JPS6113215A - 半導体レ−ザ走査装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は半導体レーザから射出されたレーザビームを機
械式の光偏向器により走査する半導体レーザ走査装置、
特に詳細には高エネルギーの走査ビームが得られ、しか
も走査ビームの走査線と直交する方向のずれを補正可能
にした半導体レーザ走査装置に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して走査する
光ビーム走査゛装置が、例えば各種走査記録装置、走査
読取装置等において広く実用に供されている。このよう
な光ビーム走査装置において光ビームを発生する手段の
１つとして、半導体レーザが従来から用いられている。

この半導体レーザは、ガスレーザ等に比べれば小型、安
価で消費電力も少なく、また駆動電流を変えることによ
って直接変調が可能である等、数々の長所を有している
。

しかしながら、その反面この半導体レーザは、連続発振
させる場合には現状では出力がたかだか２０〜３０ｍＷ
と小さく、したがって高エネルギーの走査光を必要とす
る光ビーム走査装置、例えば感度の低い記録材料（金属
膜、アモルファス膜等のＤＲＡＷ材料等）に記録する走
査記録装置等に用いるのは極めて困難である。

また、ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、γ
線、紫外線等）を照射すると、この放射線工“ネルギー
の一部が螢光体中に蓄積され、この螢光体に可視光等の
励起光を照射すると、蓄積さ。

れたエネルギーに応じて螢光体が輝尽発光を示すことが
知られており、このような蓄積性螢光体を利用して、人
体等の被写体の放射線画像情報を一旦蓄積性螢光体から
なる層を有するＨ積性螢光体シートに記録し、この蓄積
性螢光体シートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発
光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み出
して画像信号を得、この画像信号に基づき被写体の放射
線画像を写真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像
として出力させる放射線画像情報記録再生システムが本
出願人により既に提案されている（特開昭５５−１２４
２９号、同５．５−１１６３４０号、同５５−１６３４
７２号、同５６−１１３９５号、同５６−１０４６４５
号など）。このシステムにおいて放射線画像情報が蓄積
記録された蓄積性螢光体シートを走査して画像情報の読
取りを行なうのに、半導体レーザを用いた光ビーム走査
装置を使用することが考えられているが、蓄積性螢光体
を輝尽発光させるためには十分に高エネルギーの励起光
を該螢光体に照射する必要があり、したがって前記半導
体レーザを用いた光ビーム走査装置を、この放射線画像
情報記録再生システムにおいて画像情報読取りのために
使用することは極めて難しい。

そこで半導体レーザを光ビーム走査装置に用いるに際し
て、半導体レーザと光学レンズとからなる複数のビーム
照射系から射出された複数のレーザビームを共通の走査
スポットに集束するように合成して、高エネルギーの走
査ビームを得ることが考えられている。この場合、各レ
ーザビームは走査スポットに達する前に１本のビー仏に
合成されていてもよいし、また走査スポットにおいて互
いに重なるように合成されてもよい。

−力先ビームを偏向する光偏向器として従来より、例え
ば回転多面鏡やホログラムスキャナ等、光偏向部を複数
有する回転式の光偏向器が広く使用されている。この種
の回転式光偏向器を用いる光ビーム走査装置においては
、回転式偏向器の偏向部（例えば回転多面鏡にあっては
鏡面、ホログラムスキャナにあっては回折格子）の面倒
れにより走査ビームが基準走査位置から走査方向と直角
な方向に偏位して、走査線に歪みが生じることがある。

このような走査線の歪みを補正する方法として従来より
光学的手段を用いる方法や、走査ビームを走査方向と直
角な方向に補正偏向する補正用光偏向器を設け、検出さ
れた上記歪みの量に基づいて該補正用光偏向器を駆動す
る方法が知られている。

ところが上記光学的手段や、補正用光偏向器を設けると
走査装置が大型化し、また補正用光偏向器は高価である
ので、該光偏向器を用いる場合には走査装置のコストも
大幅に上昇してしまう。

（発明の目的） そこで本発明は、前述のように複数のレーザビームを合
成し、回転式光偏向器により走査ビームを偏向、走査す
る半導体レーザ走査装置において、光学的手段や補正用
光偏向器を用いずに、前記回転式光偏向器の面倒れによ
る走査線の歪みを補正することができる半導体レーザ走
査装置を提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の半導体レーザ走査装置は、前述のように複数の
レーザビームを合成して走査する、回転式光偏向器を用
いる半導体レーザ走査装置において、半導体レーザと光
学レンズとからなる複数のビーム照射系を、各レーザビ
ームが走査スポットにおいて走査方向と直角な方向に互
いに微小ピッチでずれるように構成し、半導体レーザを
駆動するレーザ駆動回路は各々独自にビーム光量を調節
可能に形成し、そして上記走査スポットの中心の基準走
査位置からの偏位（走査方向と直角な方向、の偏位）を
検出するビーム位置検出、器を設け、このビーム位置検
出器の出力を受番ブ上記偏位に応じて上記各レーザ駆動
回路を制御する光１重み制御回路により、各レーザビー
ムの光量に重み付けをして、走査スポットの実効的な中
心をＭｔｌ！；走査位置に保つようにしたことを特徴と
するものである。

（実施態様） 以下、図面・に示す実施態様に基づいて本発明の詳細な
説明する。

第１図は本発明の一実施態様による半導体レーザ走査装
置を示すものである。−例として４つの半導体レーザ１
１．１２．１３１．１４は互いにビーム射出軸をほとん
ど平行に揃えて（この点は後に詳述する）配置され、こ
れらの半導体レーザ１１．１２．１３．１４のそれぞれ
に対してコリメータレンズ２１．２２．２３．２４と、
反射ミラー３１．３２．３３．３４が設けられている。

各半導体レーザ１１．１２．１３．１４はそれぞれレー
ザ駆動回路５１．５２．５３．５４によって独ｉに光量
調節可能に駆動され、これら半導体レーザ１１．１２．
１３．１４から射出された光ビームは、上記コリメータ
レンズ２１．２２．２３．２４によって平行ビーム４１
．４２．４３．４４とされ、この平行ビーム４１．４２
．４３．４４は上記反射ミラー３１．３２．３３．３４
により反射されて、共通の回転多面鏡５に入射する。

上記回転多面Ｍ５は図中矢印六方向に回転され、平行ビ
ーム４１．４２．４３．４４を偏向する。偏向された平
行ビーム４１．４２．４３．．４４は、共通の集束レン
ズ６によって１つの走査スポットＳに集中されるととも
に、それぞれがこのスポットＳにおいて集束される。し
たがって上記スポットＳが照射される位置に被走査面７
を配置すれば、該被走査面７は、各半導体レーザ１１．
１２．１３．１４から射出された平行ビーム４１．４２
．４３．４４が合成されて高エネルギーとなった走査ビ
ームによって矢印Ｂ方向に走査される。なお通常上記被
走査面７は平面とされ、そのために上記集束レンズ６と
してｆθレンズが用いられる。

ここで半導体レーザ１１．１２．１３．１４および反射
ミラー３１．３２．３３．３４は、上記スポットＳにお
いて各平行ビーム４１．４２．４３．４４が完全に１点
に重ならず、走査方向と直角な方向に互いに微小ピッチ
でずれ゛るように（第２図参照）配置されている。

前述したように回転多面Ｈ５は各鏡面が面倒れを有して
いることがあり、この面倒れが有る場合に上記走査スポ
ットＳは基準゛走査装置（第２図にＬで示す）から、走
査方向日と直角な方向に（第２図においては上下方向に
）偏位する。この偏位を検出するために被走査面７上の
有効走査幅から走査開始側に外れた位置には、半導体装
置検出素子６０が配され、この半導体装置検出素子６０
の出力は該半導体装置検出素子６０とともにビーム位置
検出器を構成する信号処理回路６１に入力される。第３
図は上記信号処理回路６１の構成を詳しく示すものであ
る。半導体装置検出素子６０の上方端子出力■１と下方
一端子出力■２は信号処理回路６１の加算。

回路６２と減算回路６３に入力され、それぞれ加算信゛
号（１１＋１２）と、減算信号（Ｉｔ　　１２）が求め
られる。これらの加算信号（１１＋Ｉ２）と減算信号（
Ｉｓ　　　Ｉｔ）は次に除算回路６４に入力される。該
除算回路６４において減算信号（１２−１ｇ、）を加算
信号（１１＋１２）で除してノーマライズした信号（１
１Ｉ２　）／　（Ｉｆ　＋Ｉ２．）はスポットＳの偏位
の方向と量を示すものとなる。

この偏位信号（１ｓ−１２）／　（１１＋Ｉ２　）は光
量重み制御回路６５に入力される。

光量重み制御回路６５は偏位信号（Ｉｓ　　１ｚ）／（
１１＋１２）が担持する前記偏位の方向と量に応じて前
記レーザ駆動回路５１．５２．５３．５４を制御する。

すなわち第２図を参照して説明すると、スポットＳが基
準走査位１［Ｌから下側に偏位し、その量が例えば各ビ
ニム４１．４２．４３．４４のずれの２ピッチ分程度の
場合は、半導体レーザ１１を最も高出力とし、平行ビー
ム４１が他の平行ビーム４２．４３．４４よりも大光量
となるように重み付けをして、各レーザ駆動回路５１．
５２．５３．５４を制御する。また同じくスポットＳが
基準走査位１ｆＬから下側に偏位し、その量が例えば上
記各ビーム４１．４２．４３．４４のずれの１ピッチ分
程度の場合は、平行ビーム４２が他のビーム４１．４３
．４４よりも大光間となるように各レーザ駆動回路５１
．５２．５３．５４を制御するまた反対にスポットＳが
基準走査位ＩＬから上方に偏位した場合には、平行ビー
ム４３、あるいは平行ビーム４４が大光゛量となるよう
に重み付けをする。

上記のような重み付けがなされるように半導体レーザ１
１．１２．１３．１４を駆動することにより、スポット
Ｓの実効中心は、前記偏位と相殺されるように移動し、
結局は常に基準走査位置り上に留り、上記スポットＳ・
の偏位が補正される。このような補正は走査の開始毎に
行なわれ、回転多面＃Ａ５の各鏡面の面倒れによる走査
線の歪みが適正に補正される。

なおスポットＳの偏位を検出するビーム位置検出器とし
ては、前記半導体装置検出素子６０と信号処理回路６１
の組合せの他に、例えばＣＯＤ等の撮像素子やビジコン
等の撮像管、フペトダイオードアレイ等その他の公知の
ものが使用されてもよい。

また回転式の光偏向器としては前記回転多面鏡５の他に
、ホログラムスキャナが用いられてもよい。

以上ビーム照射系が、半導体レーザ１１．１２．１３．
１４とコリメータレンズ２１．２２．２３．２４と集束
レンズ６とで構成された実施態様について説明したが、
コリメータレンズ２１．２２．２３．２４の代わりにレ
ー、ザビニムを集れんさせるレンズを用いるとともに集
束レンズ６を除き、半導体レーザ１１．１２．１３．１
４の互いの向きを適当に設定しても、４本の集れんビー
ムを、それらの集れん点が１つのスポットに集中するよ
うに合成することが可能であり、本発明はそのようにビ
ームを合成する場合においても適用可能である。さらに
は複数のレーザビームを、例えばホログラム素子や２軸
性結晶素子等を用いて、走査スポットよりも前において
１本のビームに合成することも可能であり、本発明はそ
のようにビームを合成する場合においても適用可能であ
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の半導体レーザ走査装置
は、複数のレーザビームを合成して高エネルギーの走査
ビームが得られるものであるから、前述したＤＲＡＷ材
料への記録や、放射線画像情報記録再生システムにおけ
る画像情報読取りのために好適に使用されうる。また本
発明の半導体レーザ走査装置は、光偏向器の面倒れによ
る走査線の歪みを補正可能であるので、精密な走査を行
なうことが可能であり、しかもその補正のために光学的
手段や補正用光偏向器等を使用しないので、小型、安価
に形成されるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体レーザ走査装置の一実施態様を
示す概略図、 第２図は上記実ｔＳ様における走査スポットを詳しく示
す説明図、 第３図は上記実施態様におけるビーム位置検出器の電気
回路を示すブロック図である。 ５・・・回転多面鏡　　　　６・・・集束レンズ７・・
・被走査面 １１．１２．１３．１４・・・半導体レーザ２１．２２
．２３．２４・・・コリメータレンズ４１．４２．４３
．４４・・・平行ビーム（レーザビーム）５１．５２．
５３．５４・・・レーザ駆動回路６０・・・半導体装置
検出素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザと光学レンズとからなる複数のビーム照射
   系から射出された各レーザビームを共通の走査スポット
   に集束させて走査する、回転式光偏向器を用いた半導体
   レーザ走査装置において、前記ビーム照射系が、各レー
   ザビームが前記スポットにおいて走査方向と直角な方向
   に互いに微小ピッチでずれるように構成され、前記光偏
   向器の面倒れによる前記スポットの中心の、基準走査位
   置からの偏位を検出するビーム位置検出器と、前記半導
   体レーザを各々独自にビーム光量調節可能に駆動するレ
   ーザ駆動回路と、前記ビーム位置検出器の出力を受け、
   前記偏位に応じて各レーザビームの光量に重み付けをし
   、前記スポットの実効的な中心を前記基準走査位置上に
   保つように前記各レーザ駆動回路を制御する光量重み制
   御回路とを備えたことを特徴とする半導体レーザ走査装
   置。