JPS6010606B2 - 走査効率の高い走査光学系 - Google Patents
走査効率の高い走査光学系Info
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- JPS6010606B2 JPS6010606B2 JP52056940A JP5694077A JPS6010606B2 JP S6010606 B2 JPS6010606 B2 JP S6010606B2 JP 52056940 A JP52056940 A JP 52056940A JP 5694077 A JP5694077 A JP 5694077A JP S6010606 B2 JPS6010606 B2 JP S6010606B2
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- optical system
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- mirror
- reflecting surface
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/129—Systems in which the scanning light beam is repeatedly reflected from the polygonal mirror
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は走査光効率を高めた走査光学系に関するもので
ある。
ある。
従来から、高速で走査を行う場合には、偏向器（走査器
）に回転多面鏡を使用することが一般に行なわれている
。
）に回転多面鏡を使用することが一般に行なわれている
。
この回転多面鏡は、その製作精度をきびしくすると、そ
の面数を増す程に、製作が困難になり、且つ製作費が嵩
むものである。又、この製作の困難さ、費用の高さを考
慮して、走査面数の少ない多面鏡を用いて走査しようと
すると、走査効率が落ちるという欠点が生じる。例えば
回転４面体様な走査面数が４個しかない偏向器では、そ
の一個の走査面で静止入射ビームを１８０度偏向するこ
とができる。しかし、偏向器と走査面の間に設けられて
いる走査用のレンズは、通常その半画角が２０度〜３０
度位の走査しかできない。従って、走査用のビームが１
８０度偏向されても、偏向されたビームの一部しか走査
には寄与しないので、実質的に走査面を走査している時
間の割合が少なくなり、走査効率が低下するものである
。本発明は上記欠点の改良を目的とするものであり、偏
向面数の少ない偏向器を用いても走査効率の高い走査光
学系を提供するものである。
の面数を増す程に、製作が困難になり、且つ製作費が嵩
むものである。又、この製作の困難さ、費用の高さを考
慮して、走査面数の少ない多面鏡を用いて走査しようと
すると、走査効率が落ちるという欠点が生じる。例えば
回転４面体様な走査面数が４個しかない偏向器では、そ
の一個の走査面で静止入射ビームを１８０度偏向するこ
とができる。しかし、偏向器と走査面の間に設けられて
いる走査用のレンズは、通常その半画角が２０度〜３０
度位の走査しかできない。従って、走査用のビームが１
８０度偏向されても、偏向されたビームの一部しか走査
には寄与しないので、実質的に走査面を走査している時
間の割合が少なくなり、走査効率が低下するものである
。本発明は上記欠点の改良を目的とするものであり、偏
向面数の少ない偏向器を用いても走査効率の高い走査光
学系を提供するものである。
更には、偏向面数の多い偏向器を用いた走査系に於いて
も、その偏向角（走査角）を減少させることなく走査効
率の高い走査光学系を提供するものである。
も、その偏向角（走査角）を減少させることなく走査効
率の高い走査光学系を提供するものである。
本発明に係る走査光学系に於いては、従来偏向器の一偏
向面で偏向されるビームを用いて走査面を一回走査して
いたものを、一偏向面で偏向されるビームで走査面が複
数回走査出来る様にすることで走査効率を計ったもので
ある。
向面で偏向されるビームを用いて走査面を一回走査して
いたものを、一偏向面で偏向されるビームで走査面が複
数回走査出来る様にすることで走査効率を計ったもので
ある。
即ち、本発明に於いては偏向器の一偏向面で偏向される
ビーム通過する偏向空間領域を複数の空間ブロックに分
割し、各分割した空間ブロックには、該空間ブロックを
通過する上記偏向されたビームを走査面に導く伝達光学
系が配されている。
ビーム通過する偏向空間領域を複数の空間ブロックに分
割し、各分割した空間ブロックには、該空間ブロックを
通過する上記偏向されたビームを走査面に導く伝達光学
系が配されている。
そして偏向されたビ−ムは上記毎空間ブロック別に異な
る経路で走査面に導かれ、同じ走査空間を走査する。従
って一偏向面の偏向ビームにより走査面上を走査する回
数は、上記偏向空間領域を分割した数と同じである。本
発明に係る後述の実施例に於いては、偏向器として複数
の反射面を有する回転多面鏡が示されている。
る経路で走査面に導かれ、同じ走査空間を走査する。従
って一偏向面の偏向ビームにより走査面上を走査する回
数は、上記偏向空間領域を分割した数と同じである。本
発明に係る後述の実施例に於いては、偏向器として複数
の反射面を有する回転多面鏡が示されている。
そして該回転多面鏡の第１の反射面で偏向されたビーム
は上記伝達光学系を介した後、該回転多面鏡の前記第１
の反射面とは異なる第２の反射面で再度反射・偏向され
た後ト走査面を走査する。前記第１の反射面で偏向反射
されたビームを上記伝達光学系を介して第２の反射面に
入射させる際「第１の反射面に於けるビームの偏向反射
の間に、上記異なった空間ブロックのビームを同一の伝
達光学系を介して第２の反射面に導くことがあっても、
ビームはそれぞれ異なる経路で第２の反射面に導かれる
ものである。本発明に係る走査光学系に於いては、前記
偏向器が三面以上の反射面を有する回転多面鏡である場
合には、前記分割された空間の数と伝達光学系の数は等
しく、一反射面による偏向の間に、同一の伝達光学系を
ビームが二回以上通過することはない。
は上記伝達光学系を介した後、該回転多面鏡の前記第１
の反射面とは異なる第２の反射面で再度反射・偏向され
た後ト走査面を走査する。前記第１の反射面で偏向反射
されたビームを上記伝達光学系を介して第２の反射面に
入射させる際「第１の反射面に於けるビームの偏向反射
の間に、上記異なった空間ブロックのビームを同一の伝
達光学系を介して第２の反射面に導くことがあっても、
ビームはそれぞれ異なる経路で第２の反射面に導かれる
ものである。本発明に係る走査光学系に於いては、前記
偏向器が三面以上の反射面を有する回転多面鏡である場
合には、前記分割された空間の数と伝達光学系の数は等
しく、一反射面による偏向の間に、同一の伝達光学系を
ビームが二回以上通過することはない。
本発明に係る走査光学系に於いては、前記偏向器が二面
鏡、即ち平行平面反射鏡である様な場合には、上記分割
した空間の数と伝達光学系の数は必ずしも一致しない。
鏡、即ち平行平面反射鏡である様な場合には、上記分割
した空間の数と伝達光学系の数は必ずしも一致しない。
即ち一反射面による偏向の間に、上記偏向されたビーム
が同一の伝達光学系を二度通過させる様に偏向器と伝達
光学系を配することが可能である。又、平行平面反射鏡
の場合には、一方向に一定速度で回転させて使用しても
良いし、又、ガルバノミラーの如く振動式に使用しても
良い。更に本発明に係る走査光学系に於いては、上記伝
達光学系をアフォーカル光学系として設けることで、上
記偏向器が大きくなるのを防ぐことができる。
が同一の伝達光学系を二度通過させる様に偏向器と伝達
光学系を配することが可能である。又、平行平面反射鏡
の場合には、一方向に一定速度で回転させて使用しても
良いし、又、ガルバノミラーの如く振動式に使用しても
良い。更に本発明に係る走査光学系に於いては、上記伝
達光学系をアフォーカル光学系として設けることで、上
記偏向器が大きくなるのを防ぐことができる。
更に本発明に係る走査光学系に於いては、上記伝達光学
系を介して第２の反射面に再入射するビームの偏向方向
が、偏向器の回転方向と逆にすることで、単に偏向器の
回転角だけで得られるビームの偏向角よりも大きな偏向
角が得られるものである。
系を介して第２の反射面に再入射するビームの偏向方向
が、偏向器の回転方向と逆にすることで、単に偏向器の
回転角だけで得られるビームの偏向角よりも大きな偏向
角が得られるものである。
従って上記空間分割の数を増したことによる最終的なビ
ームの偏向角（走査角）の減少又は偏向器自体が最初か
ら多くの反射面数を有しており更に上記空間分割法を用
いて走査効率を上げた場合に於ける最終的なビームの偏
向角の減少をこの偏向角の増幅作用を用いて防止するこ
とができる。以下実施例を併記して本発明を詳述する。
第１図は本発明に係る走査光学系の走査効率を計る根本
的な考え方を示す図である。第１図に於いて、１は走査
用の入射ビームで、静止ビームでる。２は偏向器として
６つの反射面Ｍ，〜Ｍ６を有する回転六面鏡であり、矢
印３方向に回転する。
ームの偏向角（走査角）の減少又は偏向器自体が最初か
ら多くの反射面数を有しており更に上記空間分割法を用
いて走査効率を上げた場合に於ける最終的なビームの偏
向角の減少をこの偏向角の増幅作用を用いて防止するこ
とができる。以下実施例を併記して本発明を詳述する。
第１図は本発明に係る走査光学系の走査効率を計る根本
的な考え方を示す図である。第１図に於いて、１は走査
用の入射ビームで、静止ビームでる。２は偏向器として
６つの反射面Ｍ，〜Ｍ６を有する回転六面鏡であり、矢
印３方向に回転する。
上記ビーム１が、回転六面鏡２の一つの反射面で偏向さ
れる領域則ち、上託した偏向空間領域を斜線部で示す。
ビーム１は回転六面鏡の回転に従って斜線部で示される
領域をビーム４の方向からビーム５の方向に経時的に偏
向される。第１図に示す如く、回転反射体が６面体であ
ればこの斜線部で示される領域、換言すれば−反射面で
偏向される全偏向ビーム東が占める空間のはる角度は１
２０度である。この様な大きな角度でビームを偏向して
も、走査用レンズの画角との兼合いにより総ての偏向さ
れたビームを有効に利用できない。本願では、偏向され
たビームを有効に利用する為に、一反射面で偏向された
ビームが通過する偏向空間領域を複数に分割し、各分割
された空間を通過する各々のビームが同じ走査空間を走
査できる様にしたもので一反射面で偏向されるビームで
走査面上を二走査以上できる様にしたものである。例え
ば、第１図に示す場合は、偏向空間領域を偏向空間ブロ
ック１と偏向空間ブロックローこ分割し、偏向ビームが
偏向空間ブロック１を通過する間に走査面を一走査し、
更に偏向ビームが偏向空間０を通過する間に走査面を一
走査する様にしたものである。そして、空間的に分割さ
れて走査面に導かれる偏向ビームが、走査面上の同一の
領域を走査できる様に、前記偏向ビームを導く伝達光学
系が配されている。第２図は本発明に係る走査光学系の
一実施例を示すもので、偏向器として回転四面銭が又、
偏向空間領域が二つに分割され、二つの伝達光学系を備
えた場合が示されている。
れる領域則ち、上託した偏向空間領域を斜線部で示す。
ビーム１は回転六面鏡の回転に従って斜線部で示される
領域をビーム４の方向からビーム５の方向に経時的に偏
向される。第１図に示す如く、回転反射体が６面体であ
ればこの斜線部で示される領域、換言すれば−反射面で
偏向される全偏向ビーム東が占める空間のはる角度は１
２０度である。この様な大きな角度でビームを偏向して
も、走査用レンズの画角との兼合いにより総ての偏向さ
れたビームを有効に利用できない。本願では、偏向され
たビームを有効に利用する為に、一反射面で偏向された
ビームが通過する偏向空間領域を複数に分割し、各分割
された空間を通過する各々のビームが同じ走査空間を走
査できる様にしたもので一反射面で偏向されるビームで
走査面上を二走査以上できる様にしたものである。例え
ば、第１図に示す場合は、偏向空間領域を偏向空間ブロ
ック１と偏向空間ブロックローこ分割し、偏向ビームが
偏向空間ブロック１を通過する間に走査面を一走査し、
更に偏向ビームが偏向空間０を通過する間に走査面を一
走査する様にしたものである。そして、空間的に分割さ
れて走査面に導かれる偏向ビームが、走査面上の同一の
領域を走査できる様に、前記偏向ビームを導く伝達光学
系が配されている。第２図は本発明に係る走査光学系の
一実施例を示すもので、偏向器として回転四面銭が又、
偏向空間領域が二つに分割され、二つの伝達光学系を備
えた場合が示されている。
第２図に於いて、１１は反射面Ｍ，，Ｍ２，鳩，Ｍ４を
有する回転四面鏡であり、破線で示す回転四面鏡は実線
で示す四面銭の位置から矢印１２方向に４５度回転した
状態を示している。１３は走査用の静止ビームで、実線
で示す回転四面銭には角度ので、破線で示す回転四面鏡
には角度の十４５ｏ で入射している。
有する回転四面鏡であり、破線で示す回転四面鏡は実線
で示す四面銭の位置から矢印１２方向に４５度回転した
状態を示している。１３は走査用の静止ビームで、実線
で示す回転四面銭には角度ので、破線で示す回転四面鏡
には角度の十４５ｏ で入射している。
角度のでＭ，面に入射するビームは、反射ミラー１４、
第１リレーレンズ１５、反射ミラー１６、第２リレーレ
ンズ１７、及び反射ミラー１８で構成される第１伝達光
学系を介した後、反射面Ｍ３で再度偏向反射射され、走
査面（不図示）上を走査する。一方、角度の十４ｙでＭ
，面に入射するビームは、反射ミラー１９、第３リレー
レンズ２０、反射ミラー２１、第４リレーレンズ２２、
及び反射ミラー２３で構成される第２伝達光学系を介し
た後、反射面Ｍ３で再度偏向反射され走査面に向かう。
第２図に示す如く、反射面Ｍ，に角度の、の十４５ｏで
入射し反射されるビームは、第１伝達光学系及び第２伝
達光学系の光藤を通過するものであり、各伝達光学系の
基準位置ビームとなるものである。従って、反射面Ｍ，
が実線で示す位置を中心として±△■の回転角度に在る
場合は、反射面Ｍ，で反射されるビームは前記第１伝達
光学系を介した後、反射面Ｍ３で反射され走査面を一走
査する。更に回転四面鏡が回転し、破線で示す位置を中
心として土△のの回転角度に在る場合は、反射面Ｍ，で
反射されるビームは前記第２伝達光学系を介した後反射
面Ｍ３で反射され走査面を一走査する。尚上記±△のの
回転角度は伝達光学系の設定によって調整できる角度で
ある。第２図に示す走査系で、第１伝達光学系と第２伝
達光学系が共にアフォーカル光学系であり、各伝達光学
系内に配された反射ミラーの数が寄数枚である場合には
、伝達光学系を介した後、再度回転四面鏡の反射面で偏
向された最終的なビームの偏向角度は特に増幅されるこ
とがない。しかし伝達光学系内の反射ミラーが僧数枚の
場合は伝達光学系がアフォーカル光学系である場合でも
、アフォーカル光学系でない場合でも、伝達光学系を介
した後再度四面鏡の反射面に入射するビームの偏向方向
と回転四面鏡１１の回転方向は異なるので、最終的に走
査面を走査するビームの偏向角度は増幅される。又、増
幅される場合は、伝達光学系内に設けられたりレーレン
ズの焦点距離の取り方りより調節可能である。この偏向
角の増幅原理に関しては持鹿昭５２−１１０９７号に詳
しく述べられているものである。第３図は本発明に係る
走査光学系の一実施例を示すもので、偏向器に反射面が
２面より成る平行平面回転鏡を、又、偏向空間領域を二
つの空間に分割したにも拘わらず伝達光学系が１個で済
む場合を示すものである。
第１リレーレンズ１５、反射ミラー１６、第２リレーレ
ンズ１７、及び反射ミラー１８で構成される第１伝達光
学系を介した後、反射面Ｍ３で再度偏向反射射され、走
査面（不図示）上を走査する。一方、角度の十４ｙでＭ
，面に入射するビームは、反射ミラー１９、第３リレー
レンズ２０、反射ミラー２１、第４リレーレンズ２２、
及び反射ミラー２３で構成される第２伝達光学系を介し
た後、反射面Ｍ３で再度偏向反射され走査面に向かう。
第２図に示す如く、反射面Ｍ，に角度の、の十４５ｏで
入射し反射されるビームは、第１伝達光学系及び第２伝
達光学系の光藤を通過するものであり、各伝達光学系の
基準位置ビームとなるものである。従って、反射面Ｍ，
が実線で示す位置を中心として±△■の回転角度に在る
場合は、反射面Ｍ，で反射されるビームは前記第１伝達
光学系を介した後、反射面Ｍ３で反射され走査面を一走
査する。更に回転四面鏡が回転し、破線で示す位置を中
心として土△のの回転角度に在る場合は、反射面Ｍ，で
反射されるビームは前記第２伝達光学系を介した後反射
面Ｍ３で反射され走査面を一走査する。尚上記±△のの
回転角度は伝達光学系の設定によって調整できる角度で
ある。第２図に示す走査系で、第１伝達光学系と第２伝
達光学系が共にアフォーカル光学系であり、各伝達光学
系内に配された反射ミラーの数が寄数枚である場合には
、伝達光学系を介した後、再度回転四面鏡の反射面で偏
向された最終的なビームの偏向角度は特に増幅されるこ
とがない。しかし伝達光学系内の反射ミラーが僧数枚の
場合は伝達光学系がアフォーカル光学系である場合でも
、アフォーカル光学系でない場合でも、伝達光学系を介
した後再度四面鏡の反射面に入射するビームの偏向方向
と回転四面鏡１１の回転方向は異なるので、最終的に走
査面を走査するビームの偏向角度は増幅される。又、増
幅される場合は、伝達光学系内に設けられたりレーレン
ズの焦点距離の取り方りより調節可能である。この偏向
角の増幅原理に関しては持鹿昭５２−１１０９７号に詳
しく述べられているものである。第３図は本発明に係る
走査光学系の一実施例を示すもので、偏向器に反射面が
２面より成る平行平面回転鏡を、又、偏向空間領域を二
つの空間に分割したにも拘わらず伝達光学系が１個で済
む場合を示すものである。
第３図に於いて、３０は平行平面回転鏡で、経時的にそ
の位置をＰ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の順で変位させる。今
、位置Ｐ，に在る回転鏡３０‘こ入射する走査用の静止
ビームはｌｏ は第１反射面ａで１，として反射され、
反射ミラー３１、第１リレーレンズ３２、反射ミラー３
３、反射ミラー３４，第２リレーレンズ３５、反射ミラ
ー３６で構成される伝達光学系を順次介した後、回転鏡
３０‘こ再度入射し、第２反射面ｂで反射されビーム１
′，となる。回転鏡３０が少だけ回転してＰ２の位置に
釆ると、入射ビームｌｏ は第１反射面ａで反射されビ
ーム１２となり、前記ビーム１，の進行方向と同様に伝
達光学系を前記反射ミラー３１から入射し反射ミラー３
６から出射される”項方向の経路で通過し、回転鏡３０
の第２反射面ｂで再度反射されビーム１′２となる。こ
のビーム１′，とビーム１′２が成す走査角は８である
。回転鏡が更に回転してＰ３の位置に来ると、入射ビー
ムｌｏは回転鏡の第２反射面ｂでまず反射されビーム１
３となる。ビーム１３は前記ビーム１，、ビーム１２と
は全く逆の経路で伝達光学系を通過する。即ち第２反射
面ｂで反射されたビーム１３ は伝達光学系を反射ミラ
ー３６、第２リレーレンズ３５、反射ミラー３４、反射
ミラー３３、第１リレーレンズ３２、反射ミラー３１の
順に介した後、再度回転鏡３０の第１反射面ａで反射さ
れビーム１′３となる。このビーム１′３ は上述した
ビーム肌′，と同じ位置にある。更に回転鏡が角度◇だ
け回転してＰ４の位置に来ると、入射ビーム１は回転鏡
３０の第２反射面ｂで反射され１４となり、前記ビーム
１３と同様に伝達光学系を前記反射ミラー３６から入射
し前記反射ミラー３１から出射する逆方向の経路で通過
し、回転鏡３０の第１反射面ａで再度反射され、ビーム
１′４と前記ビーム１′２の位置は同じである。従って
平行平面走査鏡が１８０ｏ回転する間に走査が同一の走
査空間を２回行なわれるので、走査鏡が回転すると４回
の同一空間の走査が行なわれるのである。第３図図示の
光学系に於いては、伝達光学系を通過して再度走査鏡３
川こ入射するビームの偏向方向と走査鏡の回転方向が逆
になっている。
の位置をＰ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の順で変位させる。今
、位置Ｐ，に在る回転鏡３０‘こ入射する走査用の静止
ビームはｌｏ は第１反射面ａで１，として反射され、
反射ミラー３１、第１リレーレンズ３２、反射ミラー３
３、反射ミラー３４，第２リレーレンズ３５、反射ミラ
ー３６で構成される伝達光学系を順次介した後、回転鏡
３０‘こ再度入射し、第２反射面ｂで反射されビーム１
′，となる。回転鏡３０が少だけ回転してＰ２の位置に
釆ると、入射ビームｌｏ は第１反射面ａで反射されビ
ーム１２となり、前記ビーム１，の進行方向と同様に伝
達光学系を前記反射ミラー３１から入射し反射ミラー３
６から出射される”項方向の経路で通過し、回転鏡３０
の第２反射面ｂで再度反射されビーム１′２となる。こ
のビーム１′，とビーム１′２が成す走査角は８である
。回転鏡が更に回転してＰ３の位置に来ると、入射ビー
ムｌｏは回転鏡の第２反射面ｂでまず反射されビーム１
３となる。ビーム１３は前記ビーム１，、ビーム１２と
は全く逆の経路で伝達光学系を通過する。即ち第２反射
面ｂで反射されたビーム１３ は伝達光学系を反射ミラ
ー３６、第２リレーレンズ３５、反射ミラー３４、反射
ミラー３３、第１リレーレンズ３２、反射ミラー３１の
順に介した後、再度回転鏡３０の第１反射面ａで反射さ
れビーム１′３となる。このビーム１′３ は上述した
ビーム肌′，と同じ位置にある。更に回転鏡が角度◇だ
け回転してＰ４の位置に来ると、入射ビーム１は回転鏡
３０の第２反射面ｂで反射され１４となり、前記ビーム
１３と同様に伝達光学系を前記反射ミラー３６から入射
し前記反射ミラー３１から出射する逆方向の経路で通過
し、回転鏡３０の第１反射面ａで再度反射され、ビーム
１′４と前記ビーム１′２の位置は同じである。従って
平行平面走査鏡が１８０ｏ回転する間に走査が同一の走
査空間を２回行なわれるので、走査鏡が回転すると４回
の同一空間の走査が行なわれるのである。第３図図示の
光学系に於いては、伝達光学系を通過して再度走査鏡３
川こ入射するビームの偏向方向と走査鏡の回転方向が逆
になっている。
このことにより、本発明の走査光学系に於いては、走査
鏡の回転角でよりも遥かに大きな偏向角（走査角）８が
得られるものである。この角度材こ対する、最終的な偏
向角８の増幅度は、伝達光学系の配置、特にリレーレン
ズ３２，３５のパワー配置により自由に選ぶことができ
るものである。又、上述した説明では平行平面走査鏡と
して平行平面回転鏡を用いて説明したが、平行平面走査
鏡はガルバノミラーの如き振動式のものであっても良い
。この場合、例えば走査鏡がＰ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の
状態を介した後、Ｐ４，Ｐ３，Ｐ２，Ｐ，の日頃に戻っ
て一往復の走査が成される様な場合を考える。この時、
走査鏡がＰ，→Ｐ２の回転で１′，→１′２ の走査、
Ｐ３→Ｐ４の回転で１′３ →１′４ の走査、Ｐ４→
Ｐ３の回転で１′４→１′３の走査、Ｐ２→Ｐ，の回転
で１′２ →１′，の走査が行なわれる。従って走査鏡
が振動ミラーである様な場合には「最終的に偏向される
ビームの偏向方向は或る一定の周期でその方向を逆にす
るものである。
鏡の回転角でよりも遥かに大きな偏向角（走査角）８が
得られるものである。この角度材こ対する、最終的な偏
向角８の増幅度は、伝達光学系の配置、特にリレーレン
ズ３２，３５のパワー配置により自由に選ぶことができ
るものである。又、上述した説明では平行平面走査鏡と
して平行平面回転鏡を用いて説明したが、平行平面走査
鏡はガルバノミラーの如き振動式のものであっても良い
。この場合、例えば走査鏡がＰ，，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の
状態を介した後、Ｐ４，Ｐ３，Ｐ２，Ｐ，の日頃に戻っ
て一往復の走査が成される様な場合を考える。この時、
走査鏡がＰ，→Ｐ２の回転で１′，→１′２ の走査、
Ｐ３→Ｐ４の回転で１′３ →１′４ の走査、Ｐ４→
Ｐ３の回転で１′４→１′３の走査、Ｐ２→Ｐ，の回転
で１′２ →１′，の走査が行なわれる。従って走査鏡
が振動ミラーである様な場合には「最終的に偏向される
ビームの偏向方向は或る一定の周期でその方向を逆にす
るものである。
第４図は本発明に係る走査光学系の一実施例を示す図で
、第３図に示した光学系と基本的には同じ構成となるも
のであるが、第４図に示す伝達光学系は反射ミラーを奇
数枚しか有さないので偏向角の増幅がない系である。第
４図に於いて、伝達光学系は、反射ミラー４１、第１リ
レーレンズ４２、反射ミラー４３、第２リレーレンズ＆
４、反射ミラー４５より構成され、第１リレーレンズの
前側の焦点位置は平行平面鏡３０の一方の面に在り、第
２リレーレンズ４４の後側の焦点位置は平行平面回転鏡
３０のもう一方の面上に存する。又、第１リレーレンズ
４２の後側篤Ｖ点の位置と第２リレーレンズ４４の前側
′焦点の位置は合致していて、伝達光学系はアフォーカ
ルな光学系を形成している。レンズ４２としンズ４４の
焦点距離をそれぞれｆ，，ｆ２としてｆ，＜ｆ２のとき
回転鏡３０が角度０だけ回転してＰ２の位置にくると入
射ビーム１。は第１反射面ａで反射されてビーム１２と
なり、伝達光学系を介した後前記ビーム１，とは０＜×
＜２０で第２反射面ｂに導かれる。このときビーム１２
はビーム１，に対して回転鏡と同じ方向に偏向され、伝
達光学系を介した後前記ビーム１，に対して、回転鏡の
回転方向と同方向の角をなすため、第２反射面ｂで反射
されるビーム１′２と前記ビーム１′．のなす角は２０
より４・さくなり、偏向角は増幅されないのである。第
５図は本発明に係る走査光学系の一実施例を示すもので
、偏向器として平行平面回転鏡を用い、一反射面による
走査用ビームの偏向空間領域を４つの空間領域に分割す
る場合を示している。
、第３図に示した光学系と基本的には同じ構成となるも
のであるが、第４図に示す伝達光学系は反射ミラーを奇
数枚しか有さないので偏向角の増幅がない系である。第
４図に於いて、伝達光学系は、反射ミラー４１、第１リ
レーレンズ４２、反射ミラー４３、第２リレーレンズ＆
４、反射ミラー４５より構成され、第１リレーレンズの
前側の焦点位置は平行平面鏡３０の一方の面に在り、第
２リレーレンズ４４の後側の焦点位置は平行平面回転鏡
３０のもう一方の面上に存する。又、第１リレーレンズ
４２の後側篤Ｖ点の位置と第２リレーレンズ４４の前側
′焦点の位置は合致していて、伝達光学系はアフォーカ
ルな光学系を形成している。レンズ４２としンズ４４の
焦点距離をそれぞれｆ，，ｆ２としてｆ，＜ｆ２のとき
回転鏡３０が角度０だけ回転してＰ２の位置にくると入
射ビーム１。は第１反射面ａで反射されてビーム１２と
なり、伝達光学系を介した後前記ビーム１，とは０＜×
＜２０で第２反射面ｂに導かれる。このときビーム１２
はビーム１，に対して回転鏡と同じ方向に偏向され、伝
達光学系を介した後前記ビーム１，に対して、回転鏡の
回転方向と同方向の角をなすため、第２反射面ｂで反射
されるビーム１′２と前記ビーム１′．のなす角は２０
より４・さくなり、偏向角は増幅されないのである。第
５図は本発明に係る走査光学系の一実施例を示すもので
、偏向器として平行平面回転鏡を用い、一反射面による
走査用ビームの偏向空間領域を４つの空間領域に分割す
る場合を示している。
第５図に示す光学系第４図に示す光学系の伝達光学系を
２個設けた場合の一実施形態で、第１伝達光学系は第１
リレーレンズ５１、反射ミラー５２「反射ミラー６３、
第２リレーレンズ６４、反射ミラー５５、及び反射ミラ
ー５６より構成されており、第２伝達光学系は第３リレ
ーレンズ５７、反射ミラー５８「反射ミラー５９、第４
リレーレンズ６０、反射ミラー６１及び反射ミラー６２
より成る。そして第１伝達光学系と第２伝達光学系は入
射ビームｌｏを中心線として対称の形態に配され、その
光学的な特性は等しい。又「第１、第２伝達光学系はア
フォーカル光学系を形成している。一点鎖線○，は第１
伝達光学系の光軸「破線０２は第２伝達光学系の光軸で
ある。まず回転多面鏡がＰ，の位置に在る時、入射ビー
ムｌｏは第１反射面ａで反射されビーム１，となり、第
１リレーレンズ５１から入射し、反射ミラー５６から出
射する経路で上記第１伝達光学系を通過し、再度回転鏡
の第２反射面ｂで反射されビームｒｏとして走査面に向
かう。平行平面回転鏡がＰ２の位置に在る時は、入射ビ
ームｌｏは第１反射面ａで反射されビーム１２となり、
反射ミラー６２から入射し、第３リレーレンズ５７から
出射される経路で上記第２伝達光学系を通過した後、回
転鏡の第２反射面ｂで反射され、ビーム１′。
２個設けた場合の一実施形態で、第１伝達光学系は第１
リレーレンズ５１、反射ミラー５２「反射ミラー６３、
第２リレーレンズ６４、反射ミラー５５、及び反射ミラ
ー５６より構成されており、第２伝達光学系は第３リレ
ーレンズ５７、反射ミラー５８「反射ミラー５９、第４
リレーレンズ６０、反射ミラー６１及び反射ミラー６２
より成る。そして第１伝達光学系と第２伝達光学系は入
射ビームｌｏを中心線として対称の形態に配され、その
光学的な特性は等しい。又「第１、第２伝達光学系はア
フォーカル光学系を形成している。一点鎖線○，は第１
伝達光学系の光軸「破線０２は第２伝達光学系の光軸で
ある。まず回転多面鏡がＰ，の位置に在る時、入射ビー
ムｌｏは第１反射面ａで反射されビーム１，となり、第
１リレーレンズ５１から入射し、反射ミラー５６から出
射する経路で上記第１伝達光学系を通過し、再度回転鏡
の第２反射面ｂで反射されビームｒｏとして走査面に向
かう。平行平面回転鏡がＰ２の位置に在る時は、入射ビ
ームｌｏは第１反射面ａで反射されビーム１２となり、
反射ミラー６２から入射し、第３リレーレンズ５７から
出射される経路で上記第２伝達光学系を通過した後、回
転鏡の第２反射面ｂで反射され、ビーム１′。
として走査面に向かう。平行平面回転鏡がＰ３の位置に
在る時は、入射ビーム１。
在る時は、入射ビーム１。
は第１反射面ａで反射されビーム１３となり、反射ミラ
ー５６から入射し、第１リレーレンズ５１から出射され
る経路で上記第１伝達光学系を通過した後、回転鏡の第
２反射面ｂで反射され、ビーム１′。として走査面に向
かう。平行平面回転鏡がＰ４の位置に在る時は、入射ビ
ームｌｏ は第１反射面ａで反射されビーム１４となり
、第３リレーレンズ５７から入射し、反射ミラー６２か
ら出射する経路で上記第２伝達光学系を通過した後、回
転鏡の第２反射面ｂで反射され、ビーム１′。
ー５６から入射し、第１リレーレンズ５１から出射され
る経路で上記第１伝達光学系を通過した後、回転鏡の第
２反射面ｂで反射され、ビーム１′。として走査面に向
かう。平行平面回転鏡がＰ４の位置に在る時は、入射ビ
ームｌｏ は第１反射面ａで反射されビーム１４となり
、第３リレーレンズ５７から入射し、反射ミラー６２か
ら出射する経路で上記第２伝達光学系を通過した後、回
転鏡の第２反射面ｂで反射され、ビーム１′。
として走査面に向かう。上記第１伝達光学系及び第２伝
達光学系を通過した後、再度回転鏡に入射するビームの
偏向方向と回転鏡の回転方向は逆であるので、最終的な
偏向角８′２は増幅される。
達光学系を通過した後、再度回転鏡に入射するビームの
偏向方向と回転鏡の回転方向は逆であるので、最終的な
偏向角８′２は増幅される。
第５図に示す実施例では、平行平面回転鏡が１８０ｏ回
転する内に、同一の空間が４回走査され、従って回転鏡
が１回する内に、８回走査が行なわれ、回転八面鏡と同
じ効果が得られる。
転する内に、同一の空間が４回走査され、従って回転鏡
が１回する内に、８回走査が行なわれ、回転八面鏡と同
じ効果が得られる。
第３図、第４図及び第５図に示す伝達光学系は一偏向面
の走査の間に空間的に分割された偏向ビームを２回通過
させるものであるが、伝達光学系を通過するビームの経
路は全く逆で、異なったものである。第６図は第３図に
示す本発明に係る走査光学系を組み込んだ高速記録装置
の一実施例を示す図である。
の走査の間に空間的に分割された偏向ビームを２回通過
させるものであるが、伝達光学系を通過するビームの経
路は全く逆で、異なったものである。第６図は第３図に
示す本発明に係る走査光学系を組み込んだ高速記録装置
の一実施例を示す図である。
第６図に於いてレーザー光源７１からのビームｌｏは、
光変調器７２で記録情報を受け、反射鏡７３、ビームェ
クスパンダー７４を介して、平行平面回転鏡の第１反射
面ａに入射する。上記伝達光学系３１，３２，３３，３
４，３５，３６を介したビームは上記回転鏡の第２反射
面ｂで再度反射・偏向されたビーム１′。となり、走査
用の結像レンズ７５により記録面７６上に結像される。
上記第２反射面で偏向・反射されるビームは１′。は等
角速度で偏向されるので、結像レンズ７５を公知のｆ−
０レンズとすることで、記録面７６上を等速で記録する
ことができる。第２図から第６図に示す本発明に係る走
査光学系に於いては、偏向器の第１反射面で偏向された
ビームが通過する偏向空間領域を複数の空間領域に分割
し、各空間領域単位で第１反射面で偏向されたビームを
第２反射面に導びき、第２反射面で偏向された光東によ
り同一の空間を走査する構成を取っている為に、第２反
射面で偏向される各走査ビームの瞳の位置がほとんど変
化しない。
光変調器７２で記録情報を受け、反射鏡７３、ビームェ
クスパンダー７４を介して、平行平面回転鏡の第１反射
面ａに入射する。上記伝達光学系３１，３２，３３，３
４，３５，３６を介したビームは上記回転鏡の第２反射
面ｂで再度反射・偏向されたビーム１′。となり、走査
用の結像レンズ７５により記録面７６上に結像される。
上記第２反射面で偏向・反射されるビームは１′。は等
角速度で偏向されるので、結像レンズ７５を公知のｆ−
０レンズとすることで、記録面７６上を等速で記録する
ことができる。第２図から第６図に示す本発明に係る走
査光学系に於いては、偏向器の第１反射面で偏向された
ビームが通過する偏向空間領域を複数の空間領域に分割
し、各空間領域単位で第１反射面で偏向されたビームを
第２反射面に導びき、第２反射面で偏向された光東によ
り同一の空間を走査する構成を取っている為に、第２反
射面で偏向される各走査ビームの瞳の位置がほとんど変
化しない。
このことは、該走査光学系の後に続く光学系の構成を簡
易なものとする効果を有している。以上、本発明に係る
走査光学系に於いては、偏向器の一偏向面で偏向される
ビームが通過する偏向空間領域を複数に分割し、各分割
した空間領域にはそれぞれの空間を通過する偏向ビーム
を異なる経路で走査面に導く伝達光学系が配され、前記
空間的に分割された各空間を通過する偏向ビームは前記
伝達光学系により同一の空間を走査できる様に導かれる
もので、一偏向面の走査により走査面を複数回走査でき
ると言う優れた効果を有するものである。
易なものとする効果を有している。以上、本発明に係る
走査光学系に於いては、偏向器の一偏向面で偏向される
ビームが通過する偏向空間領域を複数に分割し、各分割
した空間領域にはそれぞれの空間を通過する偏向ビーム
を異なる経路で走査面に導く伝達光学系が配され、前記
空間的に分割された各空間を通過する偏向ビームは前記
伝達光学系により同一の空間を走査できる様に導かれる
もので、一偏向面の走査により走査面を複数回走査でき
ると言う優れた効果を有するものである。
第１図は本発明の走査光学系に於いて、走査効率を向上
させる為の根本的な原理を説明する為の図、第２図、第
３図、第４図及び第５図は各々本発明に係る走査光学系
の一実施例を示す図、第６図は本発明に係る走査光学系
を組み込んだ情報記録装置の一実施例を示す図。 １…走査用静止ビーム、２…偏向器、１，ロ・・・偏向
空間ブロック、１１・・・回転四面鏡、３０・・・平行
平面回転鏡。 袴′図 繁２図 劣３図 第４図 努タ図 袴６図
させる為の根本的な原理を説明する為の図、第２図、第
３図、第４図及び第５図は各々本発明に係る走査光学系
の一実施例を示す図、第６図は本発明に係る走査光学系
を組み込んだ情報記録装置の一実施例を示す図。 １…走査用静止ビーム、２…偏向器、１，ロ・・・偏向
空間ブロック、１１・・・回転四面鏡、３０・・・平行
平面回転鏡。 袴′図 繁２図 劣３図 第４図 努タ図 袴６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の反射面を有する偏向器の第１反射面で偏向さ
れるビームが通過する偏向空間領域を複数の空間領域に
分割し、各空間領域には各空間領域単位で前記第１の反
射面で偏向されたビームを前記偏向器の第２反射面に導
く伝達光学系が配されており、該伝達光学系は前記第２
反射面で偏向された各光束が同一の走査空間を走査する
様に第１反射面から第２反射面に光束を伝達し、一反射
面で得られる偏向ビームで同一の走査空間を複数回走査
し得る様になした事を特徴とする走査効率の高い走査光
学系。 ２ 上記伝達光学系はアフオーカル光学系であり、該伝
達光学系を通過し、上記第２反射面に入射するビームの
偏向方向は、上記偏向器の回転方向に対して逆方向であ
る特許請求の範囲第１項記載の走査効率の高い走査光学
系。 ３ 上記偏向器は３面以上の反射面を有する回転多面鏡
であり、上記空間分割された空間の数と上記伝達光学系
の数が等しい特許請求の範囲第１項記の走査効率の高い
走査光学系。 ４ 上記偏向器は二つの反射面より成る平行平面走査鏡
であり、上記空間分割された空間領域の内、異なる二つ
の空間領域を通過するビームが同一の伝達光学系で上記
第２反射面に導かれる特許請求の範囲第１項記範の走査
効率の高い走査光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52056940A JPS6010606B2 (ja) | 1977-05-17 | 1977-05-17 | 走査効率の高い走査光学系 |
| US05/902,957 US4215912A (en) | 1977-05-17 | 1978-05-04 | High speed scanning device for scanning the same area plural times by a beam deflected by a single deflecting surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52056940A JPS6010606B2 (ja) | 1977-05-17 | 1977-05-17 | 走査効率の高い走査光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53142250A JPS53142250A (en) | 1978-12-11 |
| JPS6010606B2 true JPS6010606B2 (ja) | 1985-03-19 |
Family
ID=13041525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52056940A Expired JPS6010606B2 (ja) | 1977-05-17 | 1977-05-17 | 走査効率の高い走査光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4215912A (ja) |
| JP (1) | JPS6010606B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE433783B (sv) * | 1982-03-03 | 1984-06-12 | Pharos Ab | Optisk svepanordning |
| SE442067B (sv) * | 1984-04-26 | 1985-11-25 | Pharos Ab | Optisk svepanordning |
| US4647144A (en) * | 1984-05-02 | 1987-03-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Optical scanner |
| US4787748A (en) * | 1987-05-06 | 1988-11-29 | Canadian Patents And Development Limited | Synchronous optical scanning apparatus |
| US5387996A (en) * | 1992-07-20 | 1995-02-07 | Hughes Aircraft Company | Method of obtaining a narrow field of view scan |
| US6445483B2 (en) * | 1996-07-01 | 2002-09-03 | Seiko Epson Corporation | Optical scanning apparatus |
| EP3021153B1 (en) * | 2014-11-13 | 2018-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus, processing apparatus, and article manufacturing method |
| JP6851751B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2021-03-31 | キヤノン株式会社 | 光学装置、加工装置、および物品製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB487318A (en) * | 1936-11-13 | 1938-06-13 | Scophony Ltd | Improvements in or relating to scanning devices for television and like systems |
| US3728677A (en) * | 1971-05-10 | 1973-04-17 | Stanford Research Inst | Rotation-independent reading of rectangular insignia |
| US3972583A (en) * | 1972-01-25 | 1976-08-03 | Redifon Limited | Scanning devices |
-
1977
- 1977-05-17 JP JP52056940A patent/JPS6010606B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-05-04 US US05/902,957 patent/US4215912A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53142250A (en) | 1978-12-11 |
| US4215912A (en) | 1980-08-05 |
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