JPH03210519A - scanning optical device - Google Patents

scanning optical device

Info

Publication number
JPH03210519A
JPH03210519A JP588090A JP588090A JPH03210519A JP H03210519 A JPH03210519 A JP H03210519A JP 588090 A JP588090 A JP 588090A JP 588090 A JP588090 A JP 588090A JP H03210519 A JPH03210519 A JP H03210519A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reflecting
mirror
scanning
laser beam
prism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP588090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehiko Nakai
武彦 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP588090A priority Critical patent/JPH03210519A/en
Publication of JPH03210519A publication Critical patent/JPH03210519A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the loss of light quantity by arranging a fixed reflecting mirror oppositely to one reflecting face out of a pair of reflecting faces constituting a rotary polygon mirror and arranging an incident beam, a Fresnel rhomb prism and a polarized beam splitter oppositely to the other reflecting face. CONSTITUTION:Respective mirror faces of the rotary polygon mirror 9 consist of pairs of reflecting faces 9a, 9b inclined in the rotational center direction of the mirror 9 and intersecting with each other at right angles, the reflecting mirror 15 having at least one reflecting face 9b for returning a beam to the other reflecting face 9a is fixed oppositely to one reflecting face out of the reflecting faces 9a, 9b forming a pair and the Fresnel rhomb prism 13 and the polarized beam splitter 11 are arranged oppositely to the other reflecting face. Concretely, the fixed reflecting mirror 15 is used for a plane mirror having one reflecting face 9a or a roof type reflecting mirror 9. Consequently, the compact and comparatively inexpensive scanning optical device can be manufactured and the loss of light quantity can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光源から出射された光束を回転多面鏡の鏡面
で反射させることによって偏向走査する走査光学装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a scanning optical device that performs deflection scanning by reflecting a light beam emitted from a light source on the mirror surface of a rotating polygon mirror.

[従来の技術] 従来、走査光学装置として、例えば第6図に示す様に、
レーザ光源30から出射されるレーザビームLBを、所
定の画像情報に基づいて変調し、この変調されたレーザ
ビームLBをコリメータレンズ32により平行光とした
うえでシリンドリカルレンズ33に入れ、等速で回転す
る回転多面鏡34にて反射させることで、レーザビーム
LBを等連日運動で走査し、更にfθレンズ36によっ
て、等連日運動での走査を直線運動での走査に変換する
と共にレーザビームLBの径を絞って感光ドラム38上
に微小なスポットとして結像させて画像を記録するもの
が知られている。
[Prior Art] Conventionally, as a scanning optical device, for example, as shown in FIG.
The laser beam LB emitted from the laser light source 30 is modulated based on predetermined image information, and the modulated laser beam LB is made into parallel light by a collimator lens 32, and then input into a cylindrical lens 33, which rotates at a constant speed. The laser beam LB is reflected by the rotating polygon mirror 34, which scans the laser beam in an equal daily motion, and the fθ lens 36 converts the equal daily motion into scanning in a linear motion, and also changes the diameter of the laser beam LB. It is known that an image is recorded by narrowing down the light to form a minute spot on the photosensitive drum 38.

この種の走査光学装置では、高速でレーザビームLBを
走査する為に、回転多面1134を高速で回転させるこ
とや回転多面鏡34の鏡面数を増やすことが考えられる
が、回転機構の機械構造上、回転速度の上昇には限界が
あることや鏡面増加によって回転多面1134が大型に
なることなどで。
In this type of scanning optical device, in order to scan the laser beam LB at high speed, it is conceivable to rotate the rotating polygon 1134 at high speed or increase the number of mirror surfaces of the rotating polygon mirror 34, but due to the mechanical structure of the rotation mechanism, This is because there is a limit to the increase in rotational speed, and the rotating polygon 1134 becomes larger due to the increase in mirror surfaces.

より高速での走査は困難であった。また、記録画像の画
質をよ(するには、fθレンズ36の射出Fナンバーを
より小さくして感光ドラム38上のスポットの径を小さ
くすればよいが、その為には、fθレンズ36に入射す
るレーザビームLBのビーム径を大きくする必要がある
。しかし、ビーム径を大きくするには、回転多面鏡34
の鏡面を拡大しなければならず、その為、回転多面11
34が大型になって回転多面[134の回転速度を抑え
なければならないといった問題が生じて高速走査が困難
になる。
Scanning at higher speeds was difficult. Also, in order to improve the quality of the recorded image, the diameter of the spot on the photosensitive drum 38 can be reduced by decreasing the exit F number of the fθ lens 36; It is necessary to increase the beam diameter of the laser beam LB. However, in order to increase the beam diameter, the rotating polygon mirror 34
It is necessary to enlarge the mirror surface of the rotating polygon 11.
34 becomes large, causing problems such as the need to suppress the rotational speed of the rotating polygon [134], making high-speed scanning difficult.

上記の諸問題が解決する為に、第7図に示す様に、ルー
フ型回転多面鏡48と、その一方の反射面48bに対向
して配設され少なくとも1つの平面鏡を有する固定反射
tIA50と、その他方の反射面48aに対向して配設
された174波長板52及び偏光ビームスプリッタ54
とを備えた走査光学装置40が考えられる。この装置に
おいては、半導体レーザ42からのレーザビームLBを
、コリメータレンズ44及びシリンドリカルレンズ46
を介して一方の反射面48aに入射して他方の反射面4
8bから出射し、更に、このレーザビームLBを、固定
反射鏡50で折返して同回転多面鏡48に再入射させて
偏向走査する様に構成しているので、レーザビームLB
の走査角が、第6図の装置の2倍に広がる。この為、同
じ走査中を実現する場合、第6図の装置よりルーフ型回
転多面鏡48の外径を小さくし小型化できるので(走査
角を小さく出来、各鏡面を小さく出来るから)ルーフ型
回転多面鏡48の高速回転が可能となる。
In order to solve the above problems, as shown in FIG. 7, a fixed reflection tIA 50 having a roof-type rotating polygon mirror 48 and at least one plane mirror disposed opposite to one of the reflection surfaces 48b, A 174-wavelength plate 52 and a polarizing beam splitter 54 are arranged to face the other reflective surface 48a.
A scanning optical device 40 is conceivable. In this device, the laser beam LB from the semiconductor laser 42 is transmitted through a collimator lens 44 and a cylindrical lens 46.
is incident on one reflective surface 48a through the other reflective surface 4
Since the laser beam LB is emitted from the fixed reflecting mirror 50 and re-entered the same rotating polygon mirror 48 for deflection scanning, the laser beam LB
The scanning angle is twice as wide as that of the device shown in FIG. Therefore, when realizing the same scanning, the outer diameter of the roof-type rotating polygon mirror 48 can be made smaller and more compact than the device shown in FIG. The polygon mirror 48 can be rotated at high speed.

また、回転軸と垂直な同一平面内(第8図に示す)にあ
る反射面48a又は48bの走査角を比較的少な(出来
るので、反射面48a、48bを充分な大きさとしレー
ザビームLBのfθレンズからの射出Fナンバーを充分
小さくして感光ドラム(不図示)上のスポットの径を充
分小さくすることができ、感光ドラムに高画質の画像を
記録できる。
Furthermore, the scanning angle of the reflecting surface 48a or 48b in the same plane perpendicular to the rotation axis (shown in FIG. By making the exit F number from the lens sufficiently small, the diameter of the spot on the photosensitive drum (not shown) can be made sufficiently small, and a high-quality image can be recorded on the photosensitive drum.

ところで、上記の光学的構成では、ルーフ型回転多面!
148におけるレーザビームLBの入射光路と出射光路
とが同一光路となるときがあるので、出射光路をどこか
で分離する必要がある0例えば、第8図に示す様に、ル
ーフ型回転多面11148の主走査断面においてレーザ
ビームLBを斜めに入射させて、入射光路と出射光路と
を分離させることが考えられる。しかし、この場合、走
査の際のレーザビームLBの横シフト量が大きくなり、
ルーフ型回転多面鏡48が大型化して(11面を広くし
なければならないので)ルーフ型にしたメリットがな(
なるといった問題が起こる。また、第9図に示す様に、
ルーフ型回転多面1148の副走査断面においてレーザ
ビームLBを斜めに入射することも考えられるが、ルー
フ型回転多面鏡48が大型化することはないものの、レ
ーザビームしBがねじれて走査線が曲がると共に結像性
能が悪くなる。
By the way, in the above optical configuration, the roof-type rotating polygon!
Since the incident optical path and the output optical path of the laser beam LB in 148 may be the same optical path, it is necessary to separate the output optical paths somewhere. For example, as shown in FIG. It is conceivable to make the laser beam LB obliquely incident on the main scanning cross section of 11148 to separate the input optical path and the output optical path. However, in this case, the amount of lateral shift of the laser beam LB during scanning increases,
Since the roof-type rotating polygon mirror 48 becomes larger (the 11 sides have to be made wider), there is no merit in making it roof-type.
Problems such as this occur. Also, as shown in Figure 9,
It is also possible to make the laser beam LB obliquely incident on the sub-scanning section of the roof-type rotating polygon mirror 1148, but although the roof-type rotating polygon mirror 48 will not become large, the laser beam B will be twisted and the scanning line will be bent. At the same time, the imaging performance deteriorates.

そこで、上記装置40では、え/4板52及び偏光ビー
ムスプリッタ54を用いて、入射光路と出射光路とを分
離している。即ち、半導体レーザ42から出射され、偏
光ビームスプリッタ54を透過してきたレーザビームL
Bは、′L/4板52板上2直線偏光から円偏光に変換
されてからルーフ型回転多面!148に入射する。そし
て、ルーフ型回転多面鏡48の反射面48a、48bと
固定反射!I50とで奇数回反射されることで逆回りの
円偏光に変換された後に、え/4板52に再入射して入
射時の直線偏光とは偏光面が直角となった直線偏光に変
換され、今度は偏光ビームスプリッタ54で反射され、
更に反射鏡56で反射されて、入射光路と副走査方向断
面において平行な光路を取ってfθレンズ(不図示)を
通り、感光ドラム(不図示)上に結像する。
Therefore, in the above device 40, the 4/4 plate 52 and the polarizing beam splitter 54 are used to separate the input optical path and the output optical path. That is, the laser beam L emitted from the semiconductor laser 42 and transmitted through the polarizing beam splitter 54
B is converted from 2 linearly polarized light on 52 L/4 plates to circularly polarized light and then converted into a roof-type rotating polygon! 148. And fixed reflection with the reflecting surfaces 48a and 48b of the roof-type rotating polygon mirror 48! After being reflected by the I50 an odd number of times and converted into circularly polarized light in the opposite direction, it enters the E/4 plate 52 again and is converted into linearly polarized light whose polarization plane is perpendicular to the linearly polarized light at the time of incidence. , which is now reflected by the polarizing beam splitter 54,
The light is further reflected by a reflecting mirror 56, takes an optical path parallel to the incident optical path in the sub-scanning direction cross section, passes through an fθ lens (not shown), and forms an image on a photosensitive drum (not shown).

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記装置では、ルーフ型回転多面II48によ
って偏向走査されたレーザビームLBが、え/4板52
及び偏光ビームスプリッタ54に画角を持って入射する
為、走査中をカバーできるサイズのえ/4板52及び偏
光ビームスプリッタ54が必要となり、これらの部材5
2.54が大型化するという問題が生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above device, the laser beam LB deflected and scanned by the roof-type rotating polygon II 48 is
Since the beam enters the polarizing beam splitter 54 with an angle of view, an E/4 plate 52 and a polarizing beam splitter 54 of a size that can cover the area during scanning are required, and these members 5
A problem arises in that 2.54 becomes larger.

更に、軸上と軸外とで、偏向走査されたビームの′L/
4板52への入射角度が変化するので、ルーフ型回転多
面鏡48で反射された円偏光が完全な円偏光としてえ/
4板52へ入射せず、その為え/4板52で直線偏光に
変換されるときに完全な直線偏光とならなく、偏光ビー
ムスプリッタ54で反射されるときに光量損失を生じる
といった問題もある。もちろん、入射角度依存性の少な
い貼合わせ形の水晶λ/4板を用いることが考えられる
が、高価である為作製コストが大幅に上がってしまう。
Furthermore, 'L/' of the deflected and scanned beam on-axis and off-axis
Since the angle of incidence on the fourth plate 52 changes, the circularly polarized light reflected by the roof-type rotating polygon mirror 48 becomes completely circularly polarized light.
There is also the problem that the light does not enter the fourth plate 52, so when it is converted into linearly polarized light by the fourth plate 52, it does not become completely linearly polarized light, and when it is reflected by the polarizing beam splitter 54, a loss in light amount occurs. . Of course, it is conceivable to use a laminated type crystal λ/4 plate with less dependence on the incident angle, but it is expensive and therefore the manufacturing cost will increase significantly.

そこで、本発明の目的は、小型かつ比較的安価に作製で
き、光量拶失の少ない走査光学装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a scanning optical device that can be manufactured in a small size and at a relatively low cost, and that exhibits less fluctuation in light amount.

[課題を解決する為の手段] 上記目的を達成する本発明では、光源から出射された光
束を回転多面鏡の鏡面で反射させて偏向走査する走査光
学装置において、前記回転多面鏡の各鏡面は、回転多面
鏡の回転中心方向へ傾斜し互いに直交する対をなす反射
面からなり、該対をなす反射面の一方に対向して、該一
方の反射面へ戻す少なくとも1つの反射面を有する反射
鏡が固定され、上記対を成す反射面の他方に対向して。
[Means for Solving the Problems] In the present invention that achieves the above object, in a scanning optical device that deflects and scans a light beam emitted from a light source by reflecting it on a mirror surface of a rotating polygon mirror, each mirror surface of the rotating polygon mirror is , consisting of a pair of reflective surfaces inclined toward the center of rotation of a rotating polygon mirror and orthogonal to each other, and having at least one reflective surface facing one of the pair of reflective surfaces and returning to the one reflective surface. A mirror is fixed and opposite the other of said pair of reflective surfaces.

フレネルロムプリズム及び偏光ビームスプリッタが配設
されている。
A Fresnel-Rom prism and a polarizing beam splitter are provided.

具体的には、固定反射鏡は1つの反射面を持つ平面鏡で
あったりルーフ型反射鏡であったりし、光源から回転多
面鏡へは、主走査面において光軸に対して傾いた偏光ビ
ームスプリッタ或は主走査面において光軸に対して傾い
たフレネルロムプリズムを介して光束が導かれる。
Specifically, the fixed reflector is a plane mirror with one reflective surface or a roof-type reflector, and from the light source to the rotating polygon mirror is a polarizing beam splitter that is tilted with respect to the optical axis in the main scanning plane. Alternatively, the light beam is guided through a Fresnel-Rhom prism tilted with respect to the optical axis in the main scanning plane.

[実施例] 以下本発明を適用した実施例を図面に沿って説明する。[Example] Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

まず、本発明の第1実施例について説明する。First, a first embodiment of the present invention will be described.

第1図は第1実施例の正面図(副走査方向断面における
図)、第2図は同平面図(主走査断面における図)であ
る。
FIG. 1 is a front view (a cross-sectional view in the sub-scanning direction) of the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof (a view in a main-scanning cross-section).

図に示す様に、走査光学装置1は、レーザビームLBを
発光する光源としての半導体レーザ3と、半導体レーザ
3から入射するレーザビームLBを平行光に整えるコリ
メータレンズ5と、所定方向にのみ光を集束させるシリ
ンドリカルレンズ7と、内方に傾斜し互いに直交する2
つの反射面9a、9bで形成された鏡面を複数封有する
ルーフ型回転多面鏡(以下、単に多面鏡という)9と、
その一方の反射面9aに対向して配設された偏光ビーム
スプリッタ11と、偏光ビームスプリッタ11と多面鏡
9との間に配設されたフレネルロムプリズム(フレネル
の斜方体)13と、多面鏡9の他方の反射面9bに対向
して配設され、1つの平面鏡から成る固定反射鏡15と
を主要部として構成されている。
As shown in the figure, the scanning optical device 1 includes a semiconductor laser 3 as a light source that emits a laser beam LB, a collimator lens 5 that collimates the laser beam LB incident from the semiconductor laser 3, and a collimator lens 5 that emits light only in a predetermined direction. Cylindrical lens 7 that focuses
a roof-type rotating polygon mirror (hereinafter simply referred to as a polygon mirror) 9 that encloses a plurality of mirror surfaces formed by two reflecting surfaces 9a and 9b;
A polarizing beam splitter 11 disposed facing one of the reflective surfaces 9a, a Fresnel-Rom prism (Fresnel rhomboid) 13 disposed between the polarizing beam splitter 11 and the polygon mirror 9, and a polygon The mirror 9 is arranged to face the other reflecting surface 9b of the mirror 9, and is configured mainly with a fixed reflecting mirror 15 consisting of one plane mirror.

シリンドリカルレンズ7は、主走査断面に垂直な方向で
ある副走査方向にのみパワーを有し、コリメータレンズ
5から入射する平行光ビームLBを固定反射鏡15にお
いて線上に結像させる。
The cylindrical lens 7 has power only in the sub-scanning direction, which is a direction perpendicular to the main-scanning section, and images the parallel light beam LB incident from the collimator lens 5 onto a line on the fixed reflecting mirror 15.

偏光ビーム入プリッタ11は、主走査断面において、半
導体レーザ3から入射するレーザビームLBに対して所
定角度をもって(すなわち光軸に対して傾いて)配設さ
れている。従って、入射面に対して偏光方向が所定角度
を持った直線偏光のレーザビームLBは、偏光ビームス
プリッタ11を光量損失な(透過し、フレネルロムプリ
ズム13に入射する。
The polarized beam input splitter 11 is disposed at a predetermined angle (that is, inclined with respect to the optical axis) with respect to the laser beam LB incident from the semiconductor laser 3 in the main scanning section. Therefore, the linearly polarized laser beam LB whose polarization direction has a predetermined angle with respect to the incident plane passes through the polarizing beam splitter 11 without loss of light quantity and enters the Fresnel-Rom prism 13.

第3図に示す様に、フレネルロムプリズム13は、断面
が平行四辺形の透明等方体から成る角柱部材からなり、
半導体レーザ3から偏光ビームスプリッタ11を介して
入射する直線偏光のレーザビームLBを円偏光に、また
偏向走査されて多面鏡9から入射する円偏光のレーザビ
ームLBを直線偏光に変換する偏光プリズムである。フ
レネルロムプリズム13においては、入射した直線偏光
のレーザビームLBはプリズム面で全反射されると共に
電気ベクトルが入射面に平行な偏光であるP波成分と入
射面に垂直な偏光であるS波成分とに分離される。その
際のS偏光の位相とびδS及びP偏光の位相とびδPは
、フレネルロムプリズム13の屈折率をn、入射角をθ
とすると、フレネルの式から明らかな様に、次式で表わ
される。
As shown in FIG. 3, the Fresnel-Rom prism 13 is made of a prismatic member made of a transparent isotropic body with a parallelogram cross section.
A polarizing prism converts the linearly polarized laser beam LB that enters from the semiconductor laser 3 via the polarizing beam splitter 11 into circularly polarized light, and converts the polarized and scanned circularly polarized laser beam LB that enters from the polygon mirror 9 into linearly polarized light. be. In the Fresnel-Rom prism 13, the incident linearly polarized laser beam LB is totally reflected on the prism surface and is divided into a P-wave component whose electric vector is polarized parallel to the plane of incidence and an S-wave component whose electric vector is polarized light perpendicular to the plane of incidence. It is separated into At that time, the phase jump δS of the S-polarized light and the phase jump δP of the P-polarized light are determined by the refractive index of the Fresnel-Rom prism 13 being n, and the incident angle being θ.
Then, as is clear from Fresnel's equation, it is expressed by the following equation.

δ5=2tan−’ ((n”  s i n”−θ−
1)l/1/n−cosθ) δP=2jan−’(n  (n”  sin”  θ
−1)l/a/ c o sθ) ここで、フレネルロムプリズム13の角度位相差(δP
−δS)とプリズム入射角度との相関関係の一例(屈折
率n41.51)を、第4図(A)に示す、この図から
明らかな様に、フレネルロムプリズム13へのレーザビ
ームLBの入射角度が45°〜50°の範囲になる様に
、レーザビームLBに対するフレネルロムプリズム13
の配設角度を調整すると、角度位相差は45゛程度とな
る。レーザビームL Bがフレネルロムプリズム13を
通過する際には、フレネルロムプリズム13のプリズム
面で2回全反射されるので、その角度位相差は90°程
度となる。従って、レーザビームLBは、直線偏光から
円偏光に変換される。
δ5=2tan-'((n"s i n"-θ-
1) l/1/n-cos θ) δP=2jan-'(n (n"sin" θ
-1)l/a/cosθ) Here, the angular phase difference of the Fresnel-Rom prism 13 (δP
An example of the correlation between the angle of incidence of the laser beam LB on the Fresnel-Lomb prism 13 is shown in FIG. 4(A). The Fresnel-Rom prism 13 is attached to the laser beam LB so that the angle is in the range of 45° to 50°.
By adjusting the arrangement angle of , the angular phase difference becomes about 45°. When the laser beam LB passes through the Fresnel-Lomb prism 13, it is totally reflected twice on the prism surface of the Fresnel-Lomb prism 13, so the angular phase difference thereof is about 90°. Therefore, the laser beam LB is converted from linearly polarized light to circularly polarized light.

走査光学装置1においては、半導体レーザ3から出射さ
れたレーザビームLBは、コリメータレンズ5を通過す
ると平行光となって進み、偏光ビームスプリッタ11透
過し、フレネルロムプリズム13を通って多面鏡9の一
方の反射面9aに入射する。このとき、光軸に対して所
定角度をもった直線偏光のレーザビームLBは偏光ビー
ムスプリッタ11を透過後、フレネルロムプリズム13
により円偏光に変換される。
In the scanning optical device 1, the laser beam LB emitted from the semiconductor laser 3 passes through the collimator lens 5, becomes a parallel beam, passes through the polarizing beam splitter 11, passes through the Fresnel-Rom prism 13, and enters the polygon mirror 9. The light is incident on one reflecting surface 9a. At this time, the linearly polarized laser beam LB having a predetermined angle with respect to the optical axis passes through the polarizing beam splitter 11 and then passes through the Fresnel-Rom prism 13.
is converted into circularly polarized light.

そして、レーザビームLBは、多面鏡9の一方の反射面
9aで反射されて他方の反射面9bに入射し、ここで更
に反射されることで、一方の反射面9aに入射するとき
の方向とは正反対方向へ進む、すると、レーザビームL
Bは、その進行方向に交わる様に配設された固定反射!
115で反射されて折返されるので、上記反射面9bに
再入射し、反射面9b−反射面9a−フレネルロムプリ
ズム13という光路を取って、′反射面で奇数回反射さ
れるので入射時とは逆回りの円偏光となってフレネルロ
ムプリズム13から偏光ビームスプリッタ11へ再入射
する0円偏光であるレーザビームLBは、フレネルロム
プリズム13で、入射時の直線偏光とは偏光面が直角と
なった直線偏光に変換されるので、今度は偏光ビームス
プリッタ11で反射される。そして、補助反射[117
で反射されfθレンズ(不図示)を通り、感光ドラム(
不図示)上に結像される。このとき、第2図に示す様に
、多面!19が回転することで、偏光ビームスプリッタ
11を通過したレーザビームLBは、等連日運動で主走
査断面において走査されるが、fθレンズによって直線
運動に変換され感光ドラム上を走査される。
Then, the laser beam LB is reflected by one reflecting surface 9a of the polygon mirror 9 and enters the other reflecting surface 9b, and is further reflected there, thereby changing the direction in which it enters the one reflecting surface 9a. travels in the opposite direction, then the laser beam L
B is a fixed reflection placed so as to intersect with the direction of travel!
115 and is turned back, the light enters the reflecting surface 9b again and takes an optical path of reflecting surface 9b - reflecting surface 9a - Fresnel-Rom prism 13. Since it is reflected an odd number of times on the reflecting surface, it is different from the time of incidence. The laser beam LB, which is 0 circularly polarized light that becomes reversely circularly polarized light and re-enters the polarization beam splitter 11 from the Fresnel-Lomb prism 13, enters the Fresnel-Lomb prism 13, and the plane of polarization is at right angles to the linearly polarized light upon incidence. Since the light is converted into linearly polarized light, it is then reflected by the polarizing beam splitter 11. and auxiliary reflection [117
It is reflected by the fθ lens (not shown) and passes through the photosensitive drum (
(not shown). At this time, as shown in Figure 2, there are many faces! 19 rotates, the laser beam LB that has passed through the polarizing beam splitter 11 is scanned in the main scanning cross section in an equal daily motion, but is converted into a linear motion by the fθ lens and scanned on the photosensitive drum.

上記した光路を取ってレーザビームLBは進行するので
あるが、その際、P偏光とS偏光の角度位相差が90@
からズしていると、レーザビームLBは、フレネルロム
プリズム13において、直線偏光から完全な円偏光に変
換されず楕円偏光となる。レーザビームLBが楕円偏光
であると、偏光ビームスプリッタ13で反射される際に
、光量損失が起こる。
The laser beam LB travels along the optical path described above, but at that time, the angular phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light is 90@
If the laser beam LB is distorted, the Fresnel-Lomb prism 13 does not convert the linearly polarized light into completely circularly polarized light, but instead becomes elliptically polarized light. If the laser beam LB is elliptically polarized light, a loss in light quantity occurs when it is reflected by the polarizing beam splitter 13.

そこで、この損失を防ぐために、フレネルロムプリズム
13のプリズム角を48°、レーザビームLBの走査角
範囲をO°〜34°とする。こうすると、第4図(B)
に示した偏光度(Ellipticity、ωX100
=tanδ/2x100)とプリズム入射角度との相関
関係から明らかな様に、プリズム反射面へ入射する角度
は48〜56.3°の範囲に収まり、全走査角での光量
のばらつきが5%以内となる。
Therefore, in order to prevent this loss, the prism angle of the Fresnel-Rom prism 13 is set to 48°, and the scanning angle range of the laser beam LB is set to 0° to 34°. In this way, Figure 4 (B)
The polarization degree (Ellipticity, ωX100
= tan δ/2x100) and the prism incident angle, the angle of incidence on the prism reflective surface falls within the range of 48 to 56.3 degrees, and the variation in light amount at all scanning angles is within 5%. becomes.

上記した様に本実施例は、多面鏡9の一方の反射面9a
に対向して、フレネルロムプリズム13と偏光ビームス
プリッタ11とを配設することにより、多面鏡9により
走査されるレーザビームLBの多面!119からの出射
角度(フレネルロムプリズム13への入射角度)の変化
によって起こる光量損失を低減することができる。加え
て、入射角度依存性が強いλ/4板或は高価な水晶え/
4板を用いる必要がな(多面鏡9に斜めに光束を入射さ
せなくて済むので(第8図参照)、装置を小型にかつ安
価に作製できる。
As described above, in this embodiment, one reflective surface 9a of the polygon mirror 9
By arranging the Fresnel-Rom prism 13 and the polarizing beam splitter 11 facing each other, the laser beam LB scanned by the polygonal mirror 9 can be scanned by the polygonal mirror 9! It is possible to reduce a loss in the amount of light caused by a change in the angle of emission from the laser beam 119 (angle of incidence on the Fresnel-Rom prism 13). In addition, a λ/4 plate with strong incidence angle dependence or an expensive crystal plate/
Since there is no need to use four plates (there is no need to make the light beam obliquely incident on the polygon mirror 9 (see FIG. 8), the device can be manufactured in a small size and at low cost.

また、本実施例は、回転多面鏡9の一方の反射面9bに
対向して固定反11115を配設し、回転多面鏡9の2
つの反射面9a、9bにて反射されて固定反射鏡15に
入射されたレーザビームLBを、固定反射鏡15にて折
返して、再び2つの反射面9a、9bにて反射される様
に構成したので、レーザビームLBの走査角が、第6図
の従来例の2倍に広がる。この為、ルーフ型回転多面鏡
9の外径を小さくし小型化できるので、ルーフ型回転多
面鏡7の高速回転が可能となり、レーザビームLBの高
速走査が可能となる。或は、同じ大きさであっても多面
鏡9の鏡面数を増やすことが可能で、回転速度を上げる
ことなく、より高速でレザビームLBを走査することが
可能となる。
Further, in this embodiment, a fixed mirror 11115 is disposed opposite to one reflecting surface 9b of the rotating polygon mirror 9, and two of the rotating polygon mirrors 9
The laser beam LB reflected by the two reflecting surfaces 9a and 9b and incident on the fixed reflecting mirror 15 is reflected by the fixed reflecting mirror 15 and reflected again by the two reflecting surfaces 9a and 9b. Therefore, the scanning angle of the laser beam LB is expanded to twice that of the conventional example shown in FIG. Therefore, the outer diameter of the roof-type rotary polygon mirror 9 can be reduced and the size can be reduced, so that the roof-type rotary polygon mirror 7 can be rotated at high speed, and the laser beam LB can be scanned at high speed. Alternatively, it is possible to increase the number of mirror surfaces of the polygon mirror 9 even if the size is the same, and it becomes possible to scan the laser beam LB at higher speed without increasing the rotation speed.

尚、本実施例では、フレネルロムプリズム13の全反射
によるP偏光とS偏光の位相差を利用する為、偏光ビー
ムスプリッタ11の反射面を、直進するレーザビームL
Bに対して(すなわち光軸に対して)、第2図に示す様
に走査断面において所定角度傾けることで、レーザビー
ムLBがP偏光成分とS偏光成分とを含む45°傾いた
ビームとしてフレネルロムプリズム13に入射するよう
に構成した為、レーザビームLBの断面は楕円状となり
、結像スポットは感光ドラム上で傾くが、第5図に示す
様に、フレネルロムプリズム13を光軸に対して傾けて
、レーザビームLBの断面を円形状に整形すことで、良
好な画像を記録することができる。
In this embodiment, since the phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light due to total reflection of the Fresnel-Lomb prism 13 is utilized, the laser beam L traveling straight through the reflective surface of the polarizing beam splitter 11 is
By tilting the scanning cross section at a predetermined angle with respect to B (that is, with respect to the optical axis) as shown in Figure 2, the laser beam LB becomes a Fresnel beam as a beam tilted at 45° including a P polarization component and an S polarization component. Since the laser beam LB is configured to be incident on the Romme prism 13, the cross section of the laser beam LB is elliptical, and the imaging spot is tilted on the photosensitive drum, but as shown in FIG. By tilting the laser beam LB and shaping the cross section of the laser beam LB into a circular shape, a good image can be recorded.

[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、回転多面鏡の複数
対の一方の反射面に対向して固定反射鏡を配設し、他方
の反射面に対向して入射ビームと出射ビームの光路な分
離する手段としてフレネルロムプリズム及び偏光ビーム
スプリッタを配設したので、光量損失を低減することが
でき、従来のように入射角度依存性の大きいえ/4板或
は高価な水晶λ/4板を用いる必要がない。すなわち、
全走査角で偏光のリタデーションの差の少なく光量ロス
の少ない且つ安価でコンパクトな走査光学系を提供でき
る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, a fixed reflecting mirror is disposed opposite to one reflecting surface of a plurality of pairs of rotating polygon mirrors, and an incident beam is arranged opposite to the other reflecting surface. A Fresnel-Rom prism and a polarizing beam splitter are installed as a means for separating the optical path of the output beam and the output beam, reducing the loss of light quantity and eliminating the need for the conventional 4/4 plate or expensive There is no need to use a crystal λ/4 plate. That is,
It is possible to provide an inexpensive and compact scanning optical system that has little difference in polarization retardation over all scanning angles and has little light loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は第1実施例の副走査方向断面における構成を示
す図、第2図は同主走査断面における図、第3図はフレ
ネルロムプリズムの説明図、第4図(A)はフレネルロ
ムプリズムの角度位相差とプリズム入射角度との相関特
性を示すグラフ、第4図(B)は同人射角度と偏光度と
の相関特性を示すグラフ、第5図は第2図においてフレ
ネルロムプリズムの配設角度を変更した例の図、第6図
は従来例を示す斜視図、第7図は他の従来例の副走査方
向断面における図、第8図は更に他の従来例の主走査断
面における図、第9図は更に他の従来例の副走査方向断
面における構成を示す図である。 1・・・・・走査光学装置、3・・・・・半導体レーザ
、9・・・・・ルーフ型回転多面鏡、11・偏光ビーム
スプリッタ、  3 ・フレネルロムプリズム、 ・固定反 射鏡
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment in a cross-section in the sub-scanning direction, FIG. 2 is a diagram in the main-scanning cross-section, FIG. 3 is an explanatory diagram of a Fresnel ROM prism, and FIG. 4(A) is a diagram showing a Fresnel ROM prism. A graph showing the correlation between the angular phase difference of the prism and the prism incidence angle, FIG. 4 (B) is a graph showing the correlation between the angle of incidence and the degree of polarization, and FIG. FIG. 6 is a perspective view of a conventional example, FIG. 7 is a cross-section in the sub-scanning direction of another conventional example, and FIG. 8 is a main-scanning cross-section of another conventional example. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of another conventional example in a cross-section in the sub-scanning direction. 1...Scanning optical device, 3...Semiconductor laser, 9...Roof type rotating polygon mirror, 11. Polarizing beam splitter, 3. Fresnel-Rom prism, - Fixed reflecting mirror

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光源から出射された光束を回転多面鏡の鏡面で反射
させて偏向走査する走査光学装置において、 前記回転多面鏡の各鏡面は、回転多面鏡の 回転中心方向へ傾斜し互いに直交する対を成す反射面か
らなり、 該対をなす反射面の一方に対向して、該一 方の反射面へ戻す少なくとも1つの反射面を有する反射
鏡が固定され、 上記対を成す反射面の他方に対向して、フ レネルロムプリズム及び偏光ビームスプリッタが配設さ
れている走査光学装置。 2、上記偏光ビームスプリッタが上記光束の走査面にお
いて光軸に対して所定角度をなして配設された請求項1
記載の走査光学装置。 3、上記フレネルロムプリズムが上記光束の走査面にお
いて光軸に対して所定角度をなして配設された請求項1
記載の走査光学装置。
[Scope of Claims] 1. In a scanning optical device that deflects and scans a light beam emitted from a light source by reflecting it on a mirror surface of a rotating polygon mirror, each mirror surface of the rotating polygon mirror is inclined toward the rotation center of the rotating polygon mirror. a reflecting mirror comprising a pair of reflecting surfaces orthogonal to each other, and having at least one reflecting surface facing one of the pair of reflecting surfaces and returning to the one reflecting surface is fixed; A scanning optical device in which a Fresnel-Rom prism and a polarizing beam splitter are arranged opposite to each other on the other surface. 2. Claim 1, wherein the polarizing beam splitter is arranged at a predetermined angle with respect to the optical axis in the scanning plane of the light beam.
Scanning optical device as described. 3. Claim 1, wherein the Fresnel-Rom prism is arranged at a predetermined angle with respect to the optical axis in the scanning plane of the light beam.
Scanning optical device as described.
JP588090A 1990-01-12 1990-01-12 scanning optical device Pending JPH03210519A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP588090A JPH03210519A (en) 1990-01-12 1990-01-12 scanning optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP588090A JPH03210519A (en) 1990-01-12 1990-01-12 scanning optical device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03210519A true JPH03210519A (en) 1991-09-13

Family

ID=11623218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP588090A Pending JPH03210519A (en) 1990-01-12 1990-01-12 scanning optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03210519A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5355244A (en) Optical scanner for reducing shading
JP2986295B2 (en) Optical isolator
TW558645B (en) Projector
JP4961071B2 (en) Optical imaging assembly
KR100951213B1 (en) Image display
US9551917B2 (en) Light source unit and projection display system using same
JP2847883B2 (en) Catadioptric reduction projection optical system
US5009472A (en) Light scanning device with polarizing device to make light transmission more uniform
US6142633A (en) Polarized light illuminator and projection type image display apparatus
US5590942A (en) Polarizing conversion unit, illuminating device and projector using them
US5187606A (en) Scanning optical apparatus
US5877824A (en) System for illuminating a liquid-crystal screen
US5724183A (en) Light gathering apparatus
JPH05303049A (en) Optical scanner for reducing shading
JPH03210519A (en) scanning optical device
JP3545008B2 (en) Optical pickup device
JPH07146474A (en) Polarization converting optical system of projection type liquid crystal display device
US20050024478A1 (en) Laser scanning unit
JP2002023083A (en) Optical scanning device
JP2687690B2 (en) Scanning optical device
JPH063616A (en) Polygon scanner
JP3428004B2 (en) Color separation light emitting device
US10809602B2 (en) Imager and optical system with imager
WO2025057498A1 (en) Image display device
JP2002006245A (en) Optical scanner