JPS609242B2 - 半導体レ−ザ走査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体レーザを光源に用いた半導体レーザ走
査装置に関するもので、特に半導体レーザー自体を受光
レンズの入射瞳を回転中心として回転する事により走査
を行う、半導体レーザ走査装置に関するものである。

一般に光源に半導体レーザを用いた像走査光学系に於て
、走査を行う方法は、第１図に示される様に半導体レー
ザを外部からの信号源により変調しその出力光を受光レ
ンズを経た後走査系に入れ光ビームの走査を行い結像レ
ンズにより記録面又は表示面上に記録又は表示を行うも
のがよく知られている。

第２図はその光学系の構成図である。

即ち信号源１より出た信号により半導体レーザー２を駆
動させ光出力を変調する。半導体レーザより出た変調さ
れた光ビームはコリメータレンズ３により平行化されガ
ルバノーミラー又は回転多面鏡４により偏向され結像レ
ンズ５に入射し記録面６上に結像される。記録面６は円
筒形のドラムとなっており、ガルバノミラー４の走査と
記録面６の回転とにより二次元的情報を記録しうるもの
である。本発明はかかる像走査記録（又は表示）光学系
の簡素化コンパクト化を図ったものである。その特徴と
しては、半導体レーザ自身に振動（又は回転）運動を与
えて、ガルバノ・ミラー（又は回転多面鏡）による走査
系を省略する事ができ、そのため従来の走査光学系に於
ける受光コリメータレンズ及び結像レンズを一つにまと
める事ができ、光学系自体が極めてコンパクト化された
事にある。第３図は本発明の一実施例でａはその上面図
、ａ′は側面図である。

半導体レーザ２は回転中心７を中心に振動を与えられレ
ンズ５の入射瞳へ半導体レーザからの出射光が入射する
。回転中心７はしンズ５の入射瞳面と光軸との交わった
点にあり半導体レーザの回転によりレンズ５へ入射する
光束のレンズ５によるケラレは生じない。（図ｂ）レン
ズからの出射光は記録面６上に結像する。レンズ５は像
面湾曲をある値にコントロールされたものとなっている
。第４図はその説明図で入射瞳を回転中心とした発光源
の軌跡は半径Ｒの球面となり、レンズ５により結像位置
（例えばドラム面上）に於いて、平面なものに変換する
ものである。

この事はしンズ５について、物点の曲率半径Ｒと嫁面の
曲率半径Ｒ′とが一般にべッッパ−ルの関係式まま＝亨
奇＝Ｐ （ＰｅｔＺｖａＩＳｕｍ）但しＮｉは光学系の
ｉｎｄｅｘでｉは光学系のＰｏｗｅｒ よりＲ→のとして 毒−子音；ｐ なる関係を満たせば（三次の収差の範囲内で）目的は蓬
せられる。

実際は使用する画角・性能・深度等により更に高次の収
差補正が必要である。半導体レーザ２の振動が時間に対
して等速（リニア一）であればレンズ５による象面（ド
ラム面）の結像位置がｙ＝ｂ・８……■ 但し を満たす様に設計すれば像面上での等速性が得られる。

但し■式はしンズ５の入射瞳と主点とが一致している場
合で、そうでない場合にはｙ＝ｂ‐ねｎ−１（蓋のＳ号
羊８Ｓ） 但し Ｒは結像レンズの入射瞳位置より物体までの距離
で物体の曲率半径で もある。

Ｓは入射瞳と主点との距離 で与えられる歪曲特性をレンズに与えれば記録面上に於
けるスポットの等速走査が得られる。

第５図は回転中心７を中心に半導体レーザを複数個設け
等速回転する事により像走査を行わせしめるものである
。即ち半導体レーザ２より出た光はしンズ６によりドラ
ム等の記録面６上に結像される。半導体レーザ２は回転
中心７を中心に複数個が等間隔に置かれ順次レンズ５に
関して、記録面６と反対側に釆た時のみ信号が送りこま
れ発光する様になっている。これはモータ等に於ける整
流子を用いて電流が各素子へ行くのを仕分けする事も可
能であるがブラシ等を用いるので半導体レーザ自体電気
的なショックに弱いため次の様な方法がよい。即ち、第
５図ｂに示される様に、回転体の軸８上に同軸の発電器
９を持ち外部から回転を与えた時にこの発電器９により
半導体レーザ２に電力を供給する。

半導体レ−ザ２への信号の供給は電波あるいはフオト・
カプラーによりＯＦＦ ＬＩＮＥで与える。回転体上に
は電子回路が組み込まれており、電力の平滑化及び回転
角による信号の各素子への振り分け等を行う。第６図は
フオトカプラーを用いた例でａはその上面図ｂは側面図
である。

即ちＬＥＤ（又は半導体レーザ）１０より出た光をレン
ズ１１、ミラー１２により回転中心に置かれた受光素子
１２に結像する。しかるに複数個ある半導体レーザのう
ち所定の位置にあるものだけが発光する様に構成されて
おり（これは回転角によるポテンシオ・メータ等で容易
に実現できる。）受光素子１２のうけた情報が半導体レ
ーザへ入り変調される。はじめＬＥＤＩ ＯはＯＮのみ
の状態で情報は出されない。即ち半導体レーザ２はＯＮ
のままで光を出しながら回る。この光ビームが同期用受
光素子１５を横ぎつた瞬間同期用クロツクパルスが発生
する。そのクロックパルスがカウントされ、ある所定数
に達した時制御装置１４から一行分の情報がはき出され
ＬＥＤＩＯを点滅させ半導体レーザ２を変調する。半導
体レーザからの出力光はしンズ５により記録面上に結像
されるが、その際光線が回転体により遮壁されない様に
、半導体レーザを奇数個にして、半導体レーザと相対す
る側の面を削り落とす必要がある。

あるいはレンズよりの出射光をミラーにより光軸を折り
曲げてもよい。かかる方法により光学系が簡易化・コン
パクト化されたわけであるがその他の特徴として回転に
より半導体レーザ自体が空冷化され熱の上昇を防ぐ事が
できる事と半導体レーザを複数個用いたものでは１個の
素子が破壊した場合他の素子により代替でき（但し記録
速度が落ちるが）信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体レーザ走査装置のブロック図、第
２図は第１図のブロック図に従う従来の半導体レ−ザ走
査装置の概略図、第３図は本発明の半導体レーザ走査装
置の第１実施例を示すもので、第３図ａは半導体レーザ
が結像レンズの光軸上に位置している状態を示す図、第
３図ａ′は第３図ａを側面から見た図、第３図ｂは半導
体レーザが回転した状態を示す図、第４図は半導体レー
ザがレンズに対して回転した際の軌跡を示す図、第５図
は本発明の第２実施例を示す図で、第５図ａは上面図、
第５図ｂは側面図、第６図は第５図の半導体レーザ走査
装置を適用した書き込み機を示すもので、第６図ａは上
面図、第６図ｂは側面図を示すものである。 図中、２は半導体レーザ、５は結像レンズ、６はドラム
、７は回転軸である。 第１図 第２図 労る図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザからの変調された出力光を結像光学系
   により記録又は表示面上に結像する半導体レーザ走査装
   置に於いて、前記半導体レーザはある軸の回りを中心と
   して前記結像光学系に対して回転又は振動する半導体レ
   ーザ支持部材に固定されており、前記結像光学系は半導
   体レーザの曲面軌跡を平面状に結像する収差特性を有す
   ることを特徴とする半導体レーザ走査装置。 ２ 前記半導体レーザの回転又は振動の中心が前記結像
   光学系の入射瞳と光軸との交点近傍上にある特許請求の
   範囲第１項記載の半導体レーザ走査装置。