KR900007773B1

KR900007773B1 - Scanner

Info

Publication number: KR900007773B1
Application number: KR1019870003039A
Authority: KR
Inventors: 정승배
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 한형수
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1990-10-19
Also published as: KR880011610A

Abstract

The scanner having two flat reflectors with a declined reflecting shaft, amplifies the scanning angle of laser beam. The scanner includes resonator scanner (SC) parallel with first flat reflector (1); second flat reflector (2) connected to the shaft of the scanner (SC).

Description

Optical scanning device using scanning angle amplification

제1도는 본 발명에 따른 광주사장치.1 is a optical scanning device according to the present invention.

제2도는 제1도 광주사장치의 측면도.2 is a side view of the first optical scanning device.

제3도는 a, b, c도는 제1도 광주사장치의 정면도 및 반사판 진동시 광주사 증폭 궤적도.3 is a, b, c is a front view of the optical scanning device and the optical scanning amplification trajectory during vibration of the reflector.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1, 2 : 제1-2평면반사체 BM : 입력빔1, 2: 1-2 Planar Reflector BM: Input Beam

BM01-2, BM01'-2' : 출력빔 P1-P2 : 빔의 전환점BM01-2, BM01'-2 ': output beam P1-P2: beam turning point

본 발명은 광주사장치에 관한 것으로, 특히 두개의 평면반사체중 하나의 평면반사체 축에 대하여 상대적으로 약간 기울여 입사되는 광빔(Laser Beam)이 두반사체에 의해 다반사되어 주사각이 증폭되어지는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly, to an apparatus in which an incident light beam (Laser Beam), which is inclined slightly inclined with respect to one plane reflector axis of two planar reflectors, is reflected by the two reflectors to amplify a scanning angle. will be.

종래의 광주사장치는 기계적 진동을 이용한 공진스켄너(Resonator Scanner)와 렌즈의 특성을 이용한 회전 다면경에 의한 회전다면경스켄너(Polygon Mirror Scanner)가 있다.Conventional photorejuvenation includes a resonator scanner using mechanical vibration and a revolving polygon mirror scanner using a rotating polygon mirror using characteristics of a lens.

상기 전자와 같이 기계적 진동을 이용한 공진스켄너는 높은 진동수에서 관성력 때문에 큰 주사각을 얻기가 어려워 주사폭이 제한됨으로써 어려운 문제가 있는 동시에 고속의 스켄너로 적당치 못한 문제가 있었으며, 후자와 같은 회전다면경스켄너는 회전다면경을 제작하기가 어려운 문제점으로 인해 고가인 동시에 회전다면경으로만은 큰 주사각을 얻기가 어려워 고가의 에프시타(fθ)렌즈를 사용하여야만 하는 문제가 있어 회전다면경을 이용한 광주사장치는 원가가 상승되는 문제가 되었다.Resonant scanners using mechanical vibrations, such as the former, are difficult to obtain large scanning angles due to inertia forces at high frequencies, thus limiting the scanning width. The light scanner is expensive because of the difficulty in producing a rotating facet mirror, and it is difficult to obtain a large scanning angle by the rotating facet mirror alone. Private equipment became a problem of rising costs.

따라서 본 발명의 목적은 두개의 평면반사체중 하나의 반사체축에 대하여 상대적인 각도로 기울려 입사빔이 두평면 반사체에 의해 다반사하여 주사각을 증폭하는 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus for amplifying a scanning angle by inclining an incident beam by the two planar reflectors by tilting at an angle relative to one reflector axis of two planar reflectors.

본 발명의 또다른 목적은 공진에 의한 진동으로써 입사빔의 주삭각을 증폭하여 출력하는 광주사장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a photoprecision device for amplifying and outputting a main cutting angle of an incident beam by vibrating by resonance.

이하 본 발명을 참조한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 따른 광주사장치도로써, 진동스켄너(Scanner) (SC)에 평면으로 놓인 제1평면반사체(1)와, 상기 제1평면반사체(1)의 축에 대하여 소정의 거리 d가 떨어진 위치에 기울기의 각도가 θ로 위치되어 진동스켄너(SC)의 진동에 의해 샤프트(Shaft)가 움직일 때 소정의 각도 θ1로 운동하는 제2평면반사체(2)로 구성된다.FIG. 1 is a light reflecting device diagram according to the present invention, wherein the first planar reflector 1 placed in a plane on a vibration scanner SC and a predetermined distance d with respect to the axis of the first planar reflector 1 are shown in FIG. It is composed of a second planar reflector (2) which moves at a predetermined angle θ1 when the angle of the inclination is positioned at θ so that the shaft is moved by the vibration of the vibration scanner SC.

상기 제1도와 같이 구성된 광주사장치는 입사빔(BM)이 제1평면반사체(1)의 입사점(P1)에 입사되면 입사빔(BM)은 평면으로 놓인 평면 제1평면반사체(1)와 상기 제1평면반사체(1)의 축에 대해 θ각도가 기울려져 위치된 제2평면반사체(2)의 두면사이를 번갈아 반사되어 가면서 진동스켄너(Scanner) (SC)의 진동에 의해 샤프트(SHAFT)의 운동이 좌우로 θ1의 각도로 운동함에 따라 빔의 주사각으로 증폭되어 진다.When the incident beam BM is incident on the incident point P1 of the first planar reflector 1, the incident beam BM is planarly disposed on the planar first planar reflector 1, which is placed in a plane. The shaft is rotated by the vibration of the vibration scanner SC while being alternately reflected between two surfaces of the second planar reflector 2 positioned at an angle of θ with respect to the axis of the first planar reflector 1. As the motion of is moved from side to side at an angle of θ1, it is amplified by the scanning angle of the beam.

한편 제2도는 제1도에 도시된 광주사장치를 정면인 (A) 방향에서 보았을 입사빔(BM)의 각도가 기울기θ만큼 변화하는 상태를 보인 도면이고, 제3도는 제1도의 광주사장치를 측면방향인 (B) 방향에서 보았을때의 상태 도면으로써 제3(a)도는 진동스켄너의 샤프트가 좌우θ1의 각도로 진동시에 입사빔(BM)이 증폭주사되는 상태도이고, 제3(b-c)도는 제2평면반사체(2)가 좌우로 진동시 빔의 궤적도이다.FIG. 2 is a view showing a state in which the angle of the incident beam BM seen from the direction (A), which is the front face of the Gwangju Spinach shown in FIG. 1, is changed by the slope θ, and FIG. 3 is a side view of the Gwangju Spinach of FIG. 3 (a) is a state diagram in which the incident beam BM is amplified and scanned when the shaft of the vibration scanner vibrates at an angle of θ1 left and right, and FIG. 3 (bc) is This is the trajectory diagram of the beam when the biplane reflector 2 vibrates from side to side.

본 발명에 따른 제1도의 동작을 제2도 및 제3도를 참조하여 설명한다.The operation of FIG. 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

지금 레이저빔(BM)이 제1평면반사체(1)의 입사빔(P1)에 입사되어지면 제1평면반사체(1)의 특성에 의해 입사되어지는 레이저빔(BM)은 제2도와 같이 반사되어 제2평면반사체(2)의 점 P3로 입사된다.When the laser beam BM is incident on the incident beam P1 of the first planar reflector 1, the laser beam BM incident by the characteristics of the first planar reflector 1 is reflected as shown in FIG. 2. Incident on the point P3 of the second planar reflector 2.

이때 상기 제2평면반사체(2)의 점 P3에 입사되어진 레이저빔(BM)은 제2평면반사체(2)가 제1평면반사체(1)에 대하여 상대적으로 기울여져 있는 각도 θ만큼씩 감소되어 제1평면반사체(1)로 입사된다.At this time, the laser beam BM incident on the point P3 of the second planar reflector 2 is decreased by an angle θ in which the second planar reflector 2 is inclined relative to the first planar reflector 1, and thus Incident on one plane reflector 1.

상기와 같이 입사된 레이저빔(BM)은 제1-2평면반사체(1-2)에 의해 다반사되어 전환점(P4)에 이르게되면 레이저빔(BM)의 평면에 대한 입사각이 제로점을 넘게된다. 전환점(P4)을 넘어서게되면 입사된 방향과 반대방향이 되어 제2평면반사체(2)에 대한 입사각이 한번 반사할 때마다 기울기 각도 θ만큼씩 증가하면서 출력빔(BM0)으로써 두평면반사체＜제1, 제2평면반사체(1-2)＞ 사이를 빠져나가게 된다.When the incident laser beam BM is multi-reflected by the first-two plane reflector 1-2 to reach the turning point P4, the incident angle with respect to the plane of the laser beam BM exceeds the zero point. When it exceeds the turning point P4, it becomes in the opposite direction to the incident direction, and the incident angle with respect to the second planar reflector 2 is increased by the inclination angle θ every time it is reflected, while the two planar reflectors <first , The second planar reflector (1-2)> passes through.

이때 제2평면반사체(2)의 전환점(P4)에서부터 탈출하기 직전의 반사점(P4)의 길이 즉 반사의 길이를Ln이라하면 하기의 식과 같이 쓸수 있다.At this time, if the length of the reflection point P4 immediately before the escape from the turning point P4 of the second planar reflector 2, that is, the reflection length, can be written as follows.

n ; 제2평면반사체(2)에 반사된 횟수의 반n; Half of the number of times reflected by the second planar reflector 2

d ; 두 평면반사체 사이의 거리d; Distance between two planar reflectors

ψ; 전환점에서의 입사각ψ; Angle of incidence at the turning point

상기 (1)식은 반경이 R인 레이저빔이 두 평면반사체(l-2)사이를 빠져나가기 위해서는 하기 (2)식을 만족하여야 한다.Equation (1) above must satisfy the following Equation (2) in order for the laser beam having a radius of R to pass between the two planar reflectors (l-2).

L_n+1- Ln＞ R ……………………………………………………………… (2)L _{n + 1} -Ln> R... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (2)

한편 상기와 같이 제1, 제2평면반사체(1) (2) 사이를 레이저빔(BM)이 입사하여 다반사하는 상태에서는 진동스켄너(SC)가 제1평면반사체(1)에 대하여 θ1/2의 각도로 진동을 시작하면 샤프트(SHAFT)축에 접속된 제2평면반사체(2)가 제3(a)도와 같이 θ1의 각도로 진동을 시작한다.On the other hand, in the state where the laser beam BM enters and reflects between the first and second planar reflectors 1 and 2 as described above, the vibration scanner SC is θ1 / 2 with respect to the first planar reflector 1. When the vibration starts at an angle of, the second planar reflector 2 connected to the shaft shaft starts vibration at an angle of θ1 as shown in FIG. 3 (a).

따라서 제2도와 같이 제1평면반사체(1)의 반사점(P1)에 입사된 레이저빔(BM)은 제2평면반사체(2)의 진동에 따른 방향으로 2n번 반사를 반복하여 nθ1의 각도로 증폭되어 제1, 제2평면반사체(1-2) 사이를 빠져나가 출력빔(BM0)으로 되어져 출력함을 알 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 2, the laser beam BM incident on the reflection point P1 of the first planar reflector 1 is repeatedly amplified at an angle of nθ1 by repeating 2n reflections in the direction of vibration of the second planar reflector 2. It can be seen that the light exits between the first and second plane reflectors 1-2 and becomes the output beam BM0 to output.

즉 진동스켄너(SC)의 진동에 의해 제2평면반사체(2)가 제3(a)로 와같이 우측방향으로 θ1/2의 각도로 기울려지면(파선) 제1평면반사체(1)의 반사점(P1)으로 입사된 레이저빔(BM)은 제2평면반사체(2)의 재반사점(P3)의 반사가 제1평면반사체(1)의 점(PA)로 반사되어져 제3(b)도와 같은 레이저 궤적으로써 제2도와 같이 반사되어 출력빔(BM0)로 출력된다.That is, when the second planar reflector 2 is inclined at an angle of θ1 / 2 in the right direction as shown in the third (a) by the vibration of the vibration scanner SC (dashed line), the reflection point of the first planar reflector 1 In the laser beam BM incident to P1, the reflection of the re-reflection point P3 of the second planar reflector 2 is reflected to the point PA of the first planar reflector 1, and as shown in FIG. As the laser trajectory, it is reflected as shown in FIG. 2 and output to the output beam BM0.

따라서 진동스켄너(SC)의 진공각도(θ1/2)의 변화에 따라 기울어지기 시작하면 제3(b)도와 반대인 제3(c)도와 같이 광이 주사됨을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the light is scanned as shown in FIG. 3 (c), which is opposite to the third (b) when the inclination of the vibration scanner SC changes with the vacuum angle θ1 / 2.

그러므로 제2평면반사체(2)의 진공각도가 θ1/2의 각도로 진동할 때 결국 양쪽으로 펴저 나감으로써 2nθ1배로 중폭되어 주사된다.Therefore, when the vacuum angle of the second planar reflector 2 vibrates at an angle of 1/2, it eventually spreads out to both sides and is scanned at 2nθ1 times.

따라서 상술한 바와같이 본 발명은 레이저 광주사장치를 하나의 평면반사체 축에 대하여 상대적인 각도로 기울리게 하여 진동시키어 큰 주사각을 얻을 수 있어 광주사장치를 용이하게 제작할 수 있는 이점이 있다.Therefore, as described above, the present invention has the advantage that the laser light scanning device can be tilted at a relative angle with respect to one plane reflector axis and vibrated to obtain a large scan angle, thereby easily manufacturing the light scanning device.

Claims

Vibration scanner SC that vibrates as a resonance corresponding to a frequency, a first planar reflector 1 placed in parallel with the vibration scanr SC, and a predetermined direction in the vertical direction of the first planar reflector 1. It consists of a second planar reflector (2) connected to the shaft of the oscillation scanner (SC) at a distance d is apart, the incident light beam is moved by the vibration of the resonance scanner (SC) And a plurality of reflections between the second planar reflector (2) and the first reflector (1) moving at a predetermined angle θ1 to amplify the optical reflection angle.