JPH04166908A - ホログラムスキャナ - 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］ 本発明はホログラムスキャナに関する。

［従来の技術］ レーザビームプリンタなどに用いられる光走査装置の一
種としてホログラムスキャナがある。ホログラムスキャ
ナは、走査面上で光走査するために光を偏向する手段と
してホログラムディスクを備えている。

このようなホログラムディスクは、ディスク基板の片面
に複数のホログラムがその円周方向に沿って配列形成さ
れてなり、モータなどの駆動手段により所定速度で回転
するように構成されている。

ホログラムディスクに形成されたホログラムに、半導体
レーザなどの光源からの光ビームが入射すると、ホログ
ラムの回折により光ビームは偏向され、発生した回折光
ビームは、ホログラムディスクの回転動作に伴って所定
位置に配置された走査面上で走査され、所定の走査線が
形成される。

［発明が解決しようとする課題］ 一般にホログラムスキャナにおいては、走査線を十分長
くとると共に走査線の直進性を向上させて質の高い光走
査を実現することが望まれている。

このように走査線を長くとるためには、ホログラム及び
走査面間の光路長を長くするか又は、ホロダラムにおけ
る偏向角を大きくする必要があるか、光路長の長さには
装置の大きさにより本質的な制限がある。また、走査線
の直進性を向上させるためには、光源における波長変動
に対する光走査の安定性が問題となる。

即ち、一般にホログラムにおける回折現象は、入射する
光ビームの波長に影響されるものであり、回折光ビーム
の回折角は、入射光ビームの波長に依存する。

ここで、ホログラムスキャナにおいて用いられる半導体
レーザなどの光源は、温度等の周辺環境変化や使用状態
・条件等に起因して、多かれ少なかれ波長変動する。

従って、前述した従来のホログラムスキャナにおいても
、光源における波長変動により光ビームの波長が変化す
ると、回折光ビームの偏向角か変化してしまい該回折光
ビームの走査面上における結像位置が所定位置から逸れ
てしまったりする。

即ち、波長変動の影響で、回折光ビームにより形成され
る走査線の直進性等の走査特性か低下してしまう結果と
なる。しかも、このような波長変動による回折角の変化
は、ホログラムにおける偏向角を大きくとればとる程大
きくなってしまうので、この問題は、ホログラムスキャ
ナの実用上において重大である。

本発明は、前述の問題点に鑑み、走査線の直進性が高く
且つ走査線を長くとることができるホログラムスキャナ
を提供することを課題とする。

［課題を解決するための手段］ 前述の課題を達成するために、本発明のホログラムスキ
ャナは、光ビームを発する光源と、ディスク基板を有し
該ディスク基板の径方向の回折方向が互いに逆向きであ
ると共に走、査方向の回折方向が互いに同一方向である
一対のホログラムがディスク基板の両面に形成されたホ
ログラムディスクと、ホログラムディスクに対して所定
の位置に配置された走査面とを備えており、一対のホロ
グラムは光源からの光ビームを２段階に回折し回折光ビ
ームにより走査面上を光走査する位置に形成されている
ことを特徴とする。

［作用］ 本発明のホログラムスキャナにおいては、ディスク基板
の径方向の回折方向が互いに逆向きであると共に走査方
向の回折方向が互いに同一方向である一対のホログラム
が、光源からの光ビームを２段階に回折し回折光ビーム
により走査面上を光走査する位置においてディスク基板
の両面に形成されている。光源からの光ビームを一対の
ホログラムで２段階に回折した回折光ビームにより走査
面上を走査方向に光走査すると、一対のホログラムはデ
ィスク基板の径方向の回折方向が互いに逆向きであるの
で、光源における波長変動により夫々のホログラムにお
いて発生する回折角の変化分を相殺することができる。

即ち、波長変動により回折光ビーム光路が走査線に対し
て直角方向に変化しても、走査面上において該回折光ビ
ームが最終的に結像して形成される光スポットの位置を
所定の走査線上に位置する点に戻すことができる。

従って、走査面上において形成される走査線の直進性を
高めることができる。また、一対のホログラムは、走査
方向の回折方向が互いに同一方向であるので、２段階の
回折効果の和により回折光ビームの偏向角を走査方向に
沿って十分に大きくとる°ことができ、よって走査面上
における走査線を十分長く形成することができる。

以上の結果、本発明のホログムスキャナによれば、光源
における波長変動の影響により直線性を低下させること
無く走査線の直進性を高くし得、しかも走査線を長くと
ることが可能となる。

次に示す本発明の実施例から、本発明のこのような作用
がより明らかにされ、更に本発明の他の作用が明らかに
されよう。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

本発明の一実施例であるホログラムスキャナが、第１図
に要部構成斜視図により示されている。

同図において、ホログラムスキャナ１０は、光源の一例
としての半導体レーザ１１を備えている。半導体レーザ
１１から発せられた光ビームは、レンズ１２に入射され
光ビーム２１とされる。

ホログラムスキャナ１０は、更にホログラムディスク１
３を備えている。

ホログラムディスク１３は、ディスク基板１４を有して
いる。ディスク基板１４の一方の面ｉ４ａには、図中点
線で一つだけ示したホログラム１６が円周方向に沿って
複数配列されている。ディスク基板１４の他方の面１４
ｂには、夫々のホログラム１６と夫々対をなすホログラ
ム１７が円周方向に沿って複数配列されている。ホログ
ラムディスク１３には、モータ１８が設けられており、
矢印で示したように所定速度で回転するように構成され
ている。

ホログラムディスク１３は、ホログラム１６に光ビーム
２１か入射するように配置されている。ホログラム１６
に入射した光ビームは後述するように回折された後、ホ
ログラム１６と対をなすように所定の位置関係にあるホ
ログラム１７に到達して、更にホログラム１７による回
折を受けた後、回折光ビーム２３となって、走査面１０
０上に到達する。ホログラム１６及び１７は、適当な収
束パワーを有しており、光ビーム２３は走査面１００上
で結像し、所定の光スポットを形成する。このように形
成される光スポットは、ホログラムディスク１３の回転
動作に伴って光ビーム２３の偏向角が変わるので、走査
線１０１を形成することになる。

ここで、特にホログラム１６及び１７は、ディスク基板
１４の径方向の回折方向が互いに逆向きであると共に走
査方向の回折方向が互いに同一方向であるように構成さ
れている。

第２〜５図を参照して、ホログラム１６及び１７のこの
ような構成並びに機能について説明する。

第２図は、ホログラムディスク１３をディスク基板１４
の面１４ｂの側から見た図式的平面図であり、第３図は
、その図式的側面図である。

第４図及び第５図は、第２図及び第３図に夫々対応して
おり、ホログラムディスク１３が第２図及び第３図に示
した状態から角度θだけ回転した状態におけるホログラ
ムディスク１３を示したものである。なお図中、説明の
便宜上、夫々の光ビームはその光軸に対応した線で示さ
れている。−第２図及び第３図において、ホログラム１
６は、ホログラム１７よりもディスク基板１４の中心よ
りに配置されている。また、ホログラム１６は、適当な
収束パワーを有しているので光ビーム２１に比べて、光
ビーム２２は若干絞られており、その分ホログラム１７
は、ホログラム１６よりも、小さく構成されている。

光ビーム２１は、ホログラム１６に入射すると、ホログ
ラム１６による第１段階目の回折を受けて回折光ビーム
２２としてディスク基板１４の中を通過する。

尚、光ビーム２１の一部は、透過光３０としてディスク
基板１４を透過する。回折した光ビーム２２は、ホログ
ラム１７に入射すると、更にホログラム１７による２段
階目の回折を受けて光ビーム２３としてホログラム１７
から出射する。このように、ホログラム１６及び１７は
、ディスク基板１４の径方向の回折方向が互いに逆向き
であるように構成されている。また、この状態において
光ビームの入射されているホログラム部分については、
ホログラム１６及び１７の走査方向の偏向角は共に零で
ある。

第４図及び第５図に示した状態までホログラムディスク
１３が回転すると、ホログラム１６及び１７による２段
階の回折を受けた回折光ビーム２３は、第４図の平面図
上で偏向角α２で出射される。また、ホログラム１６及
び１７は、走査方向の回折方向が互いに同一方向である
ように構成されているので、ホログラム１６による偏向
機能とホログラム１７による偏向機能の両者の和として
偏向角α２が得られる。従って、一つのホログラムによ
り偏向角を得ようとする従来例の場合と比べると、容易
に大きな偏向角を得ることができ有利である。

ここで、光源である半導体レーザにおける波長変動が生
じた場合を第６図及び第７図を用いて説明する。第６図
及び第７図は、第４図及び第５図と同一位置におけるホ
ログラムディスク１４を、このような波長変動が生じた
場合の光ビームの２２及び２３の光路の変化する様子と
合わぜて示したものである。

第６図及び第７図において、光ビーム２２及び２３は、
実線により波長変化する前の様子が走査面１００と共に
示されており、破線により波長変化後の様子が示されて
いる。

同図から分かるように、光ビーム２１の波長が変化する
と、ホログラム１６による１回目の回折後における偏向
角α１は変化する。更に光ビーム２２の波長も同様に変
化しているので、ホログラム１７による２回目の回折後
のおけるに偏向角α２も変化する。ここで、前述したよ
うに、ホログラム１６及び１７は、ディスク基板１４の
径方向の回折方向が互いに逆向きであるように構成され
ているので、ディスク基板１４の径方向に対する回折角
の波長変動による変化分は、互いに打ち消し合うように
作用する。その結果、波長の変化があった前後で、走査
面１００における光ビーム２３の結像位置（光スポツト
位置）が変化しないようにすることができる。

以上のように、本実施例によれば、ホログラム１６及び
１７の作用により、走査面１００における光スポットを
波長変動があっても同一位置に形成することができるの
で、波長変動による影響を受けること無く所定の直進走
査をすることができる。また、ホログラム１６及び１７
による２段階の回折現象を利用して偏向角を大きくする
ことができる。

以上の実施例において、ホログラム１６及び１７に適当
なｆθ補正機能や収束機能を持たせることができ、例え
ばレンズ１２を省略することも可能であり、光学系全体
の簡略化・小型化を図る上で有利である。

また、ホログラム１６及び１７に諸機能を分担させれば
、ホログラム作成が容易になるという利点があり、更に
、従来−つのホログラムに多機能を与えることにより生
じやすいとされる収差等の発生による光走査の質の低下
も効果的に回避することができるという利点もある。

更に、第２〜７図において、ホログラム１７をホログラ
ム１６よりもディスク基板１４の中心よりに配置するこ
とも可能であり、対を成すホログラム１７とホログラム
１６との位置関係や大きさは、設計の変更によりを様々
な容態に変化させることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のホログラムスキャナ　　１
２　− すによれば、光源からの光ビームを２段階に回折し回折
光ビームにより走査面上を光走査する位置においてディ
スク基板の両面に形成された一対のホログラムは、ホロ
グラムディスクのディスク基板の径方向の回折方向が互
いに逆向きであり且つ走査方向の回折方向が互いに同一
方向であるので、光源における波長変動の影響による結
像位置の変化や直線性の低下を防ぐことができ、しかも
走査線を長くとることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成斜視図、第２
図はある状態における第１図のホログラムディスクを示
す図式的平面図、第３図は第２図の図式的側面図、第４
図は他の状態における第１図のホログラムディスクを示
す図式的平面図、第５図は第４図の図式的側面図、第６
図は波長変動による影響を他の状態における第１図のホ
ログラムディスクにおいて示す図式的平面図、第７図は
第６図の図式的側面図である。 １０・・・・・・ホログラムスキャナ、１１・・・・・
・半導体レーザ、１２・・・・・・レンズ、１３・・・
・・・ホログラムディスク、１４・・・・・・ディスク
基板、１６．１７・・・・・・ホログラム、１８・・・
・・・モータ、２１．２２．２３・・・・・・光ビーム
、１００・・・・・・走査面。 代Ｊｌｊ人ブ鈎１１士　船　　山　　　　武代理人弁理
士　俵　　　　湛　　美 代理人弁理士　坂　　井　　　　浮 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ビームを発する光源と、ディスク基板を有し該ディス
   ク基板の径方向の回折方向が互いに逆向きであると共に
   走査方向の回折方向が互いに同一方向である一対のホロ
   グラムが前記ディスク基板の両面に形成されたホログラ
   ムディスクと、該ホログラムディスクに対して所定の位
   置に配置された走査面とを備えており、前記一対のホロ
   グラムは前記光源からの光ビームを２段階に回折し回折
   光ビームにより前記走査面上を光走査する位置に形成さ
   れていることを特徴とするホログラムスキャナ。