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JPS6148083B2 - - Google Patents
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JPS6148083B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6148083B2
JPS6148083B2 JP6181077A JP6181077A JPS6148083B2 JP S6148083 B2 JPS6148083 B2 JP S6148083B2 JP 6181077 A JP6181077 A JP 6181077A JP 6181077 A JP6181077 A JP 6181077A JP S6148083 B2 JPS6148083 B2 JP S6148083B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scanning
light
spot
line
photodetector
Prior art date
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Expired
Application number
JP6181077A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS53147552A (en
Inventor
Naoto Kawamura
Katsumi Masaki
Koichi Sakugi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS53147552A publication Critical patent/JPS53147552A/en
Publication of JPS6148083B2 publication Critical patent/JPS6148083B2/ja
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は偏向器によつて走査されるスポツト光
の形状を検知することが可能な走査装置に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a scanning device capable of detecting the shape of a spot light scanned by a deflector.

〔従来技術〕[Prior art]

光ビームを偏向器及び走査レンズを含む走査光
学系によつて走査面上の所定走査線に沿つて移動
するスポツト光に使用する走査装置は画像書き込
み装置や、画像読み取り装置に適用されている。
これらの装置に於いて解像度の点から、スポツト
の大きさが定められた大きさであるか否かが問題
となる。従つて、画像書き込み、読み取りの際ス
ポツトの大きさが定められた大きさであるか否か
検出する必要が有る。
Scanning devices that use spot light to move a light beam along a predetermined scanning line on a scanning surface by a scanning optical system including a deflector and a scanning lens are applied to image writing devices and image reading devices.
In these devices, from the point of view of resolution, the problem is whether the spot size is a predetermined size or not. Therefore, when writing or reading an image, it is necessary to detect whether the spot size is a predetermined size or not.

このスポツトの大きさを検出する方法は従来か
ら種々提案されている。例えば、APPLIED
OPTICS VOl.15、No.6、1976年6月号、第1427
頁、第5図には静止スポツトを一方向に振動する
ナイフエツジによつて切断し、各切断状態のスポ
ツトの光量をホトデイテクターで検出し、この検
出信号よりスポツトの大きさを検出する方法が示
されている。
Various methods for detecting the size of this spot have been proposed in the past. For example, APPLIED
OPTICS VOl.15, No.6, June 1976, No. 1427
5 shows a method of cutting a stationary spot with a knife edge vibrating in one direction, detecting the light intensity of the spot in each cutting state with a photodetector, and detecting the size of the spot from this detection signal. It is shown.

検出信号よりスポツトの大きさが検出出来る理
由は基本的には、検出信号がナイフエツジのスポ
ツト切断開始時から切断終了時まで変化を示し、
ナイフエツジの移動スピードが一定とすると、こ
の検出信号の変化する時間はスポツトの径に対応
するからである。従つて、この検出信号の変化す
る時間を測定することによつてスポツトの大きさ
を測定することが出来る。尚、この文献において
は、検出信号の微粉回路によつて微分し、この微
分された信号をオシロスコープ上に表示し、表示
された波形を観察することによつて行なつてい
る。
The reason why the spot size can be detected from the detection signal is basically that the detection signal shows changes from the beginning of the knife edge spot cutting to the end of the cutting.
This is because if the moving speed of the knife edge is constant, the time at which this detection signal changes corresponds to the diameter of the spot. Therefore, by measuring the time during which this detection signal changes, the size of the spot can be measured. In this document, the detection signal is differentiated by a finer circuit, the differentiated signal is displayed on an oscilloscope, and the displayed waveform is observed.

しかしながら、この方法を前述の走査装置に適
用しようとした場合には、静止スポツトを得るた
めに特別の方法、例えば、走査レンズと偏向器の
間にビームスプリツター等を配し、走査ビームと
は別の静止ビームを得て、この静止ビームによつ
て得られる静止スポツトを利用する方法、を必要
とする、又、振動ナイフエツジを必要とする、
等々の種々の欠点を有している。
However, when this method is applied to the above-mentioned scanning device, a special method is used to obtain a stationary spot, for example, a beam splitter is placed between the scanning lens and the deflector, and the scanning beam is Requires a method of obtaining another stationary beam and utilizing the stationary spot provided by this stationary beam, and requires an oscillating knife edge.
It has various drawbacks such as.

また、文献の装置はスポツトの2つの方向に沿
つた状態を検出することが出来ない。従つて、楕
円スポツトが要求されている場合、又は半導体レ
ーザーからの光の如く縦、横方向で発散角の異な
る光をアナモフイツク結像光学系で円形スポツト
光にする場合、等2つの方向に沿つたスポツトの
状態の検知が求められる際、この装置は不都合で
あつた。
Also, the device in the literature cannot detect the state of the spot along two directions. Therefore, when an elliptical spot is required, or when turning light with different divergence angles in the vertical and horizontal directions, such as light from a semiconductor laser, into a circular spot light using an anamorphic imaging optical system, it is possible to This device was inconvenient when it was desired to detect the condition of a spot.

一方、前述の如き走査装置において、走査面上
で各走査線が走査を開始するタイミングは、偏向
器の製作精度(例えば、回転多面鏡の場合、各面
の分割精度)が悪いと走査方向に対して変位し、
いわゆるジツタとなつて現われる。このジツタは
光ビームに信号を乗せて、高精度の画像の表示や
書き込みを行なう場合には特に重要な問題とな
る。これを防ぐためには多面鏡の角度誤差を無く
することもその一方法であるが、高精度に多面鏡
を作成するには多面鏡の面数が多い時などは極め
て困難である。従つて、回転多面鏡等の偏向器の
製作精度を上げる方法に代えて走査ビームの一部
を情報用の光束として取り出し、走査開始のタイ
ミングを取る方法が知られている。このタイミン
グ信号を本明細書においては所望走査幅の走査開
始信号と称している。
On the other hand, in the above-mentioned scanning device, the timing at which each scanning line starts scanning on the scanning surface may vary in the scanning direction if the manufacturing precision of the deflector (for example, in the case of a rotating polygon mirror, the division precision of each surface) is poor. Displaced against
It appears as so-called jitters. This jitter becomes a particularly important problem when displaying or writing high-precision images by adding a signal to a light beam. One way to prevent this is to eliminate the angle error of the polygon mirror, but it is extremely difficult to create a polygon mirror with high precision when the polygon mirror has a large number of faces. Therefore, instead of increasing the manufacturing precision of a deflector such as a rotating polygon mirror, a method is known in which a part of the scanning beam is taken out as an information light beam to determine the timing for starting scanning. This timing signal is referred to herein as a scan start signal for a desired scan width.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は上述の点を鑑み為されたものである。
従つて本発明の目的は、簡単な構成で走査開始信
号及び走査スポツトの2つの方向に沿つた状態が
検出可能な装置を提供することにある。そして、
この目的は、光源からの光ビームを偏光器及び走
査レンズを含む走査光学系によつて走査面上の所
定走査線に沿つて移動するスポツト光に変換する
走査装置において、前記所定走査線上の所望走査
幅以外の線上にナイフエツジと、該ナイフエツジ
によつて切断される前記スポツト光の光量変化を
検出する前記走査線に対して交差する方向に沿つ
て配列された複数個の光検出器とを設け、前記光
検出器を前記スポツト光の形状を検知する回路に
常時若しくは選択的に接続すると共に、該光検出
器を常時若しくは選択的に前記所望走査幅の走査
開始信号回路に接続する事によつて達成される。
The present invention has been made in view of the above points.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a device capable of detecting a scan start signal and a scan spot along two directions with a simple configuration. and,
This purpose is to provide a scanning apparatus that converts a light beam from a light source into a spot light moving along a predetermined scan line on a scanning surface by a scanning optical system including a polarizer and a scan lens. A knife edge is provided on a line other than the scanning width, and a plurality of photodetectors arranged along a direction intersecting the scanning line detect changes in the light intensity of the spot light cut by the knife edge. , by constantly or selectively connecting the photodetector to a circuit for detecting the shape of the spot light, and by constantly or selectively connecting the photodetector to a scan start signal circuit for the desired scan width. will be achieved.

〔実施例〕 以下本発明を添付した図面を使用して説明す
る。
[Example] The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第1図は本発明の装置をレーザービー書き込み
装置に適用した第1実施例の光学配置図を示す図
である。図中、1はレーザー光源、2は制御回路
3からの信号に応じて光変調を行なう光変調器、
4はビームエキスパンダー、Aは楕円スポツトを
得るためのアナモフイツク光学系、5は回転多面
鏡、6はfθレンズ等の走査レンズである。この
回転多面鏡5、及び走査レンズ6によつて、ビー
ムエキスパンダー4からの静止平行ビームは走査
面において、走査線に沿つて移動する楕円走査ス
ポツトに変換される。尚、走査面は通常走査レン
ズ6の焦点距離離れた位置に位置している。7は
走査面上に配された感光材である。8は走査面上
に配されたホトデイテクターである。このホトデ
イテクターはレーザー光源の波長に応答性を有し
ている。例えば、レーザー光源からの光が赤外線
の如き不可視光であれば、赤外線に対して応答性
を有するホトデイテクターである必要が有る。9
は直線状ナイフエツジである。このナイフエツジ
及びホトデイテクターの詳細は第7図に示されて
いる。すなわち、ナイフエツジ9の裏に3つの素
子からなるホトデイテクター素子71,72,7
3が配置されいる。そしてこのホトデイテクター
素子71,72,73はスポツトの移動方向に対
して直角方向、すなわち交差する方向に配列され
ている。そして、これらのホトデイテクター素子
71,72,73の出力は後述する3系列の電気
回路に導入される。再び第1図に戻つて10はホ
トデイテクター8に向けられる移動ビームであ
り、11は感光材7に向けられる移動ビームであ
る。12はホトデイテクター8からの信号が入力
される3つの微分器である。この微分器12は第
2図に示す様に夫々の3つの増幅器13、及びコ
ンデンサー及び抵抗を含む微分回路14より構成
されている。この微分器12からの出力は3つの
オシロスコープ15上に表示される。従つて、こ
のオシロスコープ15上に表示される3つの波形
を夫々観察することによつてスポツトの形状を知
ることが出来る。すなわち、今、第7図に示した
イ,ロ,ハの形状のスポツトについて説明する。
尚、この場合、イの形状のスポツトが望望まれる
とする。イ,ロ及びハのスポツトが前記ナイフエ
ツジ9を横切つた場合各受光素子71,72,7
3の出力は第8図に示される如く、イの場合に
は、第8図イの如く各受光素子71,72,73
とも同程度の立上り出力71a,72a,73a
を示し、ロの場合には、立上りはイと比較すれば
多少悪くなるが、各受光素子間の出力に差が生じ
る。ハの場合には、この立上りは更に悪くなり、
各受光素子間の出力の差は更に大きくなる。この
様に、各受光素子の立上り信号を独立に見ること
により、主走査方向と副走査方向のスポツト径に
相当する情報を得ることができる。
FIG. 1 is a diagram showing an optical layout of a first embodiment in which the device of the present invention is applied to a laser beam writing device. In the figure, 1 is a laser light source, 2 is an optical modulator that performs optical modulation according to a signal from the control circuit 3,
4 is a beam expander, A is an anamorphic optical system for obtaining an elliptical spot, 5 is a rotating polygon mirror, and 6 is a scanning lens such as an fθ lens. The rotating polygon mirror 5 and the scanning lens 6 convert the stationary parallel beam from the beam expander 4 into an elliptical scanning spot that moves along the scanning line in the scanning plane. Note that the scanning plane is usually located at a position separated by the focal length of the scanning lens 6. 7 is a photosensitive material placed on the scanning surface. 8 is a photodetector placed on the scanning surface. This photodetector is responsive to the wavelength of the laser light source. For example, if the light from the laser light source is invisible light such as infrared rays, the photodetector needs to be responsive to infrared rays. 9
is a straight knife edge. Details of this knife edge and photodetector are shown in FIG. That is, on the back side of the knife edge 9 there are photodetector elements 71, 72, 7 consisting of three elements.
3 is placed. The photodetector elements 71, 72, and 73 are arranged in a direction perpendicular to, or intersecting, the moving direction of the spot. The outputs of these photodetector elements 71, 72, and 73 are introduced into three series of electric circuits to be described later. Returning to FIG. 1 again, 10 is a moving beam directed toward the photodetector 8, and 11 is a moving beam directed toward the photosensitive material 7. Reference numeral 12 denotes three differentiators to which signals from the photodetector 8 are input. As shown in FIG. 2, this differentiator 12 is composed of three amplifiers 13 and a differentiating circuit 14 including a capacitor and a resistor. The output from this differentiator 12 is displayed on three oscilloscopes 15. Therefore, by observing each of the three waveforms displayed on the oscilloscope 15, the shape of the spot can be determined. That is, the spots having shapes A, B, and C shown in FIG. 7 will now be explained.
In this case, it is assumed that a spot in the shape of A is desired. When the spots A, B and C cross the knife edge 9, each light receiving element 71, 72, 7
As shown in FIG. 8, the output of No. 3 is as shown in FIG.
The rising outputs 71a, 72a, 73a are the same.
In the case of (b), the rise is somewhat worse than in (a), but there is a difference in the output between the light receiving elements. In case of C, this rise becomes even worse,
The difference in output between each light receiving element becomes even larger. In this way, by viewing the rising signals of each light receiving element independently, information corresponding to the spot diameters in the main scanning direction and the sub-scanning direction can be obtained.

第9図は第8図に示した出力を微分したもので
ある。この微分波形を観察することによつてより
明瞭にスポツトの状態を認識することが出来る。
FIG. 9 is a result of differentiating the output shown in FIG. 8. By observing this differential waveform, the state of the spot can be recognized more clearly.

この様にオシロスコープ上に表示された波形か
らスポツトの形状が所定のものでないと判断され
た場合、オシロスコープを観察しつつ、アナモフ
イツク光学系A又は走査レンズ6のピント調整を
行ない所望のスポツト形状にすることが可能であ
る。
If it is determined from the waveform displayed on the oscilloscope that the spot shape is not the predetermined shape, adjust the focus of the anamorphic optical system A or the scanning lens 6 while observing the oscilloscope to obtain the desired spot shape. Is possible.

更に、第1図の実施例はホトデイテクター8を
所望走査幅の走査開始信号を得るためのホトデイ
テクターとして使用させている。
Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 1, the photodetector 8 is used as a photodetector for obtaining a scan start signal of a desired scan width.

ホトデイテクター8からの出力は検出器16に
入力される。尚、この際ホトデイテクター8の出
力は微分回路12に同時に入力されても良い。
The output from photodetector 8 is input to detector 16 . Incidentally, at this time, the output of the photodetector 8 may be input to the differentiating circuit 12 at the same time.

又、不図示のスイツチによつて切換的に回路1
6,12に入力される様にしておいても良い。し
かしながら、前者の場合、各走査毎にスポツト形
状を測定出来るが、後者の場合、常時スポスト形
状の測定は行ない得ない。
Also, the circuit 1 can be switched by a switch (not shown).
6 and 12 may be input. However, in the former case, the spot shape can be measured for each scan, but in the latter case, the spot shape cannot be measured all the time.

この検出器16は第3図に示す様に比較器17
及び該比較器に基準レベルを与える基準電圧源1
8より構成されている。この検出器16はホトデ
イテクター8の検出信号を0.1レベルのデイジタ
ル信号に変換するものである。比較器17からの
出力は制御回路3に入力される。
This detector 16 is connected to a comparator 17 as shown in FIG.
and a reference voltage source 1 that provides a reference level to the comparator.
It is composed of 8. This detector 16 converts the detection signal of the photodetector 8 into a 0.1 level digital signal. The output from the comparator 17 is input to the control circuit 3.

この制御回路3は第4図に構成されている。コ
ンピユータ21からの情報は直接あるいは、磁気
テープ、磁気デイスク等の記憶媒体を介して、本
装置のインターフエース回路22に定められたフ
オーマツトで入力される。コンピユータからの
種々の命令は、インストラクシヨン実行回路24
で解読されかつ実行される。データはデータメモ
リー23に一定の量ずつ貯えられる。データの形
式は、文字情報の場合には、2進コードで与えら
れ、図形情報の場合には、図形を構成する画素単
位のデータである場合、又は、図形を構成する線
のデータ(いわゆるベクトルデータ)である場合
がある。これらのモードは、データに先立つて指
定され、インストラクシヨン実行回路24は、記
指定モードに従つて、データを処理する様にデー
タメモリー23、ラインデータジエネレータ26
を制御する。ラインデータジエネレータ26では
1スキヤンライン分の最終データを発生させる。
すなわち、データが文字コードで与えられた時
は、キヤラクタジエネレータ25から文字パター
ンを読み出し、1行文の文字パターンを並べてバ
ツフアするか、あるいは一行分の文字コードをバ
ツフアし逐次キヤラクタジエネレータ25より文
字パターンを読み出して1スキヤンライン分のレ
ーザ光を変調するためのデータを順次作成する。
データが図形情報である場合にも、データをスキ
ヤンラインデータに変換して順次1ラインスキヤ
ン分のレーザー光を変調するためのデータを作り
出す。1スキヤンライン分のデータは、1スキヤ
ンライン分の画素数に等しい数のビツト数を持つ
シフトレジスタ等からなるラインバツフア1およ
びラインバツフア2に、バツフアスイツチ制御回
路の制御により交互に入力される。
This control circuit 3 is constructed as shown in FIG. Information from the computer 21 is input in a predetermined format to the interface circuit 22 of the apparatus, either directly or via a storage medium such as a magnetic tape or magnetic disk. Various instructions from the computer are sent to the instruction execution circuit 24.
is decrypted and executed. Data is stored in the data memory 23 in fixed amounts. In the case of character information, the data format is given as a binary code, and in the case of graphic information, it is data in units of pixels that make up the figure, or data of lines that make up the figure (so-called vectors). data). These modes are specified in advance of the data, and the instruction execution circuit 24 controls the data memory 23 and line data generator 26 to process the data according to the specified mode.
control. The line data generator 26 generates final data for one scan line.
That is, when data is given as a character code, the character pattern is read out from the character generator 25, and the character pattern of one line of text is lined up and buffered, or the character code of one line is buffered and sequentially sent to the character generator 25. Character patterns are read out and data for modulating laser light for one scan line is sequentially created.
Even when the data is graphic information, the data is converted into scan line data to create data for sequentially modulating the laser beam for one line scan. Data for one scan line is alternately inputted to line buffers 1 and 2, which are comprised of shift registers and the like, each having a number of bits equal to the number of pixels for one scan line, under the control of a buffer switch control circuit.

更に、ラインバツフア1およびラインバツフア
2のデータは、第1図図示の検出器16からのビ
ーム検出信号をトリガ信号として、1スキヤンラ
イン分1ビツトずつ順次読み出され、変調器制御
回路に加えられる。1つの反射面が、記録面を走
査する間に、ラインバツフアに貯えられた1スキ
ヤンライン分のデータが変調器2に加えられ、1
スキヤンラインの明暗のパターンが記録面7に与
えられる。ラインバツフア27,28からは、バ
ツフアスイツチ制御回路29の制御により交互に
読み出される。これらの時間的関係を第5図に示
す。すなわち、ラインバツフアの片方から読み出
している時、他方のラインバツフアへ書き込んで
いる。この方式により、多面回転鏡が記録面7上
を掃引するのに一つの反射面と次に続く反射面へ
の間隔が非常に短い時に、もれなくデータを変調
器2に加えることができる。1スキヤンラインを
走査する間に、記録体は走査線とは垂直方向に動
かし、適当なスキヤンライン間隔分だけ移動させ
る。かくして、記録面上に使用者の欲する図形、
あるいは文字情報を出力することができる。ここ
で注意しなければならないのは、情報を出力する
時に光をONにし、情報を出力しない時に光を
OFFにする記録系においては、変調器制御回路
に、検出器16の出力信号に従つて、情報の有無
にかかわらず光ビームのON、OFFを行なう様に
変調器を制御する機能が必要であるということで
ある。すなわち、検出器16から光検出信号を得
るためには、走査光ビームがナイフエツジ9にさ
しかかつた時は、無条件に光ビームをONしなけ
ればならない。
Furthermore, the data in line buffer 1 and line buffer 2 are sequentially read out one bit at a time for one scan line using the beam detection signal from the detector 16 shown in FIG. 1 as a trigger signal, and are applied to the modulator control circuit. While one reflective surface scans the recording surface, one scan line's worth of data stored in the line buffer is applied to the modulator 2.
A bright and dark pattern of scan lines is provided on the recording surface 7. Data is read out alternately from line buffers 27 and 28 under the control of a buffer switch control circuit 29. These temporal relationships are shown in FIG. That is, while reading from one line buffer, writing is occurring to the other line buffer. By this method, when the polygonal rotating mirror sweeps over the recording surface 7 and the interval between one reflecting surface and the next reflecting surface is very short, all data can be applied to the modulator 2. While scanning one scan line, the recording medium is moved in a direction perpendicular to the scan line by an appropriate scan line interval. In this way, the figure desired by the user is displayed on the recording surface.
Alternatively, text information can be output. What you need to be careful about here is to turn on the light when outputting information, and turn on the light when not outputting information.
In a recording system that is turned off, the modulator control circuit must have a function to control the modulator so that the light beam is turned on and off in accordance with the output signal of the detector 16, regardless of the presence or absence of information. That's what it means. That is, in order to obtain a photodetection signal from the detector 16, when the scanning light beam approaches the knife edge 9, the light beam must be turned on unconditionally.

又、走査ビームがナイフエツジ10を通過して
からは、すぐ光ビームをOFFにし、出力すべき
情報が有る時のみ光をONにする必要があり、変
調器制御回路がその役割を担うものである。この
タイミングの関係を第6図に示す。aは検出器1
6から得られる光検出信号、bは書き込むべき情
報の有無にかかわらず光のON、OFFを行なうべ
き信号、cは書き込むべき情報、dは実際に光ビ
ームのON、OFFを行なうべき信号でbとcの
OR出力信号になつている。
Furthermore, after the scanning beam passes through the knife edge 10, it is necessary to turn off the light beam immediately and turn on the light only when there is information to be output, and the modulator control circuit plays this role. . This timing relationship is shown in FIG. a is detector 1
The photodetection signal obtained from 6, b is the signal to turn the light on or off regardless of the presence or absence of information to be written, c is the information to be written, and d is the signal to actually turn the light beam on or off. b and c.
It becomes an OR output signal.

次に、半導体レーザーからの光をアナモフイツ
ク光学系を使用して円形スポツトにした場合のス
ポツト検出装置を説明する。
Next, a spot detection device will be described in which light from a semiconductor laser is converted into a circular spot using an anamorphic optical system.

第1図の実施例においてはレーザー光源とし
て、平行光を射出するものを想定したが、第10
図に示した第2実施例はこれと異なり発散光を射
出する半導体レーザーを適用している。
In the embodiment shown in FIG. 1, a laser light source that emits parallel light was assumed, but the
The second embodiment shown in the figure differs from this in that it uses a semiconductor laser that emits diverging light.

一般に半導体レーザーを光源とする光学系で、
光スポツトを得ようとした場合、半導体レーザー
の発光面が長方形をしているために、その発光面
に平行な方向(P−N Junctionの層方向)とそ
れに垂直な方向とでピントの合う位置が異なる。
第11図はこの説明図で半導体レーザー50が図
の如き座標系に置かれたとすると、その発光面5
1より出た先はy方向及びz方向に対して異なつ
た配向角でエネルギーが発散する。レーザーの横
モードが完全なシングルモードである場合これら
の発散角θy,θzは、発光面の大きさを開口と
した回折による広がりと一致する。この際波面の
形状は、y方向に対しては第11図bに示す様に
点0から発散したとみなされる如き形状を成し、
z方向に対しては点0′から発散したとみなされ
る形状を成す。すなわち、レーザーの横モードが
完全にシングルモードであれば、それをレンズで
一点に集光してスポツトを作つた場合、その像を
最もシヤープにしうる点は、y方向及びz方向に
ついて異なつた位置になる。従つて、この様な光
源を用いて像走査系を構成した場合、主走査方向
と副走査方向とで異なつたピント位置となり、単
に主走査方向のみをピント合わせしただけでは良
い画像を得ることはできない。
An optical system that generally uses a semiconductor laser as a light source.
When trying to obtain a light spot, since the light emitting surface of the semiconductor laser is rectangular, the focus position must be in the direction parallel to the light emitting surface (the layer direction of the P-N junction) and in the direction perpendicular to it. are different.
FIG. 11 is an explanatory diagram of this diagram, and if the semiconductor laser 50 is placed in the coordinate system as shown in the figure, its light emitting surface 5
Beyond 1, energy diverges at different orientation angles in the y and z directions. When the transverse mode of the laser is a completely single mode, these divergence angles θy and θz match the spread due to diffraction using the size of the light emitting surface as an aperture. In this case, the shape of the wavefront is such that it is considered to diverge from point 0 in the y direction as shown in FIG. 11b,
In the z direction, it forms a shape that is considered to diverge from point 0'. In other words, if the transverse mode of the laser is completely single mode, and if a spot is created by focusing it on one point with a lens, the points where the image can be sharpest are located at different positions in the y and z directions. become. Therefore, when an image scanning system is constructed using such a light source, the focus position will be different in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and it is not possible to obtain a good image by simply focusing only in the main scanning direction. Can not.

第10図に示した第2実施例は、記録面(又は
表示面)相当位置に置いた第7図図示のナイフエ
ツジ、ホトデイテクター8をスポツトを横切るこ
とにより、ナイフエツジの後に置いた受光素子の
立ち上り信号から記録面上におけるスポツトの良
好なものを得ることができたものである。
In the second embodiment shown in FIG. 10, the knife edge shown in FIG. 7 placed at a position corresponding to the recording surface (or display surface) and the photodetector 8 are moved across the spot, and the light receiving element placed after the knife edge is It was possible to obtain a good spot on the recording surface from the rising signal.

第10図は本発明の第2実施例を示す斜視図で
ある。即ち、半導体レーザー50より出た光はア
ナモフイツクコリメータ・レンズ52により平行
化され、ガルバノ・ミラー等の偏向器53により
偏向される。偏向された光ビームは結像レンズ5
4により記録面55上に結像される。その時、偏
向器53により偏向された光ビームは、まずナイ
フエツジ9を横切り受光素子8によりその光を検
知する。
FIG. 10 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention. That is, the light emitted from the semiconductor laser 50 is collimated by an anamorphic collimator lens 52 and deflected by a deflector 53 such as a galvano mirror. The deflected light beam passes through the imaging lens 5
4, an image is formed on the recording surface 55. At this time, the light beam deflected by the deflector 53 first crosses the knife edge 9 and is detected by the light receiving element 8.

以下の作動は第1実施例と同様なため省略す
る。
The following operations are the same as those in the first embodiment, and will therefore be omitted.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の装置をレーザービーム書き込
み機に適用した実施例を示す図、第2図は第1図
に示した微分器の詳細を示す図、第3図は第1図
に示した比較器の詳細を示す図、第4図は第1図
の装置の書き込み制御回路のブロツク図、第5
図、第6図は第4図のブロツク図のタイムチヤー
ト図、第7図は第1図のナイフエツジと、ホトデ
イテクターの詳細を説明する図、第8図は第1図
の光検出器の出力図、第9図は第8図に示した出
力を微分した出力図、第10図は、光源として半
導体レーザーの出射光を使用したレーザービーム
書き込み装置を示す図、第11図は半導体レーザ
ーの出射光の特性を示す図である。 図中、1……レーザー光源、2……変調器、3
……制御回路、4……ビームエキスパンダー、5
……ポリコン、6……走査レンズ、7……走査
面、8……光検出器、9……ナイフエツジ、10
……スポツト状態検出光、11……書き込みビー
ム、12……微分器、15……シンクロスコー
プ、16……検出器、A……アナモフイツクク光
学系、71,72,73……ホトデイテクター素
子である。
Fig. 1 is a diagram showing an embodiment in which the device of the present invention is applied to a laser beam writing machine, Fig. 2 is a diagram showing details of the differentiator shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the details of the differentiator shown in Fig. 1. FIG. 4 is a block diagram of the write control circuit of the device shown in FIG. 1, and FIG.
Figure 6 is a time chart of the block diagram in Figure 4, Figure 7 is a diagram explaining the details of the knife edge and photodetector in Figure 1, and Figure 8 is a diagram for explaining the details of the photodetector in Figure 1. Figure 9 is an output diagram obtained by differentiating the output shown in Figure 8, Figure 10 is a diagram showing a laser beam writing device that uses the emitted light of a semiconductor laser as a light source, and Figure 11 is a diagram showing the output of a semiconductor laser. FIG. 3 is a diagram showing characteristics of emitted light. In the figure, 1... Laser light source, 2... Modulator, 3
...Control circuit, 4...Beam expander, 5
... Polycon, 6 ... Scanning lens, 7 ... Scanning surface, 8 ... Photodetector, 9 ... Knife edge, 10
... Spot state detection light, 11 ... Writing beam, 12 ... Differentiator, 15 ... Synchronoscope, 16 ... Detector, A ... Anamorphic optical system, 71, 72, 73 ... Photodetector element be.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 光源からの光ビームを偏向器及び走査レンズ
を含む走査光学系によつて走査面上の所定走査線
に沿つて移動するスポツト光に変換する走査装置
において、前記所定走査線上の所望走査幅以外の
線上にナイフエツジと、該ナイフエツジによつて
切断される前記スポツト光の光量変化を検出する
前記走査線に対して交差する方向に沿つて配列さ
れた複数個の光検出器とを設け、前記光検出器を
前記スポツト光の形状を検知する回路に常時若し
くは選択的に接続すると共に、該光検出器を常時
若しくは選択的に前記所望走査幅の走査開始信号
回路に接続する事を特徴とする走査装置。
1. In a scanning device that converts a light beam from a light source into a spot light that moves along a predetermined scanning line on a scanning surface by a scanning optical system including a deflector and a scanning lens, a scanning width other than the desired scanning width on the predetermined scanning line is provided. A knife edge is provided on the line, and a plurality of photodetectors are arranged along a direction intersecting the scanning line for detecting changes in the amount of light of the spot light cut by the knife edge. Scanning characterized in that a detector is constantly or selectively connected to a circuit for detecting the shape of the spot light, and the photodetector is always or selectively connected to a scan start signal circuit for the desired scan width. Device.
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