JPS6212484B2

JPS6212484B2 -

Info

Publication number: JPS6212484B2
Application number: JP54014922A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Saito; Akifumi Mori
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1979-02-14
Filing date: 1979-02-14
Publication date: 1987-03-19
Also published as: JPS55108625A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、光偏向装置、特に光偏向器による
光点移動を検知し、光点移動の乱れを補正するた
めの補正光学系を有する光偏向装置に関するもの
である。

この光偏向装置は、例えば光走査装置として光
点走査による情報の読み出し装置や記録信号に応
じて変調されたレーザ光により記録材面を走査し
て記録を行なう、フアクシミリやプリンタ装置な
どに使われる。この種の装置において光による光
点走査はガルバ鏡の如き振動ミラーや回転多面鏡
などの光偏向素子が用いられているが、走査面で
の特性はこの光点速度に大きく支配されており、
光点走査の等速性を保つことが強く要求されてい
る。このため光偏向器の特性が不十分な時は補正
光学系を設けて、光点位置に応じた基準信号を得
て走査特性の補正を行なうなどの手段がとられ
る。

例えば第１図に示すようにレーザ光源１からの
レーザ光２をガルバ鏡３によつて偏向し、走査さ
れる走査面を補正する場合、ガルバ鏡３の裏面に
補正用レーザ光源４からのレーザ光５を照射し、
その反射光によつて等間隔な目盛を有するスケー
ル６を走査しその透過光を集光用凹面鏡７で光検
出器８にあつめ電気信号に変換する。この電気信
号は第２図ａに示すスケール６の有する等間隔な
目盛に応じて強度変調されているので、これを信
号処理回路９を通して波形整形を行ない第２図ｂ
に示すような基準信号を得ることができる。この
基準信号を例えば、記録情報を出力するタイミン
グ信号として用いればガルバ鏡３の走査速度の変
動を補正した記録を行なうことができる。

しかしながらこのような補正系は、空気中に浮
遊するゴミやホコリのスケール面への影響が無視
できないものであり、補正の精度を増すためスケ
ールの目盛の密度を増すほど問題となつてくる。
つまり第２図ｃに示すようにスケール上に目盛の
ピツチＰより小さいゴミ１０や目盛のピツチＰよ
り大きいゴミ１１が付着すると、その時の基準信
号は第２図ｄに示すようになり正しい基準信号が
得られなくなる。すなわちゴミ１０に対しては目
盛が１つ増加した如く基準信号が発生され、ゴミ
１１に対しては目盛が１つ減少した如く基準信号
が発生される。このような基準信号を用いて例え
ば記録を行なうと、ゴミにより影響を受けた箇所
を境として以後の記録パターンはすべて位置がず
れた状態で記録されてしまうのでその影響は大き
い。このような位置ずれは記録サンプルを一見し
ただけでも著しく目立つてしまう。この事は、装
置全体の安定性、信頼性につながる大きな問題と
なつてくる。この対策として光学系のゴミをなく
すために光学系が実装されたスペースにゴミのな
いきれいな空気を循環させる方法がとられること
がある。しかしこの場合には相当大がかりな機構
を必要とする上に振動対策などの新らたな技術的
な問題も生じ装置の大型化コストアツプの原因と
なる。このため本発明はこのゴミ対策に関し、一
方法を提案している（特願昭53−68947号）が、
これはゴミの影響を完全に取り除くものではな
く、影響の受ける範囲を最小限に食い止めようと
するものである。装置の仕様内容によつてはこれ
で十分有効なことも多い。しかしより高精度、高
信頼性を得るための補正方式が要求されることも
多い。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、ゴミの影響を受けにくく安定
性、信頼性、保守性を向上し構成部品を少なく
し、低コスト化を実現した補正光学系を有する光
偏向装置を提供することにある。

一般にホログラムは、２つの単一波長の光を干
渉させ、その干渉パターンを写真乾板などの高解
像度の記録材に記録したもので、この干渉させる
一方の光は被写体により回折または反射を受けた
光であり物体光という。他方の光は通常単純な波
面をもつ光で参照光という。記録したホログラム
から被写体像を再生するには参照光と同じ光で照
明すれば、再生することができる。

このホログラム記録の特徴としては、レンズな
どの光学系を用いることなく物体の像を作ること
ができる結像作用をもつ。波面として記録再生さ
れるため振幅と位相の両者が記録され、またこれ
を随時再生できる。このため三次元記録が可能と
なる。またホログラム記録はきわめて冗長度の高
い記録ができ、ホログラム上のキズ、ゴミなどは
ほとんど再生像に影響を及ぼさない。多重記録が
可能であるなどが挙げられる。

この発明はホログラムをスケールに用いること
により、従来技術で問題であつたゴミ、ホコリ等
による影響をなくし、かつ構成を単純化した補正
光学系を実現したものである。

はじめにこの発明の原理について説明する。

まずホログラムアレイの作製系の例を第３図に
示す。レーザ光源１２からのレーザ光１３はシヤ
ツター１４を通つてビームスプリツター１５で参
照光１６と物体光１７の２本のビーームにわけら
れる。参照光１６は、ガルバ鏡１８で偏向され、
マスク１９を通つて記録材２０の所定の位置に照
射される。一方物体光１７は反射鏡２１を介して
ビームエキスパンダー２２で適当なビームサイズ
に拡大され、かつ反射鏡２３を介して点Ｐに集光
するようにする。これでシヤツター１４を制御し
露光すればホログラムができる。そしてガルバ鏡
１８により参照光の位置を変え同時にマスクの位
置も変えてシヤツター１４で露光を繰り返す。こ
れを現像処理すると第６図ａに示すようなホログ
ラムのアレイが得られる。

次にこのホログラムのアレイの再生系の一例を
第４図に示す。これは第３図に示した作製系のビ
ームスプリツター１５から後の物体光の系を取り
除いたものが基本になる。レーザ光源２４からの
レーザ光２５は反射鏡２６、ガルバ鏡２７を介し
て照明光２８となる。この照明光２８でホログラ
ムアレイ２９の中の１個のホログラムを照明する
と、第３図の作製系での点Ｐに対応する位置に点
像が再生される。この点像はどのホログラムを再
生しても常に同じ場所に再生されるので、再生像
面Ａ上のこの位置に光検出器３０を配置すれば、
ガルバ鏡２７の動きに応じた信号を得ることがで
きる。この様子を第５図を使つて説明する。

第５図ａはホログラム３１を含むホログラムの
アレイ２９の一部を示す図である。このホログラ
ムのアレイ２９上を矢印３２の方向に照明光の光
スポツト３３が移動し、時刻t₀，t₁，t₂，t₃での位
置がそれぞれ第５図ａに示す場合の再生された点
像の位置ｘと光検出器３０との位置関係を第５図
ｂに示す。光検出器３０は光スポツト３３がホロ
グラム３１と完全に一致する場合（時刻t₀，t₂）に
得られる点像３４_０，３４_２と同じ位置に設けら
れている。このため、時刻t₁，t₃のように光スポ
ツト３３の位置がホログラム３１とずれている場
合には、ｘ方向にずれた位置に点像３４_１，３４
_３が得られる。このため、光検出器３０に入射す
る光強度は光スポツト３３の移動に応じて、時間
的に応動する。このようすを第５図ｃに示す。し
たがつて、光スポツト３３がホログラム３１に一
致した場合に光検出器３０からは最大値をとる信
号が得られる。

ホログラムのアレイの他の例を第６図ｂに示
す。このアレイはホログラム３１のサイズがピツ
チ（ホログラムの間隔）よりも大きくなつた場合
である。このように多重に記録されたホログラム
のアレイを第４図に示した再生系によつて再生す
ると、隣接する複数のホログラムが同時に照明さ
れるため、再生像面では第７図に示すようにいく
つかのホログラムからの再生光が同時に観察され
る。すなわち、第７図において、ピーク３５は正
規の位置の再生光であるが、ホログラムのピツチ
ｂの距離に対応して得られるピーク３６，３７は
隣りのホログラムからの再生光である。しかし、
光検出器３０の開口を両隣のホログラムからの再
生光が入射しない大きさＢに制限すれば、単一の
ホログラムからの再生光のみを分離して検出する
ことができる。

第８図はこの発明の一実施例としてのレーザ記
録装置を示す図である。同図において記録用レー
ザ光源４０からのレーザ光４１は駆動回路４２か
ら出力される記録信号に従い変調器４３により変
調され、ガルバ鏡４４に照射される。ガルバ鏡４
４は図示しない駆動回路により一定周期で振動し
ている。ガルバ鏡４４によつてレーザ光４１は偏
向され、記録材４５に照射されることにより、情
報が記録される。一方補正系は、補正用レーザ光
源４６からのレーザ光４７をガルバ鏡４４のミラ
ー裏面に照射し、その反射光をホログラムのアレ
イ４８に照射し、その再生像を光検出器４９で検
知する。この信号から処理回路５０はタイミング
信号を作成し、駆動回路４２へ供給する。駆動回
路４２がこのタイミング信号に応じて記録情報か
ら記録信号を作成することにより、ガルバ鏡４４
の記録面での光点移動速度の変動を補正した記録
を行なうことができる。ホログラムのアレイ４８
としては前述したように第６図ａ又は第６図ｂに
示すものを用いる。第６図ｂに示すホログラムの
アレイを用いる場合には、光検出器４９の開口を
制限するため、光検出器４９の前面に所定幅Ｂの
スリツト等を設ければよい。

以上のようにこの発明によれば、ホログラムの
アレイを用いたので、ゴミやホコリが付着しても
何ら補正信号に影響を与えることがない。また従
来の補正系で必要とし凹面鏡などの集光素子を省
くことができる。したがつて安定性、信来性、保
守性等を向上させかつ部品数を少なく低コストな
光偏向装置を実現することができる。また従来の
目盛スケールにおいては目盛の線幅等の制限を受
けるがこの発明によれば第６図ｂに示すように多
重化されたホログラムのアレイを用いることによ
りピツチを充分小さくすることができるので、分
解能も大きく向上させることができる。

また従来の方式のようにスケール面でのビーム
のスポツトサイズによつて分解能が決まるのでは
ないのでスケール面でスポツトサイズを小さくし
ぼる必要はなく従つて光偏向素子（ガルバ鏡な
ど）の開口も従来に比べて小さくてよい。光偏向
素子側から見ても有利な方式である。

この発明によるホログラムのアレイの作製系を
第３図に示したがそれに限るものではなく、例え
ば物体光を凹面鏡を用いて点Ｐに集光させる系な
ど各種の光学素子の組み合わせと配置で実現でき
る。またホログラムの形も円形に限つたものでは
ない。さらに第４図に示す光学系は作製系の参照
光系を基本とするものであるが、それに限らず波
長の異なる光源や光学素子の組み合わせや配置が
異なつた系であつてもこの発明は実施することが
できる。また第９図ａ〜ｄに示すような各種光偏
向系などにもこの発明を適用できることは言うま
でもない。第９図ａ〜ｄにおいて５１は光偏向素
子５２はレンズ、５３は凹レンズ、５４は走査面
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の技術による補正系を持つレーザ
光偏向装置の実施を示す概略図、第２図ａ〜ｄは
従来技術によるゴミの影響を示す説明図、第３図
はこの発明によるホログラムのアレイ作製系の一
例を示す模式図、第４図はこの発明によるホログ
ラムのアレイの再生系の一例を示す模式図、第５
図ａ〜ｃはこの発明による光偏向による照明光の
動きと光検出器の信号の関係を表わす説明図、第
６図ａ，ｂはホログラムのアレイの概略図、第７
図は多重に記録されたホログラムの再生光を示す
説明図、第８図はこの発明を使つたレーザ記録装
置の一実施例を示す概略図、第９図ａ〜ｄはこの
発明が適用できる光偏向系各種の構成例を示す図
である。４０……レーザ光源、４４……ガルバ鏡、４６
……補正用レーザ光源、４８……ホログラムのア
レイ、４９……光検出器。

Claims

【特許請求の範囲】１レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光が入射される光
偏向素子と、この光偏向素子によつて変更されたレーザ光を
照射され、かつ、再生時にほぼ同一位置にその再
生像が形成されるホログラムの複数個を、予じめ
定められた配置に従つて、記録材上に設けて成る
ホログラムのアレイと、このホログラムのアレイからの再生光を受光す
る光検出器とを備え、この光検出器からの信号に
よつて前記光偏向素子による光点移動の状態を察
知することを特徴とする光偏向装置。２前記光検出器は、再生時に発生する隣接ホロ
グラムからの再生光を空間的に分離するためにそ
の開口が制限されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光偏向装置。