JPS6117189B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走査面上をレーザ光ビーム等の光ビ
ームで走査することによつて情報の記録および読
取りを行なう光ビーム変調偏向装置に関し、更に
詳細には、回転体に光源（半導体レーザ、発光ダ
イオード等）を取り付け、回転中の上記光源から
の光ビームの変調偏向を同時に同じ装置で行なう
装置において、回転体の回転により光ビームの偏
向を行なうと同時に光源の駆動電流により光変調
を行なう光ビーム変調偏向装置に関するものであ
る。

現在、レーザ光源は、他の光源では得難い高度
の空間的干渉性および高いスペクトル線輝度を有
する光ビームを発生できるという利点から多くの
光学的な読取装置および記録装置に利用されてい
る。読取装置としては、例えばフアクシミリ原稿
の送信機、ラベルのバーコードの自動読取機、フ
イルム傷検査機等がある。また、記録装置として
は、例えばビデオデイスクの情報記録装置、フア
クシミリの受信機等がある。これらのレーザを利
用する装置には、従来He−Neレーザ、He−Cd
レーザ、Arレーザ等のいわゆるガスレーザが主
に使用されていたが、ガスレーザは光源そのもの
が大きく、光ビーム走査の際には更に光ビームを
偏向、変調させるための光走査器、光変調器が必
要となり、このためガスレーザを用いた装置は、
一般に大型で高価である。そこで最近では小型で
高効率の半導体レーザの利用が盛んになつてきて
いる。例えば特願昭54−84224号には半導体レー
ザを回転させ直線状走査線を形成する装置が開示
されている。

この特願昭54−84224号に記載された半導体レ
ーザ走査装置は、小型かつ安価で、他の装置を必
要とすることなく光ビームの変調と偏向ができる
等利点も多い。しかしながらこの装置は回転して
いる光源への電力供給をブラシで行なつているの
で、半導体レーザが電気的シヨツクに弱いためブ
ラシにより生じた電気的ノイズにより破損した
り、ブラシの摩耗により長時間使用ができない欠
点がある。

そこで本発明は、上記の従来のレーザ装置の欠
点を解決した光ビーム変調偏向装置を提供するこ
とを目的とするものである。

本発明は固定の基体に固定側電極を取り付け、
これに対向してわずかのすきまをあけて回転可能
な電極を取りつけ、両電極によりコンデンサーを
形成し、変調された高周波信号を固定電側極側に
印加し、回転側電極側に非接触で光源の点燈に必
要な電力を供給することを特徴とする光ビーム変
調偏向装置である。上記両電極は、円板状もしく
は円筒状をしており、その中心を互いに一致させ
た位置に配置される。ここで両電極の間は空気層
であつてもよいが誘電率の大きい誘電体をはさん
で容量を大きくすることが可能である。コンデン
サーのリアクタンスを小さくするため信号は光変
調信号で変調された高周波信号を用いる。また信
号のみを供給し電力は他の手段（例えばロータリ
トランス）で供給し、回転体内に増幅回路を設け
てもよい。

さらに本発明の好ましい態様の１つとして、回
転体に複数個の光源を取り付け複数の固定側、回
転側両電極を設け、各々の固定側電極に互いに相
異なつた信号で変調した高周波信号（高周波信号
の周波数は各々変える必要はない）を加え回転側
電極側に各々の信号を伝え、各光源を他の光源と
は独立に光強度の変調を行なうようにしてもよ
い。また、前記高周波信号の周波数を変えてフイ
ルター回路により分離度を上げることもできる。
さらに、１つの信号でグループ分けした複数の光
源を同時に変調することも可能である。

本発明による光ビーム変調偏向装置は、上記目
的を達成するため半導体レーザ等の光源を取り付
けた回転体に非接触で電力が供給されるように構
成されたものである。すなわち本発明による光ビ
ーム変調偏向装置は、回転してもコンデンサーが
保持される回転電極を用い、固定の基本側に前記
回転電極のうち一方の固定側電極を取り付け、光
源が設置された回転体側に前記回転電極の他方の
電極である回転側電極を取り付けることによつ
て、電力の供給を行なうようにしたことを特徴と
するものである。

上記した本発明の光ビーム変調偏向装置によれ
ば、電力供給のための接点がないので電気的シヨ
ツクがなく、かつ回転体に取り付けるものが軽い
ので回転体が軽く、従つて低パワーのモータで駆
動することができる。

以下添付図面を参照して本発明の光ビーム変調
偏向装置の好ましい実施例について詳細に説明す
る。

第１図および第２図は光ビーム変調偏向装置の
説明のための斜視図および一部断面図である。光
ビーム変調偏向装置は半導体レーザ光源１を搭載
した回転体２を有している。この回転体２は高速
回転モータ４の回転軸５に固定されておりモータ
４の回転とともに回転する。この回転体２の回転
により半導体レーザ光源１，１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄから発射されるレーザ光ビーム１′はａ−ｂ
の方向に走査する。回転体２はたとえば中空体で
形成されており、内部に整流平滑回路等を含んだ
半導体レーザ駆動制御用プリント基板７を備えて
いる。

上記回転体２と回転軸５の間には回転電極３，
６が配されている。この回転電極の固定側部分３
は、基体に固定され、一方回転側部分６は回転軸
５および回転体２に固着されて回転軸５等ととも
に回転するようになつている。これら固定および
回転側部分は、一緒に回転してしまわないように
わずかに離隔されている。

第１図および第２図に示した本発明の光ビーム
変調偏向装置の光ビーム変調方法を第３図および
第４図を参照して説明する。

第３図は電気回路の一例であり、第４図は第３
図の回路中の波形図である。（図において横軸は
時間軸、縦軸は電流の相対値を示す。） 第３図においてＧは高周波発振器であり、第４
図ａのような信号を出力する。光変調信号ｆとし
て第４図ｂのような信号が加えられると、高周波
発振器Ｇの出力は第４図ｃのように変調され、こ
の信号が第３図の固定側電極３に加えられる。固
定側電極３に印加された電力は誘電体層（空気層
も含む）を通して回転側電極６に誘起され第４図
ｃのような波形の信号が誘起される。この信号は
ダイオードD₁，D₂で構成された整流回路及びコ
ンデンサーC₁，C₂コイルL₁からなる平滑回路を
経ることにより第４図ｄのように整流された信号
となる。この信号が半導体レーザ１に加えられ半
導体レーザは光変調信号ｆに対応した強度で発光
する。

次に信号伝達のためのコンデンサーについて図
面を用いて説明する。第５図ａ，ｂは２信号を伝
達する場合のコンデンサーの配置の例である。固
定側電極３および３′は互いに信号のリークを防
ぐためのガード８を挾んで同心円状に形成され
る。回転側電極６および６′もガード８を挾んで
同様な形状に形成され回転中心９を一致させて第
５図ｂのごとく対向させる。２つの信号はそれぞ
れ３から６へ、３′から６′へ供給される。

第６図は同じく２信号を伝達する場合のコンデ
ンサーの配置の例である。この場合には対向した
固定側電極３，３′と回転側電極６，６′が回転軸
９の方向に２組配置されている。

第７図ａ，ｂは回転する内筒１０と固定した外
筒１１にコンデンサーを３つ配置した例である。
固定した外筒１１の内側にはガード８で互いに隔
離された固定側電極３，３′，３″が設けられ、回
転する内筒１０の外側には回転側電極６，６′，
６″が設けられている。３つの信号はそれぞれ
３，３′，３″から６，６′，６″へ供給される。

本発明においては高周波信号の周波数を各々変
えることにより複数の変調信号を１組の電極（回
転側電極及び固定側電極）により伝達せしめるこ
ともできる。

第８図は１組の電極により３つの異なつた光変
調信号を伝達するための回路の一実施例を示す電
気回路図である。光変調信号はf₁，f₂，f₃は各々
異なつた周波数の高周波信号を出力する高周波発
振器G₁，G₂，G₃に入力される。光変調信号f₁，
f₂，f₃によつて変調された高周波信号は信号合成
回路Ｍにより合成され、この合成された信号は固
定側電極３に印加される。固定側電極３に印加さ
れた合成信号は誘電体層あるいは空気層を通して
回転側電極６に伝達される。この回転側電極６に
伝達された信号は帯域フイルターF₁，F₂，F₃に
より各高周波信号ごとに分離される。この分離さ
れた高周波信号はそれぞれ検波回路D₁，D₂，D₃
で検波されることにより高周波成分が取り除かれ
ることにより光変調信号f₁，f₂，f₃の復調が達成
される。この復調された光変調信号f₁，f₂，f₃は
さらに増幅器A₁，A₂，A₃により増幅されこの増
幅された光変調信号f₁，f₂，f₃により３つの半導
体レーザ等の光源を独立に光強度変調することが
できる。なお回転体側の各回路に必要な電力は他
の手段例えばロータリートランス等により供給す
ることができる。

上述においてAM変調について説明したが
FM、PCM等実在する変調方式が複調回路を変え
ることにより可能である。

以上説明した本発明の光ビーム変調偏向装置に
よれば回転電極によつて非接触で電力変調信号を
送る事ができるのでブラシを用いた給電機構に比
して装置の寿命が長く、電気シヨツクによつて半
導体レーザを損傷してしまうことがなく、また発
電機を用いた給電機構に比べてコンパクトな構造
とすることができかつモータも低パワーのもので
よく、更には回転体停止中においても装置の部品
の電気調節ができるという利点がある。

又、複数個の回転体上の光源をそれぞれ独立に
光変調することも容易に可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ビーム変調偏向装置の斜視
図、第２図は本発明の光ビーム変調偏向装置の断
面図、第３図は本発明の装置の電気回路図、第４
図は本発明の装置の光変調信号処理を説明するた
めの波形図、第５図ないし第７図はコンデンサー
の配置の例を示す図である。第８図は本発明の装
置の別の電気回路図である。 １……半導体レーザ等の光源、２……回転体、
３，３′，３″……固定側電極、４……モータ、５
……回転軸、６，６′，６″……回転側電極、７…
…光源駆動用回路基板、８……ガード、A₁，
A₂，A₃……増幅回路、D₁，D₂，D₃……検波回
路、F₁，F₂，F₃……帯域フイルター、Ｇ，G₁，
G₂，G₃……高周波発振器、Ｍ……信号合成回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定の基板に円板状もしくは円筒状の固定側
   電極を設け、光源を取り付けた回転体に前記電極
   にわずかの間隔をもつて中心を一致させて対向
   し、この電極とともにコンデンサーを形成する円
   板状もしくは円筒状の回転側電極を設け、前記固
   定側電極に所望の光変調用信号で変調された高周
   波信号を印加し、前記固定の基体側から前記回転
   体側へ光変調用信号を供給することを特徴とする
   光ビーム変調偏向装置。 ２ 前記光源、前記固定側電極および前記回転側
   電極を各々同数の複数個ずつ設け、互いに相異な
   つた光変調用信号で変調された複数の高周波信号
   を前記複数の固定側電極の各々に印加し、前記固
   定側電極と対向した前記複数の回転側電極の各々
   に前記相異なつた光変調用信号で変調された高周
   波信号をそれぞれ供給し、前記複数の光源の光変
   調を各々独立に行なうようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光ビーム変調偏向
   装置。