JPS6042731A - レ−ザビ−ムの合致方法 - 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】 るものである。

近年、レーザビームは、光通信技術、各種測定技術、レ
ーザ溶接、レーザドリルの如き加工技術など、種々の分
野で広く利用されるようになって来ているが、２本以上
のレーザビームを用いる場合に、これらを合致させるこ
とが要求されることがしばしばある。

たとえば、印刷用スキャナーにおいては、１−１ｅ　−
　Ｎｅ　ｖ−ザ、Ａｒ＋レーザおよび１１ｅ　−Ｃｄレ
ーザを用（・てカラー画像原稿を読み取り、得られた信
号に基づいて感光材料上に白黒画像を再生記録する際、
これら３本のレーザビームをカラー画像原稿上の一点に
収束させて読取りをおこなうことが必要となる。更には
、特開昭５　５　−　１．２４２９号、同５　５　−　
８７９７０号、同５６−１４３９５号などに開示されて
いる蓄積性螢光体シートを用いた放射線画像情報読取記
録装置においては，放射線画像情報が蓄積記録された蓄
積性螢光体シートをレーザビームで走査して励起し、螢
光体シートから発した輝尽発光光を光電的に検出するこ
とにより画像情報を読み取り、この読み取った情報に基
づき光変調器によりレーザビームを変調しつつ感光材料
上を走査して、感光材料に画像情報が記録されるが、こ
の際、読取速度、記録速度を上げるためには、レーザビ
ームの走査速度を増大させることが必要である。しかし
、レーザビームのパワーが同一のままで走査速度を上げ
れば、レーザビーム走査面（蓄積性螢光体シート面或い
はフィルム面）での単位面積当りのレーザビーム強度が
小となってしまうため、走査速度を上げると共にレーザ
パワーを増大させることが必要となる。レーザビームを
得るには誘導放出によって電磁波を増幅するメーザ原理
を用いた可視又は赤外領域で動作するレーザ発光器が用
いられるから、レーザビームのパワーを増大させるため
には、とのレーザ発光器の出力パワーを増大させればよ
いことになるが、レーザ発光器の出力パワーを増大させ
ると必然的にレーザ発光器自体が大きくなってしまい、
放射線画像情報読取記録装置中にレーザ発光器を組み込
むことが不可能となったり、或いはこの装置自体を大型
化せざるを得ないという問題があった。

この問題を解決するためには、２個のレーザ発光器を用
い、２本のレーザビーム−を偏光ビームスプリッタ、回
折格子等の光学的合波手段によって合波させることによ
り、レーザパワーを増大させる方法が考えられる。この
方法は、同一のレーザパワーを得るため、には、１個の
レーザ発光器を用いる場合に比べ、２個のレーザ発光器
を用い、レーザビームを合波させる方が小型化が可能に
なるという知見に基づ（ものであるが、この場合にも、
２本のレーザビームを合致させることが要求される。同
様なことは、レーザ溶接等のレーザ加工装置において、
もまた要求される。

このような目的で、２本以上の極めて細いレーザビーム
を合致させることは、非常に困難であり、複雑な機構を
必要としたり、或いはその調整に多大な時間を要するの
が一般であった。

本発明は、前述した印刷用スキャナー、放射線画像情報
読取記録装置、レーザ加工装置など、レーザビームを被
照射面に収束させるために正のパワーを有するレンズを
用いた装置に使用する２本以上のレーザビームを簡単か
つ短時間に合致さぜることのできる方法を提供すること
を目的とするものである。

本発明のかかる目的は、２本以上のレーザビームのそれ
ぞれをレーザビームの方向を二次元的に動かすことので
きる方向補正手段を介した後、光学的合波手段により合
波し、この合波されたビームを正のパワーを有するレン
ズを介して、このレンズの焦点距離の所に位置するピノ
ホールに照射し、このピンホールを通過するレーザ光量
を光量検出器で検出するようになし、各レーザビームに
ついてそれぞれの方向補正手段を動かすことにより前記
ピ５ンホールを通過するレーザ光量が最大となる位置を
検出し、この位置に各レーザビームを設定することによ
って達成される。

本発明は、ｆθレンズ、Ｆｔａｎθレンズ、Ｆｓｉｎ　
’θレンズ等の正のパワーを有するレンズを２本以上の
レーザビームを通過させてレーザビームの被照射面上の
一点に収束せしめるためには、２本以上のレーザビーム
が互いに平行に当該レンズに入射するように２本以上の
レーザビームの位置を調整すればよいという知見に基づ
くものであり、２本以上のレーザビームを中途で取り出
し、正のパワーを有するレンズを介して、このレンズの
焦点距離のところに設けたピンホールを通過する各レー
ザビームの光量が最大となるように各レザビームの位置
を調整すれば、２本以上のレーザビームを合致させるこ
とが可能となるというものである。

本発明において、合致させるべきレーザビ−ムの波長が
実質的に等しい場合には、互いの干渉を避けるために両
レーザビームの偏波方向を互いに直交させることを要す
る。２本のレーザビームの偏波方向を互いに直交させる
ためには、一方のレーザビームを１／２波長板を通過さ
せる方法、一方のレーザ管を光軸を中心として他方に対
して９０°　回転させる方法、一方のレーザ管のブリュ
ースタ窓の取付方向を他方に対して９０°ずらせる方法
などが利用しうる。

本発明において、光学的合波手段としては、偏光ビーム
スプリッタ、回折格子、ノ・−フミラー、Ｙ字形光ファ
イバーなどが使用され得る。ただし、レーザパワーを増
大させる目的に本発明を利用する場合には、ノ・−フミ
ラーは光学的合波手段として適当でない。

また本発明において、方向補正手段としては、可動プリ
ズム、可動ミラー、音響光学変調器（Ａ　ＯＭ　）、電
気光学効果或いは磁気光学効果等により二次元的にビー
ム方向を動かすことのできるものであれば、とくに限定
されることなく、使用されうる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施態様について
説明する。

第１図は本発明の実施態様であるレーザビームの合致装
置を備えた放射線画像情報読取装置の概略図である。

２個のレーザ発光器１，２からそれぞれレーザビーム１
ａ、２ａが発せられ、このうちレーザビーム１ａは第１
方向補正手段４により方向を補正された後、ミラー６に
より方向を変えられて光学的合波手段である偏光ビーム
スプリッタ７に入射する。レーザビーム２ａは、レーザ
発光器２から発せられた時はＰ波であるがこれが１／２
波長板３によってＳ波に変えられ第２方向補正手段５に
より方向を補正された後、偏光ビームスプリッタ７に入
射する。偏光ビームスブリツタフに入射する２本のレー
ザビームｌａ、２ａはこの偏光ビームスプリツタフによ
り合波されるのであるが、異なる入射角を有するレーザ
ビーム１ａ。

２ａのうちレーザビーム１ａはそのまま通過し、レーザ
ビーム−２ａは方向を変えられてレーザビーム１ａと同
方向に発光される。このため、レーザ発光器１から発せ
られたＰ波のままのレーザビーム１ａと、レーザ発光器
２から発せられた後１／２波長板３によってＳ波に変え
られたレーザビーム２ａとが偏光ビームスプリッタ７に
よって合波され、直交する２つの偏波面を有するレーザ
ビーム７ａが発せられる。この場合、レーザビーム７ａ
はＰ波とＳ波の合波で偏波面が直交しているため互いに
干渉することがなく、レーザビーム１ａのパワーとレー
ザビーム２ａのパワーがそのまま合成されたものがレー
ザビーム７ａのパワーとなる。このレーザビーム７ａは
ハーフミラ−８によって、その一部のレーザビーム８ａ
が２本のレーザビームを合致を検出するため凸レンズ９
の方へ反射され、残りのレーザビーム８ｂはそのまま通
過しミラー１２によってガルバノメータミラー２０の方
向へ反射される。

ハーフミラ−８により反射されたレーザビーム８ａは凸
レンズ９を通過した後、この凸レンズ９の焦点位置に設
けられたピンホール板１０のピンホール１０ａに当たり
、ピンホール１０ａを通過するレーザビーム８ａの光量
が光量検出器で検出される。ここで、ピンホール１０ａ
を通過してくるレーザビーム８ａの光量が最大になるよ
うに、後述の方法により、すなわちレーザビーム８ａの
うち、レーザ発光器１から発せられたレーザビーム成分
とレーザ発光器２から発せられたレーザビーム成分の両
方が共にビスホール１０ａに焦点を結ぶように、第１お
よび第２方向補正手段によりレーザビームの方向補正を
おこなう。

こうして、２本のレーザビーム１ａ、２ａが合致せしめ
られた後に蓄積性螢光体シート２５が読取装置に送られ
る。ガルバノメータミラー２０に入射したレーザビーム
８ｂは、このガルバノメータ２０ａにより駆動されるガ
ルバノメータミラー２０によってこのミラー２０の下方
の放射線画像情報を蓄積記録した蓄積性螢光体シート（
以下、シートと称す）２５の幅方向に主走査（矢印Ａ方
向の走査）される。この時、ガルバノメータミラー２０
を出たビームは正のパワーを有するｆθレンズによりシ
ート２５上に焦点が合うように調整される。ここに、レ
ーザビーム８ｂはすでに前述のようにｆθレンズ２１に
２つのレーザビーム成分が平行に入射するように調整さ
れているので、レーザビーム１ａのパワートレーザビー
ム２ａのパワーが合成され、パワーのレーザビーム８ｂ
によりシート２５は走査されることになる。シート２５
は、例えばエンドレスベルト装置２４上に吸着されてい
て、矢印Ｂ方向へ搬送される（副走査される）ため、副
走査と直交する角度で主走査が繰り返され、シート２５
」二の全面にわたるレーザビームによる２次元的走査が
なされる。このし−ザビームによる走査に従ってレーザ
ビームの照射されたシートの個所は蓄積記録された画像
情報に応じた強度で輝尽発光し、この発光光がシート近
くで主走査線に平行に前端面２２ａが配された透明な集
光体２２の前端面２２ａから集光体２２に入る。集光体
２２に入った輝尽発光光は集光体２２の後端部に集めら
れ、後端部と結合するフォトマル２３に伝えられて電気
信号に変換された後、画像情報読取回路（図示せず）に
送られる。

第２図および第３図は前記実施態様におけるピンホール
板１０を凸レンズ９の方から視た正面図であり、この図
を用いてピンホール］、　Ｏａを通過するレーザビーム
の光量が最大になる位置の検出方法を説明する。

まず、レーザ発光器１もしくは２のいずれか一方のみか
らレーザビームを発光させて、ピンホール板１０のピン
ホール１０ａを通過する光量を検出する。この時、例え
ば図中破線で示す円３０ａがレーザビームが当たる範囲
であると仮定し、便宜上紙面、上下方向をｙ軸、左右方
向をｙ軸とする。次に、このレーザビームを方向補正手
段によりＸ軸方向に移動させてピンホール］、　Ｏａを
通過する光量が最大になる位置を捜す。光量で最大にな
るのは、レーザビームが当たる範囲とピンホール］、　
Ｏａとの重なりが最大になる時で、図中破線で示すレー
ザ１ビームが当たる円３０ｂの中心がｙ軸上にある時で
ある。次に光量が最大になった位置から、レーザビーム
をｙ軸方自洗移動させてピンホール］Ｏａを通過スる光
量が最大になる位置を捜す。ここで、光量が最大になる
のは、レーザビームの当たる範囲とピンホールが完全に
重なる時、すなわち円３０ｃで示すように円３０Ｃの中
心とピンボール１０ａの中心が一致する時である。この
ようにして、レーザビームをピンホールに合致させるこ
とができ、もう一方のレーザ発光器についても同様にし
てレーザビームをピンホールに合致させると、両方Ｏレ
ーザビームを合致させることができる。

第２図により説明した方法は、レーザビームカビ／ホー
ル板に当たる範囲とピンポール１０ａとが一部分オーバ
ーラップする場合は有効であるが、全くオーバーラツプ
しない時は、レーザビームをＸ軸方向或いはｙ軸方向に
移動させても常に光量が零となることがあるので使えな
いことがある。このため、第３図に示すように、ピンホ
ール板１０上においてレーザビームのズレによりビーム
の当たる個所がばらつく最大範囲１０１）　（１点鎖線
で囲む範囲）を予め設定しておき、この範囲１０１）内
で、例えば線］、　Ｏｃで示すようにレーザビームをイ
キ復走査させてピンホール１．　Ｏａを通過する光量が
最大になる位置を検出するようにすることが好ましい。

第４図は本発明の他の実施態様を示すものであり、カラ
ー原稿読取装置に適用した例を示す。

第４図において、３個のレーザ発光器Ｊ０１゜１０２．
１０３からそれぞれＨｅ　−Ｎｅ　ｖ−ザビーム１０１
ａ１Ａｒ＋レーザ１０２　ａ、Ｈｅ　−Ｃｄレーザ１０
３ａが発せられ、このうちＨｅ　−Ｎｅレーザビーム１
０１ａは第１方向補正手段１０４により方向を補正され
た後ミラー１０５によって方向を変えられてノ・−フミ
ラー１０７に入射する。他方、Ａｒ＋レーザ１０２ａは
やはり第２方向補正手段１０６により方向が補正された
後ハーフミラ−１０７によりＨｅ　−Ｎｅレーザ１０１
ａと合波せしめられると共に方向を変えられて、ノ・−
フミラー１０９に入射する。Ｈｅ　−Ｃｄ　ｖ−ザ１０
３ａは、第３方向補正手段１０８により方向が補正され
た後、ハーフミラ−１，０９に、］：す、１−１ｅ　−
Ｎｅ　レーザ］０１ａ、Ａｒ＋レーザ１０２ａと合波せ
しめられ方向を変えられる。このようにしてｌ−１ｅ　
−Ｎｅレーザビーム１０１ａ、Ａｒ＋レーザビーム１０
２　ａ　、　ｌ−１ｅ−Ｃｄレーザビーム１０３ａが合
波せしめられた合波レーザビーム１１０はハーフミラ−
１１１に入射し、その一部が凸レンズ１１２の方へ反射
せしめられ、前記実施態様と同様にしてピンホール１１
３ａを備えたピンホール板１１３と光量検出器１１４を
用いてレーザビーム１．０１ａ、１０２ａ。

１０３ａが合致せしめられる。

こうして、３本のレーザビーム１０１　ａ。

１０２ａ、１．０３ａが合致せしめられた後、カラー原
稿１１５が読取装置１１６へ送られる。ハーフミラ−１
１１を通過した合波レーザビーム１１０はミラー１１７
により方向を変換せしめられた後、ビームエクスノくン
ダー１１８を経て、ガルバノメータミラー１１９に入射
し、ガルバノメータ１２０により１駆動されるガルバノ
メータミラー１１９によってカラー原稿１１５上を幅方
向に走査せしめられる。この時、ガルバノメータミラー
１１９を出た合波レーザビーム１１０は正のノクワーヲ
有スるｆθレンズ１２１によりカラー原稿１１５上に焦
点が合うように調整される。カラー原稿１１５は幅方向
と直角の方向に搬送せしめられているため、その全面に
わたって合波レーザビーム１１０によって走査がなされ
ることになる。カラー原稿］１５の被走査面には反射光
が効率良く集光しうるように複数のオプティカルファイ
バー１２２が設けられており、カラー原稿１］５の反射
光はオプティカルファイバー１２２を経てフォトマル１
２３に伝達され、画像信号に変換される。

こうして得られた画像信号に対して、種々の信号処理が
施され、感光材料上に白黒画像が再生記録せしめられる
。

本発明は以上の実施態様に限定されることなく、種々の
変更が可能であることは言うまでもない。

たとえば、前記実施態様において、手動操作によりピン
ホール］、　Ｏａを通過するレーザ光量が最大となるよ
うに方向補正手段４，５を調整するのではなく、光量検
出器１１の出力を第１および第２方向補正手段４，５に
フィードバックしてサーボ機構を形成し、ピンホール１
０ａを通過するレーザ光量が最大となるように各レーザ
ビームの位置を自動的に設定してもよいし、また各レー
ザビームを方向補正手段を用いて一定範囲にわたり走査
し、走査中にピンホール１０ａを通過するレーザ光量が
最大となる位置をマイコンを用いて検出し、その方向補
正手段位置信号をメモリに入力し、各レーザビームにつ
いてかかる操作をおこなった後、メモリの位置信号を読
み出してその位置に方向補正手段を固定することにより
、各レーザビームの位置を自動的に設定してもよい。か
ような方法によれば、手動操作に比し短時間に２本以上
のレーザビームを合致させることができ、好ましい。

また、第１図においてノ・−フミラー８の代わりに着脱
自在なミラーを設け、レーザビーム合致検出を行なう場
合のみミラーを使用し、その他の時は偏光ビームスプリ
ッタ７からの出力ビームをそのままミラー１２に入射さ
せるようにしてもよい。

更に０本、前記実施態様においては、放射線画像読取操
作の開始前にレーザビームの合致をおこなっているが、
本発明は操作前にレーザビームの合致をおこなう場合に
限定されるものでないことは言うまでもなく、レーザビ
ームを用いた操作中において２本以上のレーザビームに
ズレが生じた場合など、操作中にもおこなうことができ
る。

また、前記実施態様において、２本又は３本のレーザビ
ームを合致せしめているが、４本以上のレーザビームに
も適用しうろことはもとよりである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザビーム合致方法を実施するため
の装置を右ずる放射線画像情報読取装置の概略図、 第２図ａ−３よび第３図は、ピンホール板を凸レンズ゛
｛則からン遥ｌＩこｌ−面図、 第４図は本発明の他の実施態様であるレーリ゛ビーへ台
致装置を備えたカラー原稿読取装置の概略図である。 １、２，１０１，１０２，１０３・・・・・・シー１１
発光器４、５，１０４，１０６，１０８・・・・・・方
向補正手段７・・・・・・偏光ビームスプリッタ ８、１０７，１０９，１１１・・・・・・ハーフミラ−
９、１１２・・・・・・凸レンズ　１０，１１３・・・
・・・ビンホール板１０ａ，　１１３ａ・・・・・・ビ
ンボール　２１，１２１・・・・・・ｆθレンズ１１・
・・・・・先帝検出器 第１図 １Ｎ２図 ＩＮ３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２本以上のレーザビームのそれぞれをレーザビームの方
   向を二次元的に動かすことのできる方向補正手段を介し
   た後、光学的合波手段により合波し、この合波されたレ
   ーザビームを正のパワーを有するレンズを介して、該レ
   ンズの焦点距離の所に位置するピンホールに照射し、該
   ピンホールを通過するレーザ光量を光検出器で検出しう
   るようになし、各レザビームについて、それぞれの方向
   補正手段を動かすごとにより前記ピンホールを通過する
   レーザ光量が最大となる位置を検出し、この位置に各レ
   ーザビームを設定することを特徴とするレーザビームの
   合致方法。