JPH0627398A - レーザビーム走査装置 - Google Patents

レーザビーム走査装置

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JPH0627398A
JPH0627398A JP4184249A JP18424992A JPH0627398A JP H0627398 A JPH0627398 A JP H0627398A JP 4184249 A JP4184249 A JP 4184249A JP 18424992 A JP18424992 A JP 18424992A JP H0627398 A JPH0627398 A JP H0627398A
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浩寧 吉川
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行造 山崎
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正徳 大川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザビームを射出して走査するためのレーザ
ビーム走査装置に関し、垂直振動方向と水平振動方向の
ビームウェストの調整を簡単な構成で簡単に行うことが
できるレーザビーム走査装置を提供することを目的とす
る。 【構成】レーザビームを射出する半導体レーザ11と、
上記レーザビームを収束させ、且つ垂直振動方向のビー
ムウェスト位置と水平振動方向のビームウェスト位置と
を独立して制御するために、上記レーザビームの光軸に
対して傾けて、上記半導体レーザ11のレーザビーム射
出端の近傍に配置された収束レンズ12と、上記収束レ
ンズ12を通過したレーザビームの進行方向を継続的に
規則的に変化させるためのビーム走査手段20とを設け
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザビームを射出
して走査するためのレーザビーム走査装置に関する。
【0002】レーザビーム走査装置は、バーコードリー
ダやレーザプリンタなどに広く用いられているが、レー
ザビームの焦点深度を確保するためには、垂直振動方向
のビームウェストと水平振動方向のビームウェストとを
独立して各々自由に設定できるようにする必要がある。
【0003】
【従来の技術】レーザビーム走査装置に用いられるレー
ザ光源は、近年He−Neレーザ装置から半導体レーザ
に置き換わって、小型化と低コスト化がすすんだが、射
出ビームの整形は半導体レーザの方が困難である。
【0004】従来、半導体レーザから射出されたレーザ
ビームの整形は、ピンホールアパーチャを用いて最大径
の規制を行うと共に、半導体レーザからの射出ビームを
コリメータレンズで受け、垂直振動方向と水平振動方向
の各々のビームウェスト位置を所望の位置にするための
複数のシリンドリカルレンズ又はプリズムを配置してい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体レーザ
の射出端にコリメータレンズの他に複数のシリンドリカ
ルレンズやプリズムを設けると、部品数が多くて装置が
複雑になり、またビームウェストの調整作業も簡単では
ないので、部品と組立調整とに相当のコストがかかる欠
点がある。
【0006】そこで本発明は、垂直振動方向と水平振動
方向のビームウェストの調整を簡単な構成で簡単に行う
ことができるレーザビーム走査装置を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のレーザビーム走査装置は、実施例を説明す
るための図1に示されるように、レーザビームを射出す
る半導体レーザ11と、上記レーザビームを収束させ、
且つ垂直振動方向のビームウェスト位置と水平振動方向
のビームウェスト位置とを独立して制御するために、上
記レーザビームの光軸に対して傾けて、上記半導体レー
ザ11のレーザビーム射出端の近傍に配置された収束レ
ンズ12と、上記収束レンズ12を通過したレーザビー
ムの進行方向を継続的に規則的に変化させるためのビー
ム走査手段20とを設けたことを特徴とする。
【0008】なお、上記収束レンズ12は、上記レーザ
ビームの垂直振動方向に傾けて配置してもよく、上記収
束レンズ12の傾き角度を変化させるための傾き角度制
御手段18を設けてもよい。
【0009】また、上記収束レンズ12を球面又は非球
面のレンズによって形成すると共に、上記収束レンズ1
2を通過したレーザビームの外径を規制するためのピン
ホールアパーチャ13を配置して、上記収束レンズ12
と上記ピンホールアパーチャ13とによって上記レーザ
ビームのビーム整形を行うようにしてもよい。
【0010】
【作用】図5に示されるように、半導体レーザ91にお
いては、垂直振動方向の光波と水平振動方向の光波とで
発光点が異なり、一般に、垂直振動方向の発光点92の
方が水平振動方向の発光点93より5μm〜10数μm
だけ外方に位置するような非点隔差がある。
【0011】したがって、図6に示されるように、半導
体レーザ91から射出されたレーザビームを1枚の凸レ
ンズ94で収束させた場合には、垂直振動方向のビーム
ウェスト95が水平振動方向のビームウェスト96より
も遠くに形成される。
【0012】しかし、使用目的によっては、垂直振動方
向のビームウェスト95の位置を水平振動方向のビーム
ウェスト96の位置より近くしたり、両ビームウェスト
95,96を同じ位置にしなければならない場合があ
る。
【0013】そこで図7に示されるように、凸レンズ9
4を垂直振動方向の平面内で光軸に対して傾けると、垂
直振動方向のビームウェスト95の位置だけが凸レンズ
94側に近づく。
【0014】この現象は、凸レンズ94が光軸に対して
角度をもつことによって発生するコマ収差によるもので
あり、凸レンズ94を大きく傾斜させるほど傾斜させた
方向のビームウェスト位置が凸レンズ94側に近づく。
【0015】本発明はこの現像を利用したものであり、
収束レンズ12をレーザビームの光軸に対して傾けて配
置することにより、その傾かせた方向のビームウェスト
が収束レンズ12側に近づくので、収束レンズ12の傾
き方向と傾き角度を変えることにより、任意の方向のビ
ームウェストを任意の位置に設定することができる。
【0016】その結果、ビーム走査手段20によって進
行方向が継続的に規則的に変化させられるレーザビーム
が、走査対象に対して最も望ましい焦点深度を得ること
ができるようにすることができる。そして、傾き角度制
御手段18を設ければ、収束レンズ12の傾き角度を自
由に変えることができる。
【0017】また、収束レンズ12を通過したレーザビ
ームの外径を規制するピンホールアパーチャ13を設け
て、収束レンズ12とピンホールアパーチャ13だけで
レーザビームのビーム整形を行うことができる。
【0018】
【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図2は本
発明をバーコードスキャナに適用した実施例を示してい
る。
【0019】図中10は、レーザビームを射出する半導
体レーザ11とその半導体レーザ11から射出されたレ
ーザビームを収束させるための収束レンズ12とを収容
した半導体レーザモジュールである。
【0020】収束レンズ12としては、球面又は非球面
の凸レンズが用いられており、半導体レーザ11のレー
ザビーム射出端に対向してその近傍に配置されている。
半導体レーザモジュール10のレーザビーム射出部に
は、ピンホールアパーチャ13が形成されていて、レー
ザビームの外径がここで規制される。
【0021】半導体レーザモジュール10から射出され
たレーザビームは、平面ミラー19で反射されて走査光
学系20に入射する。そして、凹面ミラー21の中央に
形成された小さな平面ミラー部22で反射されてポリゴ
ンミラー23の反射面に向かう。
【0022】ポリゴンミラー23は一定速度で回転駆動
されている。したがって、レーザビームはポリゴンミラ
ー23の反射面で継続的に規則的に向きを変えながら反
射される。そして、三面ミラー24を構成する三枚の平
面鏡のうちの一枚で底面ミラー25に向けて反射され
る。
【0023】走査光学系20の表面には、屈折率が場所
によって異なるホログラム材料が透明板に形成された屈
折率分布型のホログラムウィンド26や凹凸による回折
格子が透明板に形成されたレリーフ型のホログラムウィ
ンドが配置されており、底面ミラー25で反射されたレ
ーザビームはホログラムウィンド26を通過することに
より屈折して収束する。
【0024】そして、ポリゴンミラー23が回転してい
ることによって、レーザビームは光波の垂直振動方向を
走査方向にして高速で一方向に走査され、バーコード1
00に当たって反射される。
【0025】図3は、走査光学系20の側面図であり、
ホログラムウィンド26の外側でバーコード100に当
たって反射されたレーザビームは、ホログラムウィンド
26を通って、底面ミラー25、三面ミラー24、ポリ
ゴンミラー23で順に反射され、つづいて凹面ミラー2
1で反射されて収束され、小さな平面ミラー27で反射
された後、凹面ミラー21によるレーザビームの収束点
に配置された光検知器28に入射し、電気信号に変換さ
れる。
【0026】このようにして、走査光学系20において
は、ポリゴンミラー23の回転によってレーザビームが
走査され、光検知器28からの出力信号によってバーコ
ード100を読み取ることができる。
【0027】図1は、半導体モジュール10内の構成を
示しており、収束レンズ12はレンズホルダ14に固着
されている。そしてそのレンズホルダ14は、半導体レ
ーザ11から射出されるレーザビームの水平振動方向に
向けて配置された軸15を中心にして、レーザビームの
垂直振動方向に自由に傾けることができる。
【0028】軸15に固着された歯車16は、減速歯車
17を介してモータ18によって駆動される。18aは
モータドライバ回路、11aは半導体レーザドライバ回
路である。
【0029】このような構成により、収束レンズ12は
レーザビームの垂直振動方向に傾けて配置されており、
図7に示されるのと同様に垂直振動方向のビームウェス
トの方が水平振動方向のビームウェストよりも収束レン
ズ12の近くに移動した状態になっている。
【0030】そして、組立時あるいは必要に応じて、モ
ータ18駆動により収束レンズ12の傾き角度を変え
て、垂直振動方向のビームウェスト位置を水平振動方向
のビームウェストとは独立して調整することができる。
【0031】その結果、走査ビームのビーム形状を空間
的広がりをもった任意の位置で円形ビームに又は楕円ビ
ームに調整して、読み取り対象のバーコード100に対
して最も望ましい焦点深度をとることができる。
【0032】図4は本発明の第2の実施例を示してお
り、ホログラムディスク31を回転させてレーザビーム
を走査するようにしたレーザプリンタの走査装置に本発
明を適用した例を示しており、32は感光ドラムであ
る。
【0033】この場合には、垂直振動方向及び水平振動
方向のビームウェストが同位置になって、感光ドラム3
2表面上に円形のビームが照射されるような角度に収束
レンズ12の角度を固定しておく。
【0034】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、収束レンズ12はレーザビームの
垂直振動方向にのみ角度を変えるのではなく、水平振動
方向にも角度を変えられるようにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】本発明のレーザビーム走査装置によれ
ば、収束レンズをレーザビームの光軸に対して傾けて配
置するだけで垂直振動方向のビームウェスト位置と水平
振動方向のビームウェスト位置を互いに独立して任意に
設定することができ、その結果、最も望ましい焦点深度
やビーム形状を容易に得ることができる。
【0036】そして、レーザビームの整形を収束レンズ
とピンホールアパーチャだけで行うことができるので、
装置の構成を非常に簡素にすることができて、部品コス
ト及び組立調整コストを大幅に低減させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の半導体レーザモジュールの構成
図である。
【図2】第1の実施例のレーザビーム走査装置の斜視図
である。
【図3】第1の実施例の走査光学系の側面図である。
【図4】第2の実施例のレーザビーム走査装置の斜視図
である。
【図5】半導体レーザの特性説明図である。
【図6】半導体レーザの特性説明図である。
【図7】半導体レーザの特性説明図である。
【符号の説明】
11 半導体レーザ 12 収束レンズ 13 ピンホールアパーチャ 20 走査光学系(ビーム走査手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/04 104 A 7251−5C (72)発明者 高島 裕一郎 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザビームを射出する半導体レーザ(1
    1)と、 上記レーザビームを収束させ、且つ垂直振動方向のビー
    ムウェスト位置と水平振動方向のビームウェスト位置と
    を独立して制御するために、上記レーザビームの光軸に
    対して傾けて、上記半導体レーザ(11)のレーザビー
    ム射出端の近傍に配置された収束レンズ(12)と、 上記収束レンズ(12)を通過したレーザビームの進行
    方向を継続的に規則的に変化させるためのビーム走査手
    段(20)とを設けたことを特徴とするレーザビーム走
    査装置。
  2. 【請求項2】上記収束レンズ(12)は、上記レーザビ
    ームの垂直振動方向に傾けて配置されている請求項1記
    載のレーザビーム走査装置。
  3. 【請求項3】上記収束レンズ(12)の傾き角度を変化
    させるための傾き角度制御手段(18)が設けられてい
    る請求項1又は2記載のレーザビーム走査装置。
  4. 【請求項4】上記収束レンズ(12)を球面又は非球面
    のレンズによって形成すると共に、上記収束レンズ(1
    2)を通過したレーザビームの外径を規制するためのピ
    ンホールアパーチャ(13)を配置して、上記収束レン
    ズ(12)と上記ピンホールアパーチャ(13)とによ
    って上記レーザビームのビーム整形が行われるようにし
    た請求項1、2又は3記載のレーザビーム走査装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989008714A1 (fr) * 1988-03-08 1989-09-21 Chemunex Procede de recherche, qualitatif ou quantitatif de micro-organismes, installation pour la mise en oeuvre dudit procede
WO2008056577A1 (en) 2006-11-10 2008-05-15 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Si-O CONTAINING HYDROGENATED CARBON FILM, OPTICAL DEVICE INCLUDING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE Si-O CONTAINING HYDROGENATED FILM AND THE OPTICAL DEVICE
JP2012512508A (ja) * 2008-12-18 2012-05-31 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 照明手段及び同照明手段を少なくとも1つ有するプロジェクタ

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JP2012512508A (ja) * 2008-12-18 2012-05-31 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 照明手段及び同照明手段を少なくとも1つ有するプロジェクタ

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