JPS60423A - 走査光学装置 - Google Patents
走査光学装置Info
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- JPS60423A JPS60423A JP59084024A JP8402484A JPS60423A JP S60423 A JPS60423 A JP S60423A JP 59084024 A JP59084024 A JP 59084024A JP 8402484 A JP8402484 A JP 8402484A JP S60423 A JPS60423 A JP S60423A
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- Japan
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- lens
- laser
- light
- optical
- laser light
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0031—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes
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- Laser Beam Printer (AREA)
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、レーザ光を走査し、感光材料あるいはスクリ
ーン上に情報を表示し、記録するだめの光学装置たとえ
ば、レーザプリンタ、レーザCOM (Compute
r 0utput Microfi 1m )などに適
用される走査光学装置に関するものである0 〔発明の背景〕 従来の走査光学装置を第1図により説明する。
ーン上に情報を表示し、記録するだめの光学装置たとえ
ば、レーザプリンタ、レーザCOM (Compute
r 0utput Microfi 1m )などに適
用される走査光学装置に関するものである0 〔発明の背景〕 従来の走査光学装置を第1図により説明する。
3−1は断面形状が円形状のレーザ光で、3−2は変調
器6によシ変調されたレーザ光、4,5は円筒レンズで
ある。円筒レンズを出射するレーザ光3−3は第2図に
示すような楕円状をした断面形状の平行光束となってい
る。2は回転多面鏡であシ、レーザ光3−3を偏向、走
査する。7はF−θレンズ(焦点距離fとする)として
知られているものである。F−θレンズ7は回転多面鏡
2の偏向角θに対し、感光ドラム1上での線型性すなわ
ち、座標Xを第1図のようにとると、X=fθ(fは定
数)の位置にレーザ光を微小スポットに絞りこむ機能を
もっている。
器6によシ変調されたレーザ光、4,5は円筒レンズで
ある。円筒レンズを出射するレーザ光3−3は第2図に
示すような楕円状をした断面形状の平行光束となってい
る。2は回転多面鏡であシ、レーザ光3−3を偏向、走
査する。7はF−θレンズ(焦点距離fとする)として
知られているものである。F−θレンズ7は回転多面鏡
2の偏向角θに対し、感光ドラム1上での線型性すなわ
ち、座標Xを第1図のようにとると、X=fθ(fは定
数)の位置にレーザ光を微小スポットに絞りこむ機能を
もっている。
8は円筒レンズであシ、感光ドラム1上を走査する幅の
長さをもち、光の走査方向には曲率をもたない。1は感
光体材料を塗布し、ドラム状にした感光ドラムであり、
光が走査する部分は平面状をしている。電子写真法では
感光体としてSeがよく用いられ、感光体の周囲に電子
写真法として知られる印写プロセス、すなわち帯電器、
現像器。
長さをもち、光の走査方向には曲率をもたない。1は感
光体材料を塗布し、ドラム状にした感光ドラムであり、
光が走査する部分は平面状をしている。電子写真法では
感光体としてSeがよく用いられ、感光体の周囲に電子
写真法として知られる印写プロセス、すなわち帯電器、
現像器。
転写器、クリーニング等を配置する。
回転多面鏡上で第2図に示した断面形状をしたレーザ光
の長軸方向の大きさd2はf−θレンズにより感光ドラ
ム上にX方向の大きさd。と微小に絞られる。レーザ光
の短軸方向の大きさdlは小さいため、F−θレンズを
通過しても回折のため微小に絞りこむことはできず1円
筒レンズ8により感光ドラム上y方向の大きさdoに微
小に絞りこまれる。結果として感光ドラム上にはX方向
y方向とも等しい大きさdoに絞りこまえることになる
。
の長軸方向の大きさd2はf−θレンズにより感光ドラ
ム上にX方向の大きさd。と微小に絞られる。レーザ光
の短軸方向の大きさdlは小さいため、F−θレンズを
通過しても回折のため微小に絞りこむことはできず1円
筒レンズ8により感光ドラム上y方向の大きさdoに微
小に絞りこまれる。結果として感光ドラム上にはX方向
y方向とも等しい大きさdoに絞りこまえることになる
。
この光学系の長所は回転多面鏡の而倒れ精度を緩和する
ことにある。すなわち、回転多面鏡の各面の法線と回転
多面鏡の回転軸とのなす角度が一定でない、いわゆる面
倒れがある場合、感光ドラムには光走査ピッチむらのあ
る情報が記録されてしまう。しかし、第19図に示した
光学系は回転多面鏡の面倒れによシ生じる光走査ピッチ
むらを小さくする機能を持つ。第3図で光走査ピッチむ
らを小さくする機能を説明する。回転多面鏡の面倒れ角
ψが生じた場合1円筒レンズ8がない場合には、正規の
走査線位置よ!ay=fψずれた位置に結像する。しか
し、第1図の光学系では、円筒レンズ8があるため、y
=+[cψだけ正規の位置よりずれた場所に結像する。
ことにある。すなわち、回転多面鏡の各面の法線と回転
多面鏡の回転軸とのなす角度が一定でない、いわゆる面
倒れがある場合、感光ドラムには光走査ピッチむらのあ
る情報が記録されてしまう。しかし、第19図に示した
光学系は回転多面鏡の面倒れによシ生じる光走査ピッチ
むらを小さくする機能を持つ。第3図で光走査ピッチむ
らを小さくする機能を説明する。回転多面鏡の面倒れ角
ψが生じた場合1円筒レンズ8がない場合には、正規の
走査線位置よ!ay=fψずれた位置に結像する。しか
し、第1図の光学系では、円筒レンズ8があるため、y
=+[cψだけ正規の位置よりずれた場所に結像する。
(ただし1円筒レンズ8の焦点距離をf。とじている。
)fθレンズ7の性質より、ψくψまた、fo<fであ
るので。
るので。
面倒れによシ影響は(f、ψ)/(fψ)だけ軽減され
る。
る。
ところで、従来の第1図に示す光学系では円筒レンズ4
,5の一方向ビーム拡大器により一方向にレーザ光を拡
大し第2図に示す断面が楕円形状のレーザ光に変換して
いた。円筒レンズ4.5それぞれは製作加工および組み
込み調整の困難さより複数枚からなる組み合わせレンズ
にすることは困難で1組み合わせをしない、いわゆる単
レンズが用いられる。しかし円筒レンズ4.5として単
レンズを用いた場合1円筒レンズ4,5を出射したレー
ザ光は光学的質が悪く、収差を伴なった波面となる欠点
があシ、高精度に感光ドラム1に絞りこむことは難しい
。
,5の一方向ビーム拡大器により一方向にレーザ光を拡
大し第2図に示す断面が楕円形状のレーザ光に変換して
いた。円筒レンズ4.5それぞれは製作加工および組み
込み調整の困難さより複数枚からなる組み合わせレンズ
にすることは困難で1組み合わせをしない、いわゆる単
レンズが用いられる。しかし円筒レンズ4.5として単
レンズを用いた場合1円筒レンズ4,5を出射したレー
ザ光は光学的質が悪く、収差を伴なった波面となる欠点
があシ、高精度に感光ドラム1に絞りこむことは難しい
。
また、円筒レンズ4.5を用いた第1図に示す光学系に
おいては1円筒レンズの円筒軸それぞれを高、vif度
に一致させる必要があり、光学系調節が着るしく困難で
ある。
おいては1円筒レンズの円筒軸それぞれを高、vif度
に一致させる必要があり、光学系調節が着るしく困難で
ある。
本発明は上述した欠点を解消するためになされたもので
、レーザ光を円筒レンズによシ一方向に拡大する一方向
ビーム拡大器なしでも光走査ピッチむらの小さい良質な
レーザ記録、表示を可能とする安価、高信頼な走査光学
装置を提供するものである。
、レーザ光を円筒レンズによシ一方向に拡大する一方向
ビーム拡大器なしでも光走査ピッチむらの小さい良質な
レーザ記録、表示を可能とする安価、高信頼な走査光学
装置を提供するものである。
し発明の概要〕
この目的を達成するために1本発明の走査光学装置にお
いては、レーザ光源として楕円状にレーザ光を放射する
半導体レーザを用い、一方向ビーム拡大器が無くても、
光走査器の面倒れ精度を緩和することを特徴とする。
いては、レーザ光源として楕円状にレーザ光を放射する
半導体レーザを用い、一方向ビーム拡大器が無くても、
光走査器の面倒れ精度を緩和することを特徴とする。
第4図に半導体レーザよシ放射するレーザ光強度の放射
角分布を示す。第4図(aJに示すように半導体レーザ
9から放射するレーザ光は半導体レーザ接合面に垂直方
向(図では□で示す)では大きな拡が9角度、接合面に
平行方向(図では/で示す)では小さな拡が9角度で放
射し、楕円形状の断面形状をもった光強度分布をしてい
る。したがって、半導体レーザ9からのレーザ光をレン
ズにより平行光に変換すると第2図に示したようなレー
ザ光の断面形状にすることが可能であり、一方向ビーム
拡大器をなしですますことができる。したがって、一方
向ビーム拡大器を用いることから生じる光学的特性の劣
化、光学系調節の困難さを解消することができる。
角分布を示す。第4図(aJに示すように半導体レーザ
9から放射するレーザ光は半導体レーザ接合面に垂直方
向(図では□で示す)では大きな拡が9角度、接合面に
平行方向(図では/で示す)では小さな拡が9角度で放
射し、楕円形状の断面形状をもった光強度分布をしてい
る。したがって、半導体レーザ9からのレーザ光をレン
ズにより平行光に変換すると第2図に示したようなレー
ザ光の断面形状にすることが可能であり、一方向ビーム
拡大器をなしですますことができる。したがって、一方
向ビーム拡大器を用いることから生じる光学的特性の劣
化、光学系調節の困難さを解消することができる。
以下本発明の実施例を詳しく説明する。
第5図は本発明の走査光学装置の一実施例を示す。半導
体レーザ9から放射するしiザ光はN、A、の大きいカ
ップリングレンズ(焦点距離f0とする)により高い光
利用効率で平行光に変換する。回転多面@!2上では第
6図に示すような楕円形状のレーザ光断面形状をしてお
シ、その短軸方向は回転多面鏡の回転軸に平行方向とな
るようにする。そのためには第5図において、半導体レ
ーザ9の接合面と回転多面鏡2の回転軸とは平行になる
ように配置すれはよい。回転多面鏡2により走査された
レーザ光は結像レンズ7に入射する。
体レーザ9から放射するしiザ光はN、A、の大きいカ
ップリングレンズ(焦点距離f0とする)により高い光
利用効率で平行光に変換する。回転多面@!2上では第
6図に示すような楕円形状のレーザ光断面形状をしてお
シ、その短軸方向は回転多面鏡の回転軸に平行方向とな
るようにする。そのためには第5図において、半導体レ
ーザ9の接合面と回転多面鏡2の回転軸とは平行になる
ように配置すれはよい。回転多面鏡2により走査された
レーザ光は結像レンズ7に入射する。
結像レンズ7としてはすでに第1図で説明したFθレン
ズ(焦点距離fとする。)を用いる。被走査面としての
感光ドラム1の前には円筒レンズ8を配置している。第
6図に示したレーザ光の断面形状の横方向の長さd2お
よびたて方向の長さdl の比は第4区のごときレーザ
光放射分布より、通常d2/d1 =3〜10程度の値
をもっている。
ズ(焦点距離fとする。)を用いる。被走査面としての
感光ドラム1の前には円筒レンズ8を配置している。第
6図に示したレーザ光の断面形状の横方向の長さd2お
よびたて方向の長さdl の比は第4区のごときレーザ
光放射分布より、通常d2/d1 =3〜10程度の値
をもっている。
d2/d、=5として以下光学系パラメータの設定方法
を述べる。また半導体レーザのレーザ光放射分布は第4
図tb)に示す如く近似的にガウス型分布とし、以下の
計算においてdl、d2は中心光強度のl/e2になる
点で測定したレーザ光断面形状の大きさとする。
を述べる。また半導体レーザのレーザ光放射分布は第4
図tb)に示す如く近似的にガウス型分布とし、以下の
計算においてdl、d2は中心光強度のl/e2になる
点で測定したレーザ光断面形状の大きさとする。
また、感光ドラム1上で絞りこむ光スポツト径doはX
方向、X方向とも011mmとする0第6図に示したレ
ーザ光の断面形状の横方向の長さd2 はF−θレンズ
7によシ感光ドラム1上にd。に絞りこまれる。do
とd2 の間では次式%式% ここでλは光の波長、fはFθレンズ焦点距離。
方向、X方向とも011mmとする0第6図に示したレ
ーザ光の断面形状の横方向の長さd2 はF−θレンズ
7によシ感光ドラム1上にd。に絞りこまれる。do
とd2 の間では次式%式% ここでλは光の波長、fはFθレンズ焦点距離。
回転多面鏡2の回転軸に平行な方向すなわちX方向の絞
シこみは円筒レンズ8がない時、感光ドラム1上での絞
りこまれたレーザ光の大きさをdo′とすると次式で与
えられる。
シこみは円筒レンズ8がない時、感光ドラム1上での絞
りこまれたレーザ光の大きさをdo′とすると次式で与
えられる。
f =300 mm 、λ= 0.75 X I 0−
3mm 。
3mm 。
do=0.1mmとすると、(υ式よpd2 =2.8
6rrHn、d2 /dz =5とするとd 1:=
Q、75 mm(。
6rrHn、d2 /dz =5とするとd 1:=
Q、75 mm(。
式(2)よりdo’ =0.5 mm0d とd/がほ
とんど等しいことによシ、円筒ル ンス位置でのX方向のレーザ光の断面形状の太きさはほ
とんどd。′に等しい。d/ は円筒レンズ8によシ感
光ドラム1上にd。に絞りこむように設定する。すなわ
ち1円筒レンズ焦点距離f。は次式により設定する0 上記したパラメータを代入してf。−52,4mn1と
なる。
とんど等しいことによシ、円筒ル ンス位置でのX方向のレーザ光の断面形状の太きさはほ
とんどd。′に等しい。d/ は円筒レンズ8によシ感
光ドラム1上にd。に絞りこむように設定する。すなわ
ち1円筒レンズ焦点距離f。は次式により設定する0 上記したパラメータを代入してf。−52,4mn1と
なる。
以上のごとく設定すると感光ドラム上にはX方向、X方
向とも直径Q、1mmのほぼ円形状のレーザ光スポット
に絞りこまれることになる0また、この第5図の光学系
においても第3図ですでに説明した様に回転多面鏡の面
倒れ角ψがあっても、光走査ピッチむらの小さい光走査
を実現できる。
向とも直径Q、1mmのほぼ円形状のレーザ光スポット
に絞りこまれることになる0また、この第5図の光学系
においても第3図ですでに説明した様に回転多面鏡の面
倒れ角ψがあっても、光走査ピッチむらの小さい光走査
を実現できる。
半導体レーザからのレーザ光は非点収差を伴なう場合が
あることが知られているが、そのような場合には第5図
の円筒レンズ8と感光ドラム1間の距離を調節すると収
差は補正できる。
あることが知られているが、そのような場合には第5図
の円筒レンズ8と感光ドラム1間の距離を調節すると収
差は補正できる。
第5図において光走査器として回転多面鏡を用いた例を
示したがガルバノミラ−を用いても良い0第4図に示し
た半導体レーザの放射角度分布におけるよ、/方向の拡
がり角度の比が第5図に示した本発明の光学系において
設定した値と異なる場合が半導体レーザの特性のばらつ
き等により生ずることがある。この場合にはプリズムを
カップリングレンズ10と回転多面鏡2との間に配置す
ることが有効である。すなわち、プリズムを第7図のよ
うに配置すると、幅dで入射した平行レーザ光は幅d/
の平行レーザ光に変換される。d′とdの間には次式で
表わされる関係がある。
示したがガルバノミラ−を用いても良い0第4図に示し
た半導体レーザの放射角度分布におけるよ、/方向の拡
がり角度の比が第5図に示した本発明の光学系において
設定した値と異なる場合が半導体レーザの特性のばらつ
き等により生ずることがある。この場合にはプリズムを
カップリングレンズ10と回転多面鏡2との間に配置す
ることが有効である。すなわち、プリズムを第7図のよ
うに配置すると、幅dで入射した平行レーザ光は幅d/
の平行レーザ光に変換される。d′とdの間には次式で
表わされる関係がある。
プリズムの頂角αは次式で表わされる。
α=θ。
ただし、θ0は入射角度、θ、は出射角度、nはプリズ
ムの屈折率を示す。
ムの屈折率を示す。
したがって、プリズムを用いると入射角θ。を調整する
ことによシレーザ光の幅を所望の大きさに変えることが
可能である。
ことによシレーザ光の幅を所望の大きさに変えることが
可能である。
以上説明したプリズムを本発明の走査光学系に適用した
実施例を第8図に示す。カップリングレンズ10を出射
した平行なレーザ光の断面の大きさはd、、d2であり
、この比d2/d1はプリズム11によりa; / d
lに変換され回転多面鏡2に入射する。
実施例を第8図に示す。カップリングレンズ10を出射
した平行なレーザ光の断面の大きさはd、、d2であり
、この比d2/d1はプリズム11によりa; / d
lに変換され回転多面鏡2に入射する。
以上説明したプリズムを用いると半導体レーザから出射
するレーザ光の拡が9角度特性のばらつきを補償する機
能を持たせることができる。またプリズムを用いると第
1図に示した円筒レンズの場合生じる波面収査は全く問
題にならない利点がある。
するレーザ光の拡が9角度特性のばらつきを補償する機
能を持たせることができる。またプリズムを用いると第
1図に示した円筒レンズの場合生じる波面収査は全く問
題にならない利点がある。
以上の如く、本発明によれば1円筒レンズからなる一方
向ビーム拡大器が不要となり、光学的特性の劣化の少な
い、かつ光学等の調整が極めて簡単な走査光学装置を実
現できる。
向ビーム拡大器が不要となり、光学的特性の劣化の少な
い、かつ光学等の調整が極めて簡単な走査光学装置を実
現できる。
第1図は従来の走査光学装置を示す図。
第2図第3図は第1図を説明するだめの図。
第4図は半導体レーザから放射する光強度の放射角度分
布を示す図。 第5図は本発明の一実施例を示す図。 第6図は第5図を説明するだめの図。 第7図はプリズムの機能を説明する図。 第8図は本発明の他の実施例を示す図である01・・・
感光ドラム、2・・・回転多面鏡、7・・・Fθレンズ
、8・・・円筒レンズ、9・・・半導体レーザ、10・
・・カップリングレンズ、11・・・プリズム0方1図 拓 2 図 第 S 図
布を示す図。 第5図は本発明の一実施例を示す図。 第6図は第5図を説明するだめの図。 第7図はプリズムの機能を説明する図。 第8図は本発明の他の実施例を示す図である01・・・
感光ドラム、2・・・回転多面鏡、7・・・Fθレンズ
、8・・・円筒レンズ、9・・・半導体レーザ、10・
・・カップリングレンズ、11・・・プリズム0方1図 拓 2 図 第 S 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■、楕円形の断面形状を有するレーザ光を放射する半導
体レーザと、該半導体レーザから放射するレーザ光を平
行光に変換するレンズと、光走査器と、該走査器が光走
査するレーザ光を被走査面上に絞りこむ結像レンズとか
らなる走査光学装置において、上記光走査器に入射する
楕円状レーザ光の短軸方向が上記光走査器の回転軸にな
るよう上記半導体レーザを設置し、光走査するレーザ光
を円筒レンズを通過させて上記被走査面に導くことを特
徴とする走査光学装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の走査光学装置において
、上記レンズと光走査器との間にプリズムを配置したこ
とを特徴とする走査光学装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59084024A JPS60423A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 走査光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59084024A JPS60423A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 走査光学装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60423A true JPS60423A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=13818991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59084024A Pending JPS60423A (ja) | 1984-04-27 | 1984-04-27 | 走査光学装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60423A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61173213A (ja) * | 1985-01-28 | 1986-08-04 | Asahi Optical Co Ltd | レ−ザ−プリンタ−等の走査光学系 |
JPS61184046A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ光走査装置 |
JPS61245129A (ja) * | 1985-04-22 | 1986-10-31 | Asahi Optical Co Ltd | レ−ザ−ビ−ムプリンタ−等の走査光学系 |
JPS63302430A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 光デイスク装置 |
JP2013250537A (ja) * | 2012-06-04 | 2013-12-12 | Seiko Epson Corp | 画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5224542A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Canon Inc | Optical system for shaping a beam |
JPS52119331A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Canon Inc | Laser recording device |
JPS52153456A (en) * | 1976-06-16 | 1977-12-20 | Hitachi Ltd | Laser recording apparatus |
-
1984
- 1984-04-27 JP JP59084024A patent/JPS60423A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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