JPS5981969A - 光検出装置 - Google Patents

光検出装置

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JPS5981969A
JPS5981969A JP57191902A JP19190282A JPS5981969A JP S5981969 A JPS5981969 A JP S5981969A JP 57191902 A JP57191902 A JP 57191902A JP 19190282 A JP19190282 A JP 19190282A JP S5981969 A JPS5981969 A JP S5981969A
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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】 本発明は光ビーム走査装置、とくに、画情報を読み取っ
たり記録したシするだめの光ビームを走査する光ビーム
走査装置に使用する光検出装置に関するものである。
たとえば、レーザ発振器などの光源から出射した光ビー
ムをガルバノメータによって揺動するミラーで反射させ
、掃引する方式の光ビーム走査装置がある。この装置を
画情報記録装置に適用する場合は、光ビームをたとえば
音響光学変調器(AOM)によって画情報信号で変調し
、これで感光材を含む記録媒体を走査することによって
画情報の記録を行なうことができる。まだ、画情報読取
(再生)装置に適用する場合は、光ビームで画情報が記
録された記録媒体を走査し、その透過光または反射光を
検出することによって記録媒体の担持している画情報を
読み取ることができる。とくに、いわゆる輝尽性を呈す
る蓄積性螢光体に記録された放射線画像を読み出す場合
には、レーザビームを励起光として螢光体に照射して走
査し、その2次発光光を読み取ることで、蓄積画像を再
生することができる。
このような光ビーム走査装置は、画情報の記録、読取シ
のいずれに適用するにせよ、一定の走査速度で光ビーム
が走査されることが望ましい。たとえば、記録装置の場
合は1画素当シの露光時間が一定であればムラのない均
一な画質の像を記録するととができ、読取装置の場合は
1画素当シの積分時間が一定であればムラなく画情報を
再生することができる。
したがって光ビームの走査速度を一定に保持することは
良好な画質を得るための重要な要件である。ところがこ
れを厳密に一定にすることは装置の機構上困難であるた
め、通常はガルバノメータの動きに応じた走査光の位置
検出信号を作シ、この信号と同期を取シ画像信号を記録
又は積分する手法が用いられる。この位置検出信号を作
るためには光検出器が使用されるが、この光検出器の出
力する信号は雑音や変動の少ない安定したものでなけれ
ばならない。たとえば、光検出器として、アクリル樹脂
などの長尺円柱状部材からなる光伝送体に、円柱側面の
長手方向に多数のたとえばクロムなどのストライン0を
蒸着して光学格子を形成し、光伝送体の一方の端面に7
オトマルチグライヤすなわち増倍型光電管(光電子増倍
管)などの受光素子を配したものがある。この光検出器
は1.光ビームがこの格子配列を走査するように配置さ
れ、光伝送体の内部に格子配列を通して入射した光ビー
ムの一部は、その内部を反射や散乱を繰シ返しながら伝
送体端部に到達し、受光素子に入射する。
このような構成の従来の光検出器では、走査ビームが光
伝送体の受光素子に近い部分に入射すると受光素子への
入射光のレベルが著しく増大することがある。したがっ
て受光素子から得られる基準信号のレベルも、走査ビー
ムが受光素子に近い位置にあるときは極端に大きくなシ
、また走査ビームが受光素子よシ遠い位置に離れるに従
って小さくなる。一般に基準信号として望ましい信号の
レベルは、最大と最小の比が数倍以下であるが、これ以
上の極端に大きなレベル差の信号が基準信号として装置
の波形整形回路に与えられることは、波形整形回路の設
計が困難であると同時に動作の安定性のうえで好ましく
ない。
本発明はとのような欠点を解消し、安定な信号を供給す
ることのできる光検出装置を提供することを目的とする
この目的は次のような本発明による光検出装置によって
達成される。すなわちこの装置は、透明な長い材料から
なシその側面から入射した光を長手方向に沿って伝搬さ
せる光伝送体と、この光伝送体の端面の近くに位置し該
端面から出た光に応じた電気信号を出力する受光素子と
を含む光検出装置であって、前記光伝送体の前記受光素
子に近い部分に入射し、前記受光素子に検出される光量
を制限するだめの遮光手段を含むものである。
次に添付図面を参照して本発明による光ビーム走査装置
の光検出装置の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明による光検出装置を光ビーム走査装置に
適用した実施例を概念的に示す斜視図であシ、本装置は
基本的には、レーザの光ビーム10を発生するレーザ発
振器からなる光源12と、光ビーム1oを掃引するガル
バノメーク14とを有する。
光源12から出射したビーム1oは、固定ミラー50で
光路が&れ、ガルバノメー タ14の回転ミラー16に向う。固定ミラー5゜は、第
2図に詳細に示すように、本実施例では円柱状の支持体
すなわちミラーマウント52に支持されている。
一般に、この固定ミラー50はビーム10の方向や位置
を決めるために精密さを要求され、また温度の変化によ
る誤差や損傷を生じないことが必要である。そのだめ従
来は、ミラーマウントの円柱端面に断面が凹状の溝を切
シ、溝の側壁とミラーの両生面の下部とを接着剤で接着
したり、ミラーの背面とミラーマウントの接合面とを当
接させ、接合面に配設した開孔を通して接合面の後側か
ら接着剤を注入するなど、ミラーマウントに対するミラ
ーの支持には工夫が必要であった。しかし、ミラーの素
材は一般にはガラスであシ、このような支持方法をとっ
てもなお、ミラーマウントの素材としてはノfラスに近
い熱膨張係数を有する材料を選択する必要があった。
本実施例では、ミラー5oはたとえば厚さ3朝で18m
m平方の正方形ガラスからなるが、その下部側面54が
支持体52の端面56の一部に接着剤で固着されている
。図示のように支持体すなわちミラーマウント52は、
全体として円柱状をなし、半円状の端面56と、長手方
向に平行な平面58を有する。平面58はミラー50の
単なる背もたれとして機能し、ミラー50の位置や角度
を決めるだめのものであシ、ミラー50の背面と平面5
8との間は接着剤などによる固着がなされていない。換
言すれば、ミラー50は、端面54のみによって機械的
に支持され、平面58はその保護的な補強とミラー50
の位置や角度法めの機能を果している。したがって、ミ
ラーマウント52をたとえ熱膨張係数の大きなアルミニ
ウムなどの金属で形成したとしてもミラー50の変形、
誤差、損傷などを生ずる可能性はない。
第1図に戻って、ガルバノメータ14の回転軸15には
ミラー16が担持され、ガルバノメータ14が駆動され
ていないときは機械的な中立位置を保っている。ガルバ
ノメータが駆動されると、駆動電流に応じて中立位置の
両側にミラー16を揺動させ、ビームをIOAからIO
Bまで掃引することができる。
第3図および第4図に詳細に示すように、ガルバノメー
タ14は本装置の基台100に固定されている。基台1
00は比較的大きな円形の開孔102を有し、との開孔
は第4図に示すように断面が逆凸形を構成する肩104
を有する。
すなわち、基台iooの上面には半径の大きな円形開孔
106が形成され、下面にはこれと同心で半径の小さな
開孔108が形成されている。
大きな開孔106にはこれと嵌合する大きさの円板11
0が肩104上に載置され、この日板110は本例では
その周縁部4箇所に円弧状の調整口112が設けられて
いる。この円弧の中心は回転軸15の中心と一致する。
各調整口112にはネジ114が挿入され、このネジ1
14は肩104に設けられた対応するネジ穴116と係
合する。したがって、ネジ114を緩めれば円板110
は、回転軸15を中心として矢印A(第3図)に示す円
周方向に開口112で決まる範囲内で回転することがで
きる。
円板110の中央にはこれと同心に円形開口118が設
けられている。その周囲にはこの例では4箇所にネジ穴
が配設され、これを通るネジ120によってガルバノメ
ータ14が図示のように円板110の下側に装着される
。したがってその回転軸15は開口118の中心を通っ
てその上側に突出する。
回転軸15の上端部にはこれと嵌合する円柱状のミラー
マウント122が、その円柱側面を貫通して回転軸15
に到達するネジ124によって固定されている。ミラー
マウンl−122は上部端面に断面が凹形の溝126が
形成され、ミラー16の下部を受容する。ミラー16の
下部は、凹形溝126に対して接着剤にて接着され、こ
れによってミラー16がミラーマウント120に機械的
に保持される。
ガルバノメータ14が駆動されないときは回転軸15は
機械的に中立な位置に保持されてぃる。回転軸15に対
するミラー1Gの角度は、ネジ124を緩めて回転軸1
5に対してミラーマウンl−120を回転させることで
ある程度は調整できるが、その回転半径はミラーマウン
ト120の径で決まるが、この径は小さいので非常に調
整し難く、おおまかな角度しか調整できない。本装置で
は、ネジ114を緩めてガルバノメーク14全体を円板
110とともに回転軸15を中心として円周方向Aにわ
ずかに回転させることによって、ミラー16の角度を調
整することができる。この角度調整は、円板1100回
転半径が大きいため精密にしかも微小な量まで行なうこ
とができるので、ネジ124による調整よシはるかに精
度が高い。最適な角度にミラー16を設定したら、各ネ
ジ112を再び締め付けて円板110を固定する。
本実施例では、ビーム10 AおよびIOBを含む平面
に長方形のハーフミラ−すなわちビームスグリッタエ8
が配置され、その入射ビーム10AならびにIOBをそ
れぞれl0AIおよび10A2.ならびに10B1およ
び10B2に分割している。ビーム10A1および10
B1はハルツミラー18を透過して直進し、光検出器2
0に入射スる。ビーム10A2および10B2はハーフ
ミラ−18で反射され、記録媒体40に向う。記録媒体
40は、図示のようにたとえばシート状の画像(文字を
含んでもよい)記録媒体であシ、図示せぬ給送機構によ
シ矢印Cの方向に給送される。したがって、ガルバノメ
ータ14によるミラー16の回転で記録媒体40の主走
査が行なわれ、1本の走査線42が形成され、矢印Cの
方向への記録媒体40の給送によってその副走査が行な
われ、これによって記録媒体40の記録面44の走査が
行なわれる。
本装置を読取装置に適用した場合は、この走査によるビ
ーム10A2ないし10B2の画情報が記録された記録
面44における反射または透過によって記録媒体4oか
らの情報の読取シが行なわれる。ひとつの実施例として
、記録媒体4゜がいわゆる輝尽性を呈する蓄積性螢光体
を含む画像記録媒体である場合には、レーザビーム10
A2ないし10B2による走査によって螢光体が励起発
光し、これによって記録画像を読み取ることができる。
本装置を記録装置に適用した場合には、記録媒体40は
感光材料を含み、レーザ光源12からのレーザビームl
Oを音響光学変調器(AOM)などの何らかの変調手段
(図示せず)によって情報信号に応じて変調することに
よシ、感光材料に画像を記録することができる。
光検出器20は本実施例では、たとえば断面がほぼ円形
の長い透明なアクリル樹脂などの光伝送体22と、光伝
送体22の一端面伺近に取シ伺けられたンオトマルチプ
ライヤすなわち増倍型光電管などの受光素子24とから
なる。光伝送体22の円柱側面の一部には、図示のよう
にたとえばクロムなどからなる円周方向に長いストライ
プ26が多数本平行に蒸着され、光学グリッドすなわち
光学格子を形成している。まだ光伝送体22の受光素子
24が設けられた側とは反対の端面203には、ミラー
201が設けられている。ビームl0AIないし10B
1が掃引され、光伝送体22の格子26上を走査すると
、光伝送体22の内部へ進入した光の一部は伝送体22
中を正反射あるいは拡散反射を繰シ返しながら直接受光
素子24の方向へ伝搬するか、一旦ミラー201の方向
へ伝搬しミラー201で反射された後再び正反射あるい
は拡散反射を繰シ返しながら伝搬し受光素子24に入射
する。この入射光は受光素子24にて対応した電気信号
に変換される。したがって走査ビーム10A1ないしl
0BIが格子26のうちの1つを通過するごとに光伝送
体22中に入射する光量が少なくなるので、第11C図
に示すような波形の信号が受光素子24から出力される
ことになる。
光検出器20のひとつの例を第5図に示す。
この例では光伝送体22は、格子26配列と反対側の円
柱側面には図示のように軸方向に長い拡散帯200が設
けられている。これは、円柱側面に塗布された光散乱性
の塗料の膜、または表面に形成された微細な凹凸の帯か
らなシ、伝送体22に入射した光をその表面で正反射あ
るいは拡散反射させ伝送体中を伝搬させるものである。
受光素子24はこの例では光電子増倍管であるが、光伝
送体22の一方の端面202に接して、まだはその近傍
に配置され、ガラスのケーシング204の中にある受光
面206が端面202から出だ光を受光する。受光面2
06は増倍管の光陰極の一部をなし、たとえば8wn×
24闇程度の矩形である。
本実施例では、第6図に示すように端面202のかなシ
の部分が遮光部材208で被覆きれている。遮光部材2
08は、たとえば光を透過しない平板材料、または塗料
などでよく、端面202の格子26から遠い方の側すな
わち拡散帯200に近い方の側を覆い、第7図から明ら
かなように、受光素子24に近い光伝送体の部分に入射
し格子26から遠い方の側で拡散反射され受光面206
に入射しようとする光、たとえばIOCやIOFのうち
IOCを遮蔽してその入射しようとする光の光量を制限
する機能を有する。しだがって、端面202の格子26
に近い側を通過する光、たとえばIODやiogあるい
はIOFが受光面206に入射する。第11A図〜第1
1C図は、横軸に光ビーム10A1ないしl0BIの各
走査における時間を示し、縦軸に受光素子24の出力信
号のレベルを示す波形図である。遮光部材208および
ミラー201を設けない場合には、光ビーム10A1が
端面202に近い位置で光伝送体22に入射したときは
、強い光、たとえばIOCなどが受光面206に入射し
、光ビームl0BIが端面203に近い位置で入射した
ときは、端面203よシ光伝送体22の外へ逃げる光が
多くなシ受光面206まで伝搬して来る光が少なくなる
ので、受光素子24の出力信号のレベルは、第11A図
に示すように光ビーム10A1ないし10B1の各走査
の始めで強いレベルのビーク300が発生し次第にその
レベルが下がって行く。したがってその出力波形の包絡
線は点線302のように左端に鋭いピークが生じ次第に
右下がりのカーブとなる。これは、この出力信号を画像
読取系または記録系の同期に必要な基準信号として利用
する場合、系の動作の安定性を阻害することになシ、ま
た基準信号の波形整形回路の設計が困難となる。次に遮
光部材208で遮光してミラー201を設けていない場
合には、第11B図に示すように受光素子24の出力信
号の左端におけるピーク300が著しく減少しく300
A) 。
その包絡線302Aは全体として平坦になるがやはシ次
第に右下がシのカーブとなっている。第11C図に本実
施例のように遮光部材208およびミラー20を設けた
場合を示す。この場合には第11B図の場合よシも全体
の出力レベルが上がっておシその包絡線302Bは全体
としてよシ平坦となっている。遮光部材208は端面2
02に必らずしも接していなくてもよく、マた、端面2
02の利用する光10DやIOEあるいはIOFなどを
通過させる部分だけを開口させた平板であってもよい・
。第8図は遮光部材の他の例を示し、光電管24のケー
シング204を覆う遮光ケース208Aで実現されてい
る。ケース208Aは光を透過しない材料で形成された
全体として円筒状をなし、その側面の一部に開口210
が設けられている。開口210は、この例では矩形をな
し、第9図に示すように光電管24のケーシング204
をケース208Aの内部に挿入すると端面202の格子
26に近い側に位置する。これによって、出力信号のビ
ーク300(第11A図)を生ずる光10Cなどを遮断
し、有効な光、たとえばIOEやIOFのみを受光面2
06に入射させる。なおこの開口210は、光に対して
実質的に透明な光学的開口であれば十分であり、実際に
機械的な孔がおいていなくてもよい。
第10図は受光素子24がたとえばフォトダイオードな
どの固体受光素子がらなっている例を示し、その受光面
206Aは端面202の近傍に格子26に近い側に配置
されている。したがって光10Cは受光面206Aには
入射しない。
本発明による光検出装置はこのように構成したことによ
シ、外部に接続される装置を安定に動作させることがで
き、まだ波形整形回路の設計を容易にすることができる
。とくに本装置を画像読取装置や画像記録装置の光ビー
ム走査装置に適用した場合は、良好な画質の画像を得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光検出装置を光ビーム走査装置に
適用した実施例を示す概念的斜視図、第2図は第1図に
示す固定ミラーのマウント部を示す斜視図、 第3図は第1図に示すガルバノメータおよび回転ミラー
の部分を詳細に示す斜視図、第4図は第3図の鎖線IV
−IVにおける断面を示す断面図、 第5図は第1図に示す光検出器の例を示す斜視図、 第6図ないし第10図は光検出器の様々な例およびその
機能を説明するだめの説明図、第11A図〜第11C図
は光検出器の出力信号を示す波形図である。 20・・・光検出器 22・・・光伝送体 24・・・受光素子 26・・・光学格子 200・・・拡散帯 201・・・ミラー 202・・・端面 206.206A・・・受光面 208・・・遮光部材 208A・・・ケース 特許出願人  富士写真フィルム株式会社第1図 第2図 らR 第3図 第4図 第5図 第6「・1     第7図 第8図      第9図 第10図 第11A図 第11C図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透明な長い材料からなシ、その側面から入射した光
    を長手方向に沿ってその端面方向へ伝搬させる光伝送体
    と、 該光伝送体の端面の近くに位置し、該端面から出た光に
    応じた電気信号を出力する受光素子とを含む光検出装置
    において、該光検出装置は、前記光伝送体の前記受光素
    子に近い部分に入射し、前記受光素子に検出される光量
    を制限するだめの遮光手段を含むことを特徴とする光検
    出装置。 26  特許請求の範囲第1項記載の装置において、前
    記遮光手段は、前記端面における前記光伝送体の光が入
    射する側面から遠い方の部分を覆う光を透過しない部材
    を含むことを特徴とする光検出装置。 3、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記受
    光素子は光電子増倍管を含み、前記遮光手段は該光電子
    増倍管を包囲する包囲体を含み、該包囲体は光を透過し
    ない材料からなシ、前記端面における前記光伝送体の光
    が入射する側面に近い方の部分から出る光を通過させる
    開口を有することを特徴とする光検出装置。 ないし 4、特許請求の範囲第1項奈第3項のいづれかの項記載
    の装置において、前記光伝送体の前記受光素子側と反対
    側の端面にミラーを設けたことを特徴とする光検出装置
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