JPH03266463A - フォトセンサおよびそれを用いた画像走査装置 - Google Patents
フォトセンサおよびそれを用いた画像走査装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光ビームの走査位置をモニタするために用
いられるフォトセンサと、このフォトセンサを利用して
走査(読取りあるいは記録)制御が行われる画像走査装
置に関する。
いられるフォトセンサと、このフォトセンサを利用して
走査(読取りあるいは記録)制御が行われる画像走査装
置に関する。
平面走査型の製版用スキャナなどにおいては、画像読取
りあるいは記録用の光ビームを主走査方向に沿って周期
的に偏向する必要がある。そして、この周期的な偏向の
ために、回転型あるいは揺動型の光偏向器、たとえばポ
リゴンミラー、ガルバノミラ−、ホログラムディスクな
どが使用されている。
りあるいは記録用の光ビームを主走査方向に沿って周期
的に偏向する必要がある。そして、この周期的な偏向の
ために、回転型あるいは揺動型の光偏向器、たとえばポ
リゴンミラー、ガルバノミラ−、ホログラムディスクな
どが使用されている。
ところが、このような光偏向器で偏向された光ビームの
被走査面上の軌跡は必ずしも完全な直線ではなく、その
光偏向器に固有の形状で湾曲した曲線となる。たとえば
ポリゴンミラーの場合には、このような湾曲がミラー面
の面倒れに起因して生ずることが知られており、光ビー
ムの軌跡を直線とするために面倒れ補正を行う必要があ
る。また、ガルバノミラ−の場合にこれに対応するもの
はウオブリング補正であり、ホログラムディスクの場合
にはスキャンバラ補正である。
被走査面上の軌跡は必ずしも完全な直線ではなく、その
光偏向器に固有の形状で湾曲した曲線となる。たとえば
ポリゴンミラーの場合には、このような湾曲がミラー面
の面倒れに起因して生ずることが知られており、光ビー
ムの軌跡を直線とするために面倒れ補正を行う必要があ
る。また、ガルバノミラ−の場合にこれに対応するもの
はウオブリング補正であり、ホログラムディスクの場合
にはスキャンバラ補正である。
これらの補正を行うための技術として、米国特許第4,
661,699号明細書には、主光ビームとともに偏向
される参照光ビームをフォトセンサで検出し、このフォ
トセンサの光電変換出力に基づいて副走査方向への主光
ビームの投射偏差を補償する装置が開示されている。こ
のフォトセンサは、縞模様の遮光パターンが形成された
ガラス(グレーティングガラス)を長尺の光電変換素子
の主面上に貼合せて構成されている。縞模様を構成する
単位パターンはテーバ部を有しており、光ビームの副走
査方向の°投射偏差の大きさに応じて光電変換素子から
の出力波形が変化する。そして、この出力波形に応じて
各光ビームを副走査方向に偏向し、それによって投射偏
差を補正する。
661,699号明細書には、主光ビームとともに偏向
される参照光ビームをフォトセンサで検出し、このフォ
トセンサの光電変換出力に基づいて副走査方向への主光
ビームの投射偏差を補償する装置が開示されている。こ
のフォトセンサは、縞模様の遮光パターンが形成された
ガラス(グレーティングガラス)を長尺の光電変換素子
の主面上に貼合せて構成されている。縞模様を構成する
単位パターンはテーバ部を有しており、光ビームの副走
査方向の°投射偏差の大きさに応じて光電変換素子から
の出力波形が変化する。そして、この出力波形に応じて
各光ビームを副走査方向に偏向し、それによって投射偏
差を補正する。
他方、特開昭63−278020号公報には、独立した
2本のフォトセンサを並列的に配置して参照光ビームを
受光するとともに、それらの光電変換信号に基づいて光
ビームの投射偏差を補正する技術が開示されている。
2本のフォトセンサを並列的に配置して参照光ビームを
受光するとともに、それらの光電変換信号に基づいて光
ビームの投射偏差を補正する技術が開示されている。
ところが、米国特許第4,661,699号で開示され
ているフォトセンサでは、それに用いられるグレーティ
ングガラスの製作が容易ではなく、その結果として製作
コストがかなり高くなってしまう。特に、テーバ部を有
する特殊なパターンを必要とすることから、この傾向は
著しいものとなっている。
ているフォトセンサでは、それに用いられるグレーティ
ングガラスの製作が容易ではなく、その結果として製作
コストがかなり高くなってしまう。特に、テーバ部を有
する特殊なパターンを必要とすることから、この傾向は
著しいものとなっている。
また、特開昭63−278020号公報記載の技術では
、独立した2本のフォトセンサを副走査方向に均一間隔
で隣接させねばならないことから、これらのフォトセン
サの組込みにおける相対的位置調整が困難であるという
問題がある。
、独立した2本のフォトセンサを副走査方向に均一間隔
で隣接させねばならないことから、これらのフォトセン
サの組込みにおける相対的位置調整が困難であるという
問題がある。
この発明は従来技術における上述の問題の克服を意図し
ており、製作コストが低く、かつ高精度の組込み位置調
整を必要としないような走査位置検出用のフォトセンサ
と、それを用いて光ビームの投射偏差の補正を行うよう
に構成された画像走査装置を提供することを目的とする
。
ており、製作コストが低く、かつ高精度の組込み位置調
整を必要としないような走査位置検出用のフォトセンサ
と、それを用いて光ビームの投射偏差の補正を行うよう
に構成された画像走査装置を提供することを目的とする
。
この発明では、光ビームの走査位置を検出するために使
用されるフォトセンサにおいて、(a)前記光ビームの
走査方向に対応する第1の方向とこの第1の方向に垂直
な第2の方向とによって規定される主面を有し、前記第
1の方向に沿って帯状に伸びた第1導電型の第1半導体
層と、(b)前記主面上においてそれぞれが前記第1の
方向に沿って帯状に形成されるとともに、前記第2の方
向において互いに隣接する第2導電型の一対の第2半導
体層と、(e) 前記一対の第2半導体層上にまたが
って形成されるとともにそれぞれが前記第2の方向に沿
って伸びた帯状の単位遮光層が前記第1の方向に沿って
周期的に配列されてなる遮光パターンとを設けている。
用されるフォトセンサにおいて、(a)前記光ビームの
走査方向に対応する第1の方向とこの第1の方向に垂直
な第2の方向とによって規定される主面を有し、前記第
1の方向に沿って帯状に伸びた第1導電型の第1半導体
層と、(b)前記主面上においてそれぞれが前記第1の
方向に沿って帯状に形成されるとともに、前記第2の方
向において互いに隣接する第2導電型の一対の第2半導
体層と、(e) 前記一対の第2半導体層上にまたが
って形成されるとともにそれぞれが前記第2の方向に沿
って伸びた帯状の単位遮光層が前記第1の方向に沿って
周期的に配列されてなる遮光パターンとを設けている。
そして、前記第1半導体層と前記一対の第2半導体層の
それぞれとの間で形成される第1と第2のpn接合から
の第1と第2の光電変換信号を受光出力として得る。
それぞれとの間で形成される第1と第2のpn接合から
の第1と第2の光電変換信号を受光出力として得る。
また、この発明は、主光ビームによって被走査面を所定
の主走査方向に周期的に走査するとともに、副走査方向
に沿って前記被走査面を前記主光ビームに対して相対的
に移動させ、それによって前記被走査面への画像記録あ
るいは被走査面の画像読取りを行うための画像走査装置
をも対象としている。
の主走査方向に周期的に走査するとともに、副走査方向
に沿って前記被走査面を前記主光ビームに対して相対的
に移動させ、それによって前記被走査面への画像記録あ
るいは被走査面の画像読取りを行うための画像走査装置
をも対象としている。
そして、この発明の装置は、(a) 前記主光ビーム
を発生するとともに、前記主光ビームに平行な参照光ビ
ームを発生する光ビーム発生手段と、(b) 前記主
光ビームと前記参照光ビームとのそれぞれの光路中に介
挿され、所定の制御信号に応じて前記副走査方向と共役
な偏向方向に前記主光ビームと前記参照光ビームとを偏
向する前置偏向器と、(e) 前記前置偏向器によっ
て偏向された後の前記主光ビームと前記参照光ビームと
を前記主走査方向に共役な方向に周期的に偏向する主偏
向器と、(d) 前記主偏向器によって偏向された後
の前記主光ビームと前記参照光ビームとのそれぞれの進
行方向を相対的に変えることにより、前記主光ビームの
みを前記被走査面上へと導く光ビーム進行方向転換手段
と、(e) 上記のフォトセンサがその長手方向に沿
って所要数だけ基板上に配列されてなり、前記長手方向
が前記主走査方向に共役な方向に一致するように配置さ
れて前記参照光ビームを受光するフォトセンサアレイと
、 (r)前記フォトセンサアレイに含まれるそれぞれ
のフォトセンサからの第1の光電変換信号を合成したI
JIの合成信号と、それぞれのフォトセンサからの第2
の光電変換信号を合成した第2の合成信号とに基づいて
前記主光ビームによる画像記録または画像読取りのタイ
ミングを決定するとともに、前記第1と第2の合成信号
の相互の差に応じた信号を前記制御信号として前記前置
偏向器に与えるフィードバックループとを備えている。
を発生するとともに、前記主光ビームに平行な参照光ビ
ームを発生する光ビーム発生手段と、(b) 前記主
光ビームと前記参照光ビームとのそれぞれの光路中に介
挿され、所定の制御信号に応じて前記副走査方向と共役
な偏向方向に前記主光ビームと前記参照光ビームとを偏
向する前置偏向器と、(e) 前記前置偏向器によっ
て偏向された後の前記主光ビームと前記参照光ビームと
を前記主走査方向に共役な方向に周期的に偏向する主偏
向器と、(d) 前記主偏向器によって偏向された後
の前記主光ビームと前記参照光ビームとのそれぞれの進
行方向を相対的に変えることにより、前記主光ビームの
みを前記被走査面上へと導く光ビーム進行方向転換手段
と、(e) 上記のフォトセンサがその長手方向に沿
って所要数だけ基板上に配列されてなり、前記長手方向
が前記主走査方向に共役な方向に一致するように配置さ
れて前記参照光ビームを受光するフォトセンサアレイと
、 (r)前記フォトセンサアレイに含まれるそれぞれ
のフォトセンサからの第1の光電変換信号を合成したI
JIの合成信号と、それぞれのフォトセンサからの第2
の光電変換信号を合成した第2の合成信号とに基づいて
前記主光ビームによる画像記録または画像読取りのタイ
ミングを決定するとともに、前記第1と第2の合成信号
の相互の差に応じた信号を前記制御信号として前記前置
偏向器に与えるフィードバックループとを備えている。
この発明にかかるフォトセンサでは、それぞれが帯状と
なっている一対のpn接合が、互いに隣接する形で共通
の半導体層(第1半導体層)の主面上に配列している。
なっている一対のpn接合が、互いに隣接する形で共通
の半導体層(第1半導体層)の主面上に配列している。
そして、遮光パターンの隙間から入射する光ビームをそ
れぞれのpn接合で光電変換して得られる2つの信号は
、光ビームの入射位置に関する情報を含んでいる。すな
わち、これら2つの信号のそれぞれの時間的変化は第1
の方向における光ビームの走査位置を表現し、2つの信
号の差は第2の方向における光ビームの投射偏差を表現
している。このため、これらの信号に基づいて、光ビー
ムのmlの方向(主走査方向)における走査タイミング
がモニタされるとともに、上記差に応じて光ビームの第
2の方向(副走査方向)の投射偏差補正を行うことがで
きる。
れぞれのpn接合で光電変換して得られる2つの信号は
、光ビームの入射位置に関する情報を含んでいる。すな
わち、これら2つの信号のそれぞれの時間的変化は第1
の方向における光ビームの走査位置を表現し、2つの信
号の差は第2の方向における光ビームの投射偏差を表現
している。このため、これらの信号に基づいて、光ビー
ムのmlの方向(主走査方向)における走査タイミング
がモニタされるとともに、上記差に応じて光ビームの第
2の方向(副走査方向)の投射偏差補正を行うことがで
きる。
このフォトセンサにおける遮光パターンは、センサ本体
を構成する半導体積層構造の上に直接に形成されるため
、特殊なパターンを有するグレーティングガラスを別個
に準備する必要はない。遮光パターンを構成する単位遮
光層は単純な帯状となっており、その形成は容易である
。また、複数のフォトセンサを並列的に配置する必要が
ないため、所要の機器へ組込むにあたって高精度の位置
調整は不要とな′る。
を構成する半導体積層構造の上に直接に形成されるため
、特殊なパターンを有するグレーティングガラスを別個
に準備する必要はない。遮光パターンを構成する単位遮
光層は単純な帯状となっており、その形成は容易である
。また、複数のフォトセンサを並列的に配置する必要が
ないため、所要の機器へ組込むにあたって高精度の位置
調整は不要とな′る。
この発明にかかる画像走査装置は、上記フォトセンサを
その長手方向に所要個数だけ配列したフォトセンサアレ
イを用いている。アレイ中に含まれるフォトセンサの数
は、そのフォトセンサアレイの配置位置における参照光
ビームの走査幅などに応じて定まる。従来技術のように
複数のフォトセンサを並列的に配置する場合と比較して
、その長手方向にフォトセンサを配列する場合の組立て
調整は容易である。それは、並列的配置の場合には長手
方向の全長にわたってフォトセンサの相互間隔を一定に
しなければならないのに対して、長手方向に沿った直列
的配列の場合には、フォトセンサの短辺側でのみ間隔調
整を行えばよいためである。
その長手方向に所要個数だけ配列したフォトセンサアレ
イを用いている。アレイ中に含まれるフォトセンサの数
は、そのフォトセンサアレイの配置位置における参照光
ビームの走査幅などに応じて定まる。従来技術のように
複数のフォトセンサを並列的に配置する場合と比較して
、その長手方向にフォトセンサを配列する場合の組立て
調整は容易である。それは、並列的配置の場合には長手
方向の全長にわたってフォトセンサの相互間隔を一定に
しなければならないのに対して、長手方向に沿った直列
的配列の場合には、フォトセンサの短辺側でのみ間隔調
整を行えばよいためである。
したがって、この発明にかかるフォトセンサの利点が十
分に活用された画像走査装置となっている。
分に活用された画像走査装置となっている。
A、全体構成
第2図はこの発明の一実施例である画像走査記録装置1
の全体構成図である。この装置1は、主偏向器としてポ
リゴンミラー9を備えた平面走査型の製版用スキャナと
なっており、図中に示されたX方向およびY方向が、そ
れぞれ画像走査記録における主走査方向と副走査方向で
ある。
の全体構成図である。この装置1は、主偏向器としてポ
リゴンミラー9を備えた平面走査型の製版用スキャナと
なっており、図中に示されたX方向およびY方向が、そ
れぞれ画像走査記録における主走査方向と副走査方向で
ある。
レーザ光源2で発生したレーザビームLBは、ハーフミ
ラ−3によって主光ビームLMと参照光ビームLRとに
分割される。主光ビームLMの光路中には、画像信号S
lによって制御される音響光学変調器(AOM)4が配
置されており、このAOM4によって主光ビームLMは
0N10FF変調される。そして、変調後の主光ビーム
LMはミラー5で反射された後に、前置偏向器としての
音響光学偏向器(AOD)8へ入射する。
ラ−3によって主光ビームLMと参照光ビームLRとに
分割される。主光ビームLMの光路中には、画像信号S
lによって制御される音響光学変調器(AOM)4が配
置されており、このAOM4によって主光ビームLMは
0N10FF変調される。そして、変調後の主光ビーム
LMはミラー5で反射された後に、前置偏向器としての
音響光学偏向器(AOD)8へ入射する。
一方、参照光ビームLRは、ミラー6.7によって順次
に反射されることによってAOM4を迂回し、主光ビー
ムLMと平行なビームとなってAOD8へ入射する。A
OD8には後述するビーム偏差信号SMが与えられてお
り、この信号SMに応じて光ビームLM、LRをFY力
方向偏向する。
に反射されることによってAOM4を迂回し、主光ビー
ムLMと平行なビームとなってAOD8へ入射する。A
OD8には後述するビーム偏差信号SMが与えられてお
り、この信号SMに応じて光ビームLM、LRをFY力
方向偏向する。
このF、方向は副走査方向Yに対して光学的に共役な方
向であり、また、光ビームLM、LRのそれぞれの偏向
角度は実質的に同一である。なお、この明細書における
「共役な方向」とは、光ビームの進行経路上で互いに等
価な関係になる方向を指している。
向であり、また、光ビームLM、LRのそれぞれの偏向
角度は実質的に同一である。なお、この明細書における
「共役な方向」とは、光ビームの進行経路上で互いに等
価な関係になる方向を指している。
AOD8によって偏向された後の光ビームLM。
LRは、α方向に等速回転するポリゴンミラー9に入射
する。その結果、光ビームLM、LRは、ポリゴンミラ
ー9の回転に伴ってFxX方向周期的に偏向されたビー
ムとなる。このFxX方向、主走査方向Xに対して光学
的に共役な方向である。
する。その結果、光ビームLM、LRは、ポリゴンミラ
ー9の回転に伴ってFxX方向周期的に偏向されたビー
ムとなる。このFxX方向、主走査方向Xに対して光学
的に共役な方向である。
偏向後の光ビームLM、LRのうち、主光ビームLMは
レンズ10を通った後にミラー11で反射されて感材1
2へと向う。したがって、ポリゴンミラー9の回転に伴
って主光ビームLMは感材12を主走査方向Xに走査し
、その表面を選択的に露光する。この走査の軌跡TLは
画像記録における走査線を規定する。また、図示しない
移動機構によって感材12は主光ビームLMに対して相
対的に副走査方向Yに移動し、それによって画像信号S
Iに応じた2次元画像が潜像として感材12上に記録さ
れる。
レンズ10を通った後にミラー11で反射されて感材1
2へと向う。したがって、ポリゴンミラー9の回転に伴
って主光ビームLMは感材12を主走査方向Xに走査し
、その表面を選択的に露光する。この走査の軌跡TLは
画像記録における走査線を規定する。また、図示しない
移動機構によって感材12は主光ビームLMに対して相
対的に副走査方向Yに移動し、それによって画像信号S
Iに応じた2次元画像が潜像として感材12上に記録さ
れる。
一方、ポリゴンミラー9で偏向された参照光ビームLR
は、レンズ10を通った後にフォトセンサアレイ100
に入射する。このフォトセンサアレイ100は、長尺の
絶縁性基板4oの上に複数(たとえば6個)のフォトセ
ンサ20a、20b。
は、レンズ10を通った後にフォトセンサアレイ100
に入射する。このフォトセンサアレイ100は、長尺の
絶縁性基板4oの上に複数(たとえば6個)のフォトセ
ンサ20a、20b。
・・・、20nを直線的に配列して固定した構造を有し
ている。そして、このフォトセンサアレイ100は、そ
の長手方向DXと幅方向り、とがそれぞれ主走査方向X
と副走査方向Yとに対して光学的に共役となるように配
置されている。換言すれば、フォトセンサアレイ100
の配置位置は、感材12上の主光ビームLMの軌跡TL
に対して共役な位置となっている。
ている。そして、このフォトセンサアレイ100は、そ
の長手方向DXと幅方向り、とがそれぞれ主走査方向X
と副走査方向Yとに対して光学的に共役となるように配
置されている。換言すれば、フォトセンサアレイ100
の配置位置は、感材12上の主光ビームLMの軌跡TL
に対して共役な位置となっている。
後に詳述するように、フォトセンサ20a〜20nのそ
れぞれは、互いに平行に配列した上部センサと下部セン
サとを有している。そして、フォトセンサ20a〜2O
nのそれぞれの上部センサが電気的に相互に接続されて
上部センサアレイ100Uを構成している。また、フォ
トセンサ208〜2Onのそれぞれの下部センサも電気
的に相互に接続されて下部センサアレイ100Lを構成
している。フォトセンサアレイ100によって参照光ビ
ームLRを受光したとき、上部センサアレイ100Uお
よび下部センサアレイ100Lによってこの参照光ビー
ムLRが光電変換され、一対の光電変換信号SU、SL
として出力される。
れぞれは、互いに平行に配列した上部センサと下部セン
サとを有している。そして、フォトセンサ20a〜2O
nのそれぞれの上部センサが電気的に相互に接続されて
上部センサアレイ100Uを構成している。また、フォ
トセンサ208〜2Onのそれぞれの下部センサも電気
的に相互に接続されて下部センサアレイ100Lを構成
している。フォトセンサアレイ100によって参照光ビ
ームLRを受光したとき、上部センサアレイ100Uお
よび下部センサアレイ100Lによってこの参照光ビー
ムLRが光電変換され、一対の光電変換信号SU、SL
として出力される。
第3図は、これらの信号SU、SLに基づいてAOM4
における変調タイミング制御とAOD8における偏向制
御とを行うためのフィードバックループ200を示すブ
ロック図である。上部センサアレイ100Uおよび下部
センサアレイ100Lから出力された信号SU、SLは
、光電信号処理回路50に取込まれる。この処理回路5
0は後述する信号処理を通じて主走査同期クロック(グ
レーティングクロック)CKXとビーム偏差信号SMと
を発生する。これらのうち、ビーム偏差信号SMは、フ
ォトセンサアレイ100上での参照光ビームLRの入射
位置が、上部センサアレイ100Uと下部センサアレイ
100Lとの境界上に定義された基準線RFからどれだ
けずれているかを示す信号となっている。また、ポリゴ
ンミラー9における偏向方向と偏向量とは参照光ビーム
LRと主光ビームLMとにおいて実質的に同一であるた
め、ビーム偏差信号SMは、感材12上における主光ビ
ームLMの副走査方向Yへの偏向量を間接的に表現して
いる。これらの方向Y、DYへの光ビームLM、LRの
偏向は、主としてポリゴンミラー9の面倒れに起因して
いる。
における変調タイミング制御とAOD8における偏向制
御とを行うためのフィードバックループ200を示すブ
ロック図である。上部センサアレイ100Uおよび下部
センサアレイ100Lから出力された信号SU、SLは
、光電信号処理回路50に取込まれる。この処理回路5
0は後述する信号処理を通じて主走査同期クロック(グ
レーティングクロック)CKXとビーム偏差信号SMと
を発生する。これらのうち、ビーム偏差信号SMは、フ
ォトセンサアレイ100上での参照光ビームLRの入射
位置が、上部センサアレイ100Uと下部センサアレイ
100Lとの境界上に定義された基準線RFからどれだ
けずれているかを示す信号となっている。また、ポリゴ
ンミラー9における偏向方向と偏向量とは参照光ビーム
LRと主光ビームLMとにおいて実質的に同一であるた
め、ビーム偏差信号SMは、感材12上における主光ビ
ームLMの副走査方向Yへの偏向量を間接的に表現して
いる。これらの方向Y、DYへの光ビームLM、LRの
偏向は、主としてポリゴンミラー9の面倒れに起因して
いる。
このビーム偏差信号SMは偏向制御信号としてAOD8
に与えられる。このAOD8における光ビームLM、L
Rの偏向量はこのビーム偏差信号SMによって変化し、
それによって光ビームLM。
に与えられる。このAOD8における光ビームLM、L
Rの偏向量はこのビーム偏差信号SMによって変化し、
それによって光ビームLM。
LRは常に直線的な軌跡を描くようにフィードバック制
御される。すなわち、ポリゴンミラー9の面倒れに起因
する副走査方向Y 、 D yへの光ビームLM、LR
の投射位置偏差は、ビーム偏差信号SMに基づ< AO
D8の駆動によって補償される。
御される。すなわち、ポリゴンミラー9の面倒れに起因
する副走査方向Y 、 D yへの光ビームLM、LR
の投射位置偏差は、ビーム偏差信号SMに基づ< AO
D8の駆動によって補償される。
他方、主走査同期クロックCKXは、画像信号発生装置
71に与えられる。この画像信号発生装置71は原画の
読取りによって得た画像信号に所要の処理を施して出力
する装置であってもよく、また、画像メモリにあらかじ
め記憶させておいた画像信号を順次に読出す装置であっ
てもよい。この画像信号発生装置71において網点信号
の形で発生される画像信号Slは、主走査同期クロック
CKXで規定されるタイミングで画素ごとにAOM4に
伝送される。AOM4はその画像信号SIのレベルに応
じて主光ビームLMを0N10FF変調する。
71に与えられる。この画像信号発生装置71は原画の
読取りによって得た画像信号に所要の処理を施して出力
する装置であってもよく、また、画像メモリにあらかじ
め記憶させておいた画像信号を順次に読出す装置であっ
てもよい。この画像信号発生装置71において網点信号
の形で発生される画像信号Slは、主走査同期クロック
CKXで規定されるタイミングで画素ごとにAOM4に
伝送される。AOM4はその画像信号SIのレベルに応
じて主光ビームLMを0N10FF変調する。
B、フォトセンサアレイ100
第1図はフォトセンサアレイに含まれるフォトセンサ2
0aの構造を示す一部切欠斜視図である。
0aの構造を示す一部切欠斜視図である。
残りのフォトセンサ20b〜2Onも同様の構造を有し
ているため、ここではフォトセンサ20aのみについて
説明する。
ているため、ここではフォトセンサ20aのみについて
説明する。
フォトセンサ20aは、Dx力方向伸びた帯状のp型半
導体基板31を有している。この半導体基板31の主面
は、Dx力方向り、方向とで規定される平面に平行であ
る。そして、この主面上に一対のn型半導体層32U、
32Lが形成されている。n型半導体層32U、32L
のそれぞれはDX方向に伸びた帯状のウェルとなってお
り、それらは微小間隔を隔ててDY力方向互いに隣接し
ている。そして、n型半導体層32U、32Lとp型半
導体基板31とのそれぞれの接触界面によって、一対の
pn接合領域JU、JLが形成される。なお、半導体基
板31としてn型の基板を用いたときには、半導体層3
2U、32Lはp型半導体によって形成される。
導体基板31を有している。この半導体基板31の主面
は、Dx力方向り、方向とで規定される平面に平行であ
る。そして、この主面上に一対のn型半導体層32U、
32Lが形成されている。n型半導体層32U、32L
のそれぞれはDX方向に伸びた帯状のウェルとなってお
り、それらは微小間隔を隔ててDY力方向互いに隣接し
ている。そして、n型半導体層32U、32Lとp型半
導体基板31とのそれぞれの接触界面によって、一対の
pn接合領域JU、JLが形成される。なお、半導体基
板31としてn型の基板を用いたときには、半導体層3
2U、32Lはp型半導体によって形成される。
pn接合領域JU、JLは、第1図の上方から入射する
光を光電変換する機能を有している。このため、フォト
センサ20aは、それぞれがDX方向に伸びた一対の部
分フォトセンサ21U、21Lを備えていることになる
。第2図に示した位置関係ではこれらの部分センサ21
U、21Lは上下方向に配列するため、これらはそれぞ
れ「上部センサ」、「下部センサ」と呼ばれる。
光を光電変換する機能を有している。このため、フォト
センサ20aは、それぞれがDX方向に伸びた一対の部
分フォトセンサ21U、21Lを備えていることになる
。第2図に示した位置関係ではこれらの部分センサ21
U、21Lは上下方向に配列するため、これらはそれぞ
れ「上部センサ」、「下部センサ」と呼ばれる。
n型半導体層32U、32Lの上には、これらのn型半
導体層32U、32Lにまたがるように多数の単位遮光
層33が配列している。単位遮光層33のそれぞれはり
、方向に伸びる直線的な帯状となっており、各単位遮光
層33がDx力方向沿って周期的に配列していることに
より、全体として遮光パターン(グレーティングパター
ン)34を構成している。遮光パターン34は、たとえ
ばアルミニウムによって形成されたパターンである。こ
のフォトセンサ20aの製造方法については後述する。
導体層32U、32Lにまたがるように多数の単位遮光
層33が配列している。単位遮光層33のそれぞれはり
、方向に伸びる直線的な帯状となっており、各単位遮光
層33がDx力方向沿って周期的に配列していることに
より、全体として遮光パターン(グレーティングパター
ン)34を構成している。遮光パターン34は、たとえ
ばアルミニウムによって形成されたパターンである。こ
のフォトセンサ20aの製造方法については後述する。
第4A図は、フォトセンサアレイ100の正面図である
。上記の構造を有する複数のフォトセンサ20a〜2O
nが絶縁性の基板40上にDX方向に配列されている。
。上記の構造を有する複数のフォトセンサ20a〜2O
nが絶縁性の基板40上にDX方向に配列されている。
そして、模式的に示す接続配線23によって、それぞれ
のフォトセンサ20a〜2Onにおけるn型半導体層3
2Uが相互に接続され、一方の光電変換信号SUが取出
される。
のフォトセンサ20a〜2Onにおけるn型半導体層3
2Uが相互に接続され、一方の光電変換信号SUが取出
される。
また同様に、他の接続配線24によって、それぞれのフ
ォトセンサ20a〜2Onにおける他方のn型半導体層
32Lが相互に接続され、他方の光電変換信号SLが取
出される。さらに、それぞれのフォトセンサ20a〜2
Onにおけるp型半導体基板31が接続配線31または
絶縁基板40の表面に設けたプリント金属層によって相
互に接続され、接地レベルGNDとされている。
ォトセンサ20a〜2Onにおける他方のn型半導体層
32Lが相互に接続され、他方の光電変換信号SLが取
出される。さらに、それぞれのフォトセンサ20a〜2
Onにおけるp型半導体基板31が接続配線31または
絶縁基板40の表面に設けたプリント金属層によって相
互に接続され、接地レベルGNDとされている。
フォトセンサ20a〜2Onが直線的に整列しているこ
とによって、それぞれの上部センサ21Uの集合として
の上部センサアレイ100Uと、それぞれの下部センサ
21Lの集合としての下部センサアレイ100Lとが構
成される。また、上部センサアレイ100Uと下部セン
サアレイ100Lとの境界部分に沿って基準線RFが定
義される。
とによって、それぞれの上部センサ21Uの集合として
の上部センサアレイ100Uと、それぞれの下部センサ
21Lの集合としての下部センサアレイ100Lとが構
成される。また、上部センサアレイ100Uと下部セン
サアレイ100Lとの境界部分に沿って基準線RFが定
義される。
第4B図は、互いに隣接するフォトセンサ20a、20
bの境界部分の拡大図である。Dx力方向おいて単位遮
光層33のそれぞれは所定の幅Wを有しており、単位遮
光層33の相互間に存在するスリット状のウィンドウ3
5もこれと同一の幅Wを有している。この幅Wは、フォ
トセンサアレイ100の位置における参照光ビームLR
のビーム径と同程度の値とされている。そして、フォト
センサ20a、20bの配列ギャップGは、このギャッ
プGをはさんで相対する単位遮光層33の内側エツジE
A、EB間の距離が上記幅Wに一致するように決定され
ている。したがって、フォトセンサ20aにおけるウィ
ンドウ35の配列と次のフォトセンサ20bにおけるウ
ィンドウ35の配列とが空間的に整合している。
bの境界部分の拡大図である。Dx力方向おいて単位遮
光層33のそれぞれは所定の幅Wを有しており、単位遮
光層33の相互間に存在するスリット状のウィンドウ3
5もこれと同一の幅Wを有している。この幅Wは、フォ
トセンサアレイ100の位置における参照光ビームLR
のビーム径と同程度の値とされている。そして、フォト
センサ20a、20bの配列ギャップGは、このギャッ
プGをはさんで相対する単位遮光層33の内側エツジE
A、EB間の距離が上記幅Wに一致するように決定され
ている。したがって、フォトセンサ20aにおけるウィ
ンドウ35の配列と次のフォトセンサ20bにおけるウ
ィンドウ35の配列とが空間的に整合している。
また、このような配置関係は残りのフォトセンサ20b
〜2Onにおいても同様である。このため、フォトセン
サ20a〜2Onの全体を通じて、ウィンドウ35が単
一の周期(グレーティングピッチ)2Wで配列している
ことになる。各フォトセンサ20a〜2Onの相互配列
ギャップGの調整はこれらのフォトセンサの短辺側つま
りDY力方向幅にわたって行えば足りるため、その調整
のための作業は比較的容易である。
〜2Onにおいても同様である。このため、フォトセン
サ20a〜2Onの全体を通じて、ウィンドウ35が単
一の周期(グレーティングピッチ)2Wで配列している
ことになる。各フォトセンサ20a〜2Onの相互配列
ギャップGの調整はこれらのフォトセンサの短辺側つま
りDY力方向幅にわたって行えば足りるため、その調整
のための作業は比較的容易である。
フォトセンサアレイ100のDx力方向長さは、その配
置位置における参照光ビームLRのDx方向走査幅に応
じて定まる。また、フォトセンサ20a〜2Onのそれ
ぞれは、それらの製造に用いられた半導体ウェハの径よ
りも大きな長さは持ち得ないため、複数のフォトセンサ
20a〜2Onの配列によって、上記走査幅に応じたセ
ンシング幅を確保している。このため、フォトセンサア
レイ100に含まれるフォトセンサ20a〜2Onの総
数は、上記走査幅と個々のフォトセンサの長さとの比に
よって定まる。
置位置における参照光ビームLRのDx方向走査幅に応
じて定まる。また、フォトセンサ20a〜2Onのそれ
ぞれは、それらの製造に用いられた半導体ウェハの径よ
りも大きな長さは持ち得ないため、複数のフォトセンサ
20a〜2Onの配列によって、上記走査幅に応じたセ
ンシング幅を確保している。このため、フォトセンサア
レイ100に含まれるフォトセンサ20a〜2Onの総
数は、上記走査幅と個々のフォトセンサの長さとの比に
よって定まる。
第5A図はフォトセンサアレイ100の模式的正面図で
あり、第5B図は第5A図に対応して描かれたフォトセ
ンサアレイ100の等価回路図である。ただし、第5A
図においては遮光パターンは省略されている。上部セン
サ21Uと下部センサ21Lとのそれぞれが光電変換機
能を有していることから、上部センサアレイ100Uは
フォトダイオードPUa−PU、の並列接続と等価てあ
り、また下部センサアレイ100Lはフォトダイオード
PLa−PLnの並列接続と等価である。
あり、第5B図は第5A図に対応して描かれたフォトセ
ンサアレイ100の等価回路図である。ただし、第5A
図においては遮光パターンは省略されている。上部セン
サ21Uと下部センサ21Lとのそれぞれが光電変換機
能を有していることから、上部センサアレイ100Uは
フォトダイオードPUa−PU、の並列接続と等価てあ
り、また下部センサアレイ100Lはフォトダイオード
PLa−PLnの並列接続と等価である。
そして、上部のフォトダイオードPU −PUnの合
成出力が信号SUとして取出され、また、下部のフォト
ダイオードPL、〜PL、の合成出力が信号SLとして
取出される。なお、実際のデバイス構造では上部のフォ
トダイオード(たとえばPUa)とそれに対応する下部
のフォトダイオード(たとえばPL、)とを考えたとき
、第1図のp型半導体基板31がそれらに共通のアノー
ド領域となっているため、第5B図のように2本の接地
線を取外す必要はなく、第4A図のような1本の接地線
で足りる。
成出力が信号SUとして取出され、また、下部のフォト
ダイオードPL、〜PL、の合成出力が信号SLとして
取出される。なお、実際のデバイス構造では上部のフォ
トダイオード(たとえばPUa)とそれに対応する下部
のフォトダイオード(たとえばPL、)とを考えたとき
、第1図のp型半導体基板31がそれらに共通のアノー
ド領域となっているため、第5B図のように2本の接地
線を取外す必要はなく、第4A図のような1本の接地線
で足りる。
C1光電信号処理回路5゜
第6図は光電信号処理回路5oの回路図である。
上部センサアレイ100Uからの光電変換信号SUと下
部センサアレイ100Lからの光電変換信号SLとは、
オペアンプ51U、51Lおよび反転バッファIV、I
VLによってそれぞれ電流/電圧変換される。そして、
このようにして得られた電圧信号A、Boは、コンパレ
ータ52U。
部センサアレイ100Lからの光電変換信号SLとは、
オペアンプ51U、51Lおよび反転バッファIV、I
VLによってそれぞれ電流/電圧変換される。そして、
このようにして得られた電圧信号A、Boは、コンパレ
ータ52U。
52Lにそれぞれ入力される。コンパレータ52U、5
2Lのそれぞれの他方入力としては、基準電圧発生器5
3からの所定の基準電圧VRが与えられている。
2Lのそれぞれの他方入力としては、基準電圧発生器5
3からの所定の基準電圧VRが与えられている。
ここで第7図を参照する。この第7図は光電信号処理回
路50の各部の波形を、参照光ビームLRによってフォ
トセンサアレイ100上に投射されるビームスポットB
SのDx力方向走査位置に対応して描いた図である。た
だし、−点鎖線で示すように、各波形のDx力方向スケ
ールはフォトセンサアレイ100上のスケールよりも拡
大しである。また、この第7図では、ビームスポットB
Sの中心位置が基準線RFよりも上側にずれている場合
を想定している。
路50の各部の波形を、参照光ビームLRによってフォ
トセンサアレイ100上に投射されるビームスポットB
SのDx力方向走査位置に対応して描いた図である。た
だし、−点鎖線で示すように、各波形のDx力方向スケ
ールはフォトセンサアレイ100上のスケールよりも拡
大しである。また、この第7図では、ビームスポットB
Sの中心位置が基準線RFよりも上側にずれている場合
を想定している。
ビームスポットBSが上側に偏っているため、このビー
ムスポットBSがウィンドウ35を通過したときに、上
部センサアレイ100Uから得られる信号A。は幅の広
いピークを形成する。逆に、下部センサアレイ100L
から得られる信号B。
ムスポットBSがウィンドウ35を通過したときに、上
部センサアレイ100Uから得られる信号A。は幅の広
いピークを形成する。逆に、下部センサアレイ100L
から得られる信号B。
は幅の狭いピークを形成する。コンパレータ52U、5
2Lはこれらの信号A、Boを共通の基準電圧VRとを
比較し、その比較結果を2値化信号SA、SBとしてそ
れぞれ出力する。このようにして波形整形された信号の
うち信号SAは幅の広い2値化パルスであり、信号SB
は幅の狭い2値化パルスである。
2Lはこれらの信号A、Boを共通の基準電圧VRとを
比較し、その比較結果を2値化信号SA、SBとしてそ
れぞれ出力する。このようにして波形整形された信号の
うち信号SAは幅の広い2値化パルスであり、信号SB
は幅の狭い2値化パルスである。
次段のORゲート54はこれらの信号SA、SA、SB
の論理和を算出し、それを主走査同期クロックCKXと
して出力する。第7図かられかるように、ビームスポッ
トBSが上側に偏った状態ではクロックCKXは信号S
Aと同じ波形を有する。逆に、ビームスポットBSが下
側に偏った状態では、第7図中の信号A。とB。のそれ
ぞれの波形を相互に入れ換えるとともに、信号SA、S
Bのそれぞれの波形も相互に入れ換えた状況となる。し
たがって、このときにはクロックCKXは信号SBと同
一の波形となる。さらに、ビームスポットBSの中心が
基準線RF上にあるときには信号A、Boが実質的に同
一の波形を有することとなり、その共通波形を2値化し
たクロックCKXが得られる。
の論理和を算出し、それを主走査同期クロックCKXと
して出力する。第7図かられかるように、ビームスポッ
トBSが上側に偏った状態ではクロックCKXは信号S
Aと同じ波形を有する。逆に、ビームスポットBSが下
側に偏った状態では、第7図中の信号A。とB。のそれ
ぞれの波形を相互に入れ換えるとともに、信号SA、S
Bのそれぞれの波形も相互に入れ換えた状況となる。し
たがって、このときにはクロックCKXは信号SBと同
一の波形となる。さらに、ビームスポットBSの中心が
基準線RF上にあるときには信号A、Boが実質的に同
一の波形を有することとなり、その共通波形を2値化し
たクロックCKXが得られる。
すなわち、実質的に信号SA、SBのうちパルス幅が広
い方がクロックCKXとして利用されることになる。そ
して、基準電圧VRO値を調整すれば、距離換算したと
きのクロックCKXのパルス幅CWを遮光パターン繰返
し周期2Wの50%程度に設定することが可能となる。
い方がクロックCKXとして利用されることになる。そ
して、基準電圧VRO値を調整すれば、距離換算したと
きのクロックCKXのパルス幅CWを遮光パターン繰返
し周期2Wの50%程度に設定することが可能となる。
これによって、クロックCKXはデユーティ比1/2を
有するパルス列となる。
有するパルス列となる。
この主走査同期クロックCKXは、第3図の画像信号発
生装置71に与えられるほか、第6図のタイミング発生
回路60にも与えられる。このタイミング発生回路60
ては、2段構成の遅延回路61.62によってクロック
CKXに2段階の遅延を与える(第8A図参照)。そし
て、それらの後段側に設けた排他的ORゲート63とN
ANDゲート64とによって第8A図の下側の部分に示
したパルス列STを得る。このパルス列STは、参照光
ビームLRがフォトセンサアレイ100の各ウィンドウ
35内に投射されているそれぞれの期間内に1度ずつ負
のピークを形成する信号である。そして、遅延回路61
.62における遅延時間を調整することによって、パル
ス列ST中の負のピークを、ウィンドウ35の中央部で
発生させることができる。
生装置71に与えられるほか、第6図のタイミング発生
回路60にも与えられる。このタイミング発生回路60
ては、2段構成の遅延回路61.62によってクロック
CKXに2段階の遅延を与える(第8A図参照)。そし
て、それらの後段側に設けた排他的ORゲート63とN
ANDゲート64とによって第8A図の下側の部分に示
したパルス列STを得る。このパルス列STは、参照光
ビームLRがフォトセンサアレイ100の各ウィンドウ
35内に投射されているそれぞれの期間内に1度ずつ負
のピークを形成する信号である。そして、遅延回路61
.62における遅延時間を調整することによって、パル
ス列ST中の負のピークを、ウィンドウ35の中央部で
発生させることができる。
このパルス列STはサンプルホールド回路55U、55
Lにタイミング制御信号として与えられる。サンプルホ
ールド回路55U、55Lは、パルス列STが負のピー
クを形成した際に信号A。。
Lにタイミング制御信号として与えられる。サンプルホ
ールド回路55U、55Lは、パルス列STが負のピー
クを形成した際に信号A。。
Boレベルをそれぞれサンプリングし、次の負のピーク
が生じるまでの期間はそのサンプリングされたレベルを
ホールドする。このため、サンプルホールド回路55U
、55Lのそれぞれの出力A。
が生じるまでの期間はそのサンプリングされたレベルを
ホールドする。このため、サンプルホールド回路55U
、55Lのそれぞれの出力A。
Bは、第8B図に示すように信号A、Boの直前のピー
ク値を表現する信号となり、遮光層33上をビームスポ
ットBSが通過中でもゼロでない値を維持することがで
きる。したがってこの信号A、Bに基づく面倒れ補正は
時間的に連続して行うことができる。
ク値を表現する信号となり、遮光層33上をビームスポ
ットBSが通過中でもゼロでない値を維持することがで
きる。したがってこの信号A、Bに基づく面倒れ補正は
時間的に連続して行うことができる。
信号A、Bは次段のオペアンプ56.57に与えられる
。一方のオペアンプ56はアナログ減算器として、また
、他方のオペアンプ57はアナログ加算器として機能す
る。このため、これらのオペアンプ56.57からは差
信号(A−B)および和信号(A+B)がそれぞれ出力
される。除算器58は差信号(A−B)を和信号(A+
B)で除算することにより、規格化偏差Mを:M−(A
−B)/ (A+B) のように求め、この値Mを表現するビーム偏差信号SM
を発生してAOD8に出力する。このビーム偏差信号S
Mによってポリゴンミラー9の面倒れ補正がリアルタイ
ムで行われることは既述した通りである。
。一方のオペアンプ56はアナログ減算器として、また
、他方のオペアンプ57はアナログ加算器として機能す
る。このため、これらのオペアンプ56.57からは差
信号(A−B)および和信号(A+B)がそれぞれ出力
される。除算器58は差信号(A−B)を和信号(A+
B)で除算することにより、規格化偏差Mを:M−(A
−B)/ (A+B) のように求め、この値Mを表現するビーム偏差信号SM
を発生してAOD8に出力する。このビーム偏差信号S
Mによってポリゴンミラー9の面倒れ補正がリアルタイ
ムで行われることは既述した通りである。
AOD8の制御信号として差信号(A−B)自身でなく
、規格化偏差Mを用いることにより、フォトセンサアレ
イ100で光電変換される参照光ビームLRの光量が一
定でない場合にも、基準線RFからのビームスポットB
Sの偏差が定量的に表現されている。このため、ポリゴ
ンミラーの面倒れ補正の精度も高い。
、規格化偏差Mを用いることにより、フォトセンサアレ
イ100で光電変換される参照光ビームLRの光量が一
定でない場合にも、基準線RFからのビームスポットB
Sの偏差が定量的に表現されている。このため、ポリゴ
ンミラーの面倒れ補正の精度も高い。
D、フォトセンサの製造方法
第9A図から第9C図はフォトセンサ20aの製造方法
を示す断面図であり、これらは第1図のIX−IX断面
に対応している。また、他のフォトセンサ20b〜2O
nについても同様の方法で製造される。
を示す断面図であり、これらは第1図のIX−IX断面
に対応している。また、他のフォトセンサ20b〜2O
nについても同様の方法で製造される。
まず、p型の半導体ウェハ91(第9A図)が準備され
、その上側主面上にn型不純物をドープすることにより
、n型の半導体層92が形成される。そして、n型半導
体層92の上にアルミニウム膜93が蒸着によって形成
された後、周期的なスリットパターンをなすレジスト層
94がその上に形成される。
、その上側主面上にn型不純物をドープすることにより
、n型の半導体層92が形成される。そして、n型半導
体層92の上にアルミニウム膜93が蒸着によって形成
された後、周期的なスリットパターンをなすレジスト層
94がその上に形成される。
次に、レジスト層94をマスクとしてアルミニウム膜9
3が選択的にエツチングされる(第9B図)。したがっ
てレジスト層94を除去すると、スリット状のウィンド
ウ35と交互に配列した単位遮光層33が得られる(第
9C図)。そして、第9C図の状態のウェハを第1図の
ように帯状に切分けることにより、フォトセンサ20a
が得られる。切分けられた後の半導体基板91および半
導体層92が、それぞれ第1図の半導体基板31および
半導体層32となる。
3が選択的にエツチングされる(第9B図)。したがっ
てレジスト層94を除去すると、スリット状のウィンド
ウ35と交互に配列した単位遮光層33が得られる(第
9C図)。そして、第9C図の状態のウェハを第1図の
ように帯状に切分けることにより、フォトセンサ20a
が得られる。切分けられた後の半導体基板91および半
導体層92が、それぞれ第1図の半導体基板31および
半導体層32となる。
E、追補
ところで、一対の半導体層32U、32Lの間の間隔は
狭いほど偏差検出精度が高まる。しかしながら、この間
隔を極端に狭くするとこれらの半導体層32U、32L
をコレクタおよびエミッタとし、かつ、半導体基板31
のうちこれらの半導体層32U、32Lにはさまれた部
分をベースとするnpn (またはpnp)の寄生トラ
ンジスタが形成されてしまう。このため、上記間隔はた
とえば0 、 Of mm程度とすることが好ましい。
狭いほど偏差検出精度が高まる。しかしながら、この間
隔を極端に狭くするとこれらの半導体層32U、32L
をコレクタおよびエミッタとし、かつ、半導体基板31
のうちこれらの半導体層32U、32Lにはさまれた部
分をベースとするnpn (またはpnp)の寄生トラ
ンジスタが形成されてしまう。このため、上記間隔はた
とえば0 、 Of mm程度とすることが好ましい。
また、グレーティングピッチ2Wとしてはたとえば約0
.8■嘗が好ましい。
.8■嘗が好ましい。
この発明のフォトセンサは、ポリゴンミラーを主偏向器
として有する画像読取りあるいは記録装置のほか、ガル
バノミラ−やホログラムディスクなどを主偏向器として
用いた画像読取りあるいは記録装置にも適用可能である
。画像読取りの場合には、主光ビームで原稿面を走査し
、その透過または反射光をフォトセンサで受光するとと
もに、その受光信号を画像メモリなどに取込むタイミン
グを主走査同期クロックCKXで制御する。面倒れなど
の補正方法自身は画像記録の場合と同様である。また、
参照光ビームLRは主光ビームLMとは別の光源から発
生させてもよい。
として有する画像読取りあるいは記録装置のほか、ガル
バノミラ−やホログラムディスクなどを主偏向器として
用いた画像読取りあるいは記録装置にも適用可能である
。画像読取りの場合には、主光ビームで原稿面を走査し
、その透過または反射光をフォトセンサで受光するとと
もに、その受光信号を画像メモリなどに取込むタイミン
グを主走査同期クロックCKXで制御する。面倒れなど
の補正方法自身は画像記録の場合と同様である。また、
参照光ビームLRは主光ビームLMとは別の光源から発
生させてもよい。
以上説明したように、請求項1記載のフォトセンサでは
、2つのpn接合が共通の半導体層上に並列的に形成さ
れており、その位置関係は固定されているため、所要の
機器への組込みにあたって高精度の組込み位置調整は不
要である。
、2つのpn接合が共通の半導体層上に並列的に形成さ
れており、その位置関係は固定されているため、所要の
機器への組込みにあたって高精度の組込み位置調整は不
要である。
また、遮光パターンは単純な帯状の遮光層の配列からな
り、それらがセンサ本体上に直接に形成されているため
、特殊な遮光パターンを有するグレーティングガラスは
不要である。その結果、製作コストを低減させることが
できる。
り、それらがセンサ本体上に直接に形成されているため
、特殊な遮光パターンを有するグレーティングガラスは
不要である。その結果、製作コストを低減させることが
できる。
さらに請求項2記載の画像走査装置では、上記フォトセ
ンサをその長手方向に沿って配列したフォトセンサアレ
イを利用しているため、上記の各利点を活用した装置と
なっている。
ンサをその長手方向に沿って配列したフォトセンサアレ
イを利用しているため、上記の各利点を活用した装置と
なっている。
第1図は、この発明の一実施例であるフォトセンサの一
部切欠き斜視図、 第2図は、実施例のフォトセンサを利用した画像走査記
録装置の構成図、 第3図は、第2図の装置におけるフィードバック制御系
を示すブロック図、 !14A図は、フォトセンサアレイの正面図、第4B図
は、フォトセンサアレイにおけるフォトセンサ間の配列
境界の拡大図、 第5A図は、フォトセンサアレイの模式的正面図、 第5B図は、フォトセンサアレイの等価回路図、第6図
は、光電信号処理回路の回路図、第7図、第8A図およ
び第8B図は、光電信号処理回路の動作波形図、 第9A図から第9C図は、フォトセンサの製造方法を示
す断面工程図である。 1・・・画像走査記録装置(製版用スキャナ)、4−A
OM、8−AOD(前置偏向器)、9・・・ポリゴン
ミラー(主偏向器)、20a〜2On・・・フォトセン
サ、 31・・・p型半導体基板、 32L、32U−n型半導体層、 33・・・単位遮光層、 34・・・遮光パターン、
100・・・フォトセンサアレイ、 200・・・フィードバックループ、 LM・・・主光ビーム、 LR・・・参照光ビーム、
JL、JU・・・pn接合、
部切欠き斜視図、 第2図は、実施例のフォトセンサを利用した画像走査記
録装置の構成図、 第3図は、第2図の装置におけるフィードバック制御系
を示すブロック図、 !14A図は、フォトセンサアレイの正面図、第4B図
は、フォトセンサアレイにおけるフォトセンサ間の配列
境界の拡大図、 第5A図は、フォトセンサアレイの模式的正面図、 第5B図は、フォトセンサアレイの等価回路図、第6図
は、光電信号処理回路の回路図、第7図、第8A図およ
び第8B図は、光電信号処理回路の動作波形図、 第9A図から第9C図は、フォトセンサの製造方法を示
す断面工程図である。 1・・・画像走査記録装置(製版用スキャナ)、4−A
OM、8−AOD(前置偏向器)、9・・・ポリゴン
ミラー(主偏向器)、20a〜2On・・・フォトセン
サ、 31・・・p型半導体基板、 32L、32U−n型半導体層、 33・・・単位遮光層、 34・・・遮光パターン、
100・・・フォトセンサアレイ、 200・・・フィードバックループ、 LM・・・主光ビーム、 LR・・・参照光ビーム、
JL、JU・・・pn接合、
Claims (2)
- (1)光ビームの走査位置を検出するために使用される
フォトセンサであって、 (a)前記光ビームの走査方向に対応する第1の方向と
この第1の方向に垂直な第2の方向とによって規定され
る主面を有し、前記第1の方向に沿って帯状に伸びた第
1導電型の第1半導体層と、(b)前記主面上において
それぞれが前記第1の方向に沿って帯状に形成されると
ともに、前記第2の方向において互いに隣接する第2導
電型の一対の第2半導体層と、 (c)前記一対の第2半導体層上にまたがって形成され
るとともにそれぞれが前記第2の方向に沿って伸びた帯
状の単位遮光層が前記第1の方向に沿って周期的に配列
されてなる遮光パターンとを備え、 前記第1半導体層と前記一対の第2半導体層のそれぞれ
との間で形成される第1と第2のpn接合からの第1と
第2の光電変換信号を受光出力として得ることを特徴と
するフォトセンサ。 - (2)主光ビームによって被走査面を所定の主走査方向
に周期的に走査するとともに、副走査方向に沿って前記
被走査面を前記主光ビームに対して相対的に移動させ、
それによって前記被走査面への画像記録あるいは被走査
面の画像読取りを行うための画像走査装置であって、 (a)前記主光ビームを発生するとともに、前記主光ビ
ームに平行な参照光ビームを発生する光ビーム発生手段
と、 (b)前記主光ビームと前記参照光ビームとのそれぞれ
の光路中に介挿され、所定の制御信号に応じて前記副走
査方向と共役な偏向方向に前記主光ビームと前記参照光
ビームとを偏向する前置偏向器と、 (c)前記前置偏向器によって偏向された後の前記主光
ビームと前記参照光ビームとを前記主走査方向に共役な
方向に周期的に偏向する主偏向器と、 (d)前記主偏向器によって偏向された後の前記主光ビ
ームと前記参照光ビームとのそれぞれの進行方向を相対
的に変えることにより、前記主光ビームのみを前記被走
査面上へと導く光ビーム進行方向転換手段と、 (e)請求項1記載のフォトセンサがその長手方向に沿
って所要数だけ基板上に配列されてなり、前記長手方向
が前記主走査方向に共役な方向に一致するように配置さ
れて前記参照光ビームを受光するフォトセンサアレイと
、 (f)前記フォトセンサアレイに含まれるそれぞれのフ
ォトセンサからの第1の光電変換信号を合成した第1の
合成信号と、それぞれのフォトセンサからの第2の光電
変換信号を合成した第2の合成信号とに基づいて前記主
光ビームによる画像記録または画像読取りのタイミング
を決定するとともに、前記第1と第2の合成信号の相互
の差に応じた信号を前記制御信号として前記前置偏向器
に与えるフィードバックループとを備えることを特徴と
する画像走査装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2067850A JPH03266463A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | フォトセンサおよびそれを用いた画像走査装置 |
US07/665,515 US5153422A (en) | 1990-03-15 | 1991-03-05 | Photosensor and image scanner utilizing the same |
DE69117547T DE69117547T2 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-08 | Fotodetektor und Bildabtaster dafür |
EP91103607A EP0446812B1 (en) | 1990-03-15 | 1991-03-08 | Photosensor and image scanner utilizing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2067850A JPH03266463A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | フォトセンサおよびそれを用いた画像走査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03266463A true JPH03266463A (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=13356849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2067850A Pending JPH03266463A (ja) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | フォトセンサおよびそれを用いた画像走査装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5153422A (ja) |
EP (1) | EP0446812B1 (ja) |
JP (1) | JPH03266463A (ja) |
DE (1) | DE69117547T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5818507A (en) * | 1994-10-28 | 1998-10-06 | Xerox Corporation | Method and apparatus for controlling the modulation of light beams in a rotating polygon type image forming apparatus |
JP3239072B2 (ja) | 1996-09-03 | 2001-12-17 | 株式会社東芝 | ビーム光走査装置および画像形成装置 |
GB2370172B (en) * | 2000-12-13 | 2002-12-04 | Infrared Integrated Syst Ltd | Dynamic offset correction in detector arrays |
DE10157244B4 (de) * | 2001-11-22 | 2006-05-04 | Leica Microsystems Semiconductor Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Defektanalyse von Wafern |
JP2007081185A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Fujifilm Corp | 光検出素子 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3609375A (en) * | 1968-07-19 | 1971-09-28 | Trw Inc | Solid state linear photosensor |
US4214157A (en) * | 1978-07-07 | 1980-07-22 | Pitney Bowes, Inc. | Apparatus and method for correcting imperfection in a polygon used for laser scanning |
JPS57145368A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-08 | Hitachi Ltd | Semiconductor intergrated circuit |
JPS58207767A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 一次元固体撮像装置 |
US4661699A (en) * | 1983-03-28 | 1987-04-28 | T. R. Whitney Corporation | Scanning beam control system and method with bi-directional reference scale |
IL80242A (en) * | 1986-10-07 | 1994-01-25 | Scitex Corp Ltd | Laser scanner |
US4837588A (en) * | 1987-05-08 | 1989-06-06 | Ricoh Company, Ltd. | Synchronizing signal generating system for laser scanner |
US4882490A (en) * | 1987-09-22 | 1989-11-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Light beam scanning apparatus having two detectors whose signal ratio indicates main scanning position |
-
1990
- 1990-03-15 JP JP2067850A patent/JPH03266463A/ja active Pending
-
1991
- 1991-03-05 US US07/665,515 patent/US5153422A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-08 EP EP91103607A patent/EP0446812B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-03-08 DE DE69117547T patent/DE69117547T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0446812A2 (en) | 1991-09-18 |
EP0446812B1 (en) | 1996-03-06 |
DE69117547T2 (de) | 1996-10-24 |
US5153422A (en) | 1992-10-06 |
EP0446812A3 (en) | 1992-07-15 |
DE69117547D1 (de) | 1996-04-11 |
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