JPS61200524A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JPS61200524A
JPS61200524A JP60040685A JP4068585A JPS61200524A JP S61200524 A JPS61200524 A JP S61200524A JP 60040685 A JP60040685 A JP 60040685A JP 4068585 A JP4068585 A JP 4068585A JP S61200524 A JPS61200524 A JP S61200524A
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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） 本発明は複数の半導体レーザから射出されたレーザビー
ムを、１本のビームに合成して走査する光走査装置、特
に詳細には合成ビームのビートによって画素毎の走査光
量変動が生じることを防止する機能を備えた光走査装置
に関するものである。
（発明の技術的背頌および先行技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して走査する
光走査５Ａ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−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、電子線、紫外線等）を照射すると、この放射線エネ
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蓄積
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充電的に読み取って画像信号を得、
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５５−１２４２９号、同５５−１
１６３４０号、ｆｒｉｌ　５５　１６３４７２丹、同５
６−１１３”）５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、こｒ導体レー蚤アを用いた光走査装置の使用が
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
走査装置を、この敢Ｑ４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も極めて難
しい。
そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザから十分高
エネルギーの走査ビームを得るために、複数の半導体レ
ーザを使用し、これらの半導体レーザから射出されたレ
ーザビームを１本に合成することが考えられる（この場
合、各レーザビームは走査点までの光路途中で１本に合
成されていてもよいし、また走査点上で１本に合成され
てもよい）。このような場合、例えば合成ビームの波長
を前記蓄積性螢光体の励起波長領域に合わせる等のため
、一般に各レーザビームの波長は互いに揃えられる。と
ころが波長が揃ったレーザビームを合成する場合、各レ
ーザビームに掻く僅かの波長差が有ると、合成ビームに
ビートが生じるようになる。このように走査ビームにビ
ートが生じると、走査光量が画素毎に異なってしまい、
走査記録あるいは読取りの精度が著しく損なわれる。
（発明の目的） そこで本発明は、上記ビー１〜による画素毎の走査光量
変動を生じることなく、複数のレーザビームを合成して
走査しつる光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） 本発明の光走査装置は、前述のように複数の半導体レー
ザから射出されｌζ各レーデビームを１本に合成して走
査する光走査装置において、任意の相異なる２つの半導
体レーザの発振波長λｉ、λｊを、画素周波数をＭ１光
速をＣとしたとき、１λｉ−λｊ｜≧λｉλｊＭ／ｃ なる関係を満たすように選択したことを特徴とするもの
である。
２つのレーザビームが合成されたビームにおいて生じる
ビートの周波数Δνは、両レーザビームの周波数をνｉ
、νＪ、！：すると、１νｉ−νｊ１である。ここで光
速をＣとすれば、 νｉ　＝ｃ／λｉ、νｊ　＝Ｃ／λｊであるから、Δシ
＝ＩＣ／λｉ−ｃ／λＪ１ ＝、Ｃ１λｉ−λｊｌ／λｉ　；４ｊ 上記ビ一ト周波数Δνが画素周波数Ｍよりも上の高けれ
ば、すなわち Ｍ≦Δν＝＝Ｃ１λｉ−λｊｌ／λｉλｊ、、１λ１−
λｊ　｜≧λｉλＪＭ／Ｃ・・・（１）となっていれば
、ビートは各画素内で同様に繰り返し発生するようにな
るから、画素毎の走査光量は略一定となる。
（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光走査装置を慨略的
に示すものである。−例として４つの半導体レーザ１１
．１２．１３．１４は互いにビーム射出軸を平行に揃え
て配置され、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
から射出されたレーザビームは、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、共通のガルバノメータミラー５に入射する
。
ガルバノメータミラー５は図中矢印へ方向に往復回動じ
、上記平行ビーム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つの合成ビームスポット
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
光ビーム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。
ここで本実施態様においては、半導体レーザ１１〜１４
はすべて一例として発振波長７８０ｎｍのものが使用さ
れ、波長７８０ｎｍの単色光ビームによって被走査面７
を走査するようにしている。しかし周知の通り、半導体
レーザ１１〜１４が射出するレーザビーム４１〜４４の
波長は極（僅かずつ異なり、これら半導体レーザ４１〜
４４は、相異なる２つの半導体レーザの発振波長λｉ、
λｊが前記（１）式を満たすように選択されている。す
なわち−例として被走査面７の走査における画素周波数
が１ＭＨ１、合成ビームのビート周波数を該画素周波数
の５倍Ｐｉ！ｌｕに設定するとすれば、１λｉ−λｊ１ ＝５Ｘ　（７８０Ｘ１０４）２　Ｘ１Ｘ１０”　／３Ｘ
１０ａζ１×１０″’ｎｍ・・・（２） つまり相異なる２つの半導体レーザは、その発振波長の
差が１ｘ１０４ｎｍ程度有るように選択される。４つの
半導体レーザ１１〜１４は、そのうちの任意の２つの半
導体レーザの組合わせについて上記関係が成立するよう
に選択されている。
半導体レーザ１１〜１４の発振波長が上記のように選択
されていれば、２本のレーザビームが合成されて生じる
ど一トの周波数は、前述のように画素周波数の約５侶と
なる。つまりこのビートによる走査光の光量変動は、第
２図に示すように１画素においてそれぞれ約５回ずつ繰
り返すものとなるので、結局走査光量はすべての画素に
おいて一定となる。
なお２つの半導体レーザの発振波長を上述のように互い
に変えるのであるから、前記（２）式の数値７８０ｎｍ
　＜＝λｉ＝λｊ）は厳密に言えば正確ではないが、こ
の７８０ｎｍが１×１０′Ｉｎｍ程度増減しても（２）
式から求められる波長差（？１ｘ１０′５ｎｍ）がほと
んど変わらないことは自明であろう。
第３図に示されるように、合成ビームのビートの周波数
が画素周波数よりも低くなれば、このビー１−により各
画素における走査光量が変動してしまう。このような画
素毎の走査光り変動を無くすためには、最小限上記ビー
ト周波数を画素周波数と等しくすればよい。すなわち１
λｉ−λｊ　１≧λ１λｊＭ／ｃである。しかし各画素
毎の走査光量をより均等化するためには、上記実施態様
におけるように、ビート周波数が画素周波数の５倍以上
程度となるように、ずなわち１λｉ−λｊ　１≧５（λ
ｉλｊＭ／Ｃ）となるように半導体レーザ１１〜１４の
発振波長を選択するのが好ましい。
ところで半導体レーザの１本の縦モードのスペクトル幅
は、温度、電流が完全に安定した理想条件下で数ＴｒＬ
Ｗの出力を得るように駆動した場合、１０−５　人のオ
ーダーと言われている。しかしこの値は半導体レーザの
駆動条件によって変化する。例えば素子温度を±０．０
１°に程度に安定化し、ざらに電流帰還を施して出力を
安定化した場合のスペクトル幅は１０４大のオーダーに
なり、電流帰還を施さない場合はｔｏ−３Ａのオーダー
になる。また素子温度を特に安定化せずに室温で動作さ
せ、電流帰還も施さないと１０゛１人のオーダーになる
。ざらに温度や電流の変化が大きい場合はモードホッピ
ングと言われる縦モードのとびが生じ、１とびで２〜３
Ａ程度の波長変化が生じる。
従って前述した複数の半導体レーザの発振波長の選択に
当っては、どのような駆動条件で駆動するかを考慮し、
その条件下で個々の半導体レーザが起こす波長変化に対
し、任意の瞬時において任意の相異なる２つの半導体レ
ーザの発振波長λｉ、λｊが（１）式を満すように予め
選択しておく必要がある。
なお以上説明の実施態様においては、４本のレーザビー
ム４１〜４４が走査スポットＳにおいて合成されている
が、第４図に示されるように、複数のレーザビーム４１
〜４６をホログラム素子や２軸性結晶素子等の公知のビ
ーム合成手段５０によって１本のビーム５１に合成し、
この合成ビーム５１を回転多面鏡５２等の光偏向器によ
り偏向するようにしてもよい。この第４図の装置におい
ては、各々コリメータレンズ２１〜２６と組み合わせて
６つの半導体レーザ１１〜１６が用いられ、６木のレー
ザビーム４１〜４６が１本に合成されるようになってい
る。この場合も６つの半導体レーザ４１〜４６を、その
うらの任意の２つの発振波長がづぺて前記（１）式を満
足Ｊるように選択すれば、前述と同様の効果が得られる
。勿論、合成するレーザビームの数はこの第４図の装置
における６本、前記第１図の装置におけろ４本に限られ
るものではなく、必要に応じた数のレーザビームを合成
ずればよい。
なお光ビームを偏向さぼる光偏向器としては、前述した
ガルバノメータミラーや回転多面鏡の他、ホログラムス
キ１！す、ＡＯＤ　（音響光学光偏向器）等が用いられ
てもよい。
また、以上は光偏向器を用いて合成ビームを偏向し、被
走査面を走査する例についてのみ述べたが、光ディスク
を走査する場合のように被走査媒体の回転と光学ヘッド
の移動によるなどの種々の光走査装置にも本発明は適用
しうる。
（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光走査装置によれば、
合成ビームのビートのために画素毎に走査光量が変動す
ることが防止され、走査記録あるいは走査読取りの精度
を十分に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の光走査装置の第１実施態様を示す概略
図、 第２図は本発明の詳細な説明づる説明図、第３図は合成
ビームのビートによる画素毎の走査光量変動を説明する
説明図、 第４図は本発明の光走査装置の第２実施態様を示す概略
図である。 ５・・・ガルバノメータミラー ７・・・被走査面 １１．１２．１３．１４．１５．１６・・・半導体レー
ザ４１．４２．４３．４４．４５．４６・・・レーザビ
ーム５１・・・合成ビーム　　　５２・・・回転多面鏡
第１図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数の半導体レーザから射出された各レーザビー
    ムを１本に合成して走査する光走査装置において、任意
    の相異なる２つの半導体レーザの発振波長λｉ、λｊが
    、画素周波数をＭ、光速をｃとしたとき、 ｜λｉ−λｊ｜≧λｉλｊＭ／ｃ なる関係を満たすように選択されていることを特徴とす
    る光走査装置。
  2. （２）｜λｉ−λｊ｜≧５（λｉλｊＭ／ｃ）であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光走査装置
    。
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