JPH0533372B2 - - Google Patents
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- JPH0533372B2 JPH0533372B2 JP59257857A JP25785784A JPH0533372B2 JP H0533372 B2 JPH0533372 B2 JP H0533372B2 JP 59257857 A JP59257857 A JP 59257857A JP 25785784 A JP25785784 A JP 25785784A JP H0533372 B2 JPH0533372 B2 JP H0533372B2
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- Japan
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- scanning
- wavelength
- disk
- hologram
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は光走査装置に関するものである。
（従来技術）
光走査装置として、従来の回転多面鏡と・θ
レンズの組み合わせのかわりに、ホログラムを用
いたデイスク型の光走査装置が提案されている。
これはデイスクの円周に沿つて複数のホログラム
を配置し、デイスクを回転することによりデイス
クの１回転につき、デイスク上のホログラムの個
数だけの走査線を走査する。この際、一般には、
デイスクの回転に伴い、走査線が湾曲する。レー
ザプリンタおよびレーザフアツクスに使用される
光走査装置においては、直線走査が必要で、走査
線が湾曲すると画質が落ちる。
レンズの組み合わせのかわりに、ホログラムを用
いたデイスク型の光走査装置が提案されている。
これはデイスクの円周に沿つて複数のホログラム
を配置し、デイスクを回転することによりデイス
クの１回転につき、デイスク上のホログラムの個
数だけの走査線を走査する。この際、一般には、
デイスクの回転に伴い、走査線が湾曲する。レー
ザプリンタおよびレーザフアツクスに使用される
光走査装置においては、直線走査が必要で、走査
線が湾曲すると画質が落ちる。
これを補正するには、従来、ホログラムレンズ
のオフアクシス角を特別の条件とすることによ
り、これを実現していた。この方法についての詳
細は、例えば、雑誌「アプライド・オプテイツク
ス（Applied Optics）、1983年2132〜2136頁に記
載の論文「直線走査のできるホログラフイツクデ
イスクスキヤナ（Holographic disk scanners
for bow−free scanning）」に詳しく述べられて
いる。第４図のように、ホログラフイツクスキヤ
ナ３１の中心を原点０、半径をＲ、レーザビーム
照射位置Ｑ点のｘ軸に対する回転量をθRとする。
一方、スキヤナを構成するホログラムレンズは、
中心をｃ（xc,p）に持つゾーンプレート３２からな
る。ゾーンプレートの半径をγ、CQがｘ軸とな
す角をθrとすれば γ＝√2 c 2−2c R …(1) θr＝cos-1（γ2＋xc 2−R2／2rxc） …(2) となる。ホログラフイツクスキヤナ３１と共に回
転する座標系x′−y′を導入すれば、ビームの走査
位置は x′＝lcos（θR＋θr） y′＝lsin（θR＋θr） …（3a） （3b） である。ここでｌは、デイスクと走査面までの距
離を、回折角をθoとしてtanθoで表わされる。
y′の変化に対して、x′が一定となるようにオフア
クシス角θ θ＝xc−Ｒ／ …(4) を(4)式のように選定することにより走査線を直線
にすることができる。前記論文においては(4)の条
件を最適化し、走査長40cm、ホログラフイツクス
キヤナから走査面までの距離を80cmとして、
100μｍ以内の直線走査を実現した。しかし、こ
の方法では、オフアクシス角を特別の条件にする
ため、任意の条件に対して走査線を直線にするこ
とはできなかつた。
のオフアクシス角を特別の条件とすることによ
り、これを実現していた。この方法についての詳
細は、例えば、雑誌「アプライド・オプテイツク
ス（Applied Optics）、1983年2132〜2136頁に記
載の論文「直線走査のできるホログラフイツクデ
イスクスキヤナ（Holographic disk scanners
for bow−free scanning）」に詳しく述べられて
いる。第４図のように、ホログラフイツクスキヤ
ナ３１の中心を原点０、半径をＲ、レーザビーム
照射位置Ｑ点のｘ軸に対する回転量をθRとする。
一方、スキヤナを構成するホログラムレンズは、
中心をｃ（xc,p）に持つゾーンプレート３２からな
る。ゾーンプレートの半径をγ、CQがｘ軸とな
す角をθrとすれば γ＝√2 c 2−2c R …(1) θr＝cos-1（γ2＋xc 2−R2／2rxc） …(2) となる。ホログラフイツクスキヤナ３１と共に回
転する座標系x′−y′を導入すれば、ビームの走査
位置は x′＝lcos（θR＋θr） y′＝lsin（θR＋θr） …（3a） （3b） である。ここでｌは、デイスクと走査面までの距
離を、回折角をθoとしてtanθoで表わされる。
y′の変化に対して、x′が一定となるようにオフア
クシス角θ θ＝xc−Ｒ／ …(4) を(4)式のように選定することにより走査線を直線
にすることができる。前記論文においては(4)の条
件を最適化し、走査長40cm、ホログラフイツクス
キヤナから走査面までの距離を80cmとして、
100μｍ以内の直線走査を実現した。しかし、こ
の方法では、オフアクシス角を特別の条件にする
ため、任意の条件に対して走査線を直線にするこ
とはできなかつた。
（発明の目的）
この発明は、上述の欠点を除去して、任意の走
査線を容易に直線化できる光走査装置を提供する
ことを目的としている。
査線を容易に直線化できる光走査装置を提供する
ことを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記目的を達成する手段として、波長
可変光源と、この光源からの出射単色光のビーム
形状を整形せしめる光学系と、この光学系により
導かれたビームに照射されるホログラムレンズが
デイスク上に配置されているホログラフイツクス
キヤナと、ホログラフイツクスキヤナから出射す
る走査光の走査線の湾曲状況を検出し、走査線が
直線となるように前記波長可変光源の波長を変化
せしむる制御手段とを備えた構成の光走査装置と
した。
可変光源と、この光源からの出射単色光のビーム
形状を整形せしめる光学系と、この光学系により
導かれたビームに照射されるホログラムレンズが
デイスク上に配置されているホログラフイツクス
キヤナと、ホログラフイツクスキヤナから出射す
る走査光の走査線の湾曲状況を検出し、走査線が
直線となるように前記波長可変光源の波長を変化
せしむる制御手段とを備えた構成の光走査装置と
した。
（作用の原理）
ホログラフイツクスキヤナに代表されるホログ
ラフイツクレーザビーム走査装置においては、い
くつかのホログラムをデイスクの円周上に配置固
定しそれを高速回転することにより、レーザビー
ムを走査する。この際、ホログラフイツクスキヤ
ナの回転に伴つて走査ビームが湾曲する。
ラフイツクレーザビーム走査装置においては、い
くつかのホログラムをデイスクの円周上に配置固
定しそれを高速回転することにより、レーザビー
ムを走査する。この際、ホログラフイツクスキヤ
ナの回転に伴つて走査ビームが湾曲する。
ホログラムは、回折を利用して像を再生する。
空間周波数ν（格子間隔α）のホログラムに、波
長λの光を照射させた時の＋１次回折光の回折角
は θ＝sin-1（λ／α）＝sin-1（νλ） …(5) で表わされる。従つて、ホログラムを照射する光
の波長λを変えることにより、回折角θを変化さ
せることができる。例えば、空間周波数1000本／
mmのホログラムに波長800nｍの光を±75Å変化
させて照射した場合、回折角は、52.4°から53.9°
まで変化する。仮に、デイスクから走査面までの
距離を150mmとすれば、走査面上で、ビームの位
置11mm変化させることができる。
空間周波数ν（格子間隔α）のホログラムに、波
長λの光を照射させた時の＋１次回折光の回折角
は θ＝sin-1（λ／α）＝sin-1（νλ） …(5) で表わされる。従つて、ホログラムを照射する光
の波長λを変えることにより、回折角θを変化さ
せることができる。例えば、空間周波数1000本／
mmのホログラムに波長800nｍの光を±75Å変化
させて照射した場合、回折角は、52.4°から53.9°
まで変化する。仮に、デイスクから走査面までの
距離を150mmとすれば、走査面上で、ビームの位
置11mm変化させることができる。
半導体レーザは、一般に注入電流により発振波
長が変化する。特に、へき開結合共振器半導体レ
ーザ（C3レーザ）においては、可変波長幅が150
ÅでＧHzの変調ができ、注入電流により発振出力
が変化しないので、この用途に適している。この
半導体レーザについては例えば、雑誌「アプライ
ド・フイズイツクス・レター（Applied Physics
Letfer）、1983年650〜652頁に記載の論文に「可
変波長範囲の大きいへき開結合共振器半導体レー
ザの高速直接単周波数変調（High−speed
direct single−frequency modulation with
large tuning rate and frequency excursion
incleaved−coupled−cavity semiconductor
lasers）」と題し詳しく述べられている。この半
導体レーザは、従来の半導体レーザを２分割し、
一方をレーザ、他方を変調器として用いるもので
ある。２つの半導体レーザの発振波長のモード間
隔をわずかにずらしておく。レーザの注入電流を
一定にしておき、変調器の注入電流を変化させて
モードを変化させると、２つのモードが一致した
時にレーザ発振する。従つて、レーザと変調器の
モード差に対応する不連続な波長変化が可能であ
る。前記論文では注入電流に対する波長変化10
Å／ｍＡ、可変波長幅150Å、発振波長1.3μｍ、
スイツチング時間1nsecを実現した。これを利用
すれば、走査ビームの位置を検出しその情報をフ
イードバツクして注入電流を調整することによる
発振波長を変え回折角を変化させることにより、
湾曲した走査線を直線化することができる。
長が変化する。特に、へき開結合共振器半導体レ
ーザ（C3レーザ）においては、可変波長幅が150
ÅでＧHzの変調ができ、注入電流により発振出力
が変化しないので、この用途に適している。この
半導体レーザについては例えば、雑誌「アプライ
ド・フイズイツクス・レター（Applied Physics
Letfer）、1983年650〜652頁に記載の論文に「可
変波長範囲の大きいへき開結合共振器半導体レー
ザの高速直接単周波数変調（High−speed
direct single−frequency modulation with
large tuning rate and frequency excursion
incleaved−coupled−cavity semiconductor
lasers）」と題し詳しく述べられている。この半
導体レーザは、従来の半導体レーザを２分割し、
一方をレーザ、他方を変調器として用いるもので
ある。２つの半導体レーザの発振波長のモード間
隔をわずかにずらしておく。レーザの注入電流を
一定にしておき、変調器の注入電流を変化させて
モードを変化させると、２つのモードが一致した
時にレーザ発振する。従つて、レーザと変調器の
モード差に対応する不連続な波長変化が可能であ
る。前記論文では注入電流に対する波長変化10
Å／ｍＡ、可変波長幅150Å、発振波長1.3μｍ、
スイツチング時間1nsecを実現した。これを利用
すれば、走査ビームの位置を検出しその情報をフ
イードバツクして注入電流を調整することによる
発振波長を変え回折角を変化させることにより、
湾曲した走査線を直線化することができる。
（実施例）
第１図は、この発明の第１の実施例である。波
長可変光源である半導体レーザ１から発振された
光は、コリメートレンズ２でコリメートされた
後、円筒レンズ３によつて収束され、ホログラフ
イツクスキヤナ４のホログラムレンズ５によつて
走査面６を走査する。この実施例ではコリメート
レンズ２と円筒レンズ３で光学系を形成してい
る。ホログラムレンズ５と走査面６の間にビーム
スプリツタ７を置き、走査ビームの一部を取り出
す。取り出されたビームは、円筒レンズ８によ
り、走査方向の光を１次元配列光検出器９に結像
させる。走査方向の光を結像させることにより、
副走査方向のずれは、光検出器９の配列方向に対
応して、結像される。光検出器からの差動出力を
例えば、GP−IBインタフエイスを持つたマイコ
ンなどの演算回路１０により、(5)式で示される発
振波長と回折角の関係を用いて、ずれ量に対する
波長値を計算する。さらに注入電流と発振波長の
関係を使つて、例えばGP−IB等のインターフエ
イスを持つた電源１１の電流を変化させる。この
時の流れ図を第５図に示す。この実施例では走査
線湾曲補正の他に、ジツタや倒れの補正も可能で
ある。尚、この実施例においては、制御手段はビ
ームスプリツタ７、円筒レンズ８、光検出器９、
演算回路１０、電源１１から構成した。
長可変光源である半導体レーザ１から発振された
光は、コリメートレンズ２でコリメートされた
後、円筒レンズ３によつて収束され、ホログラフ
イツクスキヤナ４のホログラムレンズ５によつて
走査面６を走査する。この実施例ではコリメート
レンズ２と円筒レンズ３で光学系を形成してい
る。ホログラムレンズ５と走査面６の間にビーム
スプリツタ７を置き、走査ビームの一部を取り出
す。取り出されたビームは、円筒レンズ８によ
り、走査方向の光を１次元配列光検出器９に結像
させる。走査方向の光を結像させることにより、
副走査方向のずれは、光検出器９の配列方向に対
応して、結像される。光検出器からの差動出力を
例えば、GP−IBインタフエイスを持つたマイコ
ンなどの演算回路１０により、(5)式で示される発
振波長と回折角の関係を用いて、ずれ量に対する
波長値を計算する。さらに注入電流と発振波長の
関係を使つて、例えばGP−IB等のインターフエ
イスを持つた電源１１の電流を変化させる。この
時の流れ図を第５図に示す。この実施例では走査
線湾曲補正の他に、ジツタや倒れの補正も可能で
ある。尚、この実施例においては、制御手段はビ
ームスプリツタ７、円筒レンズ８、光検出器９、
演算回路１０、電源１１から構成した。
第２図は、この発明の第２の実施例である。こ
の実施例では、走査線の湾曲の情報をあらかじめ
メモリに入力しておき、デイスクの回転に伴つて
メモリ内のデータを読み込み、電源２４の電圧を
制御するよう構成している。すなわち、制御手段
を、ホログラフイツクスキヤナの回転位置を検出
する位置検出器２１と、メモリ２３と、演算回路
２２と、電源２４とから構成している。半導体レ
ーザ１から発振された光は。コリメートレンズ２
でコリメートされた後、収束レンズ３によつて収
束され、ホログラフイツクスキヤナ４のホログラ
ムレンズ５によつて、走査面６を走査する。走査
線の湾曲情報をあらかじめ、計算あるいは実験的
に解析し、メモリ２３に記憶させる。ホログラフ
イツクスキヤナ４の回転に対する位置検出は、例
えば、ホトカプラなどの位置検出器２１によつて
おこなう。対応するホログラムレンズの湾曲情報
は、メモリ２３から演算回路２２にアクセスさ
れ、電源２４の電圧を変化させる。第３図は、メ
モリ２３に記憶されている電流値とホログラムの
位置に対する情報の一例を示す。
の実施例では、走査線の湾曲の情報をあらかじめ
メモリに入力しておき、デイスクの回転に伴つて
メモリ内のデータを読み込み、電源２４の電圧を
制御するよう構成している。すなわち、制御手段
を、ホログラフイツクスキヤナの回転位置を検出
する位置検出器２１と、メモリ２３と、演算回路
２２と、電源２４とから構成している。半導体レ
ーザ１から発振された光は。コリメートレンズ２
でコリメートされた後、収束レンズ３によつて収
束され、ホログラフイツクスキヤナ４のホログラ
ムレンズ５によつて、走査面６を走査する。走査
線の湾曲情報をあらかじめ、計算あるいは実験的
に解析し、メモリ２３に記憶させる。ホログラフ
イツクスキヤナ４の回転に対する位置検出は、例
えば、ホトカプラなどの位置検出器２１によつて
おこなう。対応するホログラムレンズの湾曲情報
は、メモリ２３から演算回路２２にアクセスさ
れ、電源２４の電圧を変化させる。第３図は、メ
モリ２３に記憶されている電流値とホログラムの
位置に対する情報の一例を示す。
ホログラムとしてオフアクシス角を20°、デイ
スクの回転速度を6000rpm、ホログラムの配置個
数20ホログラムから走査面までの距離を150mmの
ものを用いれば、走査線が、走査端と中心におい
て５mmの差を持つ円弧を描く。この時、第３図に
示すような2KHzの正弦波状の電流変化をおこな
つて、走査線を直線にすることができた。
スクの回転速度を6000rpm、ホログラムの配置個
数20ホログラムから走査面までの距離を150mmの
ものを用いれば、走査線が、走査端と中心におい
て５mmの差を持つ円弧を描く。この時、第３図に
示すような2KHzの正弦波状の電流変化をおこな
つて、走査線を直線にすることができた。
（発明の効果）
以上、詳細に説明したように、この発明によれ
ば光源の波長を変化させることにより任意の走査
線に対して直線走査が容易に可能な光走査装置が
得られる。
ば光源の波長を変化させることにより任意の走査
線に対して直線走査が容易に可能な光走査装置が
得られる。
第１図はこの発明の第１の実施例、第２図は、
この発明の第２の実施例、第３図は第２の実施例
のメモリに記憶するデータ例、第４図は、従来例
における走査線の湾曲補正における模式図、第５
図は第１の実施例の補正手順の流れを示す図であ
る。図において １……半導体レーザ、２……コリメートレン
ズ、３……円筒レンズ、４……ホログラフイツク
スキヤナ、５……ホログラムレンズ、６……走査
面、７……ビームスプリツタ、８……円筒レン
ズ、９……１次元配列光検出器、１０……演算回
路、１１……電源、２１……位置検出器、２２…
…演算回路、２３……メモリ、２４……電源、３
１……ホログラムデイスク、３２……ゾーンプレ
ート。
この発明の第２の実施例、第３図は第２の実施例
のメモリに記憶するデータ例、第４図は、従来例
における走査線の湾曲補正における模式図、第５
図は第１の実施例の補正手順の流れを示す図であ
る。図において １……半導体レーザ、２……コリメートレン
ズ、３……円筒レンズ、４……ホログラフイツク
スキヤナ、５……ホログラムレンズ、６……走査
面、７……ビームスプリツタ、８……円筒レン
ズ、９……１次元配列光検出器、１０……演算回
路、１１……電源、２１……位置検出器、２２…
…演算回路、２３……メモリ、２４……電源、３
１……ホログラムデイスク、３２……ゾーンプレ
ート。
Claims (1)
- １ 波長可変光源と、この光源からの出射単色光
のビーム形状を整形せしめる光学系と、この光学
系により導かれたビームに照射されるホログラム
レンズがデイスク上に配置されているホログラフ
イツクスキヤナと、ホログラフイツクスキヤナか
ら出射する走査光の走査線の湾曲状況を検出し、
走査線が直線となるように前記波長可変光源の波
長を変化せしむる制御手段とを備えていることを
特徴とする光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257857A JPS61134728A (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59257857A JPS61134728A (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 光走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61134728A JPS61134728A (ja) | 1986-06-21 |
| JPH0533372B2 true JPH0533372B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=17312129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59257857A Granted JPS61134728A (ja) | 1984-12-06 | 1984-12-06 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61134728A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2086303T3 (es) * | 1987-02-03 | 1996-07-01 | Fujitsu Ltd | Dispositivo de desviacion holografico. |
| JPH01129205A (ja) * | 1987-11-16 | 1989-05-22 | Fujitsu Ltd | ホログラム偏向装置 |
| JPH02250006A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-05 | Fujitsu Ltd | レジストの剥離方法 |
| US5461412A (en) * | 1993-07-23 | 1995-10-24 | Xerox Corporation | Method and apparatus for actively correcting curvature in the scan of an optical output device |
-
1984
- 1984-12-06 JP JP59257857A patent/JPS61134728A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61134728A (ja) | 1986-06-21 |
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