。 同様にレンズL。による等倍正立実像も工、lとして形
成され、矢印0 とその等倍正立実像1□ノの後結果と
して図示のようにそれら各等倍王立実像工□。 ■、′は重なり合い、一つの像として認識され矢印0□
に対応する等倍の正立実像が得られる。 第4図Bは、同図Aに示した結像レンズアレイを用いて
拡大像を形成するために、結像レンズアレイに対して矢
印で示した光学走査素子0□を接近させた状況を示した
ものである。この場合、レンズLaニ関しては矢印02
の拡大正立実像工2が形成される。すなわち、この場合
は矢印02の先端は光軸Xに接しているから、その拡大
像1□の先端も光軸X/に接している。同様にレンズL
。による矢印02の拡大正立実像工、/として、前記レ
ンズLaによる拡大正立実像12と同じ面上に形成され
るが、矢印0.の後端が光軸yに接しているがら、その
拡大正立実像工、lの後端も光軸ylに接することとな
る。その結果、レンズLaとり。による拡大正立実像工
、と工2/は図示のように重なり合わず、像面上におい
て矢印0.の拡大正立実像は、多重像またはぼけた像と
して認識されることとなり、正常な拡大王立実像が得ら
れないという問題がある。 以上の説明で鷺らかなように、レンズアレイを用いた光
学系においては、変倍像は個々のレンズにより結像させ
ることができても、レンズアレイ全体としては、正常な
変倍像を形成することかできない。− これに対して第一回に示す構成は、レンズアレイを用い
て拡大像投影を可能とする一つの方法を示している。同
図において、/、 、 !2.18は、等倍正立実像の
投影が可能なレンズ系、たとえばファイバーレンズを示
しており、これを集合してレンズアレイ4が形成されて
いる。レンズアレイ傷が等倍正立実像を投影する条件を
満たす位置に物体0工を配置すると、レンズアレイ4の
出射側に等倍正立実像工□が形成される。そこでレンズ
アレイ4とその像工、の間のレンズアレイ4の端面に、
凹レンズ6を配置すると、図示するように等倍正立実像
1 を形成する光線は、その像側で発散す゛る方向にm
1曲゛し、その結果形成される像は、元の等倍王立実像
工□より遠ざかった位置に拡大像工2として形成される
。それらの像11 ’ 工1の関係は、■、を、凹レン
ズ6を通して見たときに形成される虚像が10となる関
係にある。従って実際の像面を拡大像工2の位置におく
とずれば・凹レンズ6による像工8面の虚像工、面が、
レンズアレイ6の等倍正立実像投影の像面と一致するよ
うに実像工8面を位置決めすればよい。このような原理
による拡大像投影光学系は、特開昭54−154148
号公報に開示されており既知である。 また、それとは別に、凸レンズとレンズアレイを組み合
わせて、拡大像の投影を行なうことも可能である。第6
図は、その構成と作用の説明図である。すなわち、等倍
正立実像の投影が可能な複数のレンズ系l□r lx 
+ /8からなるレンズアレイ4の輪体02側端面に凸
レンズ5を配置する。 こあように配置した凸レンズ5を通して物体02をみる
と拡大された虚像0□が得られる。この虚像0□がレン
ズアレイ4の等倍正立実像投影条件を満たす物体02の
位置に形成されるように、凸レンズ6および物体0.を
位置決めすれば、レンズアレイ4の等倍正立実像投影条
゛件を満たす位置に物体O8の拡大像1□が得られる。 なお、第5図のFl + FBは凹レンズ6の焦点、h
□は凹レンズ6の主平面を、また第6図のF、およびり
、は凸レンズ5の焦点と主平面をそれぞれ示す。 しかしながら、第5図および第6図に示した凹レンズ6
または凸レンズ5とレンズアレイ4を組み合わせた光学
系を用いて、光学走査素子アレイの拡大像を得るように
し、これにより所望の走査線長の走査線を形成するよう
に構成した場合には、つぎのような種々の不都合を生ず
るので、第す図および第6図に示す光学系をそのまま用
いることはできない。 すなわち、第6図の構成を用いて第7図のように本発明
装置に類似し、た光学走査装置を構成した場合を例にと
って説明すると、レンズアレイ4の光学走査素子アレイ
2a〜20側に配置した凸レンズ5a〜5Cのみによっ
て、拡大作用が行なわれることになる。従って所望の拡
大倍率を得るために凸レンズ5a〜5Cの曲率を大きく
する必要があるが、曲率を大きくすると収差が増大した
り、対向する光学走査素子アレイや走査面F上の当該光
学走査素子アレイの投影領域に対する周辺部の光束の傾
斜角αが大きくなって、個々の光学走査素子アレイの光
微分布特性や受光特性の角度分布が片寄っている場合、
その光学走査素子アレイが受は持つ投影領域または受光
領域周辺部の光量あるいは受光感度の低下が著しくなる
。また、隣り合う光学走査素子アレイの端部にそれぞれ
位置して隣接する走査素子は、走査面F上で隣接し合う
ように投影する必要があるが、第7図の構成から明らか
なように、隣り合う光学走査素子アレイ2a〜2Cを走
査面Fに隙間なく投影するためには、°凸レンズ5a〜
5Cを密接的に、光学走査素子アレイ2a〜2Cにおけ
る光学素子の配列精度と同レベルの精度で配置しなけれ
ばならず、このような精度で凸レンズ5a−50を配置
することは側底不可能である。 これに対して、本発明の光学走査装置は、第8図に示し
た実施例によって説明したように、レンズアレイ4の両
側にそれぞれ配置した凸レンズ5a〜5Cおよび凹レン
ズ6a〜6Gに拡大作用を分担させた光学系の構成によ
って各光学走査素子アレイ2a〜2Cの投影領域または
受光領域を拡大するようにして、走査線を形成するもの
であるから、第6図または第6図に示す従来の光学系を
用いて構成した場合における上述の問題が解決されるこ
とになる。 以下、本発明装置における光学系の構成による光学走査
素子アレイの投影または受光の領域の拡大作用について
、第8図により説明する。同図は、説明の便宜上、第8
図の実施例における光学走査素子アレイ2a、その光学
走査素子アレイ2aを走査面Fのその光学走査素子アレ
イが受は持つ投影領域または受光領域7aと光学的に結
合させるためのし・ンズ系10〜へからなるレンズアレ
イ4の一部分4a、レンズアレイ4の前記光学走査素子
rレイ2a側端面に配置した凸レンズ5aおよびその凸
レンズ5aと対をなすように光学走査素子アレイ2aの
走査面F側端面に配置した凹レンズ7aを一組にする光
学走査ブロックの部分を示している。 同図において、0 および工、−で示した位置がしンズ
アレイ4aの等倍正立実像投影条件を満たす物体面およ
び像面の各位置であるとした場合、そのO工の位置に凸
レンズ5aによる光学走査素子アレイ2aの虚像が形成
されるように、凸レンズ5aの曲率を選択するとともに
当該凸レンズ5aと光学走査アレイ2aを位置決めする
。02はその位置を示している。一方、凹レンズ6aは
、走査面Fの前記光学走査素子アレイ5aが受は持つ領
域7aの当該凹レンズ6aによる虚像が、■□の位置に
形成されるように凹レンズ6aの曲率を選択するととも
に、当該凹レンズ6aと走査面Fを位置決めする。この
ように光学系を構成することによって光学走査素子アレ
イ2aと走査面F上の領域7aの各虚像は、レンズアレ
イ4aの等倍正立実像投影条件を満たすことになるので
、凸1−ンズ5aの物体面位置02に配置された光学走
査素子アレイ2aは、凸レンズ5aおよび凹レンズくけ
その逆に領域7aの範囲を縮小して受光することができ
る。しかして、このような構成の光学系の特長は、第5
図および第6図に示した従来の拡大光学系のようなレン
ズアレイ4に1個の凹レンズまたは凹レンズを組み合わ
せて構成したものに比べ、レンズによる拡大作用がレン
ズアレイの入射側と出射側に分割されるから、個々のレ
ンズの曲率を小さくすることができ総合的な収差の発生
を小さく抑えることができることである。また、第8図
に示したように各光学走査素子アレイ2a〜2Cおよび
それらが受は持つ走査面上の各領域7a〜7Cの端部光
束の傾きαおよびβ(第3図参照)も、何れか一方に集
中して発生することがないことである。さらに、第3図
の実施例構成図に、一点鎖線で示した光束線図から分る
ように、適当な間隔を隔てて直線的に配列した光学走査
素子アレイ2a〜20の隣接する各光学走査素子アレイ
の最外部素子からの光束X、yは、走査面において素子
ピッチまで接近させるものであるが、このように各光学
走査素子アレイ2a〜2cの最外部素子からの光束を十
分接近させても、走査面Fから離れた位置ではその光束
X、yが離間しているので、凸レンズ5a〜50.およ
び凹レンズ6a〜6Cを有効光束より大きなものを配置
することができ、開き角を有する光束を実質上損失する
ことなく走査面Fに伝達し得ることである。 本発明装置は、以上のような特長を有する光学系の構成
を用いて、第8図の実施例のように適当間隔を隔てて配
列した複数の光学走査素子アレイ8a〜8Cの拡大投影
領域もしくは受光領域7a〜7Cが、走査面F上におい
て連続した一本の走査線を形成するように構成したもの
である。 本発明は、上述した如き構成のものであるが、本発明の
要旨の範囲において幾多の変更が可能である。たとえば
、集光性光束偏向部材および発散性光束偏向部材として
、集光性および発散性の7レネルレンズを用いてもよい
。また第8図の実施例では、レンズアレイ4は、所望の
長さの走査線を形成するに足りる一本の長いものを用い
ているが、−個の光学走査素子アレイごとに、第8図に
より説明した本発明装置の光学系の構成を単位にフロッ
ク化してもよい。 第9図は、以上のようにしてブロック化した光学走査ブ
ロック8a18b、80を用いて本発明装置を構成した
実施例を示したものである。Ba。 sb、scは、第8図に示した構成を有する各光学走査
ブロックで、第8図に示した実施例における各光学走査
素子アレイ2a〜2oを単位に構成し、走査面F上に対
し所望の長さの走査線を形成するのに必要な数だけ、そ
れぞれの光学走査ブロック2a〜2cにより形成される
投影領域もしくは受光領域が、連続した一本の走査線を
形成するように配置した構成となっている。 たとえば、個々の光学走査ブロックによる隣接走査線形
成領域が若干重り合う関係に各光学走査ブロック8a、
8bを配列し、各光学走査ブロックsa、Bbの光学走
査素子を駆動するための駆動回路の信号処理により実質
的に一本の走査線が形成されるように構成してもよいこ
とは勿論である0 このような実施例によれば・個々の光学走査ブロック8
a〜8cをあらがじめ正確に光学調整しておくことがで
きるので、必要に応じて光学走査ブロックを単に配列し
て構成させるだけで、任意の長さの走査線長をもつ光学
走査装置を容易に実現し得不利点がある。 以上の各実施例における光学走査素子アレイとしては、
プリンタに用いる場合にはたとえば発光ダイオードアレ
イあるいは光ゲートアレイを、また読み取り用としては
たとえばホト・ダイオードあるいはホト・トランジスタ
等による受光素子アレイを用いればよい。 以上、各実施例により詳細に説明したように本発明によ
れば、比較的に簡易な構成によって、非連続的に配置し
た複数の光学走査素子アレイの走査面における光学的投
影領域あるいは受光領域を、連続した一本の走査線とし
て容易に形成し得るのみならず、従来のものに比べて小
型化可能であり、単な高性能の光学走査装置を得ること
ができる。 また、本発明においては、光学走査素子アレイを構成す
る素子からの主光線は、第8図の説明から解るようにレ
ンズアレイに対し垂直に人、出射するので、第5図およ
び第6図に示した従来の球面レンズを用いた光学系の一
構成では、避けることのできない球面レンズ系のコサイ
ン4乗則による端部光量の低下を防止することができ、
従来のものに比べて一層に光腋もしくは受光感度の均一
な走査線の形成が可能である。 さらに、光学走査素子アレイ別にブロック化したものに
おいては、所望の走査長に対応した数の光学走査ブロッ
クを密接して配列させた構成とすることができ、しかも
各光学走査ブロックは、あらかじめ十分光学調整してお
くことができるので、所望の走査長をもった精度の高い
光学走査装置を要求に応じて容易に提供することができ
る等の利4、図面の簡単な説明 第1図および第2図は、それぞれ異なる従来例を説明す
るための各概略構成図、 第8図は、本発明の実施例の一例を示す構成図、第4図
Aは、周知の結像レンズアレイによる等倍圧立像の形成
説”明文、 −同図Bは、同じく変倍正立像の形成時における問題点
説明図、 第5図および第6図は、レンズアレイとレンズを組み合
わせた既知のそれぞれ異なる拡大正立実像形成のため構
成と作用の説明図、 第7図は、第6図の光学系を用いた場合の問題点の説明
図、 第8図は、本発明における光学系の構成と作用の説明図
、 第9図は、本発明の他の実施例の構成の説明図である。 la、 lbl 10・・・光学走査素子アレイアッセ
ンブリ2a、 2b、 2c・・・光学走査素子アレイ
aa、 ab、 3c ・・・支持基板4.4a・・・
レンズアレイ 5、5a、 5k)、 50・・・凸レンズ(集光性光
束偏向部材)6、6a、 6b、 60・・・凹レンズ
(発散性光束偏向部材)7a、 7bl 70・・・各
光学走査素子アレイの投影領域または受光領域 8a、 8b、 8c・・・光学走査ブロック01.0
2 * OB ””各光学走査素子アレイ2a、 2b
、 20の中心・ F・・・走査面。 特許出願人  オリンパス光学工業株式会社第6図  
    (訂正511) 第7図
1 and 2 are schematic configuration diagrams for explaining different conventional examples, FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 4A is a well-known image forming method. Figure 5 A, B and C are diagrams for explaining the formation of a 1-magnification erect image using a lens array. 6 is an explanatory diagram of a modification of the configuration of the embodiment of FIG. 8, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the configuration of another embodiment of the present invention. It is an explanatory diagram. 1, la, lb, 10... optical scanning element array section 2.2a, 2b, 2C... optical scanning element array a
+ 8 a t 8 b, a c , , Support substrate 4.11...Imaging lens array 5.5a, 5b, 50 and 6.6a, 6b. 6C... Light beam deflection members 7a, 7b, 7C...Projection area or light receiving area Ba, Bb, BC of each optical scanning element array...Convex Fresnel lens shaped light beam deflection members 9a, 9b , 9c...Concave lens type 7-lens nose-shaped light beam deflecting member] Oa, 10b, 10Cj... Optical scanning block C!
, , 02.08-...Each optical scanning element array 2a,
2b. Center F of 2C...Scanning surface □ 0□, 0□...Optical scanning element array La, Lb, Lo...Column lens (microlens optical system) Io, I,'...1-magnification erect Real images x, x', y, y'...optical axis I2. I,'
...Enlarged erect real image P, P'... Prism (light beam deflection member) Patent applicant Olympus Optical Industry Co., Ltd. Figure 1 Figure 2 Figure 4 A B A Figure 5 0 Procedural amendment 1982 June 80 1, Indication of the case 1981 Special Patent Application No. 3025 2.
Name of the invention Optical scanning device 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant (037) Olympus Optical Industry Co., Ltd. 7, Contents of the amendment (as attached) Figures 3, 5, and 6 in the drawings Figures 8 and 7 have been corrected as shown in the attached corrected figures, and Figures 8 and 9 have been added. (Correction) Description 1, Title of the invention Optical scanning device 2, Claim L A plurality of optical scanning element arrays arranged in a straight line at appropriate intervals, each of these optical scanning element arrays and a scanning surface An optical scanning device characterized in that the optical scanning device is configured to form a scanning line of optical projection on the scanning surface of each of the optical scanning element arrays by positioning the grooves that optically couple the optical scanning elements. 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is configured to form a scanning line of . & A patent claim characterized in that the condensing light beam deflection member disposed on the optical scanning element array side of the lens array is composed of a convex lens, and the diverging light flux deflection member disposed on the scanning surface side is composed of a concave lens. The optical scanning device according to the range 1 or 2. 8. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the construction of an optical scanning device consisting of an array of multiple optical scanning elements for use as a writing or reading head for optical recording. Optical scanning element arrays, which are constructed by integrating a large number of optical scanning elements, are used in large numbers as writing heads for printers or heads for reading information, and many types with different principles are known. For example, an integrated array of light-emitting diodes that emit light in response to an electrical signal is known as an LED array, and an array made of a magnetic or electro-optic effect substance that can change the polarization state in response to an electrical signal. Integrates unit elements configured by arranging electrodes in a pixel shape,
Various optical gate arrays are also known, in which the gate array is arranged between two polarizing plates arranged in a cross-niffle state, and the transmission and blocking of light through the pixel-shaped unit elements is controlled by electric signals. It is. For example, an optical gate array called LISA has a structure in which electrodes are integrated into a thin film magnetic garnet in the form of pixels, and the plane of polarization is rotated under the action of heat and a magnetic field. It is well known as a product of ValVOGm bH. In addition, optical gate arrays that utilize the electro-optic effect of lead-lanthanum-zircone-titanate ceramics or liquid crystals are also well known. On the other hand, as an information reading head, silicon photo
Charge transfer type reading elements called diode arrays or CCDs are well known. , is arranged and integrated at a fine pitch of around 1 ms. Therefore, the maximum length is limited by the dimensions of the single crystal substrate, or it can be manufactured without increasing the rejection rate due to defects due to materials or processing when processing into pixel shapes and forming an array. Due to their limited nature, it is not easy to manufacture optical scanning element arrays with the typically required long scan lengths. Due to such manufacturing constraints, the most commonly used paper widths using optical scanning elements are 210-216 mm.
In order to cover this problem, in conventional optical scanning devices, for example, as shown in FIG. are alternately arranged in a staggered manner on each substrate S0°S, and these are connected to two 7-eye lens arrays L1. L
2, the light emitting diode array images A0 to An are projected and formed in a continuous straight line in a direction perpendicular to the plane of the paper without any gaps on the same scanning plane. Although such a configuration has the advantage of being able to form a scanning line of a desired length, it requires at least two sets of 7-eyeper lens arrays L, L2, which not only makes the configuration complicated; In addition, there are problems such as the volume becomes large and the optical adjustment is complicated and high adjustment accuracy is required.In addition, in such a configuration, the optical scanning element array is not the same as the optical gate array described earlier. In the case of There is also a structure in which each optical game F array image is formed in a continuous straight line without gaps by enlarging and projecting onto the scanning surface using a projection optical system consisting of the following. FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration, and shows A□ to A. is each optical gate array, and this example shows a case where five optical gate arrays are arranged. L□-L5 are spherical projection lenses provided on the scanning surface F side corresponding to the respective optical gate arrays A0-A, and 1□-I are the spherical projection lenses formed on the scanning surface F by the spherical projection lenses L0-L5. Projected images of the optical gate arrays A0 to A4, G1 to G6 are glasses and glass plates for guiding the illumination light to each of the optical gate arrays A to A, and LG is the projection image of each of the optical gate arrays A to A.
5 shows a part of a light guide for guiding light from a light source lamp (not shown). Each of the optical gate arrays A□ to A uses glass plates G□ to G5 as supports, respectively. Therefore, due to its manufacturing, the support portion is necessarily larger than the optical scanning element array, that is, the optical gate array, and therefore the optical scanning elements on each glass plate G□ to G5 are continuously arranged in a straight line. As a result, a gap is created between adjacent optical scanning element arrays, that is, between optical gate arrays 0 to A5, as shown in the figure. Therefore, the optical images from the optical gate arrays A□ to A6 are each enlarged and projected onto the scanning plane F by the spherical projection lenses L0 to L5 provided corresponding to the optical gate arrays A□ to A5, respectively. As shown by . . . , a linear scanning line having a desired length is obtained with the ends of each magnified image adjoining. This type of conventional configuration has the advantage of deep adjustment because it is not necessary to arrange the optical scanning element array in a staggered manner as in the conventional configuration explained with reference to FIG. This requires a number of spherical projection lenses corresponding to the number of scanning element arrays, which not only complicates the configuration but also makes it expensive, and the apparatus also becomes larger. In addition, in a magnifying optical system using a spherical lens optical system as described above, the brightness of the element image located at the end of the projected image is determined by the angle of inclination of the light beam connecting the center of the spherical lens and the end element.
It is unavoidable that the light becomes darker in proportion to the power of the light, which is influenced by the so-called cosine fourth power law, and therefore, it is difficult to form a scanning line that is uniform in light density. An object of the present invention is to: - In order to solve the above-mentioned problems and difficulties, a configuration that can form a continuous linear scanning line on a scanning surface using a plurality of optical scanning element arrays can be simplified and miniaturized. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device that is easy to adjust optically. The optical scanning device of the present invention includes a plurality of optical scanning element arrays linearly arranged at appropriate intervals, and a lens array for optically coupling each optical scanning element array with a scanning surface. That's the lens. a plurality of condensing light beam deflection members disposed between each of the lens array and the optical scanning element array; and a pair of the condensing light beam deflection members disposed between the lens array and the scanning surface. a plurality of diverging light beam deflection members respectively arranged to make a virtual image formation position by the condensing light beam deflection members of the optical scanning element array, and a receiver of the optical scanning element array having a plurality of light beams on the scanning surface. - positioning so that the virtual image formation position by the diverging light beam deflection member in the optical projection area or the light receiving area corresponds to the object plane and image plane positions of the lens array that satisfy the same-magnification erect real image projection conditions, respectively; , the optical projection area or the light receiving area on the scanning surface of each of the optical scanning element arrays is expanded to form one continuous scanning line. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention, and
, lb, and 10 each indicate an optical scanning element array assembly. This embodiment will be explained below as one for writing. The optical scanning element array assemblies 1a to IC have optical scanning element arrays 2a to 2C formed by a plurality of optical scanning elements, such as light emitting diodes or optical gates, on each support substrate 8a to 3C, including a scanning circuit (not shown), etc. The structure is as follows. 4 is a lens array with a length that covers the entire length of the scanning line, for example, a columnar lens called a Rondo lens or a fiber lens, or a microlens system in which multiple stages of small diameter spherical lenses are arranged continuously in parallel. The optical scanning element array 2a to 2C is inserted between the optical scanning element arrays 2a to 2C and the scanning surface F so as to optically couple them. Reference numerals 5a to 5C designate condensing light beam deflecting members, such as convex lenses, arranged on the optical scanning element arrays 2a to 2C side of the imaging lens array 4 in correspondence with the respective optical scanning element arrays. Further, 6a to 6C are diverging light beam deflecting members, such as concave lenses, arranged on the scanning surface F side of the lens array 4 to form a pair with each of the convex lenses 5a to 5C, and the center of each of these light beam deflections 2C is They are arranged to correspond to 00 to C8, respectively. The lens array 4 is provided at a position closer to the optical scanning element arrays 2a to 20 rows than the intermediate position between the scanning plane F and the optical scanning element arrays 2a to 2C. The scanning element arrays 2a to 20, the convex lenses 5a to 50% lens array 4, the concave lenses 6a to 6C, and the scanning surface F are composed of convex lenses 5a to 20, as will be described in detail later.
The virtual image forming position of each optical scanning element array 2a to 2C by 5C and the virtual image forming position of each projection area 7a to 7C on scanning plane F by concave lenses 6a to 6C satisfy the same-size erect real image projection condition of lens array 4. It is positioned so that it coincides with the object plane and the image plane, respectively. Also,
The intervals between the optical scanning element arrays 2a to 2C are such that the projected images of the optical scanning element arrays 2a to 2C enlarged and projected onto the scanning surface F by the optical systems configured as described above are adjacent to each other and are continuous. An appropriate distance, lli, that can form one scanning line is set. To explain the optical scanning element array assemblies 1a-IC in more detail, for example, a ceramic substrate is used as each of the supporting substrates 8a-8C, and the optical scanning element arrays 2a-20 are formed on this substrate. It has a configuration in which electrodes and lead wires for applying recording signals and the like are drawn out, and in some cases, a semiconductor circuit for performing scanning drive is integrally mounted on the substrate. When the optical scanning element arrays 2a to 2C are light emitting diode arrays or optical gate arrays, these optical scanning element arrays are formed on a single crystal plate, but the length of the optical scanning element array is limited by manufacturing technology. It is difficult to obtain a scanning width of about 210 to 216 mm, which is generally required for optical scanning devices for printers and reading devices, with a single optical scanning element array. Furthermore, since each of the optical scanning element array assemblies 1a to IC cannot be manufactured by arranging the optical scanning elements to the ends of the holding substrates 8a to 8C, the optical scanning element arrays 2a to 20 are arranged in close contact with each other in a continuous manner. As explained above, it is impossible to arrange them in a straight line. Therefore, in the present invention, as shown in the figure, a lens array 4, an optical scanning element array 2a of the lens array 4,
2b, 2c side and the scanning surface F side, condensing light beam deflection members such as convex lenses 5a to 5C, and diverging light beam deflection members such as By combining each pair of concave lenses 6a to 6C, the optical projection areas 7a, 7b, 70 on the scanning plane F of each of the optical scanning element arrays 2a, 2b, 2c are enlarged as shown in the figure to form one continuous line. It is configured so that a scanning line is formed, and in this case, F a + 7 b + 70 corresponds to an enlarged erect real image of the optical scanning element arrays 2a, 2b, and 20. Next, we will explain the effect of enlarging the projected image of the optical scanning element array by the configuration of the optical system in the apparatus of the present invention, and then explain the problems in the case where the enlarged erect real image 1 is obtained by the lens array. - FIG. 4A is an explanatory diagram of a known general usage state of the lens array. L+a+ "b l Llo is a gradient index columnar lens, also called a rod lens or fiber lens, in which the refractive index changes from the periphery toward the center, or a microlens optical system consisting of multiple stages of small diameter spherical lenses ( Below, including the columnar lens, it is simply "
lens). Such a lens array is
These lenses La, Lb, and Lo are arranged in parallel in a straight line as shown in the figure. Now, assuming that the arrow O□ indicates a part of the optical scanning element array, an erect real image of equal magnification is formed by the lens La as . If the optical axis on the light output side is x' with respect to the optical axis X on the light input side of lens La, the tip of the arrow 0□ is in contact with the optical axis X, so the tip of the same-size erect real image is also Optical axis
, and its equal-sized erect real image I□ and arrow 0□ have the same size. Similarly, lens L. A life-size erect real image is also formed as an image, and after the arrow 0 and its life-size erect real image 1 □, the result is each life-size royal image □, as shown in the figure. ■, ′ overlap and are recognized as one image, arrow 0□
An erect real image of equal size corresponding to is obtained. Figure 4B shows a situation in which the optical scanning element 0□, indicated by an arrow, is brought close to the imaging lens array in order to form an enlarged image using the imaging lens array shown in Figure A. It is something that In this case, regarding lens La, arrow 02
An enlarged erect real image 2 is formed. That is, in this case, since the tip of the arrow 02 is in contact with the optical axis X, the tip of the enlarged image 1□ is also in contact with the optical axis X/. Similarly, lens L
. The enlarged erect real image 12 indicated by the arrow 02 is formed on the same plane as the enlarged erect real image 12 indicated by the lens La. Although the rear end is in contact with the optical axis y, the rear end of the enlarged erect real image, l, is also in contact with the optical axis yl. As a result, the lens La is removed. In the enlarged erect real image, the images 2 and 2/ do not overlap as shown, and the arrow 0. The enlarged erect real image will be recognized as a multiple image or a blurred image, and there is a problem that a normal enlarged royal real image cannot be obtained. As explained above, in an optical system using a lens array, even though a variable magnification image can be formed by each individual lens, the lens array as a whole forms a normal variable magnification image. I can't do anything. - On the other hand, the configuration shown in the first part shows one method of making it possible to project an enlarged image using a lens array. In the same figure, /, , ! Reference numeral 2.18 indicates a lens system capable of projecting an erect real image of equal magnification, such as a fiber lens, which is assembled to form the lens array 4. When the object 0 is placed at a position where the lens array flaw satisfies the condition for projecting a 1:1 erect real image, a 1:1 erect real image □ is formed on the exit side of the lens array 4. Therefore, on the end surface of the lens array 4 between the lens array 4 and its imager,
When the concave lens 6 is placed, the light rays forming the same-magnification erect real image 1 as shown in the figure will diverge in the direction of m on the image side.
The resulting image is formed as an enlarged image 2 at a position farther away from the original 1-size Royal Real Image □. The relationship between these images 11' and 1 is such that the virtual image formed when (2) is viewed through the concave lens 6 is 10. Therefore, if the actual image plane is placed at the position of the enlarged image plane 2, the virtual image plane of the 8 planes of the image plane formed by the concave lens 6 becomes
The real image processing surface 8 may be positioned so as to coincide with the image plane of the same-magnification erect real image projection of the lens array 6. An enlarged image projection optical system based on this principle is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-154148.
It is disclosed in the publication No. 1 and is known. Alternatively, it is also possible to project an enlarged image by combining a convex lens and a lens array. 6th
The figure is an explanatory diagram of its configuration and operation. In other words, a plurality of lens systems l□r lx capable of projecting a same-size erect real image
A convex lens 5 is arranged on the end surface of the ring body 02 side of the lens array 4 consisting of +/8. When the object 02 is viewed through the convex lens 5 arranged in this manner, an enlarged virtual image 0□ is obtained. The convex lens 6 and the object 0 . By positioning the object O8, an enlarged image 1□ of the object O8 can be obtained at a position that satisfies the same-magnification erect real image projection condition of the lens array 4. In addition, Fl + FB in FIG. 5 is the focal point of the concave lens 6, h
□ indicates the principal plane of the concave lens 6, and F and □ in FIG. 6 indicate the focal point and principal plane of the convex lens 5, respectively. However, the concave lens 6 shown in FIGS.
Alternatively, if an optical system combining the convex lens 5 and the lens array 4 is used to obtain an enlarged image of the optical scanning element array, thereby forming a scanning line with a desired scanning line length, the following can be done. The optical systems shown in FIGS. 1 and 6 cannot be used as they are because of various inconveniences such as the following. That is, to explain the case where an optical scanning device similar to the device of the present invention as shown in FIG. 7 is constructed using the configuration shown in FIG. The magnification effect is performed only by the arranged convex lenses 5a to 5C. Therefore, in order to obtain the desired magnification, it is necessary to increase the curvature of the convex lenses 5a to 5C, but increasing the curvature may increase aberrations, or the optical scanning element array facing the optical scanning element array or the optical scanning element array on the scanning surface F may increase the curvature. When the inclination angle α of the peripheral light beam with respect to the projection area becomes large, and the angular distribution of the light microdistribution characteristics and light reception characteristics of the individual optical scanning element arrays is biased,
The amount of light or light-receiving sensitivity at the periphery of the projection area or light-receiving area of the optical scanning element array is significantly reduced. Further, adjacent scanning elements located at the ends of adjacent optical scanning element arrays need to be projected so that they are adjacent to each other on the scanning plane F, but as is clear from the configuration of FIG. In order to project the adjacent optical scanning element arrays 2a to 2C onto the scanning surface F without gaps, the convex lenses 5a to 2C are used.
5C must be closely arranged with the same level of precision as the arrangement precision of the optical elements in the optical scanning element arrays 2a to 2C, and it is impossible to arrange the convex lenses 5a to 50 with such precision. It is. On the other hand, in the optical scanning device of the present invention, as explained with reference to the embodiment shown in FIG. The conventional optical system shown in FIG. 6 or FIG. The above-mentioned problem in the case of using the system is solved. Hereinafter, the effect of enlarging the projection or light receiving area of the optical scanning element array by the configuration of the optical system in the apparatus of the present invention will be explained with reference to FIG. For convenience of explanation, the figure shows the eighth
The optical scanning element array 2a in the illustrated embodiment, and the optical lens system 10 for optically coupling the optical scanning element array 2a with the projection area or light receiving area 7a of the optical scanning element array in the scanning plane F. A portion 4a of the lens array 4 consisting of ~, a convex lens 5a disposed on the end surface of the optical scanning element r-ray 2a side of the lens array 4, and an end surface of the optical scanning element array 2a on the scanning surface F side so as to form a pair with the convex lens 5a. 3 shows a portion of an optical scanning block that includes a set of concave lenses 7a arranged in FIG. In the figure, if the positions indicated by 0, 0, and - are the positions of the object plane and image plane that satisfy the same-magnification erect real image projection conditions of the lens array 4a, then the convex lens 5a is placed at the 0 position. The curvature of the convex lens 5a is selected and the convex lens 5a and the optical scanning array 2a are positioned so that a virtual image of the optical scanning element array 2a is formed. 02 indicates its position. On the other hand, the concave lens 6a selects the curvature of the concave lens 6a so that a virtual image by the concave lens 6a of the area 7a held by the optical scanning element array 5a on the scanning surface F is formed at the position □. The concave lens 6a and the scanning surface F are positioned. By configuring the optical system in this way, each virtual image of the optical scanning element array 2a and the area 7a on the scanning surface F satisfies the same-magnification erect real image projection condition of the lens array 4a. The optical scanning element array 2a disposed at the object plane position 02 of 5a can receive light by reducing the range of the area 7a through the convex lens 5a and the concave lens. However, the feature of the optical system with such a configuration is the fifth one.
Compared to the conventional magnifying optical system shown in Fig. 6 and Fig. 6, in which the lens array 4 is configured with one concave lens or a combination of concave lenses, the magnifying action of the lens is divided into the entrance side and the exit side of the lens array. Therefore, the curvature of each lens can be reduced, and the overall occurrence of aberrations can be suppressed. In addition, as shown in FIG. 8, the inclinations α and β (see FIG. 3) of the end beams of the optical scanning element arrays 2a to 2C and the respective regions 7a to 7C on the scanning surface that they have are also as follows: The problem must not occur concentratedly on one side or the other. Furthermore, as can be seen from the light beam diagram indicated by the dashed dotted line in the configuration diagram of the embodiment in FIG. The light beams X and y from the outermost elements of the element array are brought close to the element pitch in the scanning plane, but in this way, the light beams from the outermost elements of each optical scanning element array 2a to 2c are brought close enough to each other. Also, since the light beams X and y are separated from each other at a position away from the scanning plane F, the convex lenses 5a to 50. Moreover, it is possible to arrange the concave lenses 6a to 6C larger than the effective light beam, and the light beam having an aperture angle can be transmitted to the scanning surface F without substantial loss. The apparatus of the present invention utilizes the configuration of the optical system having the above-mentioned features to obtain an enlarged projection area or The light receiving areas 7a to 7C are configured to form one continuous scanning line on the scanning surface F. Although the present invention has the configuration as described above, many modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, a 7-renel lens with condensing and diverging properties may be used as the condensing light beam deflection member and the diverging light flux deflection member. In the embodiment shown in FIG. 8, the lens array 4 is one long enough to form a scanning line of a desired length. The configuration of the optical system of the apparatus of the present invention described above may be made into a flock unit. FIG. 9 shows an embodiment in which the apparatus of the present invention is constructed using the optical scanning blocks 8a18b and 80 formed into blocks as described above. Ba. sb and sc are each optical scanning block having the configuration shown in FIG. A configuration in which the projection areas or light receiving areas formed by the respective optical scanning blocks 2a to 2c are arranged so as to form one continuous scanning line, as many as necessary to form a scanning line with a length of It becomes. For example, each optical scanning block 8a is placed in a relationship in which adjacent scanning line forming areas formed by individual optical scanning blocks slightly overlap each other.
8b may be arranged so that substantially one scanning line is formed by signal processing of a drive circuit for driving the optical scanning elements of each optical scanning block sa, Bb. According to such embodiments, the individual optical scanning blocks 8
Since a to 8c can be optically adjusted accurately in advance, an optical scanning device with an arbitrary scanning line length can be created by simply arranging and configuring optical scanning blocks as necessary. It is easy to realize this, but there are disadvantages. The optical scanning element array in each of the above embodiments is as follows:
When used in a printer, for example, a light emitting diode array or a light gate array may be used, and for reading, a light receiving element array consisting of, for example, a photodiode or a phototransistor may be used. As described above in detail in each embodiment, according to the present invention, the optical projection area or the light receiving area on the scanning plane of a plurality of discontinuously arranged optical scanning element arrays can be formed using a relatively simple configuration. Not only can it be easily formed as one continuous scanning line, but it can also be made smaller than conventional ones, and a simple high-performance optical scanning device can be obtained. Furthermore, in the present invention, the principal rays from the elements constituting the optical scanning element array are emitted perpendicularly to the lens array, as can be seen from the explanation of FIG. In the configuration of the optical system using the conventional spherical lens shown above, it is possible to prevent the inevitable decrease in the end light amount due to the cosine fourth power law of the spherical lens system.
It is possible to form scanning lines with a more uniform optical field or light receiving sensitivity than in the conventional method. Furthermore, in the case where each optical scanning element array is divided into blocks, it is possible to have a configuration in which the number of optical scanning blocks corresponding to the desired scanning length is closely arranged. Since the adjustment can be made in advance, a highly accurate optical scanning device with a desired scanning length can be easily provided as required. The figures are schematic configuration diagrams for explaining different conventional examples, FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of an embodiment of the present invention, and FIG. ``The theory of formation of a erect image'' - Figure B is an explanatory diagram of the problems encountered when forming an erect image with variable magnification. An explanatory diagram of the configuration and operation for forming a real image. FIG. 7 is an explanatory diagram of the problems when using the optical system of FIG. 6. FIG. 8 is an explanatory diagram of the configuration and operation of the optical system in the present invention. , FIG. 9 is an explanatory diagram of the configuration of another embodiment of the present invention. la, lbl 10... optical scanning element array assembly 2a, 2b, 2c... optical scanning element array aa, ab, 3c ...Supporting substrate 4.4a...
Lens arrays 5, 5a, 5k), 50...Convex lenses (condensing light beam deflection members) 6, 6a, 6b, 60...Concave lenses (divergent light beam deflection members) 7a, 7bl 70...Each optical scanning Projection area or light receiving area of element array 8a, 8b, 8c... optical scanning block 01.0
2 * OB ""Each optical scanning element array 2a, 2b
, 20 center F... scanning plane. Patent applicant: Olympus Optical Industry Co., Ltd. Figure 6
(Correction 511) Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 L 適当な間隔を隔てて直線状に配列した複数個の光学
走査素子アレイと、それら各光学走査素子アレイと走査
面を光学的に結合するための結像レンズアレイと、その
結像レンズアレイの前記各光学走査素子アレイ側および
前記走査面側の少なくとも何れか一方の側に配置した光
束偏向部材とがらなり、前記複数個の光学走査素子アレ
イの前記走査面における光学的投影領域または受光領域
を前記結像レンズアレイによって拡大し、この拡大に伴
なう前記各光学走査素子アレイにおける前記領域のずれ
を前記光束偏向部材により補正して得られる前記領域が
、連続した一本の走査線ギ形成するように構成したこと
を特徴とする光学走査装置。 2 前記光学走査素子アレイの一個と、この光学走査素
子アレイに対設する前記結像レンズアレイの一部と、こ
の結像レンズアレイによる前記光学走査素子アレイの前
記走査面上の前記領域のずれを補正するための前記光束
偏向部材とを一体に構成して光学走査ブロックとし、こ
の光学走査ブロックを所望の走査長に対応して複数個配
列して構成すること−を特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の光学走査装置。 & 前記結像レンズアレイの光学走査素子アレイ側に配
置される光束偏向部材としては集束性のものを、また走
査面側に配置される光束偏向部材としては発散性のもの
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
第2項に記載の光学走査装置。
[Claims] L: a plurality of optical scanning element arrays arranged linearly at appropriate intervals, and an imaging lens array for optically coupling each optical scanning element array to a scanning surface; A light beam deflection member disposed on at least one of the optical scanning element array side and the scanning surface side of the imaging lens array, and optical projection on the scanning surface of the plurality of optical scanning element arrays. The area or light receiving area is expanded by the imaging lens array, and the area obtained by correcting the deviation of the area in each of the optical scanning element arrays due to this expansion by the light beam deflection member is one continuous area. An optical scanning device characterized in that it is configured to form a scanning line. 2. Displacement of one piece of the optical scanning element array, a part of the imaging lens array opposite to this optical scanning element array, and the area on the scanning surface of the optical scanning element array due to this imaging lens array. The light beam deflection member for correcting the above-mentioned beam deflection member is integrally configured to form an optical scanning block, and a plurality of optical scanning blocks are arranged in correspondence to a desired scanning length. Range 1
The optical scanning device described in Section 1. & The light beam deflection member disposed on the optical scanning element array side of the imaging lens array is a convergent one, and the light beam deflection member disposed on the scanning surface side is a diverging one. An optical scanning device according to claim 1 or 2.
JP58003025A 1983-01-12 1983-01-12 Optical scanner Pending JPS59127017A (en)

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