JPS6212892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ホログラム・スキヤナーに関す
る。

レーザービームを同一平面内で周期的に偏向さ
せ、被走査体を光走査して、原稿の読取り、ある
いは画像記録を行なうことは従来知られている。

レーザービームを偏向する方法としては、回転
多面鏡やガルバノミラー等を用いる機械的方法が
従来行なわれてきたが、近来、このような機械的
方法に替えて、ホログラムを利用する光偏向方法
が提案されてきている。このホログラムによる光
偏向方法を光走査に利用したのが、ホログラム・
スキヤナーである。このホログラム・スキヤナー
というのは、要するに、発散光束もしくは集束光
束を物体光として記録されたホログラムの一部を
再生光により照射して、集束性のホログラム回折
光を再生し、上記再生光の照射位置に対して、ホ
ログラムを所定の方向へ移動させて、ホログラム
回折光を偏向させ、この偏向光束を走査ビームと
して被走査体の光走査を行なう装置であるが、ま
ず、その原理的な部分について、簡単に説明す
る。

第１図において、ととは、ホログラム記録
状態を示している。は平面図、は側面図であ
る。

ホログラム記録体１は、中空シリンダーであ
る。このホログラム記録体１に、S₀点を発散の起
点とする発散光束Ａを物体光として入射させ、同
時に、この発散光束Ａと可干渉な集束光束Ｂを参
照光として、物体光の入射位置へ入射させ、物体
光との干渉状態を記録する。図中Ｓ点は、集束光
束Ｂの集束点である。ホログラム記録体１を、第
１図でＳ点を通り図面に垂直な軸のまわりに所
定の角度ずつ回転させて、このような記録を繰返
せばホログラム記録体１には、全く等価なホログ
ラムが複数個記録される。図示の例では、上記回
転の角度を略60度とすることで６個の等価なホロ
グラムを記録できる。その後、ホログラム記録体
１に対し、現像等、必要な処理を行なうことによ
り、ホログラム記録体１に複数個のホログラムを
得ることができる。

このようにして、ホログラム記録体１上に得ら
れた相互に等価なホログラムのひとつ、ホログラ
ムＨに、第１図に示すごとく、Ｓ点に対応する
S′点から発散する、前記参照光Ｂと共役な発散光
束B₀を再生光として入射させれば、ホログラム
回折光として、集束光束A₀が再生され、この集
束光束A₀は、S₀点に対応するS₀′点に集束する。
次に、再生光の発散性を絞つて、再生光がホログ
ラムＨの一部を照明するようにしてみると、再生
されるホログラム回折光は、集束光束A₀の一部
となる。

そこで、第２図に示すように、S′点から発散す
る細幅の再生光B₀₁を用いて、この再生光の照射
によつて、ホログラムの一部が照明されるように
し、ホログラム記録体１を、S′点を通り図面に垂
直な軸のまわりに等速回転させてみる。この回転
により、第２図に示すように、ホログラムＨの
側端部が、再生光B₀₁の照射領域へ侵入すると、
集束光束A₀の一部A₀₁が再生され、この再生され
た集束光束A₀₁は、S′₀₁点に集束する。ホログラ
ム記録体１がさらに回転して第２図の状態とな
ると、S′₀₂点に集束する集束光束A₀₂が再生さ
れ、さらに、第２図の状態になると、S′₀₃点に
集束する集束光束A₀₃が再生される。結局、再生
光B₀₁により、ホログラムＨが照射される間、常
に、集束光束A₀の一部が再生され、再生される
集束光束は、再生光B₀₁によるホログラム照射部
を起点として、ホログラム記録体１の回転方向と
同方向へ偏向する。ホログラム記録体１の回転に
従い、再生光B₀₁に照射されるホログラムは順次
切換るが、記録体１上のホログラムは互いに等価
であるから、どのホログラムが照射されても、再
生される集束光束の偏向は全く一様なものとな
る。偏向する集束光束の、集束点の軌跡は、第３
図に示す如く、ホログラム記録体１の回転軸を中
心とする円弧Ｌとなり、また集束点の移動は、上
記円弧Ｌ上で等速的である。

ホログラム・スキヤナーは、上記の如き、偏向
集束光束を、走査ビームとして光走査に供するの
である。なお、上記説明例では、中空シリンダー
状のホログラム記録体につき説明したが、記録体
形状は、中空シリンダー状のもののほか、デイス
ク状のものや、平板状のもの等がある。

ところで、ホログラム・スキヤナーでは、ホロ
グラム回折光を走査ビームとして用いるのである
が、走査ビームとして用いる以上、偏向するホロ
グラム回折光は、その光強度が走査とともに変動
しないものであることが望ましい。しかしなが
ら、実際には、光強度は走査とともに変動する。
この光強度の変動の原因となるものには、記録時
における物体光の、空間的な強度むらと、ホログ
ラム記録体の空間周波数記録特性によるものとが
ある。物体光の空間的な強度むらは、あるいは除
去することも可能であるが、記録体における空間
周波数記録特性によるものは、不可避的である。

そこで、この、記録体の空間周波数記録特性に
起因する光強度の変動につき、簡単に説明する。

このような光強度の変動の生ずる、原因は、第
一に、ホログラム・スキヤナーにおいてはホログ
ラム記録体上のホログラムが、発散光束もしくは
集束光束を物体光束として記録される点にある。
第１図を参照すれば、ホログラム記録体へのホ
ログラム記録が、発散光束を物体光として用いて
いるため、物体光と参照光との干渉角がホログラ
ム記録の中央部に比し、側縁部へ向うにつれて大
きくなつていることが容易に理解されるであろ
う。物体光として発散光束もしくは集束光束を用
いる限り、この事情は全く一般的である。ところ
で、物体光、参照光の波長をλ、干渉角すなわち
互いに干渉する波面の交角をθとすると、ホログ
ラム記録体の記録面上での干渉縞の空間周波数
は で与えられ、この空間周波数は、干渉角θの増
加とともに大きくなつていく。

ホログラムは結局のところ、物体光と参照光と
の干渉縞を記録したものに他ならないが、ホログ
ラム記録体における空間周波数記録の特性は、第
４図に示すように、空間周波数の増加に伴い、そ
のMTFが次第に減少する。換言すれば、空間周
波数の増大に伴い、記録の正確さは次第に低下し
ていくのである。このことを考えれば、すぐに理
解されるように、ホログラム・スキヤナーのホロ
グラムでは干渉角が小さく、空間周波数の小さ
い、ホログラム中心部分では、比較的正確に干渉
縞が記録されるのに対し、ホログラム側端部で
は、干渉角の増加に伴い干渉縞の空間周波数が次
第に高くなるので、記録の正確さは次第に低下す
る。

今、かりに、第５図に示すごとく、ホログラム
記録体１従つてホログラムＨを固定し、再生光
B₀₁を反時計方向へ角速度ωで回転させたものと
考え、ホログラムＨ上の位置をωｔで対応させて
みればホログラムＨに記録されている干渉縞の空
間周波数はωｔの変化に伴い、図中に示す如く
変化する。しかるに、ホログラムＨにおいて記録
されている干渉縞の濃度分布は、ホログラム記録
体１の空間周波数記録特性の影響を受け、ホログ
ラムＨの側端部側では次第にコントラストが低下
している。このため、このようなホログラムＨを
再生光B₀₁で照射する場合、ωｔの位置でのホロ
グラム回折光の強度は、図中に示すように、ホ
ログラム側端部側に向うにつれて減少していく。

従つて、前記説明したごとく、再生光B₀₁を固
定して、ホログラム記録体１を角速度ωで回転さ
せ走査ビームで、走査面Ｒ上を走査すれば、走査
方向にξ軸を取れば、ξ軸上の走査ビームの光強
度は、第６図に示すように、走査領域の両側部
で低下してしまう。

以上は、ホログラム記録体における空間周波数
記録特性に起因する、走査ビーム光強度の変動に
関する説明である。

ホログラム記録時に、物体光の空間的な強度む
らがあると、記録されたホログラムにおける干渉
縞の濃度分布は、例えば第７図に示す如くなり、
濃度分布の包絡線（１点鎖線）の形状が、空間的
な強度むらに応じて、空間周波数記録特性による
ものの包絡線（破線）形状から変化する。このよ
うなホログラムを用いて、光走査を行なえば、走
査ビームの、走査面上における光強度の変動は、
第６図に示すよりも、さらに複雑なものになる。

本発明の目的は、ホログラム・スキヤナーにお
ける、このような走査ビームの光強度の走査面上
における変動を除去すべく、ホログラム・スキヤ
ナーを改良することにある。

以下、本発明を説明する。

まず、本発明の特徴につき説明すれば、次のよ
うになる。本発明のホログラム・スキヤナーで
は、第８図に示す如く、走査ビームの偏向領域
に、濃度フイルターＦを配し、この濃度フイルタ
ーＦに、上述の、走査面における走査ビームの光
強度の変動を相殺するような濃度分布を与えるこ
とにより、上記光強度の変動を除去するのであ
る。

周知の如く、濃度フイルターの濃度Ｄと、透過
率Ｔのあいだには、Ｄ＝−logTの関係があるか
ら、走査ビームの光速度Ｉに応じて、透過光の強
度Ｉ・Ｔが均一化されるように濃度分布Ｄを定め
ればよいのである。第８図においてηは、濃度フ
イルターＦ上に設定した、走査方向の座標軸であ
り、グラフＤ（η）、濃度フイルターＦに与える
べき濃度分布の１例を示している。

濃度フイルターＦを作製するには、上述の手順
で、まずＤ（η）を決定し、決定されたＤ（η）
を、適宜の方法でフイルター材料に付与すること
により行なえばよいが、次のようにすれば、極め
て簡単に作製できる。すなわち、写真乾板を第８
図の濃度フイルターＦの位置におき、再生光B₀₁
により走査ビームを再生し、ホログラム記録体１
を、走査時と同様、角速度ωで回転して露光を行
なう。写真乾板を現像すれば、露光された部分が
黒化するが、その黒化した部分の濃度Ｄは、露光
光量Ｅの対数logEに略正比例する。すなわちＤ
＝logE、一方、前述したごとくＤ＝−logTであ
るから、logT・Ｅ＝Ｏ、すなわち、Ｔ・Ｅ＝
１、従つて、このように現像した写真乾板を露光
時と同一位置、すなわち、第８図のフイルターＦ
の位置におき、走査を行なえば、現像された乾板
を透過する走査ビームの光量は均一化され、従つ
て走査面Ｒ上における走査ビームの、走査に伴う
光強度の変動は除去される。すなわち、上記の如
くして露光・現像された乾板は、本発明の濃度フ
イルターとして用いうるのである。

第９図には、本発明による、原稿読取用のホロ
グラム・スキヤナーの１例を、第１０図には、画
像記録用のホログラム・スキヤナーの１例を、と
もに要部のみ略示する。なお、繁雑をさけるた
め、混同の恐れがないものについては、第１図以
下第８図までに用いてきた符号をそのまま用い、
第９図に始めてあらわれたものについても、混同
のおそれのないものについては、そのまま第１０
図においても用いた。第９図において、符号１０
０で示すレーザー光源からのレーザー平行ビーム
は平面鏡１０１に反射され、集束レンズ１０２に
入射したのち、集束光となつてS′点に入射し、そ
の後発散光束となり絞り１０３により、光束形状
を整えられて再生光B₀₁となつて、ホログラム記
録体１に入射する。ホログラム記録体１は、モー
ターＭに固装されて、同モーターによつて、回転
軸Ｇのまわりに等速回転させられる。ホログラム
記録体１上のホログラムによつて再生された集束
性の走査ビームＳ・Ｂは、濃度フイルターＦを透
過して、その光強度の不均一を除去され、走査面
上を矢印方向へ搬送される原稿Ｏを光走査する。

第１０図において、レーザー光源１００から放
射されたレーザービームは、平面鏡１０１に反射
されたのち、集束レンズ１０２によつて集束光と
なつてAO変調素子１０４に入射し、同素子に印
加される画像信号に応じて強度変調を受ける。強
度変調されたレーザービームはさらに、集束レン
ズ１０５に入射し、同レンズの作用によりS′点に
集束したのち、発散光となり、絞り１０３により
光束形状を整えられたのち、再生光B₀₁となつ
て、回転するホログラム記録体１のホログラムに
入射し、画像記録用の走査ビームＳ・Ｂ・Ｒが再
生される。このビームは、濃度フイルターＦを透
過したのち、走査部に配置されたドラム状の感光
媒体０１の周面を走査する。同周面は、感光媒体
０１の矢印方向への回動に伴い副走査され、同周
面上に、前記画像信号に応ずる画像に対応する潜
像が形成される。

このように、本発明によれば、光強度に変動の
ない走査ビームで走査を行ないうるホログラム・
スキヤナーを提供できる。なお、上記説明では、
ホログラム記録体として中空シリンダー形状のも
のを例にとつたが、本発明は又、デイスク状や平
板状のホログラム記録体を用いるホログラム・ス
キヤナーにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、ホログラム・スキヤナー
の原理を説明するための図、第４図乃至第７図
は、本発明により解決しようとする問題を説明す
るための図、第８図は、本発明を説明するための
図、第９図は本発明の１実施例を要部のみ略示す
る側面図、第１０図は、本発明の他の実施例を要
部のみ略示する側面図である。 １……ホログラム記録体、Ｈ……ホログラム、
B₀₁……再生光、Ｓ・Ｂ……走査ビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 集束光束もしくは発散光束を物体光として記
   録されたホログラムの一部を再生光により照射し
   て、集束性のホログラム回折光を再生し、上記再
   生光の照射位置に対して上記ホログラムを定方向
   へ移動させることにより、上記ホログラム回折光
   を偏向させ、この偏向光束を走査ビームとして光
   走査に供する光走査方式において、 走査ビームの偏向領域に濃度フイルターを配
   し、 この濃度フイルターにおける濃度分布を、走査
   面上における走査ビームの光強度が、走査ととも
   に変動しないように定めたことを特徴とする、ホ
   ログラム・スキヤナー。