JPS61186921A - 光ビ−ム走査装置 - 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） 本発明は光ビームを偏向して走査面上を走査させる光ビ
ーム走査装置に関するものであり、特に詳細には偏向さ
れた光ビームを２つの光ビームに分割し、一方の光ビー
ムを用いてピッチむらのない走査を行ない、他方の光ビ
ームをモニター光として用いて前記走査との同期信号を
得るようにした光ビーム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） 近年、光ビームを用いて画像の読取りおよび／または記
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、光源から発せられた光ビームは、
回転多面鏡等の偏向器によって反射偏向されて、一定速
度で偏向方向に垂直な方向に送られる（　ｉｌｌ走査さ
れる）走査面上を走査するようになっている。しかしな
がら、従来の走査装置においては光ビームを反射偏向し
て主走査を行なわしめる偏向器は軸ぶれを生じやすく、
このため偏向されて走査面上を走査する走査線は副走査
方向にゆがみをもったものになるおそれがある。また、
特に偏向器として回転多面鏡を用いた場合には、回転多
面鏡の光ビームが入射する各面をそれぞれ回転軸に対し
て完全に平行にすることは技術的に難しく、この回転多
面鏡の面倒れにより走査線のピッチにむらが生じてしま
うという問題がある。そこでこの面倒れ等を補正するた
めにシリンドリカルレンズ等のアナモルフィック光学素
子を偏向器と走査面の間に設けるようにした走査装置が
種々提案されている。さらに前記偏向器はその駆動速度
にむらが生じたり、特に偏向器が回転多面鏡である場合
には各面間で角度分割誤差が生じたりすることがあり、
このために走査長さが一定でなくなるなど走査位置に誤
差が生じることがある。この走査位置誤差の補正を行な
うために、偏向器により反ｔ１４１ｉ向された光ビーム
をハーフミラ−等を用いて分割し、一方の光ビームを用
いて走査を行なうとともに、他方の光ビームをモニター
光としてグリッドに入射させて前記走査との同期信号を
得、この周期信号により走査位置誤差を補正する光ビー
ム走査装置が種々提案されており、さらにこの走査位置
誤差補正機構と前記面倒れ等の補正機構を兼ね備えた走
査装置も提案されている。その−例を第３図および第４
図を参照して説明する。

光ビーム１０２は、ビームエキスパンダ１０３により適
当な太さにされた後シリンドリカルレンズ１０４を通過
して、偏向器である回転多面Ｍ１０５に回転多面鏡の回
転軸に垂直な線像として入射し、回転多面１ｉ　１０５
が矢印一方向に回転するのに伴って反射偏向される。第
３図はこの反射偏向された光ビーム１０２の光路を前記
回転軸と平行な方向から見た概略図であり、第４図は前
記光路を前記回転軸と垂直な方向から見た概略図である
。まず第３図により偏向された光ビーム１０２の主走査
について説明すると、前記回転多面Ｍ１０５により反射
偏向された光ビーム１０２は光路上に設けられたｆθレ
ンズ等の走査レンズ１０６に入射せしめられ、この走査
レンズ１０６に平行光として入射した光ビーム１０２は
さらに、光路上に設けられ、走査に必要な光ビームを透
過し、残りの光ビームを反射するように設定されたハー
フミラ−、ダイクロイックミラー等の光ビーム分割光学
素子１０８に入射し、この光ビーム分割光学素子１０８
により透過された光ビーム１０２ａは、走査レンズ１０
６の焦点路１１１ｆｌｆ＋ｏ６だけ走査レンズ１０６か
ら離れて設けられた走査面１０９上に集束し、ａｌから
８２の範囲で矢印六方向に（り返し主走査が行なわれる
。また前記走査レンズ１０Ｂと光ビーム分割光学素子１
０８との間には面倒れ等による走査線のピッチむらを補
正するためのアナモルフィック光学素子として主走査方
向に延びたシリンドリカルレンズ１０７が設けられてい
るが、これは入射した光を主走査方向と垂直方向（副走
査方向）にのみ集束させるレンズとなっており、第３図
においては光ビーム　１０２を透過させるだけである。

一方、前述したように前記回転多１Ｉｉｉｌ！１０５は
面倒れおよび回転速度むら等を生じることが多（、これ
を補正するシステムを第４図により説明する。

回転多面Ｉｔｉｏｓにより反射された光ビーム１０２は
前記走査レンズ１０６に入射した後、走査レンズを通過
してやや広がった光ビーム１０２を前記走査面１０９上
に副走査方向（第３図において紙面と直角な方向）にの
み集束させるシリンドリカルレンズ１０７に入射する。

この時、回転多面鏡１０５に面倒れ等がなく駆動されて
いれば、光ビームは図中の実線で示す光路を通るが、回
転多面鏡に面倒れ等があって、回転多面１ｔ１０５の反
射ミラー１０５ａが１０５ａ’の位置にずれた場合には
光路は図中一点鎖線で示す位置に移動してしまうことに
なる。しかし実線で示す光路中の光ビームも一点鎖線で
示す光路中の光ビームも前記反射ミラー１０５ａ上の同
一の点から発せられた光であることから、前記シリンド
リカルレンズ１０７は実線の光ビームも一点鎖線の光ビ
ームもともに走査面１０９上の同一位置ａ３に集束させ
ることができるので、面倒れ等により第４図の上下方向
に光ビームの光路がずれてもそのずれを補正することが
可能となる。このように面倒れ等の補正がなされた光ビ
ーム１０２ａは矢印Ｃ方向に副走査される走査面１０９
上を矢印六方向に主走査する。一方、光ビーム１０２の
うち前記光ビーム分割光学素子１０８により反射された
光ビーム１０２ｂは、第４図に示すようにミ光ビーム分
割光学素子１０８の下方で集束し、副走査方向に延びて
設けられた同期信号を得るためのグリッド１１０に入射
し、グリッドを通過した光ビームは光検出器１１１によ
り検出される。このため、前述のように回転多面鏡に回
転速度むらや面間の角度分割誤差が生じて走査線の位置
ずれが起きても、光検出器により前記走査面上における
光ビームの走査位置が検出されるので、走査位置に応じ
て同期信号が発せられて走査位置の誤差が補正される。

しかしながら、従来の光ビーム走査装置においては、面
倒れ等による走査線のピッチむらを補正するためのアナ
モルフィック光学素子はできるだけ走査面近くに配した
方が回転多面鏡の回転に伴なって回転多面鏡の反射面の
出入りが多少あっても面倒れ補正を高精度に行なうこと
ができることから、該アナモルフィック光学素子と走査
面との距離は小さくなっており、このためアナモルフィ
ック光学素子と走査面の間に光ビーム分割光学素子を配
するのは設計上片しいという問題がある。

また、周知のようにグリッドには光ビームの入射方向と
垂直な方向に延びた複数の格子が近接して互いに平行に
設けられているため格子間にはゴミ等が付着し易く、ゴ
ミが格子間を塞いでしまうことがある。このためグリッ
ドへの入射時における光ビームの入射方向と垂直方向の
ビーム径が小さいものであると、ゴミの付着した位置に
入射した光ビームは検出されないという不都合があった
。

（発明の目的） 本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであ
り、走査線のピッチむらおよび走査位置ずれを補正する
機構を備えた光ビーム走査装置において、各光学素子を
無理なく配置することができるとともに、グリッドにゴ
ミ等が付着してもグリッドに入射した光ビームを確実に
検出することのできる光ビーム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） 本発明の光ビーム走査装置は、偏向器により反射偏向さ
れた光ビームの光路上にまず走査レンズが設けられ、次
にこの走査レンズを通過した光ビームを２つの光ビーム
に分割するハーフミラ−。

ダイクロイックミラー等の光ビーム分割光学素子が設け
られ、分割された光ビームの一方が走査用として、他方
がグリッドに入射せしめられるモニター光として用いら
れることを特徴とするものである。前記光ビームはシリ
ンドリカルレンズ等からなる入射用光学系により偏向器
に偏向器の駆動軸に垂直な線像として入射せしめられる
。また、偏向後前記走査レンズを通過し、前記光ビーム
分割光学素子により分割された光ビームのうち一方の光
ビームの光路上には主走査方向に延びたアナモルフィッ
ク光学素子が設けられており、光ビームは前記走査レン
ズとアナモルフィック光学素子とにより走査面上におい
て点像として集束せしめられて、走査が行なわれる。一
方前記光ビーム分割光学素子により分割された他方の光
ビームは、その光路上に設けられたグリッドに入射し、
前記グリッドを通過した光ビームはグリッドの背後に設
けられた光検出器により検出されて光検出器からは同期
信号が発生せしめられる。

（実施態様） 以下、図面を参照して本発明の実施ｔｓ様について説明
する。

第１図は本発明による光ビーム走査装置の一実ｒｓ態様
である放射線画像情報読取装置の概要を示す斜視図であ
る。この読取装置は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励起光で走査して該放射線画像情報
を輝尽発光光として放出せしめ、この輝尽発光光を光電
的に読み取るためのものである。

走査面である蓄積性螢光体シート９Ａには人体等の被写
体の放射線画像情報が蓄積記録されており、シート上を
レーザ光等の励起光で走査すると走査箇所からは蓄積記
録された画像情報に応じて輝尽発光光が生ぜしめられる
。前記励起光であるレーザ光２はレーザ光源１から発せ
られ、ビームエキスパンダ３およびシリンドリカルレン
ズ４を通過した後矢印一方向に回転する回転多面鏡５に
この回転多面鏡５の回転軸に垂直な線像として入射して
反射偏向される。反射偏向されたレーザ光２は走査レン
ズで゛あるｆθレンズ６を通過後、光路上に主走査方向
に延びて設けられたハーフミラ−８Ａに入射する。この
ハーフミラ−８Ａは走査に必要な量のレーザ光２ａを反
射し、残りのレーザ光２ｂを透過せしめるものとなって
いる。ハーフミラ−８Ａにより反射されたレーザ光２ａ
の光路上には主走査方向に延びたシリンドリカルレンズ
７が設けられている。このシリンドリカルレンズ７は入
射せしめられたレーザ光２ａをシート９Ａ上において副
走査方向にのみ集束させるレンズとなっている。また、
前記ｆθレンズ６からハーフミラ−８Ａまでの距ｗＢａ
と、ハーフミラ−８Ａから前記シート９Ａ上までの・距
離すとの和はｆθレンズの焦点距離と等しくなっている
。従って前記回転多面鏡５の軸ぶれや面倒れの有無にか
かわらずレーザ光２ａはシート９Ａ上に集束し、矢印Ｃ
方向に副走査されるシート９上を矢印六方向に主走査す
る。

シート９Ａ上の走査個所からは予め蓄積記録された画像
情報に応じて輝尽発光光（図示せず）が発せられ、この
輝尽発光光は集光体１２により集光されて光検出器１３
に伝えられ、この光検出器１３において電気信号に変換
され、得られた電気信号は画像情報読取回路１４に送ら
れて処理された後、例えばＣＲＴ１５に可視像として出
力せしめられたり、磁気チー７１６に記録されたりする
。

一方前記ハーフミラー８Ａを透過したレーザ光２ｂは光
路上に設けられたグリッド１０に入射する。

このグリッド１０を通過したレーザ光はグリッド１０の
背後に設けられた光検出器１１により検出され、これに
より前記レーザ光２ａの走査位置が検知されて同期信号
が得られるようになっている。前記グ゛　リッド１０は
前述のように格子の間にゴミ、ホコリ等が入りこみやす
く、このゴミやホコリが格子間を塞ぐと、その位置での
光ビームの検出が行なえなくなることがある途、本発明
の装置においてはｆθレンズ６の作用により光ビーム２
ｂは主走査方向にだけしか集束せしめられないので、グ
リッド１０に入射する光ビーム２ｂはグリッド１０の格
子と平行な方向を長手方向とする楕円像または線像とな
り、多少のゴミやホコリがグリッドの格子間に付着して
いても光ビームの検出が妨げられることはない。このた
め、同期信号は確実に得られ、該信号は前記画像情報読
取回路１４に送られるので、回転多面鏡に回転速度むら
や面間の角度分割誤差が生じて走査線の位置がずれても
、前記同期信号により適切な補正がなされて精度の高い
画像情報の読取りを行なうことができる。なお、本実ｔ
ＭＢ様とは逆に前記ハーフミラ−８Ａを透過したレーザ
光を読取り光として用い、ハーフミラ−８Ａにより反射
せしめられたレーザ光をグリッドに入射させるようにし
てもよいが、ハーフミラ−を透過した光はハーフミラ−
の厚さのむらや屈折率のむらの影響を受けやすく精密な
走査には適さない場合があるので、読取り光としてはハ
ーフミラ−による反射光を用いる方が好ましい。

次に第２図を参照して本発明の他の実施態様であるレー
ザ走査記録装置について説明する。なお、上述の実施態
様と共通する部分には同一番号を付し、その説明を省略
する。

レーザ光源１Ａから発せられた記録光であるレーザ光２
Ａは、画像信号出力回路１８からの信号に基づいて変調
器駆動回路１９により駆動される変調器２０に入射せし
められて画像情報に基づいて変調される。（第２図中に
おいて変調されたレーザ光を一点鎖線で示す。）一方、
レーザ光源１Ｂからは前記レーザ光２Ａと波長の異なる
レーザ光２Ｂが発せられ、このレーザ光２Ｂは、前記変
調器２０により変調されたレーザ光２Ａの光路上に設け
られたレーザ光２Ｂを反射させ、レーザ光２Ａを透過せ
しめるダイクロイックミラー２１に入射してレーザ光２
Ａと合成されレーザ光２ＡＢとなる。レーザ光２ＡＢは
ビームエキスパンダ３およびシリンドリカルレンズ４を
経た後回転多面［５に線像として入射せしめられ、回転
多面［５により反射偏向される。反射偏向されたレーザ
光２ＡＢは走査レンズであるｆθレンズ６を通過後、該
レーザ光２ＡＢを、前記レーザ光２Ａの成分を反射させ
、前記レーザ光２Ｂの成分を透過させることにより分割
するダイクロイックミラー８Ｂに入射して再びレーザ光
２Ａおよびレーザ光２Ｂに分割される。

分割されたレーザ光２Ａはシリンドリカルレンズ７を通
過後、ローラ１７の回転により矢印Ｃ方向に副走査され
る写真フィルム等の記録面９Ｂ上を矢印六方向に主走査
し、これにより画像の記録が行なわれる。この記録面９
Ｂ上の走査線は回転多面鏡５の軸ぶれ、面倒れの有無に
かかわらずピッチむらのないものとなっている。一方、
前記ダイクロイックミラー８Ｂを透過したレーザ光２Ｂ
はグリッド１０に該グリッド１０の格子と平行な方向を
長手方向とする楕円像または線像として入射し、グリッ
ドを通過したレーザ光は光検出器により検出され、これ
により走査の同期信号が得られる。この同期信号は前記
画像信号出力回路１８に送られ、前記変調器駆動回路１
９により変調器２０に伝えられるので、前記回転多面鏡
５の回転速度むら等による走査線の位置ずれを補正する
ことができる。

なお、以上説明した本発明の各実施態様においては、面
倒れ等による走査線のピッチむらを補正するためのアナ
モルクイック光学素子としてシリンドリカルレンズが用
いられているが、このシリンドリカルレンズの代りにト
ーリックレンズ等のシリンドリカルレンズ以外のアナモ
ルフィックレンズが用いられてもよいし、あるいはシリ
ンドリカルミラー、トーリックミラー等のアナモルフィ
ックミラーが用いられてもよい。なお、ここで「アナモ
ルフィック光学素子」とは、走査面上において光ビーム
を副走査方向にのみ集束させる機能を有する単一のレン
ズおよびミラーを意味するのみならず、全体として同様
の機能を有する複数のレンズの組合わせ、複数のミラー
の組合わせおよびレンズとミラーの組〆合わせをも含め
て意味する。また、上述の実施態様においては、回転多
面鏡にレーザ光を線像として入射させるためにシリンド
リカルレンズを用いているが、このシリンドリカルレン
ズはシリンドリカルミラーに代えてもよい。さらに、上
述の実施態様においては、回転多面鏡に線像として入射
したレーザ光は偏向されて主走査方向に平行なレーザ光
としてｆθレンズに入射しているが、この偏向された光
ビームは必ずしも主走査方向に平行である必要はなく、
レーザ光が主走査方向に平行でない場合には前記ｆθレ
ンズは蓄積性螢光体シートまたは記録面から自らの焦点
距離だけ離れて設けられるのではなく、光ビームを各走
査面に集束させるのに適当な位置に設けられるようにす
ればよい。また偏向器としては回転多面鏡以外のものも
用いることができることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の光ビーム走査装置
によれば、ハーフミラ−、ダイクロイックミラー等の光
ビーム分割光学素子を光ビームの光路上の走査レンズと
面倒れ補正用のアナモルフィック光学素子の間に設けた
ことにより、従来のようにアナモルフィック光学素子と
走査面との間の短い光路上に光ビーム分割光学素子を設
ける必要がなくなり、光学系の設計１．および各素子の
配置が容易となる。また、グリッドに入射する光ピ−ム
はアナモルフィック光学素子を経ていないので格子と平
行な方向を長手方向とする楕円像もしくは線像として入
射し、グリッドに多少のゴミ等が付着していてもその検
出が妨げられることがなくなる。さらに、光ビーム分割
光学素子は、従来と比べて走査位置から離れて配される
ので短い長さのもので十分となり経済的である等その実
用上の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様である放射線画像情報読取
装置の概要を示す斜視図、 第２図は本発明の他の実施態様であるレーザ走査記録装
置のｍｕを示す斜視図、 第３図は従来の走査装置における光ビームの光路を偏向
器の駆動軸と平行な方向からみた概略図、第４図は従来
の走査装置における光ビームの光路を偏向器の駆動軸と
垂直な方向からみた概略図である。 １．１Ａ、１Ｂ・・・レーザ光源 ２．２ａ、２ｂ、２Ａ、２Ｂ、２ＡＢ・・・レーザ光４
．７・・・シリンドリカルレンズ ５・・・回転多面鏡　　　　　６・・・ｆθレンズ８Ａ
・・・ハーフミラ− ８Ｂ・・・ダイクロイックミラー ９Ａ・・・蓄積性螢光体シート ９Ｂ・・・記録面　　　　　　１０・・・グリッド１１
・・・光検出器　　　　　　１４・・・画像情報読取回
路１８・・・画像信号出力回路　　２０・・・変調器第
３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一定速度で連続的に副走査方向に送られる走査面上
   に、偏向器により反射偏向された光ビームを主走査方向
   に走査させる光ビーム走査装置において、ビーム光源か
   ら発せられた光ビームを前記偏向器に該偏向器の駆動軸
   に垂直な線像として入射させる入射用光学系、前記偏向
   器により偏向された光ビームの光路上に設けられた走査
   レンズ、この走査レンズを通過した光ビームの光路上に
   設けられ、入射せしめられた光ビームの一部を透過させ
   、残りを反射せしめて２本の光ビームに分割する光ビー
   ム分割光学素子、該光ビーム分割光学素子により分割さ
   れた一方の光ビームの光路上に設けられ、この光ビーム
   を前記走査面上に副走査方向にのみ集束させるアナモル
   フィック光学素子、分割された他方の光ビームの光路上
   に設けられたグリッド、および該グリッドの背後に設け
   られ、グリッドを通過した光ビームを検出する光検出手
   段を備えたことを特徴とする光ビーム走査装置。 ２）前記アナモルフィック光学素子が前記光ビーム分割
   光学素子により反射せしめられた光ビームの光路上に設
   けられ、前記グリッドが該光ビーム分割光学素子を透過
   した光ビームの光路上に設けられたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光ビーム走査装置。