JPH0528940B2 - - Google Patents
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- JPH0528940B2 JPH0528940B2 JP60151221A JP15122185A JPH0528940B2 JP H0528940 B2 JPH0528940 B2 JP H0528940B2 JP 60151221 A JP60151221 A JP 60151221A JP 15122185 A JP15122185 A JP 15122185A JP H0528940 B2 JPH0528940 B2 JP H0528940B2
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- light
- sample
- light beam
- scanning direction
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は撮像装置、特に試料を線状の光ビーム
で走査するように構成した撮像装置に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an imaging device, and particularly to an imaging device configured to scan a sample with a linear light beam.
(従来の技術)
従来、試料の光学的画像情報を電気信号に変換
する撮像装置として、受光素子を2次元的に配列
して各受光素子からの信号を順次読出して画像信
号を形成する固体撮像素子を利用した撮像装置が
実用化されている。この2次元固体撮像素子を用
いた撮像装置では、試料を一様に照射して試料の
像を撮像素子上に投影しており、簡単な構成で、
画像信号を得ることができる利点があり、種々の
用途に用いられるようになつている。(Prior Art) Conventionally, as an imaging device that converts optical image information of a sample into an electrical signal, solid-state imaging uses a two-dimensional array of light-receiving elements and sequentially reads signals from each light-receiving element to form an image signal. Imaging devices using such elements have been put into practical use. This imaging device using a two-dimensional solid-state image sensor uniformly irradiates the sample and projects the image of the sample onto the image sensor, and has a simple configuration.
It has the advantage of being able to obtain image signals, and has come to be used for various purposes.
更に、別の撮像装置として、微小スポツト状に
収束した光ビームを2次元的に偏向して試料面を
走査し、試料からの反射光又は透過光をフオトマ
ル等の受光素子で検出して試料の光学情報を画像
信号として形成する光学式走査撮像装置が実用化
されている。この光学式走査型撮像装置では微小
スポツト状の光ビームで試料を走査する構成とし
ているから、迷光の発生を防止でき高解像度の画
像信号を得ることができると共に像の明るさやコ
ントラストを電気的に調整でき、巾広い用途を具
えている。 Furthermore, as another imaging device, a light beam converged into a minute spot is deflected two-dimensionally to scan the sample surface, and the reflected light or transmitted light from the sample is detected by a photodetector such as a photo-detector. Optical scanning imaging devices that form optical information as image signals have been put into practical use. This optical scanning imaging device is configured to scan the sample with a microscopic spot-shaped light beam, so it is possible to prevent the generation of stray light, obtain high-resolution image signals, and adjust the brightness and contrast of the image electrically. It is adjustable and has a wide range of uses.
一方、上述した従来の撮像装置はモノクロ型撮
像装置であり、試料の色彩に関する情報を検出で
きない不都合であつた。このため、試料の色彩に
関する情報も検出できる簡単な構成のカラー撮像
装置の開発が強く要請されている。 On the other hand, the conventional imaging device described above is a monochrome imaging device, which has the disadvantage that it cannot detect information regarding the color of the sample. Therefore, there is a strong demand for the development of a color imaging device with a simple configuration that can also detect information regarding the color of a sample.
上述した構成の撮像装置は簡単な構成で撮像で
きる利点を有しいるが、カラー撮像装置に利用す
るには種々の問題点がある。例えば光学式走査型
撮像装置では3原色の光ビームを試料上に一致さ
せて走査するのが難しく水平方向及び垂直方向の
光ビーム間のずれ、すなわち色ずれを生じ易すい
欠点がある。このため垂直方向にずれが生ずると
レジトレーシヨンエラーが発生してしまい、水平
方向の走査速度のムラが生ずると3原色と画像に
歪みが発生してしまい試料の色彩情報を正確に再
現出来ない不都合が生じていた。更に、試料面を
光ビームで高速走査するため受光素子として感度
の高いフオトマルを用いなければならず、装置が
大型化且つ高価になる欠点があつた。一方、二次
元固体撮像素子を利用した撮像装置では、二次元
固体撮像素子の分解能が低いため高解像度の画像
信号が得にくく、例えば欠陥検査装置のような用
途に対しては解像度が不足する欠点がある。ま
た、二次元固体撮像素子は感度が低いため強力な
光源が必要となり、同様に装置が大型化する欠点
があつた。 Although the imaging device having the above-mentioned configuration has the advantage of being able to take images with a simple configuration, there are various problems when it is used as a color imaging device. For example, an optical scanning type imaging device has a disadvantage in that it is difficult to scan a sample with light beams of three primary colors in a consistent manner, which tends to cause misalignment between the light beams in the horizontal and vertical directions, that is, color misalignment. For this reason, if there is a shift in the vertical direction, a registration error will occur, and if there is unevenness in the scanning speed in the horizontal direction, the three primary colors and the image will be distorted, making it impossible to accurately reproduce the color information of the sample. An inconvenience was occurring. Furthermore, in order to scan the sample surface at high speed with a light beam, a highly sensitive photosensitive element must be used as a light receiving element, which has the drawback of making the apparatus larger and more expensive. On the other hand, in imaging devices using two-dimensional solid-state image sensors, it is difficult to obtain high-resolution image signals due to the low resolution of the two-dimensional solid-state image sensor, and the drawback is that the resolution is insufficient for applications such as defect inspection equipment. There is. In addition, two-dimensional solid-state image sensors have low sensitivity and require a powerful light source, which also has the disadvantage of increasing the size of the device.
本発明者は、上述した欠点を解消し、3原色の
光ビームを試料上に一致させて走査することがで
きると共に各光ビームの走査速度が変動しても画
像に歪みが発生せず高解像度の画像が得られ、し
かも小型且つ安価カラー撮像装置を提供している
(特願昭60−76611号)。 The present inventor has solved the above-mentioned drawbacks, and has made it possible to scan the three primary color light beams on a sample in a consistent manner, and to achieve high resolution without causing distortion in the image even if the scanning speed of each light beam varies. The present invention provides a compact and inexpensive color imaging device that can obtain images of 100 to 1000 yen (Japanese Patent Application No. 76611/1983).
このカラー撮像装置は、異なる色成分の複数の
光ビームを放射する複数の光源と、これら光源か
ら発した複数の光ビームを主走査方向に偏向させ
る第1の偏向手段と、複数の光ビームを前記第1
の偏向手段による走査方向と直交する方向に共通
に偏向する共通の第2の偏向手段と、第1及び第
2の偏向手段によつて偏向された光ビームを微小
スポツト状に収束させて試料に投射する対物レン
ズと、試料からの反射光又は透過光を各色成分毎
に色分解する色分解光学系と、複数の素子が前記
主走査方向に1次元的に配列され、各成分毎に分
解された光束を受光してそれぞれ同期して光電出
力信号を出力する複数のリニアイメージセンサと
を具えることを特徴とするものである。 This color imaging device includes a plurality of light sources that emit a plurality of light beams of different color components, a first deflection means that deflects the plurality of light beams emitted from these light sources in the main scanning direction, and a first deflection means that deflects the plurality of light beams emitted from the light sources in the main scanning direction. Said first
A common second deflection means commonly deflects in a direction orthogonal to the scanning direction by the deflection means, and the light beams deflected by the first and second deflection means are converged into a minute spot shape and directed onto the sample. A projection objective lens, a color separation optical system that separates the reflected light or transmitted light from the sample into each color component, and a plurality of elements are arranged one-dimensionally in the main scanning direction and are separated into each component. The present invention is characterized by comprising a plurality of linear image sensors each receiving a luminous flux and outputting a photoelectric output signal in synchronization with each other.
このカラー撮像装置では、3原色の各光ビーム
を第1の偏向手段により試料のX方向にそれぞれ
高速振動させると共に、各光ビームを共通の第2
の偏向手段に入射させてX方向と直交するY方向
に偏向して3原色光ビームを1本の光ビームに合
成する。この合成した光ビームを対物レンズを介
して微小スポツト状に収束して試料に投射し、試
料をX及びY方向に走査する。そして、試料から
の反射光又は透過光を色分解光学系により各色成
分に分解して各色成分毎に配置したリニアイメー
ジセンサに入射させる。各リニアイメージセンサ
は、複数の素子が主走査方向であるX方向と対応
する方向に1次元的に配列された構成とし、各イ
メージセンサはそれぞれ同期して各素子に蓄積し
た電荷量を順次読出して光電出力信号を出力する
ように構成されている。 In this color imaging device, each of the three primary color light beams is vibrated at high speed in the X direction of the sample by the first deflection means, and each light beam is transmitted to a common second
The three primary color light beams are made incident on the deflection means and deflected in the Y direction perpendicular to the X direction to combine the three primary color light beams into one light beam. The combined light beam is converged into a minute spot through an objective lens and projected onto the sample, and the sample is scanned in the X and Y directions. Then, the reflected light or transmitted light from the sample is separated into each color component by a color separation optical system, and is made to enter a linear image sensor arranged for each color component. Each linear image sensor has a configuration in which multiple elements are arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the X direction, which is the main scanning direction, and each image sensor sequentially reads out the amount of charge accumulated in each element in synchronization. The sensor is configured to output a photoelectric output signal.
(発明が解決しようとする問題点)
上述した本出願人が提案したカラー撮像装置
は、レーザ光源から発した光ビームを音響光学素
子によつて主走査方向に偏向すると共に振動ミラ
ーによつて副走査方向に偏向して対物レンズを経
て試料上に投射する構成としているから、試料を
微小スポツト状の光ビームで走査することがで
き、鮮明な高解像度の画像を得ることができる。(Problems to be Solved by the Invention) The color imaging device proposed by the applicant described above deflects a light beam emitted from a laser light source in the main scanning direction using an acousto-optic element, and deflects a light beam emitted from a laser light source in the main scanning direction using a vibrating mirror. Since the beam is deflected in the scanning direction and projected onto the sample through the objective lens, the sample can be scanned with a minute spot-shaped light beam, and a clear, high-resolution image can be obtained.
しかしながら、主走査を行う音響光学素子は価
格が高価であるため音響光学素子を用いて主走査
を行なう構成とすると、撮像装置の価格が高価に
なる欠点があつた。更に、音響光学素子は、光源
から発した光ビームを所定の入射角で高精度に入
射させなければならず、入射角がわずかにずれる
だけで試料を正確に走査できなくなつてしまうた
め音響光学素子の組立調整が面倒になる欠点があ
つた。 However, since an acousto-optic element that performs main scanning is expensive, a configuration in which an acousto-optic element is used to perform main scanning has the disadvantage that the imaging device becomes expensive. Furthermore, an acousto-optic device requires the light beam emitted from a light source to enter the light beam with high precision at a predetermined angle of incidence, and even a slight deviation in the angle of incidence makes it impossible to scan the sample accurately. The disadvantage was that assembly and adjustment of the elements was troublesome.
従つて、本発明の目的は上述した欠点を除去
し、音響光学素子を用いなくても試料の画像情報
を再現でき、鮮明な画像が得られる撮像装置を提
供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, and to provide an imaging device that can reproduce image information of a sample without using an acousto-optic element and can obtain clear images.
(問題点を解決するための手段)
本発明による撮像装置は、光ビームを放射する
光源と、光源から発した光ビームを拡大するエキ
スパンダと、エキスパンダからの光ビームを主走
査方向と直交する副走査方向にのみ集束するシリ
ンドリカルレンズと、ビーム偏向ミラーを有し、
前記シリンドルカルレンズで集束された光ビーム
を副走査方向に偏向する偏向装置と、この偏向装
置からの光ビームを線状光ビームとして試料に投
射すると共に試料からの反射光を受光する対物レ
ンズと、複数の受光素子が前記主走査方向に一次
元的に配列され、前記対物レンズから発する光を
受光して光電出力信号を出力するリニアイメージ
センサと具え、前記対物レンズで受光された試料
からの反射光を前記偏向装置を介して前記リニア
イメージセンサ上に結像させ、リニアイメージセ
ンサの各受光素子に生じ電荷を所定の読出周波数
で順次読み出すように構成したことを特徴とする
ものである。(Means for Solving the Problems) An imaging device according to the present invention includes a light source that emits a light beam, an expander that expands the light beam emitted from the light source, and a light beam that is orthogonal to the main scanning direction from the expander. It has a cylindrical lens that focuses only in the sub-scanning direction and a beam deflection mirror,
a deflection device that deflects the light beam focused by the cylindrical lens in the sub-scanning direction; and an objective lens that projects the light beam from the deflection device as a linear light beam onto the sample and receives reflected light from the sample. and a linear image sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged one-dimensionally in the main scanning direction, and which receives light emitted from the objective lens and outputs a photoelectric output signal; The reflected light is imaged on the linear image sensor through the deflection device, and the charges generated in each light receiving element of the linear image sensor are sequentially read out at a predetermined readout frequency. .
(作用)
本発明では、光源から発した光ビームを、シリ
ンドリカルレンズを用いて主走査方向に延在する
細い線状光ビームとし、この線状光ビームを振動
ミラーによつて偏向して副走査を行なう。この結
果、試料は細い線状光ビームによつて全面に亘つ
て走査され、試料からの線状の反射光又は透過光
をリニアイメージセンサで受光し、各受光素子に
蓄積した電荷を所定の読出し周波数で読み出して
光電出力信号を形成する。このように構成するこ
とにより、音響光学素子が不用になり、装置の価
格を低減できると共に組立調整が容易になる。(Function) In the present invention, the light beam emitted from the light source is made into a thin linear light beam extending in the main scanning direction using a cylindrical lens, and this linear light beam is deflected by a vibrating mirror to perform the sub-scanning. Do this. As a result, the entire surface of the sample is scanned by a thin linear light beam, the linear reflected light or transmitted light from the sample is received by a linear image sensor, and the charges accumulated in each light receiving element are read out in a predetermined manner. read out at a frequency to form a photoelectric output signal. With this configuration, an acousto-optic element is not required, the cost of the device can be reduced, and assembly and adjustment can be facilitated.
(実施例)
第1図は本発明による撮像装置の一例の構成を
示す線図である。レーザ光源1から発した光ビー
ムをエキスパンダ2で拡大平行光束としシリンド
リカルレンズ3に入射させる。このシリンドリカ
ルレンズ3を光ビームを主走査方向(紙面と直交
する方向)と直交する副走査方向にだけ収束させ
る作用を有するものであり、シリンドリカルレン
ズ3を出射した光束は主走査方向に延在する細い
線状の光ビームとなり、ハーフミラー4を透過し
て振動ミラー5に入射する。この振動ミラー5は
矢印a又はb方向に回動して光ビームを副走査方
向(紙面に平行)に一定の周波数で偏向する。振
動ミラー5で反射した線状光ビームは、結像レン
ズ6及びリレーレンズ7を経て対物レンズ8に入
射し、主走査方向に延在する細い線状光ビームと
なつて試料9に入射する。この結果、試料9は線
状光ビームによつて一定の走査周波数で副走査方
向に走査されることになる。すなわち、本発明で
は微小スポツト状の光ビームで主走査する代り
に、主走査方向に延在する線状光ビームを試料に
投射して等価的に主走査を行なう構成とする。こ
の結果、試料9は、微小スポツト状の光ビームに
よつて主走査方向及び副走査方向に走査される場
合と同様に試料の全面に亘つて光ビームにより走
査されることになる。本例では試料9から反射光
に基いて試料9の光学情報を得るものとする。試
料9の反射光は対物レンズ8で集光され、リレー
レンズ7及び結像レンズ6を経て再び振動ミラー
5で反射し、ハーフミラー4で反射して主走査方
向と対応する方向に延在する細い線状ビームの状
態でリニアイメージセンサ10に入射する。この
リニアイメージセンサ10は結像レンズ6の結像
位置に配置され、複数の受光素子が主走査方向に
対応する方向に1次元的に配列した構成とする。
従つて、第2図に示すようにリニアイメージセン
サ10上には、各受光素子10a〜10nの配列
方向に沿つて試料9からの線状ビーム11が投影
されるので、各受光素子10a〜10nに蓄積し
た電荷を所定の読出し周波数で順次読出して画像
信号を形成する。このように構成すれば、主走査
方向に延在する細い線状光ビームで試料を走査す
るので、主走査方向における走査速度ムラ等によ
る悪影響を受けず鮮明な画像を形成することがで
きる。(Example) FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an example of an imaging device according to the present invention. A light beam emitted from a laser light source 1 is expanded into a parallel beam by an expander 2 and is made incident on a cylindrical lens 3. This cylindrical lens 3 has the function of converging the light beam only in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction (direction perpendicular to the plane of the paper), and the light beam emitted from the cylindrical lens 3 extends in the main scanning direction. The light beam becomes a thin line, passes through the half mirror 4, and enters the vibrating mirror 5. This vibrating mirror 5 rotates in the direction of arrow a or b to deflect the light beam in the sub-scanning direction (parallel to the plane of the paper) at a constant frequency. The linear light beam reflected by the vibrating mirror 5 passes through the imaging lens 6 and the relay lens 7, enters the objective lens 8, becomes a thin linear light beam extending in the main scanning direction, and enters the sample 9. As a result, the sample 9 is scanned by the linear light beam in the sub-scanning direction at a constant scanning frequency. That is, in the present invention, instead of performing main scanning with a minute spot-shaped light beam, a linear light beam extending in the main scanning direction is projected onto the sample to perform equivalent main scanning. As a result, the entire surface of the sample 9 is scanned by the light beam in the same manner as when the sample 9 is scanned by the light beam in the form of a minute spot in the main scanning direction and the sub-scanning direction. In this example, it is assumed that optical information of the sample 9 is obtained based on reflected light from the sample 9. The reflected light from the sample 9 is focused by the objective lens 8, passes through the relay lens 7 and the imaging lens 6, is reflected again by the vibrating mirror 5, is reflected by the half mirror 4, and extends in a direction corresponding to the main scanning direction. The light enters the linear image sensor 10 in the form of a thin linear beam. This linear image sensor 10 is arranged at the imaging position of the imaging lens 6, and has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the main scanning direction.
Therefore, as shown in FIG. 2, the linear beam 11 from the sample 9 is projected onto the linear image sensor 10 along the arrangement direction of each of the light receiving elements 10a to 10n. The accumulated charges are read out sequentially at a predetermined readout frequency to form an image signal. With this configuration, since the sample is scanned with a thin linear light beam extending in the main scanning direction, a clear image can be formed without being adversely affected by uneven scanning speed in the main scanning direction.
第3図は駆動回路の一例の構成を示すブロツク
図である。垂直及び水平同期信号V及びHを生成
する同期回路20をクロツク発生回路21に接続
して水平同期信号Hを供給する。クロツク発生回
路21では、供給されてくる水平同期信号Hに基
づいてリニアイメージセンサ10の各受光素子に
蓄積された電荷を読出すためのクロツク信号を形
成し、この読出し用クロツク信号をリニアイメー
ジセンサ10に供給する。また、同期回路20に
は振動ミラー5の駆動を制御する振動ミラー駆動
回路22を接続して垂直同期信号Vを供給し、更
にプロセツサ回路23を接続して垂直及び水平同
期信号V及びHを供給する。リニアイメージセン
サ10では、試料9からの反射光量に応じた電荷
量が各素子に蓄積されるので、これらの電荷量を
読出し用クロツク信号に基いて読出し、リニアイ
メージセンサ10に接続した増幅器24を介して
増幅し、プロセツサ回路23から供給される垂直
及び水平同期信号V及びHを印加して画像信号を
形成する。そして、画像信号をモニタ25に供給
して表示したり、VTR26に記録する。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an example of the drive circuit. A synchronizing circuit 20 for generating vertical and horizontal synchronizing signals V and H is connected to a clock generating circuit 21 to supply a horizontal synchronizing signal H. The clock generation circuit 21 generates a clock signal for reading out the charge accumulated in each light receiving element of the linear image sensor 10 based on the supplied horizontal synchronizing signal H, and uses this reading clock signal to output the electric charge accumulated in each light receiving element of the linear image sensor 10. Supply to 10. Furthermore, a vibrating mirror drive circuit 22 for controlling the drive of the vibrating mirror 5 is connected to the synchronizing circuit 20 to supply a vertical synchronizing signal V, and a processor circuit 23 is further connected to supplying vertical and horizontal synchronizing signals V and H. do. In the linear image sensor 10, the amount of charge corresponding to the amount of light reflected from the sample 9 is accumulated in each element, so the amount of charge is read out based on the readout clock signal and the amplifier 24 connected to the linear image sensor 10 is loaded. The vertical and horizontal synchronizing signals V and H supplied from the processor circuit 23 are applied to form an image signal. The image signal is then supplied to the monitor 25 for display or recorded on the VTR 26.
第4図は本発明による撮像装置をカラー撮像装
置に適用した実施例を示す線図である。赤、緑及
び青の3原色と光ビームを放射するため、赤色光
源31、緑色光源32及び青色光源33をそれぞ
れ配置する。本例では赤色光源31として633n
mの波長光を放射するHe−Neレーザを用い、緑
色光源32として488nmの波長光を放射するAr
レーザを、青色光源33として442nmの波長光
を放射するHe−Cdレーザを用いる。各光源31
〜33から発する光ビームは全て直線偏向してい
るものとする。赤色光源31から発した光ビーム
は、エキスパンダ34により拡大平行光束とされ
第1のシリンドリカルレンズ35に入射する。こ
の第1のシリンドリカルレンズ35は入射した光
ビームを主走査方向と直交する副走査方向だけに
収束作用を有するレンズでおい、光ビームは出射
後主走査方向に延在する細い線状ビームとなる。
この第1のシリンドリカルレンズ35を出射した
光ビームはビームスプリツタとして作用する第1
の偏向プリズム36及び1/4波長板37をそれぞ
れ透過して第1のダイクロイツクプリズム38に
入射する。この第1のダイクロイツクプリズム3
8は緑色光だけを反射し、他の波長域い光を透過
する。この第1のダイクロイツクプリズム38を
透過した赤色光ビームは、青色光だけを反射する
第2のダイクロイツプリズム39を透過して振動
ミラー40に入射する。この振動ミラー40は、
赤色光ビーム、緑色光ビーム及び青色光ビームに
ついて共用するものとし、各光ビームを試料の主
走査方向と直交する副走査方向(紙面方向)に偏
向する。振動ミラー40で反射された赤色光ビー
ムは、結像レンズ41及びリレーレンズ42を経
て対物レンズ43で主走査方向に延在する極細の
線状光ビームとなつて試料44に入射する。この
結果、試料44は、主走査方向に延在する細い線
状の赤色光ビームにより副走査方向に所定の走査
周波数で走査されることになる。本例では試料4
4からの反射光を検出して試料の光学情報を得る
ものとする。試料44からの反射光は再び対物レ
ンズ43で集光され、リレーレンズ42及び結像
レンズ41を経て再び振動ミラー40に入射し、
この振動ミラー40で反射してから第2及び第1
のダイクロイツクプリズム39及び38を透過
し、更に1/4波長板37を透過して第1の偏向プ
リズム36に入射する。偏向プリズム36に入射
した光束は、1/4波長板37を2回透過している
のでその偏向面が90°回転しており、偏向面36
aで反射されて第1のリニアイメージセンサ45
に細い線状ビームとなつて入射する。このリニア
イメージセンサ45は結像レンズ41の結像位置
に配置され、複数の受光素子が主走査方向と対応
する方向に配列した構成とし、各受光素子に蓄積
した電荷を所定の読出し周波数で順次読出すもの
とする。 FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which the imaging device according to the present invention is applied to a color imaging device. A red light source 31, a green light source 32, and a blue light source 33 are arranged to emit three primary colors of red, green, and blue and a light beam, respectively. In this example, 633n is used as the red light source 31.
A He-Ne laser that emits light with a wavelength of m is used, and an Ar laser that emits light with a wavelength of 488 nm is used as the green light source 32.
A He-Cd laser that emits light with a wavelength of 442 nm is used as the blue light source 33. Each light source 31
It is assumed that all the light beams emitted from 33 are linearly polarized. The light beam emitted from the red light source 31 is expanded into a parallel beam by an expander 34 and enters a first cylindrical lens 35 . This first cylindrical lens 35 is a lens that has a convergence effect on the incident light beam only in the sub-scanning direction orthogonal to the main-scanning direction, and the light beam becomes a thin linear beam extending in the main-scanning direction after exiting. .
The light beam emitted from the first cylindrical lens 35 is directed to the first cylindrical lens 35, which acts as a beam splitter.
The light passes through the deflection prism 36 and the quarter-wave plate 37, respectively, and enters the first dichroic prism 38. This first dichroic prism 3
8 reflects only green light and transmits light in other wavelength ranges. The red light beam that has passed through the first dichroic prism 38 passes through a second dichroic prism 39 that reflects only blue light, and enters the vibrating mirror 40. This vibrating mirror 40 is
A red light beam, a green light beam, and a blue light beam are used in common, and each light beam is deflected in the sub-scanning direction (direction of the paper surface) orthogonal to the main-scanning direction of the sample. The red light beam reflected by the vibrating mirror 40 passes through the imaging lens 41 and the relay lens 42 and enters the sample 44 at the objective lens 43 as an extremely thin linear light beam extending in the main scanning direction. As a result, the sample 44 is scanned in the sub-scanning direction at a predetermined scanning frequency by the thin linear red light beam extending in the main-scanning direction. In this example, sample 4
The optical information of the sample shall be obtained by detecting the reflected light from 4. The reflected light from the sample 44 is again focused by the objective lens 43, passes through the relay lens 42 and the imaging lens 41, and enters the vibrating mirror 40 again.
After being reflected by this vibrating mirror 40, the second and first
The light passes through the dichroic prisms 39 and 38, and further passes through the quarter-wave plate 37, and enters the first deflection prism 36. The light beam incident on the deflection prism 36 passes through the 1/4 wavelength plate 37 twice, so its deflection plane is rotated by 90°, and the deflection plane 36
reflected by the first linear image sensor 45
The beam enters the beam as a thin linear beam. This linear image sensor 45 is arranged at the imaging position of the imaging lens 41, and has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged in a direction corresponding to the main scanning direction, and charges accumulated in each light receiving element are sequentially read out at a predetermined readout frequency. shall be read out.
次に、緑色光の走査については説明する。緑色
光源32から発した光ビームは、エキスアンダ4
6で拡大平行光束とされてから第2のシリンドカ
ルレンズ47に入射し、副走査方向だけに収束作
用を受け線状ビームなつて出射する。第2のシリ
ンドリカルレンズ47を出射した緑束光ビームは
第2の偏向プリズム48を透過し、直角プリズム
49で反射し、1/4波長板50を透過して第1の
ダイクロイツクプリズム38に入射する。この第
1のダイクロイツクプリズム38は緑色光だけを
反射するから、入射した緑色光ビームは反射され
て共通の光路に進入し、第2のダイクロイツクプ
リズム39を透過して振動ミラー40に入射す
る。そして、この振動ミラー40により赤色光ビ
ームと同様に副走査方向に偏向され、結像レンズ
41及びリレーレンズ42を経て対物レンズ43
により微細線状ビームに収束されて試料44に入
射する。この結果、試料44の赤色光ビームによ
つて走査された部分が緑色光ビームにより同時に
走査されることになる。試料44からの反射光
は、再び対物レンズ43で集光されリレーレンズ
42及び結像レンズ41を経て振動ミラー40で
反射され、更に第2のダイクロイツクプリズム3
9を透過して第1のダイクロイツクプリズム38
で反射する。その後再び1/4波長板50を透過し
て偏向面が90°変化し、直角プリズム49で反射
し、更に第2の偏向プリズム48の偏向面48a
で反射してハーフミラー51に入射する。そし
て、その透過光は第2のリニアイメージセンサ5
2に入射し、その反射光は合焦検出装置53に入
射して対物レンズ43の焦点検出用に供される。 Next, scanning with green light will be explained. The light beam emitted from the green light source 32 is
6, the light beam is expanded into a parallel light beam, and then enters the second cylindrical lens 47, where it is converged only in the sub-scanning direction and output as a linear beam. The green light beam emitted from the second cylindrical lens 47 passes through the second deflection prism 48, is reflected by the right angle prism 49, passes through the 1/4 wavelength plate 50, and enters the first dichroic prism 38. do. Since this first dichroic prism 38 reflects only green light, the incident green light beam is reflected and enters a common optical path, passes through the second dichroic prism 39, and enters the vibrating mirror 40. . The vibrating mirror 40 deflects the red light beam in the sub-scanning direction, and passes through the imaging lens 41 and relay lens 42 to the objective lens 43.
The beam is focused into a fine linear beam and enters the sample 44. As a result, the portion of the sample 44 scanned by the red light beam is simultaneously scanned by the green light beam. The reflected light from the sample 44 is again focused by the objective lens 43, passes through the relay lens 42 and the imaging lens 41, is reflected by the vibrating mirror 40, and is further reflected by the second dichroic prism 3.
9 through the first dichroic prism 38
reflect. Thereafter, it passes through the 1/4 wavelength plate 50 again, the deflection plane changes by 90°, is reflected by the right angle prism 49, and is further reflected by the deflection plane 48a of the second deflection prism 48.
The light is reflected by the beam and enters the half mirror 51. Then, the transmitted light is transmitted to the second linear image sensor 5.
The reflected light enters the focus detection device 53 and is used for detecting the focus of the objective lens 43.
この第2のリニアイメージセンサ56も同様に
結像レンズ41の結像位置に配置され、複数の受
光素子が試料44の主走査方向と対応する方向に
1次元的に配列した構成とし、各受光素子に蓄積
した電荷を第1をリニアイメージセンサ45と同
期して読出す。 This second linear image sensor 56 is similarly arranged at the imaging position of the imaging lens 41, and has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the main scanning direction of the sample 44, and each light receiving element is arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the main scanning direction of the sample 44. The first charge accumulated in the element is read out in synchronization with the linear image sensor 45.
次に、青色光の走査について説明する。青色光
源33から発した色ビームは、エキスパンダ54
により拡大平行光束とされて第3のシリンドリカ
ルレンズ55に入射する。この第3のシリンドカ
ルレンズ55も、第1及び第2のシンドリカルレ
ンズ35及び47と同様に副走査方向だけに収束
作用を有している。第3のシリンドリカルレンズ
55を出射した光ビームは、細い線状ビームとな
り、第3の偏向プリズム56を透過し、直角プリ
ズム57で反射し、更に1/4波長板58を透過し
て第2のダイクロイツクプリズム39で反射し、
共通の光路に進入して共通の振動ミラー40に入
射して赤色及び緑色ビームと同様に副走査方向に
偏向される。更に、結像レンズ41及びリレーレ
ンズ42を経て対物レンズ43により主走査方向
に延在する細い線状光ビームとされて試料44に
入射する、この結果、赤色、緑色及び青色の光ビ
ームが合成されて1本の主走査方向に延在する細
い線状走査ビームが形成され、この線状の走査ビ
ームにより試料44が副走査方向に走査されるこ
とになる。試料44からの青色反射光は、再び対
物レンズ43によつて集光され、リレーレンズ4
2及び結像レンズ41を経て振動ミラー40に入
射する。そして、この振動ミラー40で反射し、
第2ダイクロイツクプリズム39で反射して共通
の光路からはずれ、1/4波長板58を透過して偏
向面が90°変化し、直角リズム57及び偏向プリ
ズム56で反射し、第3のリニアイメージセンサ
59に線状ビームとなつて入射する。この第3の
リニアイメージセンサ59も同様に結像レンズ4
1の結像位置に配置されると共に、複数の受光素
子が主走査方向と対応する方向に1次元的に配列
され、各受光素子に蓄積した電荷を第1及び第2
のリニアイメージセンサ45及び52と同期して
読出す。このように構成すれば、3本の光ビーム
が主走査方向の走査ラム等による悪影響を受けな
いと共に、副走査を行なう振動ミラーを共用する
構成としているので副走査方向の色ずれが除去さ
れ、主走査方向及び副走査方向共に色ずれのない
鮮明な画像を得ることができる。 Next, scanning with blue light will be explained. The color beam emitted from the blue light source 33 is transmitted to the expander 54.
The light beam is made into an expanded parallel light beam and enters the third cylindrical lens 55. This third cylindrical lens 55 also has a convergence effect only in the sub-scanning direction, similar to the first and second cylindrical lenses 35 and 47. The light beam emitted from the third cylindrical lens 55 becomes a thin linear beam, passes through the third deflection prism 56, is reflected by the right angle prism 57, and further passes through the 1/4 wavelength plate 58 to form the second beam. Reflected by dichroic prism 39,
They enter a common optical path, enter a common vibrating mirror 40, and are deflected in the sub-scanning direction in the same way as the red and green beams. Furthermore, the objective lens 43 passes through the imaging lens 41 and the relay lens 42 to form a thin linear light beam extending in the main scanning direction and enters the sample 44. As a result, red, green, and blue light beams are combined. As a result, a thin linear scanning beam extending in the main scanning direction is formed, and the sample 44 is scanned in the sub-scanning direction by this linear scanning beam. The blue reflected light from the sample 44 is again focused by the objective lens 43, and then passed through the relay lens 4.
2 and an imaging lens 41 before entering the vibrating mirror 40 . Then, it is reflected by this vibrating mirror 40,
It is reflected by the second dichroic prism 39, deviates from the common optical path, passes through the 1/4 wavelength plate 58, the deflection plane changes by 90°, and is reflected by the right angle prism 57 and the deflection prism 56, forming the third linear image. The beam enters the sensor 59 as a linear beam. Similarly, this third linear image sensor 59 also has an imaging lens 4.
A plurality of light receiving elements are arranged one-dimensionally in a direction corresponding to the main scanning direction, and the charges accumulated in each light receiving element are transferred to the first and second image forming positions.
It is read out in synchronization with the linear image sensors 45 and 52. With this configuration, the three light beams are not adversely affected by the scanning ram etc. in the main scanning direction, and since the configuration uses a common vibrating mirror for sub-scanning, color shift in the sub-scanning direction is eliminated. A clear image without color shift can be obtained in both the main scanning direction and the sub-scanning direction.
本発明は上述した実施例にだけに限定されるも
のではなく幾多の変形や偏向が可能である。例え
ば上述した実施例では試料からの反射光に基いて
試料の光学情報を得る構成としたが、試料からの
透過光を利用して試料の光学情報を得る構成とす
ることもできる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but is capable of numerous modifications and deviations. For example, in the above-described embodiment, the optical information of the sample is obtained based on the light reflected from the sample, but it is also possible to obtain the optical information of the sample using the transmitted light from the sample.
また、光ビームを偏向する手段としては例えば
ポリゴンミラー等の任意の偏向手段を用いること
ができる。 Further, as a means for deflecting the light beam, any deflecting means such as a polygon mirror can be used.
(発明の効果)
以上説明した本発明の効果を要約すると次の通
りである。(Effects of the Invention) The effects of the present invention explained above are summarized as follows.
(1) 1本の細い線状の光ビームで試料を走査する
構成としているから、1個の偏向手段を用いる
だけで試料を全面に亘つて走査することがで
き、光学系の構成が簡単になり、組立調整が容
易になると共にコストの低減を図ることができ
る。特に高価で組立調整の難しい音響光学素子
が不要になるので、コストの低減及び組立調整
の簡単化を一層図ることができる。(1) Since the sample is scanned with a single thin linear light beam, the sample can be scanned over the entire surface using just one deflection means, simplifying the configuration of the optical system. This makes assembly and adjustment easier, and costs can be reduced. In particular, since an acousto-optic element that is expensive and difficult to assemble and adjust is unnecessary, it is possible to further reduce costs and simplify assembly and adjustment.
(2) 主走査方向に延在する細い線状の光ビームを
副走査方向に偏向して試料を走査する構成とし
ているから、主走査方向の走査速度ムラ等によ
る悪影響を除去することができる。(2) Since the sample is scanned by deflecting a thin linear light beam extending in the main scanning direction in the sub-scanning direction, it is possible to eliminate adverse effects caused by uneven scanning speed in the main scanning direction.
(3) 光源としてレーザ光源を用いる構成とすれ
ば、試料の凹凸によつて位相差が生じ、この結
果干渉作用が生ずるため試料の深さ方向にコン
トラストの高い画像を得ることができる。(3) If a laser light source is used as the light source, a phase difference will occur due to the unevenness of the sample, and this will result in an interference effect, making it possible to obtain an image with high contrast in the depth direction of the sample.
(4) 微小スポツト状の光ビームで走査する構成に
比べ、高倍率時では若干解像力で低下するが、
解像力は低くてもよい低倍率で観察する場合に
は十分実用できる。(4) Compared to a configuration that scans with a tiny spot-shaped light beam, the resolution is slightly lower at high magnification;
It is sufficiently practical when observing at low magnification, even though the resolution may be low.
(5) 線状の光ビームを偏向装置によつて高速偏向
させて試料に投射しているから、試料を高速で
走査でき、従つて試料の像をテレビレートでリ
アルタイムで撮像でき、しかも静止画も撮像す
ることができる。(5) Since the linear light beam is deflected at high speed by a deflection device and projected onto the sample, the sample can be scanned at high speed, and images of the sample can be captured in real time at television rates, and still images can be captured. can also be imaged.
第1図は本発明による撮像装置の一例の構成を
示す線図、第2図はリニアイメージセンサ上に投
影されるビーム形状を示す線図、第3図は駆動回
路の一例の構成を示す線図、第4図は本発明の撮
像装置をカラー撮像装置に適用した実施例を示す
線図である。
1……レーザ光源、2,34,46,54……
エキスパンダ、3,35,47,55……シリン
ドリカルレンズ、4,51……ハーフミラー、
5,40……振動ミラー、6,41……結像レン
ズ、7,42……リレーレンズ、8,43……対
物レンズ、9,44……試料、10,45,5
2,59……リニアイメージセンサ、31……赤
色光源、32……緑色光源、33……青色光源、
36,48,56……偏向プリズム、37,5
0,58……1/4波長板、38,39……ダイク
ロイツクプリズム。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an example of an imaging device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the shape of a beam projected onto a linear image sensor, and FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an example of a drive circuit. 4 are diagrams showing an embodiment in which the imaging device of the present invention is applied to a color imaging device. 1... Laser light source, 2, 34, 46, 54...
Expander, 3, 35, 47, 55...Cylindrical lens, 4,51...Half mirror,
5,40...Vibrating mirror, 6,41...Imaging lens, 7,42...Relay lens, 8,43...Objective lens, 9,44...Sample, 10,45,5
2, 59... Linear image sensor, 31... Red light source, 32... Green light source, 33... Blue light source,
36, 48, 56... Deflection prism, 37, 5
0, 58... 1/4 wavelength plate, 38, 39... dichroic prism.
1 印字データの速度決定用クロツク周波数に基
づき読み出した該印字データによりレーザー発光
体をドライブして得られるレーザー光を感光体上
に走査させるようになつたレーザープリンタにお
ける前記クロツク周波数の微調回路であつて、前
記感光体における印字領域の走査時間を等分に分
割した複数の各時間ブロツクに前記感光体中心に
対し極性が反転する累進数値に割り当てた周波数
変更信号を作成する変更信号作成回路と、発振器
の一定の発振周波数信号を前記周波数変更信号に
各々対応する各分周比で分周する可変分周回路
と、前記発振器による一定の周波数信号を被変調
信号とし且つ前記可変分周回路の出力周波数信号
を変調信号として変調する変調回路と、この変調
回路の出力周波数信号のうちの所定の周波数成分
のみ抽出して前記レーザー光の前記感光体上にお
ける走査スピードの変化に対応した印字データの
速度決定用の前記クロツク周波数信号を得るバン
ドパスフイルタとを具備したことを特徴とするレ
ーザープリンタ用周波数微調回路。
2 前記変調回路を、排他的論理和ゲートを用い
て構成した平衡変調回路としたことを特徴とする
前記特許請求の範囲第1項に記載のレーザープリ
1. A fine adjustment circuit for the clock frequency in a laser printer, which drives a laser emitter with the print data read based on the clock frequency for determining the speed of the print data, and scans the obtained laser light on the photoreceptor. a change signal creation circuit that creates a frequency change signal assigned to each of a plurality of time blocks obtained by equally dividing the scanning time of the printing area on the photoreceptor to a progressive value whose polarity is reversed with respect to the center of the photoreceptor; a variable frequency divider circuit that divides a constant oscillation frequency signal of an oscillator by each frequency division ratio corresponding to the frequency change signal; and a constant frequency signal from the oscillator as a modulated signal and an output of the variable frequency divider circuit. A modulation circuit that modulates a frequency signal as a modulation signal, and a speed of print data that corresponds to a change in the scanning speed of the laser beam on the photoreceptor by extracting only a predetermined frequency component of the output frequency signal of the modulation circuit. A frequency fine adjustment circuit for a laser printer, comprising a bandpass filter for obtaining the clock frequency signal for determination. 2. The laser printer according to claim 1, wherein the modulation circuit is a balanced modulation circuit configured using an exclusive OR gate.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60151221A JPS6213158A (en) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | Image pickup device |
| US06/777,342 US4736110A (en) | 1984-09-28 | 1985-09-18 | Image pick-up apparatus |
| EP85306813A EP0176358B1 (en) | 1984-09-28 | 1985-09-25 | Image pick-up apparatus |
| DE8585306813T DE3586383T2 (en) | 1984-09-28 | 1985-09-25 | IMAGE RECORDING DEVICE. |
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| KR1019850007160A KR910000617B1 (en) | 1984-09-28 | 1985-09-27 | Image pick-up apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60151221A JPS6213158A (en) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | Image pickup device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6213158A JPS6213158A (en) | 1987-01-21 |
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Family
ID=15513891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP60151221A Granted JPS6213158A (en) | 1984-09-28 | 1985-07-11 | Image pickup device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6213158A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5185731A (en) * | 1975-01-25 | 1976-07-27 | Ricoh Kk |
-
1985
- 1985-07-11 JP JP60151221A patent/JPS6213158A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6213158A (en) | 1987-01-21 |
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