JP3121751U - レーザースキャンユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザー10、コリメーターレンズ11、微小電気機械振動式反射鏡12、及びF−Sinθレンズ片13より構成され、微小電気機械振動式反射鏡は、その微小電気機械振動の構造により一定の振幅で単振動で振動して、入射したレーザービームをF−Sinθレンズ片に反射し、該F−Sinθレンズ片は微小電気機械振動式反射鏡の時間に対する角度変化量が正弦関係を成すように修正することにより、レーザービームが結像面14において等速スキャンすることを可能とする。
【選択図】図1
Description
しかしながら、公知のレーザースキャンユニットは、使用上に下記の問題が存在する。
(1)、該旋転式多面鏡の製造は、難易度が高く価格が高い為、相対的にレーザースキャンユニットの製造コストは増加する。
(2)、該多面鏡は高回転機能(例;40000回転/分)、高精密度が必要とされ、一般の多面鏡上の反射面の鏡面Y軸の厚みは極めて薄く、公知のレーザースキャンユニット内は円柱レンズの増設が必要とされ、レーザービームは該円柱レンズを経由して一つの線(Y軸上で一点になる)に集められ、多面鏡の反射鏡上に投射される為、構成部材及び組み立て作業工程が増加する。
(3)、公知の多面鏡は高回転を必要とし、回転の騒音が相対的に増加し、多面鏡は起動から安定動作速度に至るまで比較的長い時間を必要とし、起動後の待機時間が増加する。
(4)、公知のレーザースキャンユニットの組み立て構造において、多面鏡の反射鏡に投射したレーザービームの中心軸及び多面鏡の中心回転軸は正確には対応せず、相互に合わせるF−θレンズ片を設計する時、同時に多面鏡の軸偏差を考慮する必要があり、F−θレンズ片の設計及び製造上に余計に面倒が生じる。
該F−Sinθレンズ片を用いることにより、振動式反射鏡の時間に対し正弦関係を成す角度の変化量を修正して、レーザービームを結像面上に等速スキャンさせる。
1.レーザースキャンユニットモジュール内には、円柱レンズの設置が必要とされず 、F―Sinθレンズ片の光学設計はより堅固でより高精度にすることができる 。
2.レーザービームの中心軸と微小電気機械振動式反射鏡の機会の中心は公知の多面 鏡の軸偏差の問題がなく、F−Sinθレンズ片を設計する時、光学領域の対称 性のみを考慮すればよく、F−Sinθレンズ片の構造及び製造は簡易化される 。
3.微小電気機械振動式反射鏡の単振動は、起動後直ぐに安定動作速度に達するため 、待機時間が非常に小さく、比較的高い回転速度にできることにより多面鏡のモ ーターに比べてエアーベアリングモーターを使用可能であり、より高速度として 微小電気機械振動式反射鏡はスキャン効率が比較的高くなる。
4.微小電気機械振動式反射鏡の単振動は、一定の振幅で反対方向に振動し、スキャ ン方向は双方向を往復させることができ、一定の回転速度において、微小電気機 械振動式反射鏡の双方向スキャンの速度は、多面鏡の単方向スキャンの速度の2 倍の速度に出来るためスキャン効率を高めることができる。
図1,2,3,4に示すように、本考案のレーザースキャンユニット1は、半導体レーザー10、コリメーターレンズ11、微小電気機械振動式反射鏡12、及びF―Sinθレンズ片13より構成され、その特徴は、該微小電気機械振動式反射鏡12を利用して公知の旋転式多面鏡に置き換え、半導体レーザー10が発生するレーザービームがコリメーターレンズを通過して平行ビームを形成し、平行ビームが円柱レンズを経由することなく、直接に微小電気機械振動式反射鏡12上に投射することを可能としてなる。 微小電気機械振動式反射鏡12は、一定の振幅で単振動してなり、該入射したレーザービームの反射方向を制御し、レーザービームの反射は側面のF−Sinθレンズ面13で屈折し、更にF−Sinθレンズ片13の屈折を経由して結像面に投射し、レーザースキャンユニットが必要とするラインスキャン作用を達成する。
θ(t)=ω*t、ω;多面鏡の旋転角速度・・・ E(1)
Y’=Lp*Tan(θ(t))、Lp;多面鏡の反射鏡面から結像面の距離・・E(2)
Y’=F*θ(t)、F;該レンズ片の焦点距離・・・E(3)
図9に示すように、光学設計上、このようなレンズ片は負の又は樽型歪曲(Negative Distortion or Barrel Distortion )を有しており、即ち、元のビーム経路はF−θレンズ片によって写像の中心(printing Center)に向かって屈折して、レンズ片による屈折したビームと元のビームは、中心から離れるにつれて図7に示すd1、d2、d3が拡大して行くとおり、結像面14上で位置がずれて行き、その修正作用によって光点間隔を一定に維持することが出来る。
θ(t)=θs*Sin(2πf*t)・・・・E(3)
f;微小電気機械反射鏡12のスキャン周波数
θs;ビームが微小電気機械反射鏡を通過した後の最大スキャン角度
光点の位置Y’=Lm*Tan(θs*Sin(2πf*t))・・・E(5)
Lm;反射鏡面から結像面14の距離
10 半導体レーザー
11 コリメーターレンズ
12 微小電気機械振動式反射鏡
13 F−Sinθレンズ片
14 結像面
Claims (6)
- 半導体レーザー、コリメーターレンズ、微小電気機械振動式反射鏡、及びF−Sinθレンズ片より構成され、
該半導体レーザーは、レーザービームを発射してコリメーターレンズに入射し、
該コリーメーターレンズは、半導体レーザーのレーザービームを受けて、平行ビームを形成して微小電気機械振動式反射鏡に向けて射出すると共に、射出されたレーザービームの主軸は、微小電気機械振動式反射鏡の振動の中心に対応してなり、
該微小電気機械振動式反射鏡は、その微小電気機械振動の構造により、反射鏡が一定の振幅で単振動方式で振動して入射レーザービームをF−Sinθレンズ片に反射し、
該F−Sinθレンズ片は、微小電気機械振動式反射鏡の時間に対する角度変化量が正弦関係を成すように修正することにより、レーザービームを結像面において等速スキャンせしめることを特徴とした、レーザースキャンユニット。 - 前記F−Sinθレンズ片は、微小電気機械振動式反射鏡が単振動方式にて反射したレーザービームが結像面において成す光点間の距離が時間の増加に従い減少する非等速スキャンの現象に対して、F−Sinθレンズ片により時間に対する角度の変化量が正弦関係を成すように修正を加え、微小電気機械振動式反射鏡が結像面に成す光点間の距離が時間に対して等速スキャンをするように修正することを特徴とした、請求項1に記載のレーザースキャンユニット。
- 前記レーザービームの中心軸が微小電気機械振動式反射鏡の機械の中心に対応してなることを特徴とした、請求項1に記載のレーザースキャンユニット。
- 前記F−Sinθは単式レンズ片構造にてなることを特徴とした、請求項1に記載のレーザースキャンユニット。
- 前記F−Sinθは複合式レンズ片構造にてなることを特徴とした、請求項1に記載のレーザースキャンユニット。
- 前記コリメーターレンズと微小電気機械振動式反射鏡との間には円柱レンズを設置したことを特徴とする、請求項1に記載のレーザースキャンユニット。
Priority Applications (1)
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JP2006001633U JP3121751U (ja) | 2006-03-08 | 2006-03-08 | レーザースキャンユニット |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006001633U JP3121751U (ja) | 2006-03-08 | 2006-03-08 | レーザースキャンユニット |
Publications (1)
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JP3121751U true JP3121751U (ja) | 2006-05-25 |
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ID=43471846
Family Applications (1)
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JP2006001633U Expired - Fee Related JP3121751U (ja) | 2006-03-08 | 2006-03-08 | レーザースキャンユニット |
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JP (1) | JP3121751U (ja) |
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2006
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