JPH0367213A - 光ビームの照射位置検出装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光ビームを用いて画像走査（読み取り、また
は記録）を行う走査装置において、走査中の光ビームの
照射位置を検出する装置に関する。

〈従来の技術〉 レーザなどの光源から照射された光ビームを画像信号に
よって変調し、この光ビームで感光材料面を線順次に走
査することにより複製画像を記録する走査装置が実用化
されている。

この種の画像走査装置は、複製画像を正確に再現するた
めに、感光材料面に照射された光ビームの照射位置に応
じた画像信号によって光ビームを変調する必要があり、
そのために走査中の光ビームの照射位置を検出する装置
を備えている。

このような光ビームの照射位置検出装置として、例えば
特開昭５９−１７４０７０号公報に開示された装置があ
る。以下、第７図を参照して説明する。

画像信号記憶装置１に記憶された２次元画像信号は、Ｃ
ＰＵ２で時系列走査信号に変換されて、音響光学素子な
どの光変調器３に供給される。レーザなどの光源４から
射出された光ビームは光変調器３に入射され、前記時系
列走査信号によって変調される。変調された光ビームは
、ビームエキスパンダ５を通り、反射ミラー６．７で順
に反射されて、モータ８により回転駆動される偏向器と
しての多面鏡９に投射される。多面鏡９で反射された光
ビームは、ｆθレンズ１０およびハーフミラ−Ｈを介し
て感光材料１２の面に投射される。多面鏡９が回転する
ことにより、光ビームは主走査方向（第７図の紙面に垂
直な方向）に偏向走査される。感光材料１２はステージ
１３に装着され、このステージ１３がモータ１４で副走
査方向に等連送りされることにより、光ビームが線順次
に走査される。

一方、ハーフミラ−１１によって分岐された光ビームは
、格子１５を介して光検出器１６に入射する。

格子１５は、第８図に示すように、光ビームの走光路に
沿って透光部１５ａと遮光部１５ｂとが交互に等間隔に
形成されたものである。光検出器１６は、第９図に示す
ように、基１１６ａにフォトダイオードなどの複数個の
受光素子１６ｂを一列に配列した構成になっている。し
たがって、多面鏡９によって偏向された光ビームが格子
１５を走行すると、光検出器１６は光ビームが透光部１
５ａに入射したときにのみ受光するため、光ビームの照
射位置に対応した間欠的な検出信号が光検出器１６から
出力される。

この検出信号に同期して画像信号記憶装置１から画像信
号が読み出されて光ビームが変調されることにより、光
ビームの照射位置に対応した画素が感光材料１２の面に
記録されて、？１製画像（例えば、網点画像）が得られ
る。

光検出器１６の検出信号はアナログ信号であるから、光
検出器１，６とＣＰＵ２との間には、前記検出信号をデ
ジタル信号に変換するための信号処理回路１７が設けら
れている。この信号処理回路１７は、第１０図に示すよ
うに、光検出器１６から出力された検出信号を増幅する
増幅器１日と、増幅された検出信号Ｓ１を基準電圧発生
器１９で設定されたしきい値Ｖ１．と比較して波形整形
する比較器２０と、比較２ｍ２０から出力されたパルス
信号Ｓ２を、ＰＬＬ回路２１と１／Ｎ分周回路２２との
組合せによってＮ倍に逓倍する逓倍回路２３とから構成
されている。

この信号処理回路１７から出力されたパルス信号が、Ｃ
ＰＵ２に網点発生用の基本クロック信号として与えられ
る。

ところで、従来装置において、格子１５を通過した光ビ
ームを光検出器１６に直接入射させると、次のような不
都合を生しる。

上述したように、光検出器１６は複数個の受光素子１６
ｂを一列に配列した構成であるため、各受光素子１６ｂ
間で隙間が生しやすい。また、各受光素子１６ｂを隙間
なく配列したとしても、第９図に斜線で示した受光素子
１６ｂ中の有効受光領域１６ｃが素子外形よりも小さい
ため、隣り合う受光素子１６ｂの有効受光領域１６ｃの
間で、光ビームを感知し得ない不感帯（第９図中、Ａ領
域）ができる。

不感帯Ａの長さよりも格子１５のピッチが小さい場合、
光ビームが不感帯Ａを走行している間、光検出器１６か
ら検出信号が出力されず、ＣＰＵ２に与えられる同期用
の基本クロックが欠落するために、感光材料１２に記録
される網点の乱れが生じて複製画像の画質が低下すると
いう不都合が生じる。

そこで、第８図に示すように、格子１５と光検出器１６
との間に散乱板２４を設けることにより、光ビームが光
検出器１６の不感帯Ａを通過しているときに、散乱板２
４によって散乱された光ビームを不感帯Ａの両側の各素
子１６ｂの有効受光領域１６ｃで受光して、基本クロッ
クが欠落しないようにしている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来装置には次のような問題点
がある。

以下、第１Ｉ図を参照して説明する。同図（ａ）は光検
出器１６の不感帯Ａを拡大した説明図、同図（ｂ）は同
図（ａｌに示した不感帯Ａに対向する格子１５の説明図
、同図（Ｃ）は信号処理回路１７に含まれる増幅器１８
の出力信号Ｓ１の波形図、同図（ｄ）は比較器２０の出
力信号Ｓｔの波形図である。

光検出器１６は散乱板２４を介して光ビームを検出して
いるため、各素子の有効受光領域１６ｃへ入射する光ビ
ームの光量は少なくなる。したがって、従来装置によれ
ば、散乱による光量の低下を補うために、大出力の光源
４を使用しなければならないという問題点がある。

また、光ビームの光量を大きく設定したとしても、第１
１図（Ｃ）に示すように、光ビームが不感帯Ａを通過し
ているとき、光検出器Ｉ６の検出信号Ｓ。

は、光ビームが有効受光領域１６ｃの上を通過している
ときに比較して、その波高値が小さくなる。

そのため、同図（ｄ）に示すように、比較器２０の出力
パルス信号Ｓ２の周波数が不感帯Ａで乱れ、その結果と
して同期用の基本クロックの周波数が乱れて光ビームの
照射位置の検出精度が低下する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、散乱板のような光ビームの光量を低下させる手段を
用いることなく、光検出器の不感帯の影響を回避して、
光ビームの照射位置を精度良く検出することができる光
ビームの照射位置検出装置を提供することを目的として
いる。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

即ち、本発明は、走査されている光ビームを透光部と遮
光部とが交互に等間隔に形成された格子を介して受光す
ることにより、前記光ビームの照射位置を検出する光ビ
ームの照射位置検出装置において、 前記光ビームを受光する複数個の受光素子の有効受光７
４４間に隙間が生じないように、前記各受光素子が光ビ
ーム走行経路に沿って千鳥状に配置された光検出手段と
、 前記千鳥状に配置された二列の受光素子列にそれぞれ個
別に光ビームを入射させる光ビーム分割手段と、 を備えたものである。

〈作用〉 本発明によれば、光ビームを受光する複数個の受光素子
の有効受光領域間に隙間が生じないように、各受光素子
が光ビーム走行経路に沿って千鳥状に配置されているの
で、光ビーム分割手段によって供給された二つの光ビー
ムのうち、少す＜トも一方の光ビームが、前記千鳥状に
配置された二列の受光素子列のいずれかの受光素子によ
って受光される。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第ユ】０４銖 第１図は本実施例の要部を示した斜視図、第２図は本実
施例で使用される光検出器の構成を示した説明図である
。図中、第７図ないし第１１図と同一符号で示した部分
は、従来装置と同様の構成部分であり、また、特記しな
い限り画像走査装置の各部の構成も従来装置と同様であ
るがら、ここでの説明は省略する。

第１図に示すように、本実施例において、レーザなどの
光源から導かれた光ビームＬＢはハーフミラ−４１で分
岐され、一方の光ビームＬＢＩは反射ミラー４２を介し
て偏向器としてのガルバノミラ−４３に入射される０分
岐された他方の光ビームＬＢ２は、光ビーム分割手段と
してのビームスプリッタ４４ニヨって二分割された後、
ガルバノミラ−４３に入射される。なお、偏向器として
は、ガルバノミラ−以外に、従来例で説明したような多
面鏡や、音響光学偏向素子などを用いることができる。

ガルバノミラ−４３で反射された光ビームＬＢＩはｆθ
レンズｌＯおよび反射ごクー４５を介して感光材料１２
に照射される。ガルバノミラ−４３が揺動駆動されると
ともに、感光材料１２が副走査方向に連続送りされるこ
とにより、感光材料１２が光ビームＬＢＩによって線順
次に走査される。

一方、ビームスプリッタ４４で二分割された光ビームＬ
Ｂ３．ＬＢ４は、ガルバノごクー４３で反射された後、
ｆθレンズ１０および格子１５を介して光検出器３０に
入射される。

第２図に示すように、本実施例で使用される光検出器３
０は、基板３０ａにフォトダイオードのような矩形状の
受光素子３０ｂが、斜線領域で示した各々の有効受光領
域３０ｃ間の隙間が零になるように、千鳥状に配置され
た構成になっている。光ビームＬＢ３．ＬＢ４は、各々
のビーム中心を結ぶ線分が各受光素子３０ｂの配列方向
に対して直交するように入射され、ビーム中心間隔は千
鳥状に配列された二列の受光素子列の間隔に笠しくなる
ように設定されている。

このように構成された本実施例の動作を第３図を参照し
て説明する。第３図（ａ）〜（山は、従来例の説明で用
いた第１１図の各図と対応している。

第３図（ａ）に示すように、光検出器３０は千鳥状に配
置された各受光素子３０ｂの有効受光領域３０ｃ間の間
隔が零になるように構成されているから、有効受光領域
３０ｃの境界部分では、光ビームＬＢ３およびＬＢ４が
互いに補うように、隣り合う有効受光領域３０ｃに股が
って入射されるので、光検出器３０としては常に同一の
光量を受光する。したがって、第３図（Ｃ）に示すよう
に、光検出器３０の検出信号Ｓｔ　の波高値は常に一定
レベルに維持されるので、第３図（ｄ）に示すように、
検出信号Ｓ１をしきい値ｖ　＊＊＊と比較して得られる
パルス信号Ｓｔの周波数も一定になる。このパルス信号
Ｓ２が、第１０図に示した逓倍回路２３で逓倍されて、
第７図に示したＣＰＵ２に基本クロック信号として与え
られるので、網点の乱れのない高品質の複製画像を得る
ことができる。

第主尖嵐拠 次に、第２実施例を第４図および第５図に基づいて説明
する。第４図は本実施例で使用される光検出器の構成を
示した説明図、第５図は信号処理回路の構成図を示して
いる。

第１実施例で説明した光検出器３０によれば、各受光素
子３０ｂを有効受光領域３０ｃ間の隙間が零になるよう
に配置する必要があるため、受光素子３０ｂの位置合わ
せに精度が必要とされる。これに対し、本実施例で使用
される光検出器３０は、第４図に示すように、千鳥状に
配列される各受光素子３０ｂの有効受光領域３０ｃが、
各々の端部において重なり合うように配置されている。

有効受光領域３０Ｃの重なり部分の長さは特に限定され
ない。

そして、第５図に示すように、千鳥状に配列された二列
の受光素子列３０ｄ、３０ｅのうち、一方の受光素子列
３０ｄの検出信号を信号処理回路１７の増幅器１８ａで
増幅した後、比較器２０ａで波形整形し、他方の受光素
子列３０ｅの検出信号を増幅器１８ｂで増幅した後、比
較器２０ｂで波形整形し、比較器２０ａ、２０ｂの各出
力パルス信号をＯＲゲート３２を介して逓倍回路２３に
与えるようにしている。なお、光ビームを二分割する光
ビーム分割手段は、第２図に示した第１実施例と同様に
構成されている。

以下、第６図に示した動作波形図を参照して本実施例の
動作を説明する。

第６図（ａ）に示すように、有効受光領域３０ｃの重な
り部分を光ビームＬＢ３．ＬＢ４が通過する際、各受光
素子列３０　ｄ　、　、、３０　ｅの検出信号Ｓ　ｌａ
、　　Ｓ　１１．は、第６図（ｃ）、　（ｄ）に示すよ
うに、波高値が低下する。

これに伴い、比較器２０ａ、２０ｂの出力パルス信号Ｓ
　ｌａ　、３２％の周波数は、第６図（ｅ）、　（ｆ）
に示すように、有効受光領域３０ｃの重なり部分におい
て変化するが、ＯＲゲート３２を介して各々のパルス信
号Ｓｚａ、Ｓｔｂの論理和が取り出されるので、ＯＲゲ
ート３２から出力されるパルス信号Ｓ、の周波数は、第
６図（濁に示すように、常に一定になる。

したがって、本実施例によれば、第１実施例と同様の効
果を得られ、しかも、受光素子３０ｂを高精度に配列す
る必要がなく、光検出器３０の製造が容易になるという
固有の効果も奏する。

なお、上述の各実施例では、光ビーム分割手段としてビ
ームスプリッタを用いているが、もちろんハーフミラ−
と反射ミラーの組合せで分割することも可能であり、あ
るいは、複数台の光源を設けることにより、最初から分
離された光ビー人を用いるようにしてもよい。

また、上記実施例は記録装置として説明したが、原稿読
み取り装置に適用することもできる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように、本発明に１よれば、光
ビーム走査時において、二分割された光ビームのうち少
なくとも一方の光ビームが、千鳥状に配置された二列の
受光素子列のいずれかの受光素子に常に入射するから、
走査される光ビームの照射位置を途切れることなく精度
よく検出することができ、この発明を記録装置に適用し
た場合は、画像（例えば網点）の乱れのない高品質の？
３！製画像を得ることができるや また、本発明によれば、格子を通過した光ビームを直接
に検出することができるので、散乱板を介して光ビーム
を受光する従来装置のように光ビームの光量を不必要に
大きくする必要がなくなり、比較的小パワーの光ビーム
発生用光源を使用することができ、装置の構成上、有利
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は要部構成を示した斜視図、第２図は光検出器の構成
例を示した説明図、第３図は動作波形図である。第４図
ないし第６図は本発明の第２実施例に係り、第４図は光
検出器の構成例を示した説明図、第５図は信号処理回路
の構成図、第６図は動作波形図である。 第７図ないし第１１図は従来装置に係り、第７図は画像
走査装置の概略構成を示したブロック図、第８図は光ビ
ームの照射位置検出機構の斜視図、第９図は光検出器の
構成を示した説明図、第１０図は信号処理回路の構成図
、第１１図は動作波形図である。 １５・・・格子 １５ａ・・・透光部 １５ｂ・・・遮光部 ３０　　・・・光検出器（光検出手段）３０ｂ・・・受
光素子 ３０ｃ・・・有効受光領域 ４３・・・ガルバノミラ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）走査されている光ビームを透光部と遮光部とが交
   互に等間隔に形成された格子を介して受光することによ
   り、前記光ビームの照射位置を検出する光ビームの照射
   位置検出装置において、 前記光ビームを受光する複数個の受光素子の有効受光領
   域間に隙間が生じないように、前記各受光素子が光ビー
   ム走行経路に沿って千鳥状に配置された光検出手段と、 前記千鳥状に配置された二列の受光素子列にそれぞれ個
   別に光ビームを入射させる光ビーム分割手段と、 を備えたことを特徴とする光ビームの照射位置検出装置
   。