JP2687983B2 - 少なくとも１つの画素用の光学的位置定め装置 - Google Patents
少なくとも１つの画素用の光学的位置定め装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は請求範囲１による少なくとも２つの画素（な
いし画像点）用の光学的位置定め装置に関する。
いし画像点）用の光学的位置定め装置に関する。
画素位置定め系は多種の適用例及び数多の構成が公知
である。或るグループのものは情報の検出のため又は書
込みのため、面のラインごとの走査に用いられる。ここ
で支配的であるのは連続的に回転する機械的光偏向素子
である。
である。或るグループのものは情報の検出のため又は書
込みのため、面のラインごとの走査に用いられる。ここ
で支配的であるのは連続的に回転する機械的光偏向素子
である。
機械的偏向運動の精度を高めるため機械的偏向系の所
定のクラスのものを音響光学的ディフレクタを介しての
付加的偏向手段を組合せることが公知である（DE−OS24
43379、US−PS4279472）。そのようなクラスの機械的偏
向系には振動ミラー又はポリゴン（多角形）輪のような
走査系があり、上記走査系では当該偏向面は偏向素子に
当るビーム束に対してたんに小さな角度を成す。即ち、
そのような偏向系に対してのみ、画像平面内又は等価個
所にて検出された誤り方向検出結果の方向（情報）が、
偏向位置に無関係に前スキャン系に配置されている音響
光学的偏向器に伝送される。
定のクラスのものを音響光学的ディフレクタを介しての
付加的偏向手段を組合せることが公知である（DE−OS24
43379、US−PS4279472）。そのようなクラスの機械的偏
向系には振動ミラー又はポリゴン（多角形）輪のような
走査系があり、上記走査系では当該偏向面は偏向素子に
当るビーム束に対してたんに小さな角度を成す。即ち、
そのような偏向系に対してのみ、画像平面内又は等価個
所にて検出された誤り方向検出結果の方向（情報）が、
偏向位置に無関係に前スキャン系に配置されている音響
光学的偏向器に伝送される。
但し、例えばプリズム偏向器又は回転軸に対して45度
を成すミラー面を有する（双方を回転軸対して平行に照
射して）走査系に対してはそのようにはならない。
を成すミラー面を有する（双方を回転軸対して平行に照
射して）走査系に対してはそのようにはならない。
更に、異なった波長の光束を選別し、同時に順次走査
のために用い得る系も公知である。例えばJP−Ａ−2281
7に示されている（これは請求項１の上位概念に相当す
る）。
のために用い得る系も公知である。例えばJP−Ａ−2281
7に示されている（これは請求項１の上位概念に相当す
る）。
さらに公知技術水準に属するレーザプリンタでは整合
調整可能な半導体レーザから発するビーム束が直線状の
走査線（ライン）に沿っての走査運動を以て、ホログラ
ムモジュールを用いて、レーザプリンタの記録ドラム上
の感光性の記録材料に亙って導かれる（EP−OS027788
3）。ホログラムモジュールと走査平面との間の光路中
にfo−レンズが、ビーム束を焦点合せ（フォーカシン
グ）するために挿入配置されている。ホログラム体は透
明な多角形体であり、この上にはレーザビーム束の照射
を受ける所望の数のホログラム格子が設けられている。
最も簡単な場合にはホログラムモジュールの代わりにホ
ログラムレンズが設けられ得る。ホログラムモジュール
及びホログラムレンズは光偏向性の波長分散性（波長依
存−回折（屈折）特性可変）の素子、換言すれば当該の
回折特性が実質的に光波長に依存する素子を成す。それ
により、高速で行なわれ得るビーム束の非機械的走査が
達成される。上記位置定め装置の変形も公知であり、こ
れら変形装置ではホログラムモジュールは同時に複数の
ビーム束の照射を受けそれら複数ビーム束は例えば３つ
の可制御のレーザから発せられる。ここでホログラムモ
ジュール上での３つのビーム束の照射角は同じであるか
相互に異なり得る。
調整可能な半導体レーザから発するビーム束が直線状の
走査線（ライン）に沿っての走査運動を以て、ホログラ
ムモジュールを用いて、レーザプリンタの記録ドラム上
の感光性の記録材料に亙って導かれる（EP−OS027788
3）。ホログラムモジュールと走査平面との間の光路中
にfo−レンズが、ビーム束を焦点合せ（フォーカシン
グ）するために挿入配置されている。ホログラム体は透
明な多角形体であり、この上にはレーザビーム束の照射
を受ける所望の数のホログラム格子が設けられている。
最も簡単な場合にはホログラムモジュールの代わりにホ
ログラムレンズが設けられ得る。ホログラムモジュール
及びホログラムレンズは光偏向性の波長分散性（波長依
存−回折（屈折）特性可変）の素子、換言すれば当該の
回折特性が実質的に光波長に依存する素子を成す。それ
により、高速で行なわれ得るビーム束の非機械的走査が
達成される。上記位置定め装置の変形も公知であり、こ
れら変形装置ではホログラムモジュールは同時に複数の
ビーム束の照射を受けそれら複数ビーム束は例えば３つ
の可制御のレーザから発せられる。ここでホログラムモ
ジュール上での３つのビーム束の照射角は同じであるか
相互に異なり得る。
連続調整可能なレーザ及びホログラフィーモジュール
ないし偏向素子を有するそれらすべての公知の実施例に
おいて欠点となるのは高い精度で画像点ポジションを調
整し得るのは極く限られた数に過ぎず、そのような限ら
れた数の画素ポジションでは殊に画素（パイクセル）に
対する活字印刷上の精細な要求度の高い植字作業には十
分でない。達成可能な画素ポジション数は当該の種類の
光学的位置定め装置では基本的に、精確に再現可能の波
長に対して所要のスペクトル幅、及び光源の連続的スペ
クトル調整領域により定められる。例えば、レーザダイ
オードのスペクトル連続調整領域（これはほぼ10nmであ
る）のもとで、そして、0.1〜0.3nm/kの波長の典型的温
度依存性のもとで、0.1kへの温度安定化の際にもせいぜ
い1000の精確な画像ポジション数しか達成できず、一
方、グラフィック産業向けの走査器では典型的に10000
のポジションが分解されるべきである。
ないし偏向素子を有するそれらすべての公知の実施例に
おいて欠点となるのは高い精度で画像点ポジションを調
整し得るのは極く限られた数に過ぎず、そのような限ら
れた数の画素ポジションでは殊に画素（パイクセル）に
対する活字印刷上の精細な要求度の高い植字作業には十
分でない。達成可能な画素ポジション数は当該の種類の
光学的位置定め装置では基本的に、精確に再現可能の波
長に対して所要のスペクトル幅、及び光源の連続的スペ
クトル調整領域により定められる。例えば、レーザダイ
オードのスペクトル連続調整領域（これはほぼ10nmであ
る）のもとで、そして、0.1〜0.3nm/kの波長の典型的温
度依存性のもとで、0.1kへの温度安定化の際にもせいぜ
い1000の精確な画像ポジション数しか達成できず、一
方、グラフィック産業向けの走査器では典型的に10000
のポジションが分解されるべきである。
たんに音響周波数の変化をするだけで、機械的運動の
ない音響光学的偏向器を用いての、従来技術に属する画
素位置定めの手段もまた、当該偏向器はたんに比較的に
少数の画素位置（ポジション）のみを分解し、たんにわ
ずかな（小さな）偏向角度しか実現できないという制
約、制限がある。上記の音響周波数変化は音響光学的偏
向器にて生ぜしめられる。
ない音響光学的偏向器を用いての、従来技術に属する画
素位置定めの手段もまた、当該偏向器はたんに比較的に
少数の画素位置（ポジション）のみを分解し、たんにわ
ずかな（小さな）偏向角度しか実現できないという制
約、制限がある。上記の音響周波数変化は音響光学的偏
向器にて生ぜしめられる。
高い位置定め精度のもとでの大きな有用な偏向角度を
次のような公知の光学−機械的位置定め装置が有し得
る、即ち、光偏向素子が殊に回転軸を中心として回転す
る当該光学機械的位置定め装置が有し得る。殊に、回転
軸に対して45゜を成して配置されている面を有するポリ
ゴンミラーが有利である、それというのはそれにより達
成可能な1:1の回転角度の変換が、走査角において可能
になるからである。更に、90゜方向変換付きの偏向プリ
ズム（先行のポリゴンミラーのような）は例えば支承部
ウォブリングによる、又は振動による、理想的ミラーポ
ジションに対する悪影響、障害の作用を受け難い。後続
の走査対物レンズを有する回転プリズムは傾倒運動に対
して影響を受け難い。
次のような公知の光学−機械的位置定め装置が有し得
る、即ち、光偏向素子が殊に回転軸を中心として回転す
る当該光学機械的位置定め装置が有し得る。殊に、回転
軸に対して45゜を成して配置されている面を有するポリ
ゴンミラーが有利である、それというのはそれにより達
成可能な1:1の回転角度の変換が、走査角において可能
になるからである。更に、90゜方向変換付きの偏向プリ
ズム（先行のポリゴンミラーのような）は例えば支承部
ウォブリングによる、又は振動による、理想的ミラーポ
ジションに対する悪影響、障害の作用を受け難い。後続
の走査対物レンズを有する回転プリズムは傾倒運動に対
して影響を受け難い。
多くの領域分野において、殊にグラフィック産業にお
いて、上述の光学的−機械的走査器（これは走査動作中
画平面又は被走査面にわたって少なくとも１つのビーム
束を動かす）では、利用可能な走査速度の増大に対する
要求、必要性が存する。そのような走査速度増大は次の
ようにして達成される、即ち、たんに１つの画素による
のみならず、複数の、有利には相互に等間隔をおいて導
かれる画素によっても走査されるようにするのである。
有利な光学的−機械的走査系（これは回転軸に対して45
゜を成す面を有するポリゴンミラーを以て、又は少なく
とも１つのプリズムを以て構成され得、また、理想的は
場合は回転軸線内に位置するビーム束の照射を受ける）
では複数のビームを相互に平行に、以て、部分的に強制
的に回転軸線外に位置して拡大することは不可能であ
る、それというのは偏向素子又は偏向器の回転が画素の
回転に影響を及ぼす（当該画素が光学的軸又は回転軸に
位置していない限り）からである。当該走査線の１つの
領域内にて複数の画素が、走査方向に対して直角方向の
１つの線上にあるとすれば当該の１つの線はそのつどの
回転角に相応して上記走査線のほうに傾くこととなる。
いて、上述の光学的−機械的走査器（これは走査動作中
画平面又は被走査面にわたって少なくとも１つのビーム
束を動かす）では、利用可能な走査速度の増大に対する
要求、必要性が存する。そのような走査速度増大は次の
ようにして達成される、即ち、たんに１つの画素による
のみならず、複数の、有利には相互に等間隔をおいて導
かれる画素によっても走査されるようにするのである。
有利な光学的−機械的走査系（これは回転軸に対して45
゜を成す面を有するポリゴンミラーを以て、又は少なく
とも１つのプリズムを以て構成され得、また、理想的は
場合は回転軸線内に位置するビーム束の照射を受ける）
では複数のビームを相互に平行に、以て、部分的に強制
的に回転軸線外に位置して拡大することは不可能であ
る、それというのは偏向素子又は偏向器の回転が画素の
回転に影響を及ぼす（当該画素が光学的軸又は回転軸に
位置していない限り）からである。当該走査線の１つの
領域内にて複数の画素が、走査方向に対して直角方向の
１つの線上にあるとすれば当該の１つの線はそのつどの
回転角に相応して上記走査線のほうに傾くこととなる。
それにより提起される本発明の課題とするところは冒
頭に述べた形式の位置定め位装置を次のように発展改良
させることにある、即ち、多数の画像ポジションの高い
分解能のもとで少なくとも２つの画素の同時の位置定め
により当該走査速度が所定係数分だけ改善されるように
改良発展させることにある。
頭に述べた形式の位置定め位装置を次のように発展改良
させることにある、即ち、多数の画像ポジションの高い
分解能のもとで少なくとも２つの画素の同時の位置定め
により当該走査速度が所定係数分だけ改善されるように
改良発展させることにある。
上記課題は請求項１の特徴部分により解決される。
それによれば、上記位置定め装置は複数の画素の同時
の位置定めのため、異なった可調整の波長の同数の相応
の光源を有する。上記光源から発せられるビーム束は第
２の光偏向素子（これはここでも１次近似的に波長依存
性でない）を用いて１つの共通平面内で延在して偏向さ
れる。
の位置定めのため、異なった可調整の波長の同数の相応
の光源を有する。上記光源から発せられるビーム束は第
２の光偏向素子（これはここでも１次近似的に波長依存
性でない）を用いて１つの共通平面内で延在して偏向さ
れる。
別の光学的素子により構成される位置定め装置は次の
ような有利な構成要件を有する、即ち、複素の画素の同
時の位置定めのため、異なった可調整の波長の相応の数
の光源が設けられており、更に、上記光源から発するビ
ーム束が第２の光偏向素子を用いて１つの共通の平面内
に延びるように偏向され、少なくとも１つの光学素子に
照射され、更に、上記の付加的光学素子の出力ビーム路
中に少なくとも１つの波長分散性素子は次のように配置
構成されている。即ち、それにより異なった波長のビー
ム束が例えば当該第２の偏向方向とは別の方向に相互に
分離されるように配置されているのである。
ような有利な構成要件を有する、即ち、複素の画素の同
時の位置定めのため、異なった可調整の波長の相応の数
の光源が設けられており、更に、上記光源から発するビ
ーム束が第２の光偏向素子を用いて１つの共通の平面内
に延びるように偏向され、少なくとも１つの光学素子に
照射され、更に、上記の付加的光学素子の出力ビーム路
中に少なくとも１つの波長分散性素子は次のように配置
構成されている。即ち、それにより異なった波長のビー
ム束が例えば当該第２の偏向方向とは別の方向に相互に
分離されるように配置されているのである。
上記付加的光学的素子は有利に画素の焦点合せ（フォ
ーカシング）のための典型的に精巧な対物レンズであ
り、このレンズはただ１つ構成されさえすればよい。請
求項３によれば、付加的光学素子として画素の共通の焦
点合せのための対物レンズが用いられ、この対物レンズ
は第２偏向器の後方に配置され、ビーム束は実質的に第
２の非波長依存性の運動する偏向器を介して当該の子午
平面内で経過する。まさに、そのようなスキャン（走
査）−対物レンズ（これは軸線外れの利用のために特に
精巧複雑に構成される必要性がある）にはすべてのビー
ム束が共通に照射されるのが有利である。
ーカシング）のための典型的に精巧な対物レンズであ
り、このレンズはただ１つ構成されさえすればよい。請
求項３によれば、付加的光学素子として画素の共通の焦
点合せのための対物レンズが用いられ、この対物レンズ
は第２偏向器の後方に配置され、ビーム束は実質的に第
２の非波長依存性の運動する偏向器を介して当該の子午
平面内で経過する。まさに、そのようなスキャン（走
査）−対物レンズ（これは軸線外れの利用のために特に
精巧複雑に構成される必要性がある）にはすべてのビー
ム束が共通に照射されるのが有利である。
本発明の位置定め装置では画素のポジションが、−第
２の光偏向素子（これは非波長依存性である）による画
素の偏向を別とすれは−波長分散性素子に対する光源の
相対的配置関係と、光源から発せられる波長とにより定
まる。当該の達成可能な位置定め領域は画素と波長分散
性素子との間の光学系の部分と、波長領域（この波長領
域に亙り光源が連続調整され得る）とにより制限され
る。前述のパラメータは広い限界内で適用事例に依存し
て選定され得る。
２の光偏向素子（これは非波長依存性である）による画
素の偏向を別とすれは−波長分散性素子に対する光源の
相対的配置関係と、光源から発せられる波長とにより定
まる。当該の達成可能な位置定め領域は画素と波長分散
性素子との間の光学系の部分と、波長領域（この波長領
域に亙り光源が連続調整され得る）とにより制限され
る。前述のパラメータは広い限界内で適用事例に依存し
て選定され得る。
可調整の波長の適当な光源として、広帯域に、又は多
重線でエミッション（発光）するランプが、後置接続の
可変のモノクロメータと共に、また、広帯域に連続調整
可能なレーザ、例えば色素レーザ、又は固体レーザ（Cr
−又はTi−ドーピング付）、半導体レーザ、又はガスレ
ーザも（多重エミッション線を以て）使用され得る。
重線でエミッション（発光）するランプが、後置接続の
可変のモノクロメータと共に、また、広帯域に連続調整
可能なレーザ、例えば色素レーザ、又は固体レーザ（Cr
−又はTi−ドーピング付）、半導体レーザ、又はガスレ
ーザも（多重エミッション線を以て）使用され得る。
例を挙げて、これまで説明して来た事項について述べ
る。機械的な第２偏向器は回転ミラー形又はプリズム形
偏向器であるものとし、その際その偏向器は20μｍの画
素間隔のもとで15.000の分解可能な典型的画素数ないし
10μｍの画素間隔のもとで30000の画素数を有し、ま
た、数μｍから10分の数μｍまでの領域内の精度を有す
るものとする。第１偏向器に対しては光源の波長が10nm
だけ変化され得、確実に再現可能な変化（分散）に対す
るステップの大きさは0.1nmであるものとする。その際1
00の応答可能なポジションが得られる。所定の素子の分
散（性）が後続の光学系に対して次のように適合調整さ
れているものとする、すなわち、10nmの波長変化のもと
で画素が20μｍだけシフトされるように調整されている
ものとする。このことは0.1nmの波長分散（変化）ごと
に0.2nmの空間分解能に相応する。ぞれにより、第１偏
向系の分解能は第２偏向系のそれに比して１より大の１
オーダ大となるが、走査（スキャン）領域は著しく狭め
られた状態下におかれる。当該組合せにおいて２つの系
の強さ（特長面）が統合され得る。
る。機械的な第２偏向器は回転ミラー形又はプリズム形
偏向器であるものとし、その際その偏向器は20μｍの画
素間隔のもとで15.000の分解可能な典型的画素数ないし
10μｍの画素間隔のもとで30000の画素数を有し、ま
た、数μｍから10分の数μｍまでの領域内の精度を有す
るものとする。第１偏向器に対しては光源の波長が10nm
だけ変化され得、確実に再現可能な変化（分散）に対す
るステップの大きさは0.1nmであるものとする。その際1
00の応答可能なポジションが得られる。所定の素子の分
散（性）が後続の光学系に対して次のように適合調整さ
れているものとする、すなわち、10nmの波長変化のもと
で画素が20μｍだけシフトされるように調整されている
ものとする。このことは0.1nmの波長分散（変化）ごと
に0.2nmの空間分解能に相応する。ぞれにより、第１偏
向系の分解能は第２偏向系のそれに比して１より大の１
オーダ大となるが、走査（スキャン）領域は著しく狭め
られた状態下におかれる。当該組合せにおいて２つの系
の強さ（特長面）が統合され得る。
別の実施例においては分散性素子は実質的に平行なビ
ーム束の照射を受け、焦点合せ光学系の前に位置するも
とする。
ーム束の照射を受け、焦点合せ光学系の前に位置するも
とする。
分散性素子として格子周期Ｄを有する格子が使用され
る場合波長λに対してブラッグ条件のセッティングのも
とで Ｄ sin ｗ（λ）＝λ （式１） が得られ、但し、ｗは格子垂線に対する角度、従って、
プラッグ入射のもとで格子の零次と１次回折との間の角
度の1/2である。
る場合波長λに対してブラッグ条件のセッティングのも
とで Ｄ sin ｗ（λ）＝λ （式１） が得られ、但し、ｗは格子垂線に対する角度、従って、
プラッグ入射のもとで格子の零次と１次回折との間の角
度の1/2である。
Ｄ＝0.2mmで、可変光源の平均波長λ＝800であるもの
とするとｗ（λ０）＝0.2292度が得られるか、又は、他
の表示形態では4mradに等しい。
とするとｗ（λ０）＝0.2292度が得られるか、又は、他
の表示形態では4mradに等しい。
隣接する波長λに対しては良好な近似で下記の関係式
が成立つ。
が成立つ。
△ｗ＝△λｗ（λ０）／λ０＝0.005mrad/nm（式２） 但し△λ＝λ−λ０ （但し、△λ＝λ−λ０） 格子に後続するフォーカシング光学系、ｆ＝400nmの
焦点距離ｆによっては画像平面内において下記の変位が
生じる。
焦点距離ｆによっては画像平面内において下記の変位が
生じる。
△ｙ＝ｆ tan（△ｗ） （式３） もって、△λ＝1nmごとに△ｙ＝２μｍ、従って、10n
mの波長変化の場合20μｍの変位が生じる。
mの波長変化の場合20μｍの変位が生じる。
分散性素子として垂直に通過照射するのではないプリ
ズムの境界面が空気中で使用される場合はプリズムの材
料としてBK7の仮定のもとでほぼｎ＝1.511の屈折率、及
び、中心波長λ＝780nmのもとで △n/△λ＝２×10-5/nm の分散が生じる。出射面に対してwi＝14度のビーム束の
入射角に対してはλ＝780nmのもとで出射角変位角度wa
に対して、屈折法則によれば ｎ sin（wi）＝sin（wa） （式４） 但し、空気の屈折率１が用いられており、下記の関係性
が成立っている。
ズムの境界面が空気中で使用される場合はプリズムの材
料としてBK7の仮定のもとでほぼｎ＝1.511の屈折率、及
び、中心波長λ＝780nmのもとで △n/△λ＝２×10-5/nm の分散が生じる。出射面に対してwi＝14度のビーム束の
入射角に対してはλ＝780nmのもとで出射角変位角度wa
に対して、屈折法則によれば ｎ sin（wi）＝sin（wa） （式４） 但し、空気の屈折率１が用いられており、下記の関係性
が成立っている。
wa＝（780nm）＝arc sin（1.511 sin 14度） ＝21.4411度 λ＝770nmに対しては下記の関係性が成立つ。
wa＝（770nm）＝arc sin（1.5112 sin 14度） ＝21.4440度 当該角度差は式（３）に従ってフォーカシング光学系
ｆ＝400nmを介して、画像平面内で丸められて△ｙ＝20
μｍに変換される。それにより、同様に10μｍの波長変
化の場合、上記例において示されたポジションシフト
（位置移動）が達成される。
ｆ＝400nmを介して、画像平面内で丸められて△ｙ＝20
μｍに変換される。それにより、同様に10μｍの波長変
化の場合、上記例において示されたポジションシフト
（位置移動）が達成される。
第２の、即ち主偏向方向外での位置定め領域の増大の
ためには複数の波長分散性の素子がビーム路（光路）中
で直列的に配置され得、又はそのような素子は光路の付
加的一定の方向変換の後多重にビームの通過照射を受け
得る。少なくとも１つの波長分散性素子と関連づけての
光源の波長制御による第２の主偏向装置外への画素の位
置定めは光学的−機械的走査系における加算的調整素子
として、位置定めの高度の精密性の際の小さい位置変化
に対して適する。
ためには複数の波長分散性の素子がビーム路（光路）中
で直列的に配置され得、又はそのような素子は光路の付
加的一定の方向変換の後多重にビームの通過照射を受け
得る。少なくとも１つの波長分散性素子と関連づけての
光源の波長制御による第２の主偏向装置外への画素の位
置定めは光学的−機械的走査系における加算的調整素子
として、位置定めの高度の精密性の際の小さい位置変化
に対して適する。
請求項１の基本手法の変形によれば、複数のビーム束
を次のような場合にも波長分散性素子を用いて１つの画
素に統合することが可能である、即ちビーム束が波長分
散性素子のところまで別個に延びる場合でも上記のよう
に統合することが可能である。種々の源の画素の統合の
ためには粗調整のための付加的機械手段が設けられ得、
上記粗調整に対しては付加的に上記光源の適当な波長の
選定により所属の微調整が行なわれ得る。適用例は走査
スキャナであり、これは種々のスペクトル領域の光源に
より夫々１つの画素を走査するものであり、又は、位置
定め装置であり、これは１つの画素にて高いエネルギを
まとめ、従って複数の光源を当該画素にて結像すべきも
のである。
を次のような場合にも波長分散性素子を用いて１つの画
素に統合することが可能である、即ちビーム束が波長分
散性素子のところまで別個に延びる場合でも上記のよう
に統合することが可能である。種々の源の画素の統合の
ためには粗調整のための付加的機械手段が設けられ得、
上記粗調整に対しては付加的に上記光源の適当な波長の
選定により所属の微調整が行なわれ得る。適用例は走査
スキャナであり、これは種々のスペクトル領域の光源に
より夫々１つの画素を走査するものであり、又は、位置
定め装置であり、これは１つの画素にて高いエネルギを
まとめ、従って複数の光源を当該画素にて結像すべきも
のである。
請求項１にて特定された位置定め装置（ここでは種々
の源の画素が所定の別個の位置を絶対的にとるべきであ
ると共に相互に相対的な位置関係をとるべきものであ
る）では相対的な位置定めを、同様に光源の適当な波長
の調整により行なわせ得る。上記の相対的な位置関係は
付加的な機械的な調整素子の使用により機械的構成及び
位置定め装置の安定性への要求度を高めることなく、時
間的に波長の制御によっても達成され得る。
の源の画素が所定の別個の位置を絶対的にとるべきであ
ると共に相互に相対的な位置関係をとるべきものであ
る）では相対的な位置定めを、同様に光源の適当な波長
の調整により行なわせ得る。上記の相対的な位置関係は
付加的な機械的な調整素子の使用により機械的構成及び
位置定め装置の安定性への要求度を高めることなく、時
間的に波長の制御によっても達成され得る。
上述のように第２の光偏向素子（これは動作上の主偏
向を行なわせる）は光学的−機械的偏向器の構成部分で
あり得る。上記偏向器は特に次のようにすれば有利であ
る、即ち、回転軸に対して45゜を成して配置されたポリ
ゴンミラー面として構成されるか、又はプリズム、殊に
ペンタプリズム（ここでは幾つかのプリズム面における
反射が利用され、後続の対物レンズと共に十分ウォブリ
ングの補償の作用が行なわれる）として構成されるよう
にするのである。
向を行なわせる）は光学的−機械的偏向器の構成部分で
あり得る。上記偏向器は特に次のようにすれば有利であ
る、即ち、回転軸に対して45゜を成して配置されたポリ
ゴンミラー面として構成されるか、又はプリズム、殊に
ペンタプリズム（ここでは幾つかのプリズム面における
反射が利用され、後続の対物レンズと共に十分ウォブリ
ングの補償の作用が行なわれる）として構成されるよう
にするのである。
幾つかの適用例にとっては波長分散性の素子が、光学
的−機械的偏向器の可動、殊に回転運動の部分と連結さ
れている。殊に当該利点とするところは、波長分散性素
子の有効面積が小さくされ得、動作上の偏向角度を重畳
させる必要はなく、分散性素子に対する入射特性が一層
良好に一定に保持され得る（回転角に依存せずに）こと
である。有利には可制御の波長の光源としてレーザが使
用され得る。
的−機械的偏向器の可動、殊に回転運動の部分と連結さ
れている。殊に当該利点とするところは、波長分散性素
子の有効面積が小さくされ得、動作上の偏向角度を重畳
させる必要はなく、分散性素子に対する入射特性が一層
良好に一定に保持され得る（回転角に依存せずに）こと
である。有利には可制御の波長の光源としてレーザが使
用され得る。
請求項９によれば２つの画素に対する光学的位置定め
装置において、個別の波長の各光源が、当該光源から発
する光束の照射を受ける波長分散性の素子と次のように
組合される、即ち所望の画素ポジションが調整されるよ
うに組合される。上記において上記の２つの画素は夫々
スペクトル的に狭帯域の光源から発する各１つのビーム
束を用いて、並びに、少なくとも１つのビーム束との照
射を受ける波長分散性の素子全体を用いて生ぜしめられ
る。要するに請求項９の光学的位置定め装置は所定の作
成段階に係わるものであり、この作成段階では夫々の装
置にとって好適な組合せ、即ち、非可変の個別の波長を
有する光源を実施及び配置の点で適合した波長分散性素
子との好適な組合せが選定される。殊に、製造プロセス
に制約される又は定まる個別のエミッション波長を有す
る光源、例えば半導体レーザダイオードが選定され得
る。このために例えば、わずかに異なる分散を有する複
数の波長分散性の素子から成る所定の適当な波長分散素
子が選定され、これは夫々の半導体ダイオードの１つ又
は１対と組合される。２つより多くの画素の場合には第
３の源からは各１つの別の、別個に照射を受ける分散性
素子が設けられるか、又は、有利に、可変の波長の各１
つの源が設けられる（請求項２に規定のように）。
装置において、個別の波長の各光源が、当該光源から発
する光束の照射を受ける波長分散性の素子と次のように
組合される、即ち所望の画素ポジションが調整されるよ
うに組合される。上記において上記の２つの画素は夫々
スペクトル的に狭帯域の光源から発する各１つのビーム
束を用いて、並びに、少なくとも１つのビーム束との照
射を受ける波長分散性の素子全体を用いて生ぜしめられ
る。要するに請求項９の光学的位置定め装置は所定の作
成段階に係わるものであり、この作成段階では夫々の装
置にとって好適な組合せ、即ち、非可変の個別の波長を
有する光源を実施及び配置の点で適合した波長分散性素
子との好適な組合せが選定される。殊に、製造プロセス
に制約される又は定まる個別のエミッション波長を有す
る光源、例えば半導体レーザダイオードが選定され得
る。このために例えば、わずかに異なる分散を有する複
数の波長分散性の素子から成る所定の適当な波長分散素
子が選定され、これは夫々の半導体ダイオードの１つ又
は１対と組合される。２つより多くの画素の場合には第
３の源からは各１つの別の、別個に照射を受ける分散性
素子が設けられるか、又は、有利に、可変の波長の各１
つの源が設けられる（請求項２に規定のように）。
波長分散性素子として一般に有利に平坦な格子構造が
使用され得る。そのような格子構造には音響光学的に生
ぜしめられる格子構造の使用が含まれる。
使用され得る。そのような格子構造には音響光学的に生
ぜしめられる格子構造の使用が含まれる。
このことは例えば請求項11によれば少なくとも１つの
ホログラムによって実現され得る。
ホログラムによって実現され得る。
但し、波長分散性素子は請求項12により従来通り少な
くとも１つの光学的素子から成っていてもよく、この光
学的素子にはそれの光学的軸外のビーム束が進入する。
その場合、当該プリズム作用ないし色収差が主軸外にお
かれて利用されるレンズであってもよい。光学的位置定
め装置において付加的な波長分散性素子を省くことがで
きる。
くとも１つの光学的素子から成っていてもよく、この光
学的素子にはそれの光学的軸外のビーム束が進入する。
その場合、当該プリズム作用ないし色収差が主軸外にお
かれて利用されるレンズであってもよい。光学的位置定
め装置において付加的な波長分散性素子を省くことがで
きる。
請求項13によれば波長分散性素子は異なる屈折率の２
つの媒質間で実質的に平坦な少なくとも１つの境界面を
有し、上記境界面は照射されるビーム束の軸に対して斜
め方向に配向されている。このことにはプリズムの使用
が含まれる。
つの媒質間で実質的に平坦な少なくとも１つの境界面を
有し、上記境界面は照射されるビーム束の軸に対して斜
め方向に配向されている。このことにはプリズムの使用
が含まれる。
波長分散性の素子の種々の実施例に対して上記のEP−
OS277883に就いて言及する。
OS277883に就いて言及する。
次に４つの図を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は１つのビーム路（光路）を２重に偏向する、２
つの光源付きの光学的位置定め装置の模式図である。
つの光源付きの光学的位置定め装置の模式図である。
図２は複数のビーム束が１つの画像点においてまとめ
られる光学的位置定め装置の部分を模式的に示す平面略
図ないし側面略図である。
られる光学的位置定め装置の部分を模式的に示す平面略
図ないし側面略図である。
図３は実質的に回転軸にてビーム束の照射を受ける鏡
反射性の偏向器を有する光学的位置定め装置を模式的に
示す図である。
反射性の偏向器を有する光学的位置定め装置を模式的に
示す図である。
図４は光偏向素子を拡大して示す側面図である。
図１には可調整の波長の２つの狭帯域光源1,1aを有す
る光学的位置定め装置を示す。それら光源から発するビ
ーム束は部分透過性のミラー1bにてまとめられる。当該
ビーム路中には波長分散性素子２、光学−機械的偏向器
３（これは回転軸４を中心として回転可能である）走査
対物レンズ５が配置されている。光源から発せられた光
は走査対物レンズ５により画素において走査ライン６に
沿って結像される。走査ライン６における走査運動７は
光学的機械的偏向器３の回転に帰せられ、動作上又は第
２の走査運動と称せられる。走査線６は一方では波長λ
１にて走査される。この波長には例えば１つの瞬時の画
素ポジションＢ（λ１）が相応する。光源1aにて異なる
波長が調整されているので、他方では、静止状態の波長
分散性素子２により生ぜしめられた１つの画像ポジショ
ンが、Ｂ（λ２）にて生じる。図１には２つの画素Ｂ
（λ１）、Ｂ（λ２）が同じ走査線６に位置する特別な
場合が示してある。一般に、他の実施例では第１の偏向
運動（これは光源１の波長の変化により生ぜしめられ
る）は第２偏向運動に向って夫々の方向に行なわれ得
る。
る光学的位置定め装置を示す。それら光源から発するビ
ーム束は部分透過性のミラー1bにてまとめられる。当該
ビーム路中には波長分散性素子２、光学−機械的偏向器
３（これは回転軸４を中心として回転可能である）走査
対物レンズ５が配置されている。光源から発せられた光
は走査対物レンズ５により画素において走査ライン６に
沿って結像される。走査ライン６における走査運動７は
光学的機械的偏向器３の回転に帰せられ、動作上又は第
２の走査運動と称せられる。走査線６は一方では波長λ
１にて走査される。この波長には例えば１つの瞬時の画
素ポジションＢ（λ１）が相応する。光源1aにて異なる
波長が調整されているので、他方では、静止状態の波長
分散性素子２により生ぜしめられた１つの画像ポジショ
ンが、Ｂ（λ２）にて生じる。図１には２つの画素Ｂ
（λ１）、Ｂ（λ２）が同じ走査線６に位置する特別な
場合が示してある。一般に、他の実施例では第１の偏向
運動（これは光源１の波長の変化により生ぜしめられ
る）は第２偏向運動に向って夫々の方向に行なわれ得
る。
図２の位置定め装置では異なった波長λ１、λ２、λ
３を発射する３つの光源を8,9,10で示す。それらの光源
から発せられるビーム束は１つの波長分散性素子11にお
いてまとめられ、上記素子11により、上記ビーム束は相
互に間隔をおいて画素Ｂ（λ１）、Ｂ（λ２）、Ｂ（λ
３）として１つの図示してない走査面上に位置定めされ
る。上記画素Ｂ（λ１）、Ｂ（λ２）、Ｂ（λ３）の相
対的位置関係は光源８〜11の波長の調整により変化され
得る。機械的偏向器（これはわかり易くするため図示し
てない）によっては上記の３つの画素は図示の位置で相
並んでないし相互に上下に走査ラインに沿って動かされ
得る。
３を発射する３つの光源を8,9,10で示す。それらの光源
から発せられるビーム束は１つの波長分散性素子11にお
いてまとめられ、上記素子11により、上記ビーム束は相
互に間隔をおいて画素Ｂ（λ１）、Ｂ（λ２）、Ｂ（λ
３）として１つの図示してない走査面上に位置定めされ
る。上記画素Ｂ（λ１）、Ｂ（λ２）、Ｂ（λ３）の相
対的位置関係は光源８〜11の波長の調整により変化され
得る。機械的偏向器（これはわかり易くするため図示し
てない）によっては上記の３つの画素は図示の位置で相
並んでないし相互に上下に走査ラインに沿って動かされ
得る。
図３の位置定め装置では図４に詳細に示す光学−機械
的偏向器（デフレクタ12）が使用される。上記光学−機
械的偏向器は理想的回転軸13を中心として回転し、鏡反
射する面14でシンボリックに示されている。波長分散性
素子15は光学−機械的偏向器中に統合化されていて、そ
の結果一緒に回転される。ビーム束16は理想的回転軸13
の方向で波長分散性素子15及び鏡反射面14に当り、その
際ビーム束16は光原19,20の２つの部分ビーム束17,18か
ら成り得る（図３参照）。波長λ１、λ２を有する部分
ビーム束17,18は半透過性の光学素子21によりビーム束1
6にまとめられる。走査対物レンズ22（図３参照）は波
長分散性素子15の出力ビーム路中で偏向器と図示されて
ない画像平面との間に次のように配置されている、即
ち、当該画素が平坦な画像平面内にて位置定めされるよ
うに配置されている。走査ライン23,24は配置分散素子1
5によりここでは走査方向に対して垂直方向にずらされ
て、そして、従って実質的に平行にずらされて画像平面
上に偏向される。
的偏向器（デフレクタ12）が使用される。上記光学−機
械的偏向器は理想的回転軸13を中心として回転し、鏡反
射する面14でシンボリックに示されている。波長分散性
素子15は光学−機械的偏向器中に統合化されていて、そ
の結果一緒に回転される。ビーム束16は理想的回転軸13
の方向で波長分散性素子15及び鏡反射面14に当り、その
際ビーム束16は光原19,20の２つの部分ビーム束17,18か
ら成り得る（図３参照）。波長λ１、λ２を有する部分
ビーム束17,18は半透過性の光学素子21によりビーム束1
6にまとめられる。走査対物レンズ22（図３参照）は波
長分散性素子15の出力ビーム路中で偏向器と図示されて
ない画像平面との間に次のように配置されている、即
ち、当該画素が平坦な画像平面内にて位置定めされるよ
うに配置されている。走査ライン23,24は配置分散素子1
5によりここでは走査方向に対して垂直方向にずらされ
て、そして、従って実質的に平行にずらされて画像平面
上に偏向される。
そのような位置定め装置によっては機械的偏向器又は
デフレクタにて所定の有利な90゜方向変換のもとでも多
重の平行な書込トラックが実現され得る。
デフレクタにて所定の有利な90゜方向変換のもとでも多
重の平行な書込トラックが実現され得る。
図４には出射角Ｗ（λ１）、Ｗ（λ２）、Ｗ（λ３）
が波長λ１、λ２、λ３に存在する格子を詳細に示す。
ここで、光波長は複数光源から発して同時にビーム束16
にて生じ、又は時間的に順次、たんに１つの切換制御さ
れる光源により発射され得る。
が波長λ１、λ２、λ３に存在する格子を詳細に示す。
ここで、光波長は複数光源から発して同時にビーム束16
にて生じ、又は時間的に順次、たんに１つの切換制御さ
れる光源により発射され得る。
走査対物レンズ22には有利に子午平面内にて、鏡反射
面14を用いて90゜方向変換されたビーム束が通過する。
波長λ１のビーム束は子午平面をわずかに外れて走査対
物レンズを通過する。
面14を用いて90゜方向変換されたビーム束が通過する。
波長λ１のビーム束は子午平面をわずかに外れて走査対
物レンズを通過する。
Claims (13)
- 【請求項１】少なくとも２つの光源と波長分散性の第１
の光偏向素子（２）とを有する光学的位置定め装置であ
って、上記の少なくとも２つの光源は１つの画像平面内
に画素ないし画像点（B1,B2）を生じさせるため光束を
送出するものであり、また上記第１光偏向素子は上記光
源から各光束を一緒に照射され上記第１光偏向素子によ
っては当該光束はそれの波長に従って画像平面内で画素
ないし画像点の位置定めのため或る偏向領域内部に第１
偏向方向に偏向可能であるように構成されている装置に
おいて、上記画素ないし画像点の形成のための光源は狭
帯域であり、更に、上記光源と画像平面との間のビーム
路中に第２光偏向素子（３）が設けられており、該第２
光偏向素子の偏向は上記光源の波長に非依存性であり、
上記の第２光偏向素子（３）によっては光ビームは画像
平面内にて画素の位置定めのため第２偏向領域内部で第
２偏向方向にそのつど、たんに第２光偏向素子（３）に
よってのみ定められた基本位置に偏向されるように構成
され、更に、上記第１の光偏向素子（２）の偏向領域は
第２光偏向素子（３）のそれより著しく小であり、更
に、光源の夫々の波長と、第１光偏向素子（２）の分散
とにより、個々の画素のポジションが、上記の第２光偏
向素子の偏向領域内で夫々の基本位置の周りに可調整で
あるように構成されていることを特徴とする光学的位置
定め装置。 - 【請求項２】画素の形成のため光源は波長が可調整であ
り、更に、光源の波長の同時の制御により個々の画素の
ポジションが、第２光偏向素子の偏向領域内で夫々の基
本ポジションの周りに可調整である請求項１記載の光学
的位置定め装置。 - 【請求項３】第２の光偏向素子（３）の後に配置された
光学系（22）が付加的に設けられており、当該ビーム束
（18）は運動する第２偏向器（３）を介して実質的に上
記光学系（22）の子午平面内に延びている請求項１又は
２記載の光学的位置定め装置。 - 【請求項４】当該波長分散性素子（15）に照射されるビ
ーム束（16）が第２偏向方向に対して実質的に直角方向
に偏向されるように上記波長分散性素子（15）は光路中
に配置されている請求項１から３までのうちいずれか１
項記載の位置定め装置。 - 【請求項５】上記第２光偏向素子（14）は光学的−機械
的偏向器（12）の一緒に運動する構成部分である請求項
１から４までのうちいずれか１項記載の光学的位置定め
装置。 - 【請求項６】上記の第２の光偏向素子（12）は回転軸
（13）を中心として回転するミラー性（鏡反射する）偏
向器（14）として構成され、該偏向器は実質的に回転平
面内でビーム束（16）の照射を受けるように構成されて
いる請求項５記載の位置定め装置。 - 【請求項７】上記波長分散性素子（15）は上記光学−機
械的偏向器（12）の運動部分、例えば回転部分と固定的
に連結されている請求項５又は６記載の光学的位置定め
装置。 - 【請求項８】上記光源は当該波長が可調整であるレーザ
である前記各請求項のうちの１項記載の光学的位置定め
装置。 - 【請求項９】一定の波長差の形成のため２つの光源は時
間的に波長が一定であり、更に、上記第１の光偏向素子
（２）の分散の選定により、２つの光点の所望の固定的
間隔が第２光偏向素子（３）の各基本ポジションに対し
て第１の光偏向素子の偏向方向に、時間的に一定の波長
差に基づき可調整である請求項１記載の光学的位置定め
装置。 - 【請求項１０】上記の波長分散性の第１の光偏向素子は
少なくとも１つの平坦な格子構造を有する前記の各請求
項のうちの１記載の光学的位置定め装置。 - 【請求項１１】上記格子構造は少なくとも１つのホログ
ラムにより形成されている請求項10記載の光学的位置定
め装置。 - 【請求項１２】上記の波長分散性の第１の光偏向素子は
少なくとも１つの光学的素子から成り、該光学的素子中
にはビーム束がそれの光学的軸外に進入する請求項１か
ら９までのうちいずれか１項記載の光学的位置定め装
置。 - 【請求項１３】上記の波長分散性の第１の光偏向素子は
異なる屈折率の２つの媒質間で実質的に平坦な境界面を
有し該境界面は照射されるビーム束の軸に対して垂直方
向には配向されていない請求項１から９までのうちいず
れか１項記載の光学的位置定め装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3939551A DE3939551A1 (de) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Optisches positionierungssystem fuer mindestens einen bildpunkt |
| DE3939551.0 | 1989-11-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05500120A JPH05500120A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2687983B2 true JP2687983B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=6394477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3501211A Expired - Fee Related JP2687983B2 (ja) | 1989-11-30 | 1990-11-30 | 少なくとも１つの画素用の光学的位置定め装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US5387995A (ja) |
| EP (1) | EP0502965B1 (ja) |
| JP (1) | JP2687983B2 (ja) |
| AT (1) | ATE107782T1 (ja) |
| DE (2) | DE3939551A1 (ja) |
| WO (1) | WO1991008504A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5461412A (en) * | 1993-07-23 | 1995-10-24 | Xerox Corporation | Method and apparatus for actively correcting curvature in the scan of an optical output device |
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| DE4419624A1 (de) * | 1994-06-04 | 1995-12-07 | Linotype Hell Ag Werk Kiel | Lichtstrahl-Ablenkvorrichtung |
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