JPS60227217A - 光ビ−ム分割合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光ビームの走査により画像の読み取りおよび記
録を行なう光学システムにおいて、読取用の光ビームと
記録用の光ビームを合成および分割する方法に関するも
のである。

（従来技術） 近年、光ど−ムを用いて画像の読み取りおよび記録を行
なうシステムが種々開発されている。このようなシステ
ムにおいては、レーザ光源が高価であることから、１つ
のレーザ光源から発せられる光ビームをビームスプリッ
タによって２つの光ビームに強度的に分割し、一方を画
像の読取用として、他方を記録用として用いる方法が多
く用いられている。これらの読取用の光ビーム、記録用
の光ビームはそれぞれの走査面上を走査されるので、走
査に先立って偏向器やｆθレンズなどの走査用の光学素
子を光路上に設ける必要があるが、これらの光学素子は
高価であるため、読取用の光ビームと記録用の光ビーム
が、１つの偏向器およびｆθレンズ等を共用することが
できるように、一度分割されたこれらの光ビームを、ハ
ーフミラ−等を介して再び同一光路上に合成した後に、
この合成された光ビームを１つの偏向器およびｆθレン
ズ等に入射させ、さらにこれらの走査用の処理をされた
光ビームをビームスプリッタに入射させ、再度読取用の
光ビームと記録用の光ビームとに分割し、それぞれの走
査面上を走査させる方法がとられている。このような方
法として、本出願人は、直線偏光したレーザ光源を用い
、ビームスプリッタによって読取用光ビームと記録用光
ビームに強度的に分割し、この読取用光ビームと記録用
光ビームのいずれか一方の光ビームの偏光方向を他方の
光ビームの偏光方向と直角をなず方向に変換し、次いで
これらの偏光方向が互いに直交した読取用および記録用
光ビームを同一光路上に合成し、この光路に対してブリ
コースタ−の角度をなすビームスプリッタで前記同一光
路中の読取用および記録用光ビームのうち該ビームスプ
リッタの面に平行な偏光方向を有する光ビームを反射し
、他方のビームを透過することによって、再び前記読取
用Ｊ３よび記録用光ビームに分割するようにした方法を
提案したく特開昭５５−１０１９０９号）。

この方法では、走査面上の走査線が歪むようなこともな
く、読取用光ビームと記録用光ビームを分割することが
できるが、直線偏光のレーザ光源が高価であり、読取用
光ビームと記録用光ビームの偏光方向が互いに直角をな
すように分割し、この関係を保ったまま再び合成するよ
うにしているので光学系が複雑になっていた。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、１つのランダ
ム偏光のレーザ光源を用いて、十分に分離された読取用
光ビームと記録用光ビームが得られるような光ビーム分
割合成方法を提供せんとすることを目的とするものであ
る。

（発明の構成） 本発明による光ビームの分割合成方法は、ランダム偏光
している光ビームを第１のビームスプリッタにより互い
に偏光方向が直交する第１の光ビームと第２の光ビーム
に分割し、この後これら第１の光ビームと第２の光ビー
ムを同一光路上に合成し、偏向器に入射して偏向させ、
次いでこの合成された光ビームの光路上に設けられた、
この光ビームの２方向の偏光成分のうち一方の偏光成分
をもつ光ビームを反射し、他方の偏光成分をもつ光ビー
ムを透過させる第２のビームスプリッタによって、再び
前記第１および第２の光ビームに分割するようにし、一
方を読取用光ビーム、使方を記録用光ビームとして、各
々走査面上を走査づるようにしたことを特徴とするもの
である。

（発明の効果） 本発明の光ビーム分割合成方法によれば、安価なランダ
ム偏光のレーザ光源を用いて、十分に分離された読取用
光ビーム及び記録用光ビームを取り出すことができ、し
かも読取用、記録用で偏向器、ｆθレンズ等の光学素子
を共用できるので軒済的である。また、光学系の配置も
簡単であるのでスペース効率がよくシステムを小型化づ
ることができる。

（実施例） 以上、図面を参照して本発明による光ビームの分割合成
方法について詳述する。

第１図は本発明の方法を実施するための光学系の一例を
示す原理図である。

レーザ光源１から発せられた、ランダム偏光している光
ビーム２は、この光ビーム２を受ける位置に設けられた
第１のビームスプリッタ３によって、ビームスプリッタ
３を透過する第１の光ビーム４Ａと、反射される第２の
光ビーム４Ｂとに強度的に分割される。この第１のビー
ムスプリッタとしては、Ｓ！０２やＴ！Ｏｚなどの干渉
膜を表面にコーティング（例えば蒸着）シたものや、光
ビームの光路に対してブリュースターの角度をなすよう
に配置された透明体等が用いられる。この第１のビーム
スプリッタ３を透過した第１の光ビーム４Ａは光路に対
して水平方向く図中矢印ａ方向）に直線偏光されており
、一方、ビームスプリッタ３により反射された第２の光
ビーム４Ｂは光路に対して垂直方向（図中矢印す方向）
に直線偏光されている。この光ビーム４Ａ、光ビーム４
Ｂはそれぞれ光路上に設けられた反射鏡５および６によ
って反射されて光路を変えた後、光ビーム４Ａおよび光
ビーム４Ｂの両方を受りる位置に設けられたハーフミラ
−７上の同一の点に互いに直角な２方向から入射する。

このハーフミラ−７は光ビーム４Ａを透過させ、光ビー
ム４Ｂを反ｔＡ−することによって両光ビームを同一光
路上に合成する。

この合成された光ビーム４　Ａ　Ｂは反９Ａ鏡８に入射
して反射された後、同じ平面上に設けられた反射鏡９に
入射し、さらに反射鏡１０に入射づる。この開光ビーム
４ＡＢの、光路に対して水平および垂直方向の２つの偏
光方向は反射によって変わることなく維持されている。

反射鏡１０によって反射された光ビーム４ＡＢは光路上
に設【プられた第２のビームスプリッタ１１に入射する
ことによって、このビームスプリッタの面に平行な偏光
方向（図中矢印ａ方向）を有する光ビームが反射され、
これと垂直な残りの偏光方向（図中矢印す方向）を有す
る光ビームが透過して再び２つの光ビームに分割される
。この第２のビームスプリッタ１１によって反射された
光ど一ム４Ａ’　は前記光ど−ム４Ａと、ビームスプリ
ッタ１１を透過した光ビーム４Ｂ’　は前記光ビーム４
Ｂとそれぞれ対応する。

上述したような方法によれば、ランダム偏光している１
つの光を、互いに直交する偏光成分に分１１１１１　ｉ
るビームスプリッタにより、水平、垂直方向の互いに直
交する２つの光ビームに分割し、再び合成することによ
って互いに直交する偏光成分をもつ光ビームを得ること
ができ、この光ビームをさらに分割することによって直
線偏光された、２つの光ビームを得ることができる。な
お、前記ビームスプリッタ３によって互いに直交する偏
光方向を有づるように分割された２つの光ビーム４Ａ、
４Ｂには夫々仙方向の偏光成分が若干含まれている。そ
こで、ハーフミラ−７にビームスプリッタ３と同様な性
質を持つものを用いれば、光ビーム４Ａ、４Ｂに夫々含
まれている他方向の偏光成分を取り除くことができ、他
方向の成分を含まない２つの偏光方向が直交した光ビー
ムを取り出Ｊことができる。また、この光学系に、１３
いて用いられる反射ミラー等の位置、数および光路に対
する角度は、光学系を設計する上で好ましい光路を各光
ビームが通るように変更することが可能である。

次に第２図を参照して、第１図に基づいて説明されたシ
ステムによる本発明の光ビーム分割合成方法の一実施例
をより具体的に説明づ−る。

レーザ光？１ｉ１０１から発ぜられた、ランダム偏光し
ている光ビーム１０２は第１図におけるビームスプリッ
タ３に相当する第１のビームスプリッタ１０３に入射し
て光ビーム１０４Ａと光ビーム１０４Ｂとに分割され、
光ビーム１０４Ｂは矢印す方向に直線偏光され、光ビー
ム１０４Ａ−は矢印ａ方向に直線偏光されている。分割
された前記光ビーム１０４Ａは光路上に設けられた変調
器２００に入射する。この変調器２００は画像情報に従
って光ビーム１０４Ａを変調づるものである。

変調を受けた光ビーム１０４Ａは反射鏡１０５に入射し
て光路を変えた後、同じく反射鏡１０６によって光路を
変えた前記光ビーム１０４Ｂと共に２方からハーフミラ
−１０７に入射して同一光路上に合成される。この合成
された光ビーム１０４Ａ８は反射鏡１０８および１０９
によって反射された後、ビームエキスパンダー２０１に
入射され、ここで適当な太さの光ビームにされる。この
ビームエキスパンダー２０１で処理された光ご一ム１０
４ＡＢは、ガルバノミラ−１１０に入射する。

ガルバノミラ−１１０は電気信号によって矢印ｍのよう
に回転または振動されており、光ビーム１０４ＡＢを１
０４ＡＢ’から１０４Ａ８″までの扇形の範囲で偏向す
る。なお光ビーム１０４ＡＢを偏向ブるものはガルバノ
ミラ−に限られるものではなく多面体回転ミラーの偏向
器であってもよい。ガルバノミラ−１１０によって偏向
された光ど一ム１０４ＡＢはレンズ系２０２に入射づる
。

このレンズ系２０２は、偏向された光ビームが平坦な読
取面２０６おＪ：び記録面２０４上で等速で走査するこ
とができるようにするためのｆθレンズである。このレ
ンズ系２０２を通過した光ビーム１０４ＡＢは第２のビ
ームスプリッタ１１１に入射する。このビームスプリッ
タ１１１は、光ビーム１０４ＡＢの矢印ａ方向の偏光成
分をもつ光ビームを反射さけ゛、矢印す方向の偏光成分
をもつ光ビームを透過させることによって光ビーム１０
４ＡＢを分割し、反射された光ビームを１０４Ａ′、透
過された光ビームを１０４Ｂ’　とすると、光ビーム１
０４Ａ’は前記光ビームＡと、光ビーム１０４Ｂ’　は
光ビーム１０４Ｂとそれぞれ対応するものであり、光ビ
ーム１０４Ａ’は前記変調器２００で変調を受けた光ビ
ームとなっている。

この光ビーム１０４Ａ’　は反射ミラー２０３によって
反射されて光路を変えた後、矢印Ａの方向へ移動する感
材の記録面２０４を走査して画像の記録を行なう。

一方、光ビーム１０４Ｂ’　はビームスプリッタ１１１
の後方に配されたハーフミラ−２０５によって反射され
て矢印Ｂ方向に移動する読取面２０６上を走査する。こ
の読取面２０６に入射した光ビームはＡプティ力ルファ
イバー２０７によって集光され受光器２０８に導かれる
。この受光器２０８は光ど−ムの強度によって信号を発
生し、電気回路（図示せず）を介してこの信号によって
前記変調器２００を制御し、これによって光ビーム１０
／ＩＡを変調する。また光ビーム１０４Ｂ’のうち、前
記ハーフミラ−２０５を透過した光ビーム１０４Ｂ″は
格子２０９を走査し、この後円筒レンズ２１０を介して
受光器２１１に導かれる。

受光器２１１はこの走査する光ビームによって信号を発
生し、この信号によって光ビームによる読取面ｄ３よび
記録面上の走査を均一に行なわしめるように制御する。

なお、上述した実施例においては、光ビームは、第２の
ビームスプリッタに入射される前にガルバノミラ−によ
って偏向されているため、第２のビームスプリッタへの
入射角は中央部ではほぼ直角となっているが中央部から
離れるに従って直角からズした角度になっている。この
ズレが比較的大きい場合にはビームスプリッタの端の方
に入射した光ビームについては分割が完全には行なわれ
ない可能性があるが、第２のビームスプリッタどして以
下に述べるようなものを使用することによってこの問題
を解決することができる。

すなわち、ビームスプリッタとして、その表面に干渉膜
を設けられたものを使用すると、光ビームの入射角度が
ビームスプリッタの法線に苅して±３°程度変化しても
分割能力が低下しないようにすることができ、ビームス
プリッタの中央部分だけでなく端の方に入射した光ビー
ムについても分割が十分に行なえるようになる。また干
渉膜を表面に設けるかわりに高屈折″＄（例えば１，７
以上）の光学材料を使用したプリズム型のビームスプリ
ッタを用いても斜めに入射された光ビームが表面に直角
な方向に近づくように屈折されて、分割を十分に行なう
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ビームの分割合成方法を説明するた
めの原理図、 第２図は第１図に示す原理を用いた本発明の光ビームの
分割合成方法の一実施例を示す概略図−Ｃある。 １・・・レーザ光源　２．４Ａ、４Ｂ・・・光ビーム３
．１１・・・ビームスプリッタ ５．６．８．９．１０・・・反射ミラー７・・・ハーフ
ミラ− ＠１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　ランダム偏光している光ビームを互いに直交す
   る偏光成分に分離する第１のビームスプリッタにより互
   いに偏光方向が直交する第１の光ビームと第２の光ビー
   ムに分割し、この後これら第１の光ビームと第２の光ビ
   ームを同一光路上に合成し、偏向器に入射して偏向させ
   、次いでこの合成された光ビームの光路上に設けられた
   、この光ビームの２方向の偏光成分のうち一方の偏光成
   分をもつ光ビームを反射し、他方の偏光成分をもつ光ビ
   ームを透過させる第２のビームスプリッタによって、再
   び前記第１および第２の光ビームに分割することを特徴
   とする光ビーム分割合成方法。 （２）　前記第１のビームスプリッタが表面に干渉膜が
   コーティングされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光ビーム分割合成方法。 〈３）　前記第１のビームスプリッタがブリュースター
   角に配された透明体であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光ビーム分割合成方法。 （４）　前記第２のビームスプリッタが、光ビームの入
   射角度に±３°程度の変化があってもその分離機能が低
   下しないような干渉膜を施さｆｕｒなるものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のいずれ
   か１項に記載の光ビーム分割合成方法。 （５）　前記第２のビームスプリッタが高屈折率の光学
   材料を使用したプリズム型ビームスプリッタであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項のいずれ
   か１項に記載の光ビーム分割合成方法。