JPH1048553A - 光スポット発生装置 - Google Patents
光スポット発生装置Info
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- JPH1048553A JPH1048553A JP9077430A JP7743097A JPH1048553A JP H1048553 A JPH1048553 A JP H1048553A JP 9077430 A JP9077430 A JP 9077430A JP 7743097 A JP7743097 A JP 7743097A JP H1048553 A JPH1048553 A JP H1048553A
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
- G02B26/12—Scanning systems using multifaceted mirrors
- G02B26/124—Details of the optical system between the light source and the polygonal mirror
-
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/10—Mirrors with curved faces
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- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 光軸方向に互いに変位可能な複数のレンズを
使用せずに、サイズの異なる、好ましくは形状が異なる
光スポットを投影面に生成する光スポット生成装置を提
供する。 【解決手段】 点光源11と、焦点距離が可変の可変光学
系12, 13とを有し、可変光学系12, 13によって、点光源
11が投影面14内に光偏向装置24によって投影される。可
変光学系は、互いに交差する２つの円形シリンドリカル
ミラー12', 13'によって形成され、円形の円筒中心軸1
7', 18'の方向に焦点距離が可変となり且つ調節自在で
ある。シリンドリカルミラー12', 13'は、光軸15の方向
に映像形成光ビーム19,19'によって照射される。
使用せずに、サイズの異なる、好ましくは形状が異なる
光スポットを投影面に生成する光スポット生成装置を提
供する。 【解決手段】 点光源11と、焦点距離が可変の可変光学
系12, 13とを有し、可変光学系12, 13によって、点光源
11が投影面14内に光偏向装置24によって投影される。可
変光学系は、互いに交差する２つの円形シリンドリカル
ミラー12', 13'によって形成され、円形の円筒中心軸1
7', 18'の方向に焦点距離が可変となり且つ調節自在で
ある。シリンドリカルミラー12', 13'は、光軸15の方向
に映像形成光ビーム19,19'によって照射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の序文の
光スポット発生装置に関する。
光スポット発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる光スポット発生装置は、通常、光
ビーム、特にレーザビームを、例えばミラーホイールに
よって走査すべき表面に偏向し、かかる表面において光
スポット、特に円形光スポットを生成し、周期的走査運
動を実行する走査装置において使用される。従って、光
偏向装置は、好ましくは、光ビームのＶ字形走査運動を
生成したり（ドイツ国特許第 36 00 578号）、凹面鏡に
よって平行に置換される走査ビームを生成することがで
きる（ドイツ国特許第 23 40 688号）。
ビーム、特にレーザビームを、例えばミラーホイールに
よって走査すべき表面に偏向し、かかる表面において光
スポット、特に円形光スポットを生成し、周期的走査運
動を実行する走査装置において使用される。従って、光
偏向装置は、好ましくは、光ビームのＶ字形走査運動を
生成したり（ドイツ国特許第 36 00 578号）、凹面鏡に
よって平行に置換される走査ビームを生成することがで
きる（ドイツ国特許第 23 40 688号）。
【０００３】走査すべき表面において、例えば光スポッ
ト発生装置からの距離が異なる場所に物体に供給された
コードマーキングが位置する場合の走査課題では、投影
面の表面での形状が鮮明になるように設定された光スポ
ットは、投影面から光偏向装置までの距離に応じて、寸
法がかなり異なる。しかし、走査コードが例えばバーか
らなり、光スポットの寸法がコードバーの幅に対して所
定の関係を有する場合、可変光学系、すなわち焦点距離
が可変の光学系によって、点光源の映像が投影面に形成
される（アメリカ合衆国特許第 4,920,255号）。これに
よって、光偏向装置と投影面との間の距離とは無関係
に、投影面に同一サイズの光スポットを常時生成するこ
とが可能となる。周知の可変部品は、焦点距離を変更可
能とするために、光軸方向に互いに変位自在に配置され
た複数のレンズからなる。しかし、かかる可変部品は、
高価であり、光軸方向にかなりの空間を占める。何とな
れば、レンズの軸方向の変位のために空間を使用しなけ
ればならないからである。
ト発生装置からの距離が異なる場所に物体に供給された
コードマーキングが位置する場合の走査課題では、投影
面の表面での形状が鮮明になるように設定された光スポ
ットは、投影面から光偏向装置までの距離に応じて、寸
法がかなり異なる。しかし、走査コードが例えばバーか
らなり、光スポットの寸法がコードバーの幅に対して所
定の関係を有する場合、可変光学系、すなわち焦点距離
が可変の光学系によって、点光源の映像が投影面に形成
される（アメリカ合衆国特許第 4,920,255号）。これに
よって、光偏向装置と投影面との間の距離とは無関係
に、投影面に同一サイズの光スポットを常時生成するこ
とが可能となる。周知の可変部品は、焦点距離を変更可
能とするために、光軸方向に互いに変位自在に配置され
た複数のレンズからなる。しかし、かかる可変部品は、
高価であり、光軸方向にかなりの空間を占める。何とな
れば、レンズの軸方向の変位のために空間を使用しなけ
ればならないからである。
【０００４】
【発明の目的】本発明の目的は、光軸方向に互いに変位
可能な複数のレンズを使用せずに、サイズの異なる、好
ましくは形状が異なる光スポットを投影面に生成する光
スポット生成装置を提供することである。
可能な複数のレンズを使用せずに、サイズの異なる、好
ましくは形状が異なる光スポットを投影面に生成する光
スポット生成装置を提供することである。
【０００５】
【発明の概要】上記目的を達成するために、請求項１記
載の特徴が提供される。本発明の概念は、各々が円筒中
心軸に沿って異なる焦点距離を備えるとともにビーム路
の領域で互いに交差する２つのシリンドリカル光学系
を、球面や楕円面光学系の替わりに使用して、焦点距離
を変化させるという事実に見いだされ、故に、光路領域
において交差する、すなわち光軸と垂直となる２つのシ
リンドリカル光学系の各々の円筒中心軸方向へのシフト
によって、焦点距離を問題無く異ならしめることができ
る。２つのシリンドリカル光学系は、映像形成光ビーム
がシリンドリカル光学系に入射するところで、同一の焦
点距離を有すると、全体として、楕円面や球面光学系な
どと同じように作用するが、別々の焦点距離を有するこ
ともあり、故に、離心率が異なる楕円光スポットも、円
形光スポットの替わりに生成することができるので、特
に有効である。２つのシリンドリカル光学系を互いに配
置するとき、円筒中心軸は、映像形成光ビームにてシリ
ンドリカル光学系が照射される箇所で互いに直交するの
で、これらの箇所の２つのシリンドリカル光学領域は、
楕円面や球面光学系の作用を有するものである。
載の特徴が提供される。本発明の概念は、各々が円筒中
心軸に沿って異なる焦点距離を備えるとともにビーム路
の領域で互いに交差する２つのシリンドリカル光学系
を、球面や楕円面光学系の替わりに使用して、焦点距離
を変化させるという事実に見いだされ、故に、光路領域
において交差する、すなわち光軸と垂直となる２つのシ
リンドリカル光学系の各々の円筒中心軸方向へのシフト
によって、焦点距離を問題無く異ならしめることができ
る。２つのシリンドリカル光学系は、映像形成光ビーム
がシリンドリカル光学系に入射するところで、同一の焦
点距離を有すると、全体として、楕円面や球面光学系な
どと同じように作用するが、別々の焦点距離を有するこ
ともあり、故に、離心率が異なる楕円光スポットも、円
形光スポットの替わりに生成することができるので、特
に有効である。２つのシリンドリカル光学系を互いに配
置するとき、円筒中心軸は、映像形成光ビームにてシリ
ンドリカル光学系が照射される箇所で互いに直交するの
で、これらの箇所の２つのシリンドリカル光学領域は、
楕円面や球面光学系の作用を有するものである。
【０００６】請求項２及び請求項３によれば、シリンド
リカル光学系は、シリンドリカルレンズや円柱ミラーで
ある。円柱ミラーが、生産の理由によって好ましい。さ
らに、請求項４及び請求項５によるシリンドリカル光学
系は、直線または円形である。円形形状は、容量の理由
のために好ましく、調整が簡単である。この点におい
て、シリンドリカルレンズの非常に多数の焦点距離を、
請求項６により円形ディスクにコンパクトな形態で収納
することができる。回転シャフトにディスクを配置する
ことによって、焦点距離を異ならしめる設定を問題無く
行うことができる。
リカル光学系は、シリンドリカルレンズや円柱ミラーで
ある。円柱ミラーが、生産の理由によって好ましい。さ
らに、請求項４及び請求項５によるシリンドリカル光学
系は、直線または円形である。円形形状は、容量の理由
のために好ましく、調整が簡単である。この点におい
て、シリンドリカルレンズの非常に多数の焦点距離を、
請求項６により円形ディスクにコンパクトな形態で収納
することができる。回転シャフトにディスクを配置する
ことによって、焦点距離を異ならしめる設定を問題無く
行うことができる。
【０００７】請求項７乃至請求項１０により、シリンド
リカル光学系の各箇所において、光軸は、回転軸に対し
て円筒中心軸に沿って配置することができる。請求項１
１の実施例は、特に好ましい。何となれば、これによっ
て、インジェクションモールディングプロセスによる円
形円柱ミラーディスクの製造が容易となるからである。
円柱ミラーをインジェクションモールドした後で、ミラ
ーを形成するインジェクションモールドの鋳型を、円柱
ミラーから簡単に回転軸の方向に引き抜くことができ
る。
リカル光学系の各箇所において、光軸は、回転軸に対し
て円筒中心軸に沿って配置することができる。請求項１
１の実施例は、特に好ましい。何となれば、これによっ
て、インジェクションモールディングプロセスによる円
形円柱ミラーディスクの製造が容易となるからである。
円柱ミラーをインジェクションモールドした後で、ミラ
ーを形成するインジェクションモールドの鋳型を、円柱
ミラーから簡単に回転軸の方向に引き抜くことができ
る。
【０００８】本発明の装置により、円筒中心軸に沿って
焦点距離に所望の変化をもたらすことが可能になる。請
求項１２及び請求項１３の実施例が好ましい。焦点距離
の連続的な増加や減少が円形ディスクの円周全体で生じ
る場合、請求項１４による焦点距離のステップ変化が円
周の一点で生じる。請求項１５の構成によって製造はよ
り簡単になり、鮮明なスポットの生成に必要な光学的精
度が保証される。
焦点距離に所望の変化をもたらすことが可能になる。請
求項１２及び請求項１３の実施例が好ましい。焦点距離
の連続的な増加や減少が円形ディスクの円周全体で生じ
る場合、請求項１４による焦点距離のステップ変化が円
周の一点で生じる。請求項１５の構成によって製造はよ
り簡単になり、鮮明なスポットの生成に必要な光学的精
度が保証される。
【０００９】請求項１６に、円形面の半径の好ましい変
化が見られる。請求項１７の実施例は、特に円柱ミラー
を使用するときに、折曲されたビーム路の空間の節約を
実現する際に有効である。請求項１８により、点光源が
形成されるのが好ましい。
化が見られる。請求項１７の実施例は、特に円柱ミラー
を使用するときに、折曲されたビーム路の空間の節約を
実現する際に有効である。請求項１８により、点光源が
形成されるのが好ましい。
【００１０】
【好ましい実施の形態】本発明を、添付図面を参照しな
がら好ましい実施例に基づいて説明する。図１におい
て、細く且つ平行な映像形成光ビーム１９は、断面が円
形であり、点光源１１を発する。点光源１１は、後方に
白熱灯２６が配置されている間隙として表される。映像
形成光ビームは、直径が０．５−１ｍｍであり、第１シ
リンドリカルレンズ１２に対して、レンズの円柱中心軸
１７と垂直に且つレンズの光軸１５とは平行に入射す
る。光軸１５は、円柱中心軸１７と垂直になっている。
がら好ましい実施例に基づいて説明する。図１におい
て、細く且つ平行な映像形成光ビーム１９は、断面が円
形であり、点光源１１を発する。点光源１１は、後方に
白熱灯２６が配置されている間隙として表される。映像
形成光ビームは、直径が０．５−１ｍｍであり、第１シ
リンドリカルレンズ１２に対して、レンズの円柱中心軸
１７と垂直に且つレンズの光軸１５とは平行に入射す
る。光軸１５は、円柱中心軸１７と垂直になっている。
【００１１】第１シリンドリカルレンズ１２の後方に僅
かな距離を隔てて、第２シリンドリカルレンズが配置さ
れている。第２シリンドリカルレンズ１３の円柱中心軸
１８は、第１シリンドリカルレンズ１２の円柱中心軸１
７に対して直角をなし、光軸に対しても同様に配置され
ている。シリンドリカルレンズ１２を発した映像形成光
ビーム１９’は、シリンドリカルレンズ１３の表面に光
軸１５と平行に入射する。第２シリンドリカルレンズの
後方に距離を隔てて、投影面１４が設けられている。投
影面１４に、２つの交差したシリンドリカルレンズ１
２，１３によって、点光源１１の鮮明な映像である光ス
ポット２３が生成される。
かな距離を隔てて、第２シリンドリカルレンズが配置さ
れている。第２シリンドリカルレンズ１３の円柱中心軸
１８は、第１シリンドリカルレンズ１２の円柱中心軸１
７に対して直角をなし、光軸に対しても同様に配置され
ている。シリンドリカルレンズ１２を発した映像形成光
ビーム１９’は、シリンドリカルレンズ１３の表面に光
軸１５と平行に入射する。第２シリンドリカルレンズの
後方に距離を隔てて、投影面１４が設けられている。投
影面１４に、２つの交差したシリンドリカルレンズ１
２，１３によって、点光源１１の鮮明な映像である光ス
ポット２３が生成される。
【００１２】本発明により、シリンドリカルレンズ１
２，１３の焦点距離は、円柱中心軸１７，１８に沿って
連続的に変化し、シリンドリカルレンズ表面の曲率によ
って示され、一端部から他端部に向けて減少する。さら
に、２つのシリンドリカルレンズ１２，１３は、矢印２
７，２８の方向、すなわちシリンドリカルレンズの軸１
７，１８の方向にそれぞれ変位自在であり、焦点距離が
異なる点を映像形成光ビーム１９，１９’の位置に選択
的にシフトさせることができる。
２，１３の焦点距離は、円柱中心軸１７，１８に沿って
連続的に変化し、シリンドリカルレンズ表面の曲率によ
って示され、一端部から他端部に向けて減少する。さら
に、２つのシリンドリカルレンズ１２，１３は、矢印２
７，２８の方向、すなわちシリンドリカルレンズの軸１
７，１８の方向にそれぞれ変位自在であり、焦点距離が
異なる点を映像形成光ビーム１９，１９’の位置に選択
的にシフトさせることができる。
【００１３】上記光スポット発生装置の動作方法を次に
説明する。矢印２７，２８の方向へのシリンドリカルレ
ンズ１２，１３の適宜のシフトによって、シリンドリカ
ルレンズ１２，１３の所望の焦点距離が、いずれの場合
も、映像形成光ビーム１９，１９’に対して選択され
て、サイズの異なる円形光スポット２３が図２に示すよ
うに実現されたり、またはサイズの異なる楕円光ビーム
が図３に示すように実現される。図２のように、サイズ
の異なる円形光スポット２３を得るために、シリンドリ
カルレンズ１２，１３の焦点距離は、映像形成光ビーム
１９，１９’がレンズを横切る箇所において、同一の焦
点距離を有する必要がある。図３のように、離心率が異
なる楕円光スポット２３’，２３”は、映像形成光ビー
ム１９，１９’が、焦点距離が異なる２つのシリンドリ
カルレンズ１２，１３を横切る場合に得られる。
説明する。矢印２７，２８の方向へのシリンドリカルレ
ンズ１２，１３の適宜のシフトによって、シリンドリカ
ルレンズ１２，１３の所望の焦点距離が、いずれの場合
も、映像形成光ビーム１９，１９’に対して選択され
て、サイズの異なる円形光スポット２３が図２に示すよ
うに実現されたり、またはサイズの異なる楕円光ビーム
が図３に示すように実現される。図２のように、サイズ
の異なる円形光スポット２３を得るために、シリンドリ
カルレンズ１２，１３の焦点距離は、映像形成光ビーム
１９，１９’がレンズを横切る箇所において、同一の焦
点距離を有する必要がある。図３のように、離心率が異
なる楕円光スポット２３’，２３”は、映像形成光ビー
ム１９，１９’が、焦点距離が異なる２つのシリンドリ
カルレンズ１２，１３を横切る場合に得られる。
【００１４】光スポット２３，２３’，２３”の問題の
無い鮮明な映像を投影面１４に得るために、点光源１１
とシリンドリカルレンズ１２，１３とからなる装置全体
は、矢印２９、すなわち光軸１５の方向に変位自在に、
適宜のホルダに取り付けられている。しかし、シリンド
リカルレンズ１２，１３の矢印２７，２８の方向への線
形シフトを可能な状態にしておく必要がある。
無い鮮明な映像を投影面１４に得るために、点光源１１
とシリンドリカルレンズ１２，１３とからなる装置全体
は、矢印２９、すなわち光軸１５の方向に変位自在に、
適宜のホルダに取り付けられている。しかし、シリンド
リカルレンズ１２，１３の矢印２７，２８の方向への線
形シフトを可能な状態にしておく必要がある。
【００１５】図４及び図５の好ましい実施例において、
半導体レーザ１１は、ビーム拡張光学系２２を介して映
像形成光ビーム１９を生成する。映像形成光ビーム１９
は、円形円柱ミラーディスク２１の周縁領域に約２０゜
の角度で入射する。ディスクは、円形面に垂直な回転軸
２０を中心に回転可能である。映像形成光ビーム１９に
よって照射される円形ディスク２１の周縁領域に、回転
軸２０に対して同心円状に、円形の円柱中心軸１７’を
有する円形円柱ミラー１２が配置されている。
半導体レーザ１１は、ビーム拡張光学系２２を介して映
像形成光ビーム１９を生成する。映像形成光ビーム１９
は、円形円柱ミラーディスク２１の周縁領域に約２０゜
の角度で入射する。ディスクは、円形面に垂直な回転軸
２０を中心に回転可能である。映像形成光ビーム１９に
よって照射される円形ディスク２１の周縁領域に、回転
軸２０に対して同心円状に、円形の円柱中心軸１７’を
有する円形円柱ミラー１２が配置されている。
【００１６】図６により、円柱ミラー１２’の曲率半径
は、円周方向に、特に矢印の方向に減少するように連続
的に変化し、故に、周縁部の一点１６において、曲率の
ジャンプ、すなわちステップ変化が生じる。このよう
に、円柱ミラー１２’の焦点距離は、矢印の方向に円周
方向に連続して増大する。曲率半径は、例えば、３００
ｍｍから１２００ｍｍまで連続的に変化する。
は、円周方向に、特に矢印の方向に減少するように連続
的に変化し、故に、周縁部の一点１６において、曲率の
ジャンプ、すなわちステップ変化が生じる。このよう
に、円柱ミラー１２’の焦点距離は、矢印の方向に円周
方向に連続して増大する。曲率半径は、例えば、３００
ｍｍから１２００ｍｍまで連続的に変化する。
【００１７】このように、円周の各点において、焦点距
離が異なる円柱ミラー領域が存在し、これら領域の各々
の光軸１５は、回転軸２０と平行に延在する。図４及び
図５により、映像形成光ビーム１９は、円柱ミラー１
２’の円周上の一点で反射されて、同様なさらなる円形
円柱ミラーディスク２１の周縁領域に、映像形成光ビー
ム１９’として達する。なお、映像形成光ビーム１９’
は、既に円柱ミラー１２’による作用を被っている。同
様な他の円形円柱ミラーディスク２１は、同様に、光軸
１５と平行な回転軸２０を中心に回転自在であり、第１
円柱ミラー１２’と平行に配置されている。円形円柱ミ
ラー軸１８’も、シリンドリカルレンズ１３’の回転軸
と同心円状で延在する。
離が異なる円柱ミラー領域が存在し、これら領域の各々
の光軸１５は、回転軸２０と平行に延在する。図４及び
図５により、映像形成光ビーム１９は、円柱ミラー１
２’の円周上の一点で反射されて、同様なさらなる円形
円柱ミラーディスク２１の周縁領域に、映像形成光ビー
ム１９’として達する。なお、映像形成光ビーム１９’
は、既に円柱ミラー１２’による作用を被っている。同
様な他の円形円柱ミラーディスク２１は、同様に、光軸
１５と平行な回転軸２０を中心に回転自在であり、第１
円柱ミラー１２’と平行に配置されている。円形円柱ミ
ラー軸１８’も、シリンドリカルレンズ１３’の回転軸
と同心円状で延在する。
【００１８】映像形成光ビーム１９’の入射点におい
て、円柱ミラー１３’の円柱中心軸１８’は、映像形成
光ビーム１９の入射点での円柱ミラー１２’の光軸１７
に対して直交し、すなわち、映像形成光ビーム１９の入
射点における円柱ミラー１２’の光軸１７に対して交差
するので、光が照射された２つの円柱ミラー領域は、協
働して球面レンズの作用を果たす。図４及び図５から分
かるように、２つの円柱ミラー１２’，１３’は、互い
に９０゜変位している２つの箇所にて映像形成光ビーム
１９，１９’によってそれぞれ照射される。
て、円柱ミラー１３’の円柱中心軸１８’は、映像形成
光ビーム１９の入射点での円柱ミラー１２’の光軸１７
に対して直交し、すなわち、映像形成光ビーム１９の入
射点における円柱ミラー１２’の光軸１７に対して交差
するので、光が照射された２つの円柱ミラー領域は、協
働して球面レンズの作用を果たす。図４及び図５から分
かるように、２つの円柱ミラー１２’，１３’は、互い
に９０゜変位している２つの箇所にて映像形成光ビーム
１９，１９’によってそれぞれ照射される。
【００１９】映像形成光ビーム１９’は、円柱ミラー１
３’からミラーホイール２４に向けて映像形成光ビーム
１９”として反射される。ミラーホイール２４の回転軸
３０は、映像形成光ビーム１９，１９’，１９”によっ
て画定される平面に垂直である。ミラーホイール２４に
よって反射された光ビーム１９"'は、矢印方向へのミラ
ーホイール２４の回転によってＶ字形状の走査運動を実
行し、凹状の湾曲投影面１４に所望の光スポット２３を
生成する。回転軸２０，２０’を中心とする２つの円柱
ミラー１２’，１３’を適切に回転させることによっ
て、円柱ミラー１２’，１３’の焦点距離を異ならしめ
ることができ、故に、図２及び図３に示すように、寸法
及び形状が異なる光スポット２３を得ることができる。
３’からミラーホイール２４に向けて映像形成光ビーム
１９”として反射される。ミラーホイール２４の回転軸
３０は、映像形成光ビーム１９，１９’，１９”によっ
て画定される平面に垂直である。ミラーホイール２４に
よって反射された光ビーム１９"'は、矢印方向へのミラ
ーホイール２４の回転によってＶ字形状の走査運動を実
行し、凹状の湾曲投影面１４に所望の光スポット２３を
生成する。回転軸２０，２０’を中心とする２つの円柱
ミラー１２’，１３’を適切に回転させることによっ
て、円柱ミラー１２’，１３’の焦点距離を異ならしめ
ることができ、故に、図２及び図３に示すように、寸法
及び形状が異なる光スポット２３を得ることができる。
【００２０】一方、図４及び図５の連続線で示すよう
に、図６の円形円柱ミラーディスク２１は、チャネル状
の円柱ミラー１２’や１３’が円形ディスクの端面に位
置するように形成されて、円周部の各点の光軸１５が回
転軸２０と平行に延在したり、または円形ディスク２１
の対応する端面と垂直に延在している。図４及び図５に
破線で示すように、または図７に示すように、円柱ミラ
ー１２’，１３’が円形円柱ミラーディスク２１の他の
円周部に配置されるように、円形円柱ミラーディスク２
１’を設計することもできる。この場合、各円周位置で
の光軸１５は、円形ディスク２１’の半径の延長で表さ
れる。円柱ミラー軸１７’，１８’は、それぞれ回転軸
２０’と同心円状の円である。しかし、円柱ミラー軸１
７’，１８’は、円形円柱ミラーディスク２１’の外周
面から若干半径方向に離れて位置している。
に、図６の円形円柱ミラーディスク２１は、チャネル状
の円柱ミラー１２’や１３’が円形ディスクの端面に位
置するように形成されて、円周部の各点の光軸１５が回
転軸２０と平行に延在したり、または円形ディスク２１
の対応する端面と垂直に延在している。図４及び図５に
破線で示すように、または図７に示すように、円柱ミラ
ー１２’，１３’が円形円柱ミラーディスク２１の他の
円周部に配置されるように、円形円柱ミラーディスク２
１’を設計することもできる。この場合、各円周位置で
の光軸１５は、円形ディスク２１’の半径の延長で表さ
れる。円柱ミラー軸１７’，１８’は、それぞれ回転軸
２０’と同心円状の円である。しかし、円柱ミラー軸１
７’，１８’は、円形円柱ミラーディスク２１’の外周
面から若干半径方向に離れて位置している。
【００２１】円形円柱ミラーディスク２１’の回転軸２
０’は、図４及び図５のビーム路に配置されたとき、実
線で示す実施例の回転軸２０と直交しなければならな
い。他の概念において、条件はここにも適用され、映像
形成光ビーム１９，１９’が入射した円形ディスク２
１’の円周上の点は、それぞれ９０゜互いに変位してい
る。
０’は、図４及び図５のビーム路に配置されたとき、実
線で示す実施例の回転軸２０と直交しなければならな
い。他の概念において、条件はここにも適用され、映像
形成光ビーム１９，１９’が入射した円形ディスク２
１’の円周上の点は、それぞれ９０゜互いに変位してい
る。
【００２２】円柱ミラー１２’，１３’は、図８に見ら
れるような形態で、円形円柱ミラーディスク２１”の円
周上に配置することもできる。この場合、各円周位置で
の光軸１５は、回転軸２０”に対して例えば４５゜の角
度αをなしている。０゜と９０゜との間の任意の角度α
（図４及び図５も参照）を取ることができる。図８の実
施例は、円形円柱ミラーディスク２１”をインジェクシ
ョンモールドで製造するとき、円柱ミラー１２’，１
３’を形成する鋳型を、円形ディスク２１”から回転軸
２０”の方向に何の問題も無い状態で上方に持ち上げる
ことができるので有効である。従って、円形円柱ミラー
ディスク２１”を設計して回転軸２０に対するくりぬき
が無い場合には都合が良く、故に、円形ディスク２１”
を振動の無い単一のインジェクションモールディングプ
ロセスで製造することができる。
れるような形態で、円形円柱ミラーディスク２１”の円
周上に配置することもできる。この場合、各円周位置で
の光軸１５は、回転軸２０”に対して例えば４５゜の角
度αをなしている。０゜と９０゜との間の任意の角度α
（図４及び図５も参照）を取ることができる。図８の実
施例は、円形円柱ミラーディスク２１”をインジェクシ
ョンモールドで製造するとき、円柱ミラー１２’，１
３’を形成する鋳型を、円形ディスク２１”から回転軸
２０”の方向に何の問題も無い状態で上方に持ち上げる
ことができるので有効である。従って、円形円柱ミラー
ディスク２１”を設計して回転軸２０に対するくりぬき
が無い場合には都合が良く、故に、円形ディスク２１”
を振動の無い単一のインジェクションモールディングプ
ロセスで製造することができる。
【００２３】円形円柱ミラーディスク２１，２１’，２
１”を備えた本発明の円形光スポット発生装置の好まし
い実施例において、２つのシリンドリカルレンズ１
２’，１３’の焦点距離を異ならしめる設定は、互いに
独立に実現されるのみならず、軸２０，２０’，２０”
を中心とする簡単な回転運動によっても実現されるとい
う事実に、明かな効果が存在する。
１”を備えた本発明の円形光スポット発生装置の好まし
い実施例において、２つのシリンドリカルレンズ１
２’，１３’の焦点距離を異ならしめる設定は、互いに
独立に実現されるのみならず、軸２０，２０’，２０”
を中心とする簡単な回転運動によっても実現されるとい
う事実に、明かな効果が存在する。
【００２４】鮮明な光スポットを作るために、半導体レ
ーザ１１及びビーム拡張光学系２２を備えた装置が、図
４及び図５に示すように、矢印２９’の方向に変位自在
に配置される。
ーザ１１及びビーム拡張光学系２２を備えた装置が、図
４及び図５に示すように、矢印２９’の方向に変位自在
に配置される。
【図１】２つの直線状シリンドリカルレンズを備えた本
発明の光スポット発生装置の基本原理を説明する図であ
る。
発明の光スポット発生装置の基本原理を説明する図であ
る。
【図２】図１の２つのシリンドリカルレンズの配置を変
えることによって投影面に生じた光スポットを図１の線
分II−IIの方向から見た図である。
えることによって投影面に生じた光スポットを図１の線
分II−IIの方向から見た図である。
【図３】図１の２つのシリンドリカルレンズの配置を変
えることによって投影面に生じた光スポットを図１の線
分II−IIの方向から見た図である。
えることによって投影面に生じた光スポットを図１の線
分II−IIの方向から見た図である。
【図４】光偏向装置としてミラーホイールを備えて、２
つの円形円柱ミラーディスクで動作する本発明の光スポ
ット発生装置をミラーホイールの軸方向から見た図であ
り、さらに、他の実施例を破線で示す図である。
つの円形円柱ミラーディスクで動作する本発明の光スポ
ット発生装置をミラーホイールの軸方向から見た図であ
り、さらに、他の実施例を破線で示す図である。
【図５】図４の矢印IV方向から図４の装置を見た図であ
る。
る。
【図６】本発明の円形円柱ミラーディスクの拡大斜視図
である。
である。
【図７】図４及び図５に破線で示した円形円柱ミラーデ
ィスクの一実施例の軸を含む拡大断面図である。
ィスクの一実施例の軸を含む拡大断面図である。
【図８】円形円柱ミラーディスクの他の実施例の図７と
同様な軸を含む拡大断面図であり、インジェクションモ
ールディングプロセス中に使用された鋳型がインジェク
ションモールドされた円柱ミラーディスクから軸方向に
抜き取られる様子を示す図である。
同様な軸を含む拡大断面図であり、インジェクションモ
ールディングプロセス中に使用された鋳型がインジェク
ションモールドされた円柱ミラーディスクから軸方向に
抜き取られる様子を示す図である。
１１ 点光源（半導体レーザ） １２ シリンドリカルレンズ １２’ 円柱ミラー １３ シリンドリカルレンズ １３’ 円柱ミラー １４ 投影面 １５ 光学面 １６ 円周上の一点 １７ 円柱中心軸 １７’ 円柱中心軸 １８ 円柱中心軸 １８’ 円柱中心軸 １９ 映像形成光ビーム １９’ 映像形成光ビーム １９” 映像形成光ビーム ２０ 回転軸 ２１ 円形円柱ミラーディスク ２１’ 円形円柱ミラーディスク ２１” 円形円柱ミラーディスク ２２ ビーム拡張光学系 ２３ 光スポット ２３’ 光スポット ２３” 光スポット ２４ ミラーホイール ２５ 鋳型 ２６ 白熱灯 ２７ 矢印 ２８ 矢印 ２９ 矢印 ２９’ 矢印 ３０ 回転軸
Claims (18)
- 【請求項１】 点光源（１１）と、前記点光源（１１）
が好ましくはミラーホイール（２４）などの光偏向装置
を介して所定の拡大倍率で投影面（１４）に投影される
焦点距離が可変の可変光学系（１２，１３；１２’，１
３’）とを有し、前記所定の拡大倍率は可変光学系（１
２，１３；１２’，１３’）によって決められる光スポ
ット発生装置であって、 前記可変光学系は、円筒中心軸（１７，１８；１７’，
１８’）の方向に焦点距離が可変の２つのシリンドリカ
ル光学系（１２，１３；１２’，１３’）が交差して形
成され、 ２つのシリンドリカル光学系は、円筒中心軸（１７，１
８；１７’，１８’）の方向に変位自在に接続され、２
つのシリンドリカル光学系（１２，１３；１２’，１
３’）の円筒中心軸（１７，１８；１７’，１８’）が
互いに光学的に直交する箇所で、映像形成光ビーム（１
９）によって順次照射されることを特徴とする光スポッ
ト発生装置。 - 【請求項２】 シリンドリカル光学系の少なくとも一
方、好ましくは両方は、シリンドリカルレンズ（１２，
１３）であることを特徴とする請求項１記載の光スポッ
ト発生装置。 - 【請求項３】 シリンドリカル光学系の少なくとも一
方、好ましくは両方は、円柱ミラー（１２’，１３’）
であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
光スポット発生装置。 - 【請求項４】 シリンドリカル光学系（１２，１３）、
すなわち円筒中心軸（１７，１８）は直線であることを
特徴とする請求項１乃至請求項３記載の光スポット発生
装置。 - 【請求項５】 シリンドリカル光学系（１２’，１
３’）、すなわち円筒中心軸（１７’，１８’）は、円
の中心軸を回転軸（２０，２０’，２０”）として回転
可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載
の光スポット発生装置。 - 【請求項６】 シリンドリカル光学系（１２’，１
３’）は、円形ディスク（２１，２１’，２１”）の周
縁領域に設けられていることを特徴とする請求項５記載
の光スポット発生装置。 - 【請求項７】 シリンドリカル光学系（１２’，１
３’）の光軸（１５）は、回転軸（２０，２０’，２
０”）に対して０−９０゜の角度で円筒中心軸（１
７’，１８’）の各箇所に延在することを特徴とする請
求項５または請求項６記載の光スポット発生装置。 - 【請求項８】 シリンドリカル光学系（１２’，１
３’）の光軸（１５）は、回転軸（２０，２０’，２
０”）と平行に延在することを特徴とする請求項７記載
の光スポット発生装置。 - 【請求項９】 シリンドリカル光学系（１２’，１
３’）の光軸（１５）は、回転軸（２０，２０’，２
０”）と垂直に延在することを特徴とする請求項７記載
の光スポット発生装置。 - 【請求項１０】 シリンドリカル光学系（１２’，１
３’）の光軸（１５）は、回転軸（２０，２０’，２
０”）に対して３０゜−６０゜の角度、特に約４５゜の
角度をなして延在することを特徴とする請求項７記載の
光スポット発生装置。 - 【請求項１１】 円柱ミラー（１２’，１３’）は、各
軸方向セクション（axial section ）において回転軸
（２０，２０’，２０”）に対して傾斜していることを
特徴とする請求項３乃至請求項１０記載の光スポット発
生装置。 - 【請求項１２】 焦点距離の変化は、円筒中心軸（１
７，１８；１７’，１８’）に沿って連続して生じるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項１１記載の光スポッ
ト発生装置。 - 【請求項１３】 焦点距離の変化は、円筒中心軸（１
７，１８；１７’，１８’）に沿って連続的に増加した
りまたは減少することを特徴とする請求項１２記載の光
スポット発生装置。 - 【請求項１４】 円形シリンドリカル光学系（１２’，
１３’）を備え、 焦点距離のステップ変化が円周の一点（１６）で生じる
ことを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の光
スポット発生装置。 - 【請求項１５】 シリンドリカル光学系（１２，１３；
１２’，１３’）は、円筒中心軸（１７，１８；１
７’，１８’）に垂直な断面の各々に円弧面（part cir
cular surfaces）を有することを特徴とする請求項１乃
至請求項１４記載の光スポット発生装置。 - 【請求項１６】 円弧の半径は、円筒中心軸（１７，１
８；１７’，１８’）に沿って、１０ｃｍから２００ｃ
ｍまで、好ましくは２０ｃｍから１５０ｃｍまで、特に
３０ｃｍから１２０ｃｍまで変化することを特徴とする
請求項１５記載の光スポット発生装置。 - 【請求項１７】 シリンドリカル光学系（１２，１３；
１２’，１３’）は、光軸に対して傾斜して、好ましく
は円筒中心軸（１７，１８；１７’，１８’）に対して
垂直な面内において、映像形成光ビーム（１９，１
９’）によって照射されることを特徴とする請求項１乃
至請求項１６記載の光スポット発生装置。 - 【請求項１８】 点光源は、レーザ、特に半導体レーザ
（１１）であり、好ましくは点光源にビーム拡張光学系
（２２）が続くことを特徴とする請求項１乃至請求項１
７記載の光スポット発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19612710A DE19612710A1 (de) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Lichtfleckerzeugungsvorrichtung |
| DE196127106 | 1996-03-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048553A true JPH1048553A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=7789969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9077430A Pending JPH1048553A (ja) | 1996-03-29 | 1997-03-28 | 光スポット発生装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5844708A (ja) |
| EP (1) | EP0798587A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1048553A (ja) |
| DE (1) | DE19612710A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0912350A (ja) * | 1995-06-28 | 1997-01-14 | Sandoz Ag | コンクリート促進剤 |
| JP2015523597A (ja) * | 2012-06-01 | 2015-08-13 | ルモプティックス・エスアーＬｅｍｏｐｔｉｘ Ｓａ | 投射デバイス |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6033070A (en) * | 1998-12-16 | 2000-03-07 | Kearns; John P. | Variable focal length lens |
| KR20040077224A (ko) | 2003-02-28 | 2004-09-04 | 삼성전자주식회사 | 스크롤링 유닛, 칼라 조명장치 및 이를 채용한 프로젝션시스템 |
| WO2004086121A1 (ja) | 2003-03-24 | 2004-10-07 | Nikon Corporation | 光学素子、光学系、レーザ装置、露光装置、マスク検査装置、及び高分子結晶の加工装置 |
| US9823351B2 (en) | 2012-12-18 | 2017-11-21 | Uber Technologies, Inc. | Multi-clad fiber based optical apparatus and methods for light detection and ranging sensors |
| US9470520B2 (en) | 2013-03-14 | 2016-10-18 | Apparate International C.V. | LiDAR scanner |
| CN106463565B (zh) | 2013-11-22 | 2018-06-01 | 优步技术公司 | 激光雷达扫描仪校准 |
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|---|---|---|---|---|
| DE2550815C3 (de) * | 1975-11-12 | 1979-05-31 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Optisches Abtastsystem |
| JPS5735824A (en) * | 1980-08-14 | 1982-02-26 | Ricoh Co Ltd | Light beam scanner |
| JPS596732U (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-17 | 株式会社石田衡器製作所 | 自動計量装置の被計量物排出装置 |
| US4920255A (en) * | 1988-10-31 | 1990-04-24 | Stephen C. Gabeler | Automatic incremental focusing scanner system |
| JPH02175090A (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-06 | Isamu Miyamoto | レーザビーム成形装置 |
| US5054866A (en) * | 1988-12-29 | 1991-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Scanning optical apparatus |
| JP2559898B2 (ja) * | 1990-09-21 | 1996-12-04 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 光ビーム走査装置 |
| GB2256937A (en) * | 1991-06-21 | 1992-12-23 | Gec Ferranti Defence Syst | Optical scanner |
| US5343326A (en) * | 1993-08-02 | 1994-08-30 | Xerox Corporation | Compact ros imaging system |
| JP3442845B2 (ja) * | 1994-02-15 | 2003-09-02 | 富士写真フイルム株式会社 | 焦点位置可変光学系及び光ビーム走査装置 |
| US5469290A (en) * | 1994-06-06 | 1995-11-21 | Xerox Corporation | Two-element zoom lens for beam separation error correction |
-
1996
- 1996-03-29 DE DE19612710A patent/DE19612710A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-02-13 EP EP97102321A patent/EP0798587A3/de not_active Withdrawn
- 1997-03-19 US US08/820,204 patent/US5844708A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-28 JP JP9077430A patent/JPH1048553A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5844708A (en) | 1998-12-01 |
| EP0798587A2 (de) | 1997-10-01 |
| DE19612710A1 (de) | 1997-10-02 |
| EP0798587A3 (de) | 1998-09-02 |
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