JPH09120035A - 画像走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な構成で走査範囲を変化させ得、且つ変
化させても同期信号形成用の検出手段の調整を不要とし
た画像走査装置を提供する。 【解決手段】 第２の光学系(2,3,11,12)の第１の光学
系(2,3,4)に対する非共用部分(11)と走査手段(1)との間
に少なくとも構成の一部(7)が配置された、同期信号を
形成するための検出手段(7,8,9)を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被走査面における走
査範囲を変化させることのできる画像走査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像記録装置や画像読取装置等に主に適
用され、スポット径を変更することのできる光走査光学
系の一例として特開昭55-155328号がある。これは図7に
示すように、光源部と、該光源部からの光ビームを走査
するための偏向器の間に走査用の光ビームが平行になる
部所を設け、該部所の光ビーム径をアフオーカルズーム
エクスパンダ等の光ビーム径変換光学手段によって変換
することにより、結像面でのスポット径を変化させるよ
うな構成がとられている。

【０００３】一方、光源部と該光源部からの光ビームを
走査するための偏向器の間に、開口径可変の開口絞り等
の光ビーム径変換光学手段を設けて、光ビーム径を変換
するような構成も一般に良く知られている。

【０００４】上記構成において、光源部からの光ビーム
は光源部と偏向器の間に設けられた光ビーム径変換光学
手段により光ビームの径が変換される。該変換された光
ビームは偏向器により走査され、fθレンズ等の結像レ
ンズに入射し、被走査面において光スポットを形成し走
査する。ここで例えば前記光ビーム径変換光学素子にお
いて、光ビーム系が細く制限されたとすると、前記結像
レンズにおける結像に際し、実質的なFナンバが大きく
なるために被走査面におけるスポット径が大きくなる。

【０００５】逆に光ビーム系が太く変換されると被走査
面におけるスポット径は小さくなる。

【０００６】即ち上記2例は、偏向器と被走査面の間に
設けられた結像レンズに入射する光ビームの径を変換す
るため、結果的に被走査面におけるスポット径を変換で
きる構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、光ビ
ームのスポット径のみが小さくなり被走査面での走査範
囲及び走査速度は変化しないので、縮小画像を得るため
には、画素記録密度を上げる必要がある。

【０００８】ビーム走査によって記録を行う場合、よく
知られているように、各ビーム走査において記録開始位
置を決定するための同期信号を得るために、ビームが最
初に通過する位置に同期信号形成用の検出手段を配置す
る。しかしながら、走査範囲を変えた場合には当然この
記録開始位置も変わってしまう。これに対処するため
に、走査範囲変更毎に同期信号形成用の検出手段を調整
するのは困難である。

【０００９】本発明は簡便な構成で走査範囲を変化させ
得、且つ変化させても同期信号形成用の検出手段の調整
を不要とした画像走査装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明は、光ビームを発生する光源部と、該光源部から
の光ビームを走査するべく順次偏向状態を変える走査手
段と、該走査手段により走査される光ビームを被走査面
に結像する第１の光学系と、該第１の光学系と少なくと
も一部光学系が共用され、前記走査手段により走査され
る光ビームを被走査面上に結像する第２の光学系と、前
記走査手段による走査方向と交叉する副走査方向に光ビ
ームと被走査面を相対的に移動させる副走査手段、を有
し、前記第１の光学系によって第１の走査範囲で被走査
面を走査し、前記第２の光学系によって前記第１の走査
範囲とは異なる第２の走査範囲で被走査面を走査し、更
に前記第２の光学系の前記第１の光学系に対する非共用
部分と前記走査手段との間に少なくとも構成の一部が配
置された、同期信号を形成するための検出手段を設けた
ことを特徴とする画像走査装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、画像記録装置に適用した第
1の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

【００１２】図1は実施例の特徴を最も良く表わす図面
であり、同図においてレ一ザ光源等の光源部15から出射
された光ビームが副走査方向にのみ正のパワーを持つシ
リンドリカルレンズ16を経て光偏向手段であるポリゴン
ミラー1に至るように配置されている。凹レンズ2及びト
一リツクレンズ3は前記ポリゴンミラー1で偏向された走
査光ビームを被走査面に結像するためのfθレンズであ
り、以下これを第1の結像光学系と呼ぶ。4はミラ一、5
は被走査面に設けられた記録フイルム、6は記録フイル
ム5を挟んで前記偏向方向と交差する方向に副走査する
ための副走査手段、11は不図示の機構により光路中に選
択的に進退可能なミラーである。12はミラー11が光路中
に進入した際に走査光ビームを被走査面に結像するため
の球面レンズであり、以下これを追加光学系と呼ぶ。
又、前記第1の結像光学系に前記追加光学系を加えた全
体の光学系を、以下第2の結像光学系と呼ぶ。なお、前
記追加光学系は上記構成には限られず、複数枚のレンズ
を組合わせたものであっても主走査方向と副走査方向で
同一の正のパワーを持つ光学系であれば良い。

【００１３】図2は上記光学系の主走査方向、副走査方
向それぞれのパワー配置を表わす図であり、第1の結像
光学系のパワー配置は実線で示され、ミラー11を光路中
に進入させた第2の結像光学系のパワー配置は点線で示
されている。図中α、βはミラー進入前、α'、β'はミ
ラー進入後にフイルム面において光軸と光線束がなす最
大角(ψ)を表わす。

【００１４】ここで結像面、即ちフイルム面において、
スポット径dは前記最大角ψと次の関係がある。

【００１５】d=kλ／nψ (ψ≪１rad)

【００１６】但し、kは定数、λは光の波長、nはフイル
ム面での媒質の屈折率である。

【００１７】球面レンズ12、即ち追加光学系は正のパワ
ーを持つ球面対称の光学系で、例えば主走査方向、副走
査方向にそれぞれの焦点距離を略1／2にする働きがある
とすると、ミラー11の進入後では前記最大角は主走査方
向、副走査方向それぞれ略2倍となる。したがって上記
の関係式より、フイルム面でのスポット径はミラー11進
入後では主走査方向、副走査方向でそれぞれ略1／2とな
る。

【００１８】図1に戻つて、ポリゴンミラー1とミラー11
の間の走査開始位置付近の光路上には小ミラー7が配置
されており、小ミラー7で折返された光ビームはレンズ8
を経て、同期信号を生成するためのフオトデイテクタ9
に導光される。これにより一組の光学系及びフオトデイ
テク夕だけで、ミラー11の光路中への進退に拘らず同じ
タイミングで同期信号を生成することができる。

【００１９】又、図3は本実施例の制御系のブロック構
成図であり、中央制御手段30はレンズ挿入手段32と副走
査速度制御手段31との制御を司る。レンズ挿入手段32
は、中央制御手段30からの制御信号によりミラー11を駆
動して光路中に進入又は退出させる。又、副走査速度制
御手段31は中央制御手段30からの制御信号により副走査
手段6の副走査速度を制御する働きがあり、ミラー11が
光路中に挿入された際、前記スポット径の変化率に合わ
せて副走査速度も速度も変化させる。例えば先のように
スポット径が略1／2になったときには副走査速度も略1
／2となるように設定する。又、副走査速度検知手段33
は副走査手段6による副走査の速度を検知し、この結果
を副走査速度制御手段31に帰還することでフイードバッ
ク制御を行なう。

【００２０】上記の構成において、ミラー11を光路中か
ら退出させた状態の光学系、即ち第1の結像光学系で
は、ポリゴンミラー1で偏向された走査光ビームはレン
ズ2、3で集光され、ミラー4で折返されてフイルム5上の
5Aの位置に結像して、フィルム5の記録面上を主走査方
向に走査する。

【００２１】一方、ミラー11を第1の結像光学系とミラ
ー4の間の光路上に点線のように進入させ、第1の結像光
学系と被走査面との間に実質的に追加光学系を進入させ
た状態、即ち第2の結像光学系では、前記レンズ2、3に
よって集光された光ビームは、ミラー11で折返されて球
面レンズ12、即ち追加光学系に入射する。追加光学系は
主副両走査方向で同一パワーを持つ光学系であり、入射
した走査光ビームをフイルム5上の5Bの位置に結像す
る。

【００２２】ミラー11の進退に際しては、図3の副走査
速度制御手段31によりスポット径の変化率に応じた副走
査速度が設定される。これによって変倍しても画像の縦
横比が一定に保たれる。なお副走査速度を所望の値に設
定して画像の縦横比を所望の比率にするようにしても良
い。

【００２３】なお、図のように同一フイルム上に記録す
る構成ではなく、異なるサイズのフイルムを5A、5Bの位
置にそれぞれ配置して選択的に記録するようにしても良
い。例えば一般的サイズの銀塩フイルムを5Aの位置に配
置し、スライド用の小フイルムを5Bの位置に配置して、
同一の画像をサイズを変えて変倍記録するといった使い
方も可能である。

【００２４】又、被走査面は記録フィルムには限らず、
感光ドラムのような記録媒体であっても良い。

【００２５】本実施例によれば以下のような効果があ
る。

【００２６】(1)主走査方向並びに副走査方向の焦点距
離が比例的に短くなるために、フィルム5上に結像され
るスポット径も略比例して小さくなる。

【００２７】(2)副走査方向においてポリゴン面とフイ
ルム5の共役関係が維持されるため、追加光学系11を挿
入した際にも、ポリゴンミラー1の面倒れ補正機能が保
持される。

【００２８】(3)追加光学系は収差のバランスを取るこ
とで光路中への進退に拘らずfθ補正機能が保持され
る。

【００２９】(4)追加光学系を挿入する以前の状態で得
られる画像の変倍画像が、同じ画素クロックのままで得
られる。即ち追加光学系の挿入の前後でクロック周波数
を変更する必要がない。

【００３０】(5)ポリゴンミラーにおける走査光ビーム
の径は変化しないので、ポリゴンミラーのサイズを変更
する必要がない。

【００３１】(6)第1の結像光学系に入射する前記光ビー
ムの径は変化しないので、fθレンズの面精度は従来の
ものと同様で良い。

【００３２】(7)副走査方向の画素密度を自由に変更す
ることができるため、ミラー11の挿入前後において記録
画像の縦横比を一定に保つことができる。即ち縦横方向
で同倍率の変倍画像を得ることができる。逆に画像の縦
横比を所望の比率とすることもできる。

【００３３】(8)一組のタイミング信号検出手段だけ
で、ミラー11の押入前後において同じタイミングで同期
信号を生成することができる。

【００３４】次に本発明の第2の実施例を図4乃至図6を
用いて説明する。なお図1と同一の符号は同一又は同様
の部材を表わす。

【００３５】図4は画像記録装置の全体図、図5はその光
学系の詳細図である。両図において21、22の凹レンズと
凸レンズのfθレンズの組による追加光学系は、所謂レ
トロフオーカスタイプの光学系を成しており、全体とし
て正のパワーを有している。この追加光学系23は不図示
の機構により光路中に選択的に進退可能となっており、
追加光学系が光路中に進入すると、固設されている第1
の結像光学系、即ちレンズ2、3と合わせた第2の結像光
学系を形成する。

【００３６】追加光学系はレトロフオーカスタイプの光
学系であるため光路中への挿入前後で全体の光路長は変
わらない。即ち光路中に挿入した際には焦点距離が短く
なっているにも拘らず被走査面までの光路長は変化しな
い。よって挿入前後において結像位置は変化させずにス
ポット径を変えることができ、被走査面の同一線上を走
査の範囲を変えて主走査することができる。挿入前後に
おいてスポット径と走査範囲は比例的に変化する。

【００３７】なお、本実施例の制御系の構成は先の図3
と同様であり、追加光学系の進退に応じて副走査速度を
変化させ、縦横方向に同倍率の変倍画像を得ることがで
きる。

【００３８】図6は図5に示す光学系の主走査方向及び副
走査方向のパワー配置を示す図である。追加光学系23を
光路中に配置した第2の結像光学系のパワー配置は図
中、点線で示されている。

【００３９】本実施例では同一の走査位置に異なる倍率
で画像を記録することができる。

【００４０】なお以上の実施例1及び実施例2において、
追加光学系は光路中に進退可能なパワー不変の光学系で
あったが、これをズーム光学系としても良い。ズーム光
学系とすることによりスポット径を任意に変更すること
ができる。ズーム光学系は実施例の如く光路中に進退可
能としても良いし、あるいは光路中に固設されていても
良い。

【００４１】次に本発明の第3の実施例を説明するが、
構成は先の図1又は図4と類似するので両図を流用して行
なう。

【００４２】図1又は図4において、追加光学系として主
走査方向と副走査方向で異なるパワーを持ち且つ焦点面
が両方向で同一の、複数枚のレンズから成るアナモフイ
ツクな光学系を採用する。これにより追加光学系を挿入
した第2の結像光学系により、被走査面における主走査
方向と副走査方向のスポット形状の縦横比を所定値に設
定することができる。更に第2の結像光学系をアナモフ
イツクなズーム光学系とすれば縦横比と共にスポットサ
イズ及び走査範囲も自在に変化させることができる。

【００４３】図1又は図4の実施例では追加光学系は主副
両走査方向に同一の正のパワーを持つ光学系であるた
め、被走査面におけるスポット径は主走査方向、副走査
方向共に略比例して小さくなる。

【００４４】従つて主走査方向と副走査方向のスポット
径の比は、追加光学系の進退に拘らず変化することが無
いという特徴を有する。

【００４５】ところがスライド等の微細な画像を記録す
る場合には、通常の画像を記録する時に較べて、副走査
方向のスポット径を小さくした方が画質が良くなること
がある。又、副走査速度制御手段による副走査速度の制
御幅に限界があった場合、副走査方向のスポット径を変
化させて画質の劣化を補う必要が生ずる場合もある。本
実施例はこのような場合に好適な光学系を提供するもの
である。

【００４６】さて、これまで以上説明してきたの全ての
実施例は、追加光学系を正のパワーを持つ光学系として
縮小画像を得るものであるが、これとは逆に追加光学系
を全体として負のパワーを持つ光学系とすれば、スポッ
トサイズ及び走査範囲が拡大されて拡大変倍画像を得る
ことができる。

【００４７】又、以上の実施例は画像記録装置に適用し
たものであるが、本発明の走査光学系は画像読取装置に
も適用することができる。即ち、読み取る画像の大きさ
に応じてスポット径及び走査範囲を変更し、異なる大き
さの画像を簡単な光学系で走査読取りすることができ
る。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、第２の光学系の第１の
光学系に対する非共用部分と走査手段との間に少なくと
も構成の一部が配置された、同期信号を形成するための
検出手段を設けたことにより、簡便な構成で走査範囲を
変化させ得、且つ変化させても同期信号形成用の検出手
段の調整を不要とできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図、

【図２】光学系のパワー配置図、

【図３】制御系のブロツク構成図、

【図４】本発明の第２の実施例の構成図、

【図５】光学系の詳細図、

【図６】光学系のパワー配置図、

【図７】従来例の構成図、

【符号の説明】

１ ポリゴンミラー ２ 凹レンズ ３ ト一リツクレンズ ４ ミラー ５ フイルム ５Ａ，５Ｂ 走査位置 ６ 副走査手段 ７ 小ミラー ８ 凸レンズ ９ フオトデイテク夕 １１ ミラー １２ 凸レンズ １５ レ一ザ光源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを発生する光源部と、該光源部
   からの光ビームを走査するべく順次偏向状態を変える走
   査手段と、該走査手段により走査される光ビームを被走
   査面に結像する第１の光学系と、該第１の光学系と少な
   くとも一部光学系が共用され、前記走査手段により走査
   される光ビームを被走査面上に結像する第２の光学系
   と、前記走査手段による走査方向と交叉する副走査方向
   に光ビームと被走査面を相対的に移動させる副走査手
   段、を有し、前記第１の光学系によって第１の走査範囲
   で被走査面を走査し、前記第２の光学系によって前記第
   １の走査範囲とは異なる第２の走査範囲で被走査面を走
   査し、更に前記第２の光学系の前記第１の光学系に対す
   る非共用部分と前記走査手段との間に少なくとも構成の
   一部が配置された、同期信号を形成するための検出手段
   を設けたことを特徴とする画像走査装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は前記走査手段と前記第２
   の光学系の間に光束取り出し用のミラーを有する請求項
   １に記載の画像走査装置。
3. 【請求項３】 前記第２の光学系は、少なくとも一部が
   前記第１の光学系の光路に挿脱可能な光学部材を有する
   請求項１に記載の画像走査装置。