KR0181797B1

KR0181797B1 - 레이저 스캐닝 유니트의 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치

Info

Publication number: KR0181797B1
Application number: KR1019960009038A
Authority: KR
Inventors: 유봉준
Original assignee: 이형도; 삼성전기주식회사
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: KR970066748A

Abstract

본 발명은 레이저 스캐닝 유니트의 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치에 대한 것으로 발명의 주된 목적은 빛의 왜곡수차를 보정하기 위해 압전소자를 이용하여 광원의 위치를 가변시키도록 함으로서, 미세한 조정능력을 발휘할 수 있도록 하는데 있다.

이를 위한 특징적인 구성은 레이저 스캐닝 유니트의 광원위치를 가변시키기 위해 구동기구를 형성하되, 압전소자를 내장하여 이 압전소자에 전원이 공급되었을 때 광원인 발광 다이오드의 위치를 이동시킬 수 있도록 하며, 이때 상기한 구동기구는 보드상에서 입설한 베이스와 와이어로 지지된 케이스의 내부에 압전소자를 내장하고, 그 장부를 투명판재로 보호하여 형성한 것이다.

Description

레이저 스캐닝 유니트의 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치

제1도는 종래의 빛 주사 상태를 보인 예시도,

제2도는 종래의 광원 위치 구동기구를 보인 단면도,

제3도는 본 발명의 광원 위치 구동기구를 보인 단면도,

제4도는 본 발명의 빛 주사 상태를 보인 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구동기구 2 : 압전소자

3 : 발광다이오드 4 : 폴라겐 미러

5: 드럼 11 : 케이스

12: 베이스 13 : 와이어

14 : 투명판재 15 : 보드

21 : 요흠부

본 발명은 레이저 스캐닝 유니트에서 광원으로부터 나오는 빛을 드럼에 주사되도록 하되, 그 빛의 왜곡수차를 보상하고자 광원의 위치를 수시로 변화시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 레이저 스캐닝 유니트(Laser Scanning Unit)의 구조를 보면 제1도 도면에서 보듯이 광원인 발광 다이오드(a)에서 나오는 빛을 나란하면서 원통형으로 만들기 위해 콜리메이트 렌즈(b) 및 실린더리컬 렌즈(c)를 통과시키고, 이 빛을 회선하는 나각의 폴리겐 미러(d)를 통해 반사시켜 드럼(Photo Conductive Drum)(e)에 주사하되, 이때 상기한 드럼(e)은 좌, 우로 긴 직선형이고, 주사하는 빛은 상기한 한 지점 즉, 폴라겐 미러(d)의 반사점으로부터 넓게 주사되기 때문에 빛이 상기한 드럼(e)의 중앙, 그리고 좌, 우측 끝부분에 도달하기 위한 거리는 각각 차이가 있게 되고, 따라서 이 수차를 보상해 주기 위하여 한쌍의 보존렌즈(f-θ Lens)(f)(g)를 개입시키고 있다.

그러나 상기와 같은 보상렌즈(f)(g)는 제작이 매우 어렵기 때문에 제품의 단가 상승에 큰 영향을 미치며, 이들을 적당히 배치하고, 광로를 바람직하게 설계하기 위해서는 전체적으로 복잡한 구조를 가질 수 밖에 없기 때문에 상품의 질을 높일 수 없었다.

이러한 종래의 문제점을 감안하여 상기한 보상렌즈(f)(g)를 생략할 수 있는 방법이 근래에 알려졌는데 이는 제2도 도면에서 보는 바와 같이 광원의 위치를 자장에 의한 구동기구(Voice Coil Motor)로서 가변시킬 수 있도록 한 것이다.

이는 제2도 도면에서 보듯이 케이스(h)의 일측편에는 렌즈(k)가 고정되어 있고, 그 내부 안쪽에는 마그네트(m)가 고정되어 있으며, 이들 사이에는 가변부재(n) 상에 발광 다이오드(a)가 내장되는데, 이 발광 다이오드는 상기한 마그네트(m)의 자장과 그 주변에 마련한 코일(p)로써 발생한 자장력에 의해 발광 다이오드의 축방향으로 상, 하 이동을 할 수 있게 되며, 그 이동에 따라서 빛의 왜곡수차를 보정할 수 있게 된 것이다.

그러나 이러한 선행기술 역시 다음과 같은 문제점이 지적되었다.

즉, 상기의 구덩기구(T)는 광원인 발광 다이오드(a)를 가변시킴에 있어서 변위폭 1mm, 변위 정도 0.1㎛, 응답 속도 0.1m/sec로 미세한 능력을 가지지 못하는 바, 이는 고속회전(약 10,000rpm)하는 폴리겐 미러(d)를 사용하고자 했을 때 고해상도를 실현하기가 어렵고, 상기한 코일의 제작에도 높은 정밀도가 요구되기 때문에 생산성이 멀어지는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 발명의 주된 목적은 빛의 왜곡수차를 보정하기 위해 압전소자(Piezo Electric Ceramics)를 이용하여 광원의 위치를 가변시키도록 함으로써, 미세한 조정능력을 발휘할 수 있도록 하는데 있다.

그리고 이를 위한 특징적인 구성은 레이저 스캐닝 유니트의 광원위치를 가변시키기 위해 구동기구를 형성하되, 압전소자를 내장하여 이 압전소자에 전원이 공급되었을 때 광원인 발광 다이오드의 위치를 이동시킬 수 있도록 하며, 이때 상기한 구동기구는 보드상에서 입설한 베이스와 와아어로 지시된 케이스와 내부에 압전소자를 내장하고, 그 상부를 투명판재로 보호하여 형성한 것이다.

이하, 첨부 도면에 따라 본 발명의 상세한 구성 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 구동기구(1)를 보인 것으로 압전소자(2)를 사용하고 있음을 볼 수 있으며, 이는 케이스(11)의 내부에 삽입되어 있고, 그 하부는 베이스(12)와, 와이어(13)로 보드(15)상에 고정되어 있으며, 상부는 투명판재(14)로 덮혀 있다.

상기한 압전소자(2)는 분극처리를 함으로서 전계가 분극방향으로 가해졌을 때 세라믹 소체가 늘어나고, 동시에 분극과 수직된 방향으로는 수축이 일어나도록 되어 있다.

그리고 상기한 압전소자(2)의 내부 중앙에는 요흠부(21)를 형성하여 발과 다이오드(3)를 내장하며, 이 발광 다이오드(3)는 앞서 설명한 바와 같이 압전소자(2)의 체적이 팽창, 수축하는 방향으로 이동할 수 있게 된다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 상태에 대해서 설명한다.

제4도 도면에서 보는 바와 같이 발광 다이오드(3)로부터 빛이 발사되어 나가면 폴리겐 미러(4)에 반사되어 드럼(5)에 조사되는데 이때 드럼(5)의 좌측단과 우측단에 조사되는 빛은 거리가 멀고, 중단에 조사되는 빛은 거리가 짧으므로 이때의 거리에 맞게 상기한 발광 다이오드(3)의 위치를 변화시키게 되는데 거리가 짧아질 때는 발광 다이오드(3)의 위치를 후퇴시키고, 거리가 멀어질 때는 발광 다이오드(3)의 위치를 전진시켜 빛의 왜곡수차를 보정하게 되는 것이다.

이때 압전소자(2)는 변위폭 0.1mm, 변위 정도 0.01㎛, 응답 속도 0.1m/sec의 가변능력을 가지며, 이러한 압전소자를 이용한 구동기구(1)는 광축방향으로 힘을 발생시켜 발광 다이오드(3)의 위치를 변화시키되, 초점거리가 짧고 NA값이 큰 대물렌즈의 초점거리 변화량을 이용하여 주사하게 되는데 실제적으로는 발광 다이오드(3)의 위치를 양 ±20㎛정도 움직이므로서 결상오차를 보정할 수 있다.

그리고 보상렌즈를 생략함으로서 발생하는 등속도 주사의 보정은 높은 주파수어떻기본 클럭을 나누어서 카운터의 주기로 변환시키고 주사 위치에 대응하는 소정의 주기를 나눈 바의 데이터를 롬(ROM)에서 읽어 내며, 노광량을 일정하게 하는 발광 다이오드(3)의 휘도의 보정과 최고 적합한 영상선 폭을 얻게 하도록 발광 다이오드를 ON, OFF하는 펄스 폭의 보상회로의 구성으로 행할 수 있다.

이상에서 자세히 설명한 바와 같이 본 발명은 광원이 발광 다이오드(3)의 위치를 압전소자(2)를 사용하여 가변시키도록 하였기 때문에 보상 렌즈를 생략할 수 있으므로 조립성 및 생산성이 향상될 뿐만 아니라 제품의 생산원가 절감에 크게 기여할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 압전소자(2)는 진동이나 소음이 없고, 구동시 큰 동력이 필요치 않으며, 광학계의 간소화, 유니트의 경량화를 실현할 수 있고, 차후 적층박막의 사용으로 더 정밀하고, 미세한 조정이 가능해지도록 향상시킬 수 있으며, 전기적인 제어로서 주사 속도로 보정하여 고해상도를 이룰 수 있게 되는 것이다.

Claims

레이저 스캐닝 유니트의 광원 위치를 가변시키기 위한 구동기구(1)로서, 압전소자(2)를 내장하여 이 압전소자에 전원이 공급되었을 때 광원인 발광 다이오드(3)의 위치를 이동시킬 수 있도록 하여서 됨을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치.
제1항에 있어서, 상기한 구동기구(1)는 보드(15)상에서 입설한 베이스(12)와 와이어(13)로 지지된 케이스(11)의 내부에 압전소자(2)를 내장하고, 그 상부를 투명판재(14)로 보호하여 이루어짐을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트의 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치.
제1항에 있어서, 상기한 압전소자(2)는 그 중앙에 투명판재(14)를 향한 요흠부(21)를 형성한 후, 그 속에 발광 다이오드(3)를 내장하여 이루어짐을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트의 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치.
제1항 및 제3항에 있어서, 상기한 압전소자(2)는 분극처리하되, 전계를 가할 경우 그 분극 방향으로 팽창하여, 요흠부(21)속의 발광 다이오드(3)가 광축 방향으로 이동하도록 하여서 됨을 특징으로 하는 레이저 스캐닝 유니트의 왜곡수차 보정을 위한 광원위치 가변장치.