JPH07501420A - レーザビーム走査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 レーザビーム走査装置及び方法 発明の外野 本発明は、レーザビームを１つ以−にの方向に走査する方法及び装置に係る。

先行技術 種々様々な用途において、レーザビームを１つ以１−の方向に沿って正確に１１ つ高速度で走査することが必・堤とされる。例えば、レーザプリンタや、光ディ スク読取Ａ４Ｆ込システムや、レーザをヘースとするディスプレイや、レーザに よる像形成や、レーザ写植や、尤ファイバネットワークシステムや、種々様々な 他の使用「Ｉ的では、レーザビームをこのように高速で且つ正確に走査すること が重要である。このような多数の用途に対しレーザビームを走査する従来の解決 策は回転ミラーを使用し、ミラーが回転するときにレーザビームを直線方向に走 査することである。ｄｔｐ型的に、ミラーは多角形の形状にされ、その各面が直 線方向におけるレーザビームの１つの走査長さに対応するようにされる。

このような回転多角形レーザビームスキャナの一例が図１に示されている。図１ に示された公知のレーザビーム走査装置は、多角形の形状のミラー１を使用して おり、該ミラーはレーザ２によって発生されたレーザビームを受け取り、この多 角形ミラー１が回転するときに走査方向Ｘにレーザビームを偏向する。図１の構 成を検討することにより、このような回転多角形システムは、レーザビームを最 大角度１８ｏ０にわたって走査することができ、走査線の時間中は、多角形の回 転速度を多角形の面数であるＮで除算したものにより決定されることが容易に明 らかである。Ｋ、Ｎが大きい場合には、走査角度が１．８０’よりも芹しく減少 されることも明らかである。従って、図１に示すような８面の多角形構成の場合 には、レーザビームが約’１１０’の角度にわたって走査され、各走査線の時間 ＋１は多角形か１回転する周期の］／８である。

図１に示すレーザ走査装置は、非常に簡＋Ｂであるという利点をイ１し、ある用 途に適している。しかし、このような装置に本来ある制約により、高い分解能と 、高い走査速度と、大きな走査角とを同時に得ることはできない。より詳細には 、高い分解能を得るには、面数の少ない比較的大きな多角形が必要である。即ち 、レーザビームが走査方向に沿って走査されるときにレーザビームで正確な情報 を供給すべき場合には、１ノ−ザビームか多角形の而を横切るときにレーザビー ムの変調により走査方向に明確に個々の点を形成しなければならない。従って、 ビームの直径及び個々の走査点の数（ｎ）と共に多角形の各面を増加しなければ ならない。それ故、非常に大きな個々の走査点の数（ｎ）に対応する高い分解能 は、一般に、大きな多角形面を必要とする。この制約は、走査ビームのターゲッ ト而が多角形ミラーに接近配置される場合に特に重要である。又、−［１記した ように、多角形の面数が増加するにつれて、走査角が減少される。それ故、高い 分解能と大きな走査角を得るには、比較的面数の少ない大きな多角形が必要とな る。

しかしながら、面数の少ない大きな多角形の要求は、高い走査レートに対して軽 減される。−１ユ記したように、走査速度は多角形の面数に直接関係している。

それ故、面数の少ない多角形は、高い走査速度を得るのに非常に高い回転速度を 必要とする。しかしながら、大きな多角形を高い速度で回転すると、機械的な問 題を招（。特に、高速の回転は、１−ｉＪ動部に振動やストレスを１ｉ−えると 共に、レーザビームに対するミラーの整列の精度を低ドさせる。これらの７アク タが集まってミラーの回転速度、ひいては、ビームの走査速度を制限する。又、 大きな多角形ミラーを必要とすることは、レーザプリンタや、光ディスク読取／ ＪＦ込装置や、スペース条件が重“災である他の用途のようなコンパクトな使用 目的に過酷なスペース問題を招くことになる。

従って、図１に示す従来のレーザビーム走査装置は、その性能能力に本来制約が あり、高い走査速度、高い分解能及び精度が必要とされる用途や、スペースに制 約のある用途には適していない。そこで、現在、改良されたレーザビーム走査装 置が要望されている。

光吸の炙丘 本発明は、大きな走査角にわたり高い速度及び高い精度でレーザビームを走査す る装置及び方法を提供する。更に、本発明は、高い分解能が要求される場合でも 比較的コンパクトな形状を何すると共に、高い走査速度においても比較的振動や 他の機械的な問題がないレーザビーム走ｉ装置を提供する。

本発明は、好ましい実施例において、多数の平らな反射面を何する反射器であっ て、これら反射面の１つでレーザビームをさえ切るように構成された反射器を使 用する。例えば、この反射器は、多数の強い反射性の而又は小面が周囲に沿って 配置されたホイールの形態をとる。これらの小面は、レーザビームの直径にほぼ 等しいＩＪを有し、互いに離間されるのが好ましい。この反射器は、その次々の 反射面がレーザビームをさえ切るように反射器を動かす機構に接続されている。

例えば、ホイール状の反射器は、その次々の小面をレーザビームと反射接触状態 にもっていくようにホイールを回転するモータに接続される。レーザビームと反 射器との間の光学路には、レーザビームを小面に対してシフトする偏向器が配置 される。この偏向器は、レーザビームを非常に高速な応答時間で偏向できる音響 −光学叉は圧電式の偏向モジュールであるのが好ましい。ビームの偏向量と小面 のサイズとにより、ビームが反射器を横切ってスイープするときに当たる反射器 の小面の数か決定される。制御システムは、偏向器と可動の反射器がレーザビー ムを所望の方向に走査するようにレーザビームの偏向をｉｉＪ動反射器の動きと 同期させる。反射器の位置を決定して制御システムにより偏向器と同期できるよ うにするためにエンコーダが使用される。はとんどの用途では、ビームを変調す るためにビーム変調器も使用され、データ信号に応答して走査中にビームのオン ／オフ変調即ち強度変調が与えられる。

ビームが偏向されるときに当たる小面の数と、偏向器及び反射器の相対的な速度 は、多数の異なる走査パターンを形成するように選択することができる。例えば 、多数の小面に対してビームを偏向すると、ビームが偏向される小面の数に等し い個別のセグメントにおいて直線方向にビームが走査される。これらの個別の走 査セグメントは、反射器が１小面長さに等しい角度にわたって回転するときに次 々の偏向サイクルによって順次に埋められる。偏向器によって非常に速いサイク ル時間が達成されるので、各走査セグメントには非常に多数の個別の走査点が与 えられる。或いは又、レーザビームの偏向を反射器の運動と同期させ、小面が反 射器と共に回転するときにビームが１つの小面に留まるよう拘束してもよい。

これは、レーザビームを直線方向を横切って連続的に走査させる。反射器とｉｊ Ｊ動の反射小面との顕なる相対的な同期を用いて他の走査パターンを形成するこ ともてきる。

走査パターン、反射器のサイズ、小面の数及びサイズの特定の組み合わせを特定 の用途について選択して、走査速度、走査角及び分解能の最適な組み合わせを得 ることができる。例えば、優れた分解能と、中程度ないし高い走査速度で、比較 的大きな走査角か所望される場合には、少数の小面をイｆする比較的小さな反射 器を使用し、１１１−の小面にレーザビームを維持するように偏向器を同期させ ることができる。ビームは小面と共に動かされるので、たとえ反射器が小さく保 持されても、走査角は１８０°以１−にまで非常に大きくすることかできる。こ れは、大きな反射器の回転に関連した機械的な振動やその他の問題を招くことな く反射器を高い速度で回転することができる。高い速度で走査する場合には、偏 向器が多数の小面に対してビームをシフトし、走査方向にわたる個別のセグメン トでビームを走査するようにするのが好ましい。これらの走査セグメントは、そ の数がシステムでは、偏向器の応答時間が非常に速く１つ反射器は各走査ごとに 全走杏角の一部分のみにわたって回転するだけでよいので、走査速度が粁しく高 い。しかしながら、レーザビームを変調するのに使用されるデータを走査のセグ メントパターンと１１うしく同期できるようにするために、制御電ｒ装置はある 程度追加的に複雑になる。例えば、全走査線に対するデータを記憶しそして走査 パターンに対応するセグメントでビーム変調器にデータを供給するために、デー タバッファ及び直列／１１１２列コンバータが使用される。

従って、本発明は、振動やその他の関連する機械的な問題を招くことなく大きな 走査角度及び高い走査速度を高い分解能と共に発揮する能力をイｆしたレーザビ ーム走査装置を提供することが明らかであろう。

史に、本発明は、第２１ｊ向の走査も行ってＸ−Ｙ走査パターンを形成すること もできる。好ましい実施例では、反射器の個々の小面を第２の走査方向に対して 種々の方向に角度付けすることかできる。従って、これらの種々の角度の小面の 各々は、反射器かレーザビームに対して運動されるときに異なる走査線に対応す る。次いで、偏向器はレーザビームを種々の小面に高速度でシフトし、種々の走 査線をほぼ並列に走査できるようにする。ｒｌｌ−の走査方向の場合と同様に、 レーザビーム偏向器と反射器の動きとの間の同期を選択することによりＸ−Ｙ平 面における特定の走査パターンか決定される。或いは又、各線を微調整するため に、第２の音響−光学変調・偏向器を使用してもよい。

従って、本発明は、従来のラスク走査パターンか、又は走査速度、分解能及び走 ｉ”ｆｉｒ体角を最適化するように設計された種々の他の走査パターンの１つか のいずれかをイｉする高速Ｘ−Ｙ走台を提供する。

本発明の更に別の特徴及び効果は、本発明の以Ｆの詳細な説明から明らかとなろ う。

図面の簡単な説明 図１は、公知のレーザ走査装置の１−面図である。

図２は、本発明のレーザビーム走査装置の好ましい実施例を示す」二面／概略図 である。

図３（ａ）及び３（ｂ）は、本発明の反射器に使用される反射面の各々拡張図及 び側面概略図である。

図４　（ａ）ないし４　（ｃ）は、本発明のレーザビーム走査装置によって得ら れる胃なるレーザビーム走査パターンを示す図である。

図５（ａ）及び５（ｂ）は、本発明のＸ−Ｙレーザビーム走査装置によって得ら れるレーザビーム走査パターンを示す図である。

図６は、本発明のレーザビーム走査装置の電ｒ−制御システムの好ましい実施例 を示すブロック図である。

図７は、本発明のレーザビーム走査装置の別の実施例を示す図である。

図８は、個別のＸ及びＹ反射器を用いた本発明のｘ−ｙレーザビーム走査装置の 別の実施例を示す図である。

図９は、本発明による反射器制御回路の好ましい実施例を示すブロック図である 。

図１０は、個別のダイオードレーザを用いた本発明のレーザビーム走査装置の別 の実施例を示す図である。

図１１は、図１Ｏの実施例の制御回路を示すブロック図である。

Ｖｔ（只友礁的Ｑ悦吸 図２には、本発明のレーザビーム走査装置の好ましい実施例が示されている。

図２に示すように、レーザビーム１０はレーザ１２から発生される。レーザ１２ は、市場で入手できる多数の従来型レーザのいずれかであり、その出力及びビー ム特性は特定の用途によって決定される。例えば、コンパクトな低出力用途の場 合には、レーザ１２は半導体レーザである。高出力用途の場合には、例えば、Ｃ Ｏ３、クリプトン又はアルゴンレーザを含むガスレーザや、ルビー、Ｎｄ：Ｙａ ｇ又はＮｄニガラスレーザを含むソリッドステートレーザのような種々の他のレ ーザが使用できる。又、レーザ１２は、その用途及び出力要求に応じてパルス式 であってもよいし連続式であってもよい。図２に示すように、レーザ１２は、通 常の電源１４に接続され、該電源は、次いで、通常の電源（図示せず）に接続さ れる。

レーザビーム１０は、レーザ１２から変調器／偏向器１６に送られる。この変調 器／偏向器１６は、ライン１８に沿って送られるデータ信号に応答してレーザビ ーム１０を変調すると共に、ライン２２に沿って送られる制御信号に応答して矢 印２０の方向にレーザビーム１０をシフトするという２つの機能を果たす。図６ を参照して以下に詳細に説明するように、ライン１８に沿って送られるデータ信 号及びライン２２に沿って送られる制御信号は、制御用ｒ・モジュール２４から 発生され、該モジュールは、ライン２６に沿って外部から送られたデータ信号を 受け取る。しかしながら、ある用途では、ライン１８に沿って供給されるデータ 信号と、変調器／偏向器１６の変調機能を省くことができる。このような用途と しては、レーザビーム１０が照射の目的のみに発生され、ビーム走査方向に沿っ てピクセル又は他の情報を与えるように使用されない場合が含まれる。このよう な用途は、光デイスク読取レーザを設けたり、物体にレーザを照射したりするも のや、他の同様の使用目的を含む。しかしながら、大部分の用途では、変調器／ 偏向器１６がレーザビームをオン／オフ式に変調するかくはビームの強度を変調 してレーザビームの走査時にレーザビームに情報パターンを形成する。更に、変 ｇ！４器／偏向器１６は、走査線の末端における非直線性を補正するために第２ のＹ方向に若干の偏向をｔ４えることもできる。

変調器／偏向器１６は、市場で人手できる音響−光学又は圧電結晶をベースとす る光学変調器であるのが好ましい。これらの装置は、応答時間が非常に速く、以 下の説明から明らかなように、レーザビームに対して非常に高い走査速度を許す ので、特に適している。適当な音響−光学変調器は、アイソメット社から人手で きるもので、例えば、アイソメットのモデル１２０６Ｃ変調器／偏向器と、Ｄ３ ２３Ｂ光学ドライバは、２０ｎｓのサイクルタイムで１°のレーザビーム偏向を ５える。

或いは又、個別の変調装置及び復調装置を使用してもよく、従来の変調器を、レ ーザビームに対して高速のシフト機能を有する電気機械的な偏向器と組み合わせ てもよい。

レーザビーム１０は、４本の・Ｖ行線で示されたように矢印２ｏの方向にシフト され、第１及び第２のミラー各々２８．３ｏに送られ、これらミラーはレーザビ ームｌＯの光学路をコンパクトな形態で延長することができる。光学路のこの延 長により、変調器／偏向器１６により与えられた比較的小さなシフト角を、ミラ ー３０からの反射の後にビーム１０の比較的中の広い空間シフトに変換すること ができる。しかしながら、空間的な制約が詩だしくない用途では、ミラー２８又 は３０を使用せずに光学路を適当に長くすることができ、或いは他の光学路及び 反射器の組み合わせによってビームの適当な空間偏向を行うことができる。ミラ ー３０から送られる反射されたビーム１０は、次いで、可動反射器３２へ向けら れる。

図２に概略的にそして図３（ａ）及び３（ｂ）に詳細に示されたように、反射器 ３２は、複数の］εらな反射側面を周囲に有する回転ホイールの形態をとるのが 好ましい。反射器３２の寸法は図２では正しいスケールで示されておらず、反射 器３２の特定の寸法は、その特定の用途によって左右される。ホイール状の反射 器３２は、ハブ及びスピンドル３４を経て変速モータ３６に接続されるのが好ま しい。モータ３６は、反射器の周囲側部の次々の平らな反射小面をレーザビーム １０との反射接触状態にもっていくように反射器３２を高速回転する。反射器３ ２の回転速度はエンコーダ３８によって監視され、該エンコーダはライン４ｏに 沿って制御電子装置２４に信号を供給する。エンコーダの信号は、反射器３２の 回転速度を決定するのに用いられ、ライン４２に沿ってモータ３６へ制御信号が 供給される。エンコーダ３８は半導体ダイオードレーザ・光学検出器の形態をと り、これは、各々々の反射小面かエンコーダ３８の下を通過するのを検出し、そ れにより生じた信号をライン４０に沿って制御電子装置２４に供給する。或いは 又、機械的もしくは電気機械的なエンコーダ３８を使用して、モータ３６又はス ピンドル３４から信号を導出してもよい。

ホイール状の多側面反射器３２が好ましいが、他の形態の可動の多側面反射器を 用いて、反射甲面をレーザビーム１０と次々に反射接触状態にもっていってもよ いことが明らかであろう。このような別の反射器は、直線及び回転モータを含む 多数の種々様々な電気機械的アクチュエータシステムによって動作することがで き、特定の用途についてレーザビーム１０に対してｒｈ望の小面速度を与えるよ うに特定のアクチュエータシステムが選択される。

以下で詳細に述べるように、反射′Ｓ３２の反射小面に対し変調器／偏向器１６ によってり、えられるレーザビーム１０の偏向と、反射器３２の反射小面の動き とがあいまって、図２に矢印で示したようにレーザビーム１０がＸ方向に走査さ れる。更に、制御電子装置２４は、変、Ａ４／偏向器１６の相対的なシフト速度 と、Ｉ＋Ｊ動反射器３２か次々の反射小面をレーザビーム１０と反射接触状態に もっていく速度とを同期させ、Ｘ方向に種々の走へパターンを形成できる。又、 ビーム１０の偏向Ｍと、変調器／偏向器１６と１Ｊ動の反射器３２との間の光学 軽路の長さとを調整することにより、ビームをシフトさせる小面の数を制御する ことかできる。これは、走査パターンをＸｊｊ向に四に制御できるようにする。

又、第２方向Ｙに対して種々の角度に＋ｊＪ動反射器３２の小面の１つ１つを設 けることにより、Ｘ方向に沿った次々の走査を重畳する必要がなく、Ｙ方向に離 間された走査線を形成することができる。従って、これは、反射器３２の幾つか の小面の相対的な角度を適７翳こ調整するだけでＸ−Ｙ走査パターンを形成でき るようにする。又、以下で詳細に述へるように、これは、従来のラスク走査パタ ーン又はより複雑な走査パターンを含む種々のｘ−ｙ走たパターンを形成するよ うに選択することができる。

図３（ａ）及び３（ｂ）には、反射器３２が詳細に示されており、その周囲の個 々の平らな反射小面が示されている。図３（ａ）には、反射器３２の周囲の前面 が拡張図として示されている。図示されたように、反射器３２の周囲は、多数の ・Ｖらな光学的に分離された反射面４４を含むのが好ましい。以下に詳細に述べ るように、このように多数の小面を設けることにより、非常に多数の走査線の非 常に迅速な走査を行うことができる。反射面即ち小面４４は、ＡＩ、Ａｇ、Ｎｉ 又は他の適当な反射材料をマスクを用いて所望のパターンに蒸着することにより 形成されるのが好ましい。或いはに１反射小面４４を蒸着し、次いで、小面４４ 間の個別の間隔４６を適当な機械的又は化学エツチングプロセスによってエツチ ング除去することもできる。小面４４の巾は、１ビーム直径よりも若１−人きく 選択するのが好ましい。小面間の間隔４６は、反射小面４４の各々を充分光学的 に分離するように選択しなければならない。これは、間隔４６をほぼル−ザビー ム直径以下にすることを必要とする。反射小面４４は、カーブした反射器３２の 周囲に配列されるので、平らな面に対する法線がＸｌｊ向に沿って互いに異なる 角度で延びることが明らかであろう。反射小面４４の特定の数と、小面の分離角 度は、特定の用途に対し、所望の走査線中及び分解能をｔｔえるように選択され る。

このような小面のサイズ及び間隔についての多数を特定の例をテーブル１ないし ２について以下に説明する。

図３（ｂ）は、反射器３２の好ましい実施例の一部分の概略側面図であり、個々 の反射小面４４は第２のＹ方向に互いにある角度にされている。本発明のこの実 施例において、Ｘ−Ｙ平面におけるレーザビームの走査は、図２に示した比較的 簡単な基本的な装置内で行われる。より詳細には、Ｙ方向に異なる法線角度を有 する反射小面４４により、ビームはＹ方向に離間された個別の線で走査され、各 線は各小面の角度によって指示される。それ故、Ｙ方向に個別の角度をイｆする 小面の数は、Ｙ方向に離間された走査線の所望数に等しく選択される。次々の小 面間の角度差はＹｌｊ向に沿って等しい間隔を与えるように選択されるのが好ま しい。以下に説明するように、反射器の周囲に角度付けされた小面を配置するこ とは、異なるＸ−Ｙ走査パターンを形成するようにレーザビームの同期及びシフ トに関連して選択することができる。この上うなｘ−ｙパターンは、従来のラス クパターン又は独特の・ｒｔ衡走査パターンを含むことができる。

図４　（ａ）ないし４（ｃ）には、本発明のレーザビーム走査装置によって形成 することのできる３つの別々の水・＋２走査パターンが示されている。これらの 図において、ターゲツト面に形成されるレーザビームトレースは、その指示され ている特定のトレースに対しレーザビームか接触する小面番号−と共に示されて いる。

図４（ａ）ないし４（ｃ）では、ターゲフトが１１らなスクリーンであり、レー ザビームがＸ方向に直線的に走査されるものと仮定する。又、図４（ａ）ないし ４（Ｃ）では、レーザビームの直径が反射小面の４＋にほぼ等しく、個々の小面 が光学的に減結合されているものと仮定する。

図４（ａ）には、反射器３２（図２）か固定保持されそして変調器／偏向器１６ が反射器３２を横切ってレーザビームをシフトして１個の反射小面に次々に当て る動作モードに対する走査パターンが小されている。図４（ａ）から明らかなよ うに、これにより得られるパターンは、全走査方向に沿って等離間された本質的 に７個の個別スポット即ちピクセルである。図４（ａ）に示された走査線がいだ く走査角は、Ｘ方向における小面１と７の斤いの相対的な角度によって左右され る。これら小面間の全角度が４５°の場合に走査角は１８０°に達Ｊる。偏向器 が４５°より大きな相対角度で小面にわたりビームを走査する場合には、１８０ °より大きな走査角を得ることもできる。このような大きな走査角は、カーブし たターゲツト面のＸ方向走査や又は物体の照射に使用される。図４（ａ）には７ 個の個別の走査点が示されているか、更に多くの個数を等しく設けることもでき 、説明の便宜ト、７個が示されているに過ぎないことを理解されたい。

市場で入手てきるソリッドステートレーザビーム偏向器によって非常に高速の応 答時間が与えられるので、図４（ａ）に示されたパターンの走査速度は非常に高 いものである。例えば、上記したように、市販のソリッドステート変調器／偏向 器は、偏向サイクル当たり約２ナノ秒（ｎｓ）という応答時間を得ることができ 、図４（ａ〕のパターンに対し、それに対応する走査線時間を導くことができる 。しかし、設けることのできる小面の数に本来制約があるため、図４（ａ）の走 査パターンに対する分解能ドツト数にも本来制約がある。従って、図４（ａ）の 走査パターンは、比較的高い分解能を必要とするほとんどの用途に対し本発明の レーザビーム走査装置の好ましい動作モードではない。

図４　＜ｂ）には、本発明のレーザビーム走査装置の第２の動作モードに対応す る別の走査パターンが示されている。図４（ｂ）の動作モードでは、変調器／偏 向器１６によってレーザビームが次々の小面にわたりスィーブされるときに反射 器３２が回転される。この動作モードでは、変調器／偏向器１６は、反射器３２ の角速度よりも相当に速い速度でビームをスイープさせるように調整される。こ の動作モードでは、反射器が回転するときに小面を横切るビームの連続的なスイ ープにより水！Ｖ走査線が１埋め」られる。

より詳細には、図４（ｂ）において、小面１ないし７を横切る偏向器の第２及び 第３のサイクルがプライム符号の付いた小面番号で示されている。得られたパタ ーンから明らかなように、偏向器が７個の小面を横切ってレーザビームをスイー プするときに、反射器３２が若「回転し、従って、偏向器の第２サイクルがビー ムを小面番号１に復帰したときには、レーザビームトレースが今度は位置１゜と なる。同様に、図４　（ｂ）に示すように、ビームは次々の位ｉ？！２′、３“ ないし７゛へとスイープされる。このようにして、偏向器の次々のサイクルを経 て、全水平線が並列に走査されて、高い分解能で連続水平線が形成される。従っ て、全水平走査線は、走査点１と２を分離している角度にわたる反射器の回転に 対応する時間周期で走査される。換ａすれば、反射器を回転ずべき角度、ひいて は、所ｌｊの多角形速度に対する走査ＩＣは、図１に示す従来の回転ミラーに要 求されたものの１／７に減少された。偏向器によりスイープされる小面の数が増 加するにつれて、走査速度の史に大＋１１な増加が得られることが８昌に明らか であろう。

ビームがＸ方向に沿って走査される間にピクセル又は他の情報を与えるようにレ ーザビーム信号が変調される場合には、図４（ｂ）の走査パターンは、該パター ンに基づいて７個のセグメントの走査を並列に行えるようにデータの直列／並列 変換を必要とする。これは、従来の水平走査システムに対し制御システムにある 程度の付加的な複雑さを伴うが、速度及び分解能の著しい増加が与えられること により、広い走査角にわたって高い走査速度を必要とする用途に対して好ましい 動作モードとなる。

図４（ｃ）には、本発明のレーザビーム走査装置の第３の動作モードに対応する レーザビーム走査パターンが示されている。図４（ｃ）に単一の小面１に対応す る１本の線で示されたように、図４　（ｃ）の動作モードは、走査線全体にわた りレーザビームを１つの小面に維持する。これは、偏向器の速度を反射器３２の 速度に等しく同期することによって達成される。本発明のこの実施では、走査す ることが所望される全角度範囲にわたって反射器を移動することが必要であり、 従って、図４（ｂ）の動作モードに比して走査速度か減少される。しかし、水平 方向にわたるビームの連続走査により、変調データをバッファする必要性が排除 され、ひいては、制御システムに対する複雑さが低減される。史に、図１に示す 従来のシステムに対し、レーザビームがその走査時に反射面を横切らないので、 非常に小さな反射器３２を使用できるという点て顕著な効果がもたらされる。従 って、反射器のサイズが走査方向にｒ−ｊえられる分解能に何ら制約を及ぼすこ とはない。かくて、大きな多角形の回転に対する一Ｊ−記の機械的な問題は本発 明によって解消され、図４　（ｃ）に示すモードで動作したときには高速回転及 び高速走査を行うことかできる。

本発明のレーザ走査装置によりＩＪ、えられる顕粁な効果は、反射器の回転速度 、反射器における小面の数、レーザ偏向によって当たる小面の数、及びそれによ り得られる性能特性の特定例を考慮することにより明らかとなろう。以トのテー ブル１及び２は、図２に一般的に示したホイール型反射器に対応する項ｌ」を、 」―記した反射器の小面及び反射器の速度項１１と共に示している。これらテー ブルの項目を検討することにより、図４（ｂ）に関して上記したモード２で動作 された本発明の多数の特定の実施において高い分解能を伴う非常に高い性能が得 られることが分かる。（図４（ｃ）に関して］−記したモード３は同じ特性を有 するが、各テーブルにおいて小面の数だけ走査速度が減少されている。）図５（ ａ）及び５（ｂ）には、反射小面が図３（ｂ）に示す角度にされた図２の装置に 対応する２つのＸ−Ｙレーザビーム走査パターンが示されている。

図５（ａ）を参照すれば、走査パターンの側部に沿った小面及び線番号で示され たように、反射器の各小面は個別の走査線に対応する。即ち、各小面４４は、図 ３（ｂ）に示したように、反射器３２がＸ方向に回転されるときに各小面によっ て個別の走査線が形成されるようにＹ方向に対して異なる角度に傾斜される。

従って、例えば、３６８木の走査線を有する従来のビデオパターンを形成すべき 用途においては、反射器３２の周囲に沿って３６８個の個別の小面４４が設けら れることになり、各小面はＹ方向に若干光なる角度に傾斜される。図４（ａ）及 び４（ｂ）に関して説明したのと同様に、変調器／偏向器１６は、反射器３２の 周囲のある部分にわたってレーザビームをシフトして多数の小面に当たるように し、図５（ａ）に番号付けされたセグメントで示す個別の走査セグメントを形成 する。例えば、図５（ａ）のパターンは、Ｘ方向にわたって離間された７個のセ グメントを示しており、このセグメント数は７個の個別の小面を横切ってシフト されるビームに対応している。各走査セグメントが走査されるタイミングに、１ つのセグメントに対する走査周期の単位で対応している。従って、１と示された 全てのセグメントは、変調器／偏向器１６が７個の小面に対してレーザビームを シフトするときに一緒に走査され、水）′Ｖ−走査線１ないし７の一部分を形成 する。反射器が１つのセグメントの角度範囲にわたって回転するときには、偏向 器か高い速度で動作を繰り返して、各セグメント１内のドツトで示された個々の 走査点を形成する。説明のｔ」的で各セグメントには比較的少数のドツトしか示 されていないが、変調器／偏向器１６の繰り返し速度は非常に速いので、反射器 の回転中に各セグメントには非常に多数の個々の走査点が設けられる。

同様に、第２の走査セグメント角度にわたる反射器の回転により図５（ａ）に２ と示された７個の走査セグメントが形成される。図５（ａ）のパターンを検討す ることにより、第２絹のセグメントが走査されるときには、ビームが第８の小面 及び第８の線ヘシフトされ、第１の小面及び第１の線はレーザビーム１ｏの偏向 範囲外へ回転されていることが明らかであろう。従って、図５（ａ）のＸＹパタ ーンは、７走合線の深さで・１に列に走査されることが明らかであろう。又、図 ５（ａ）のパターンの−４一方のボックス部分から明らかなように、走査装置の 最初のスタート時には、Ｘ−Ｙパターンの最初の６本の線が完全に走査されない 。これは、全走査角を横断する前に最初の６個の小面がレーザビームの偏向範囲 外へ回転してしまうことによるものである。従って、破線ボックス内の走査パタ ーンの領域は、走査パターンのこの不完全な部分に対応する。しかしながら、走 査パターンのこの欠落部分は、反射器が３６０°回転してパターンの底部に到達 したときに埋められる。というのは、最後の走査線がトレースを終了する前に最 初の６個の小面かレーザビームの偏向範囲に入るからである。従って、ｘ−ｙ走 査パターンの破線部分に対応するデータかバッファに記憶され、パターンの終わ りと次のフィールドの開始の間にレーザビームを変調するのに使用される。或い は、反射器の小面７てデータ変調を開始してもよく、従って、この小面か走査線 １に対応する。或いは又、最後の小面と最初の小面との間にスペースを設け、こ れによって、データ信号と偏向器の回転とを同期させることもできる。

図５（ａ）のパターンは、７本の走査線が−１し列に走査される動作モードにつ いて示されたものであるが、偏向器によって史に多数の小面に当たるようにして もよく、ひいては、更に多数の走査線が並列に走査されるようにしてもよいこと が明らかであろう。従って、本発明は、非常に速度の高いやり方でＸ−Ｙパター ンを走査できる能力を与えることが明らかであろう。史に、偏向器の高速度特性 により、各走査セグメント内に多数の偏向サイクルを設けることによって非常に 高い分解能を与えることかできる。

図５（ｂ）には、本発明のレーザビーム走査装置の第２の動作モードに対応する 別の走査パターンが示されている。図５（ｂ）に示す走査パターンは、ＹＪｊ向 の１−から下への線の順次走査に対応する。従って、これは、制御システムを従 来のラスク走百フォーマットで形成されたデータに適合できるようにする。この パターンは、レーザビームが全Ｘ走査方向を横切って進められるときにそのビー ムが単一の小面に維持されるように変調器／偏向器１６を反射器３２の回転と同 期させることによって得られる。１つの走査線か完丁した後に、偏向器はビーム を最初の位置へ戻し、このときに、別の小面がしかるべき位置へ回転される。例 えば、図５（ａ）について述へた同じ７小而偏向範囲を仮定すれは、第２の走査 線は第７の小面に対応する。同様に、図５（ｂ）に１ｊえられた小面及び線番号 で示されたように、第３の走査線は、第１４の小面に対応する。従って、Ｙ方向 における反射器３２の周囲の小面の角度は、各７番［」の小面が次の走査線を形 成するための所望の角度変位をｔｊえるように選択される。図５（ｂ）の走査線 パターンを与える動作モードにおいては、Ｘ　Ｙパターンは、図５（ａ）の場合 のように・ｌｋ列に走査されず、従って低速である。しがしながら、機械的に簡 単な構成が与えられて、比較的高い走査速度及び高い分解能をもたらすので、従 来のシステムに勝る顕河な効果か発揮される。

Ｙ方向に対して小面の角度を合い違わせる種々の組み合わせや、偏向器と反射器 の種々の相対的な動作速度によって、他のＸ−Ｙパターンが形成されることが明 らかであろう。しかしながら、図５（ａ）及び５（ｂ）のパターンは、現在のと ころほとんどの用途に対して好ましいものである。

図６には、制御システム２４の好ましい実施例がブロック図の形態で示されてい る。図示されたように、制御システム２４は、好ましくは、反射器モータ制御回 路４８を備え、これは、選択された特定の動作モードに対し所望のモータ回転速 度を確立するように反射器モータへ制御信号を供給する。このモータ制御回路は 、ライン４０に沿って反射器速度検出・同期回路５ｏへ供給されたエンコーダ信 号から導出されたフィードバック信号を受け取る。この反射器速度検出回路５０ からのフィードバックにより、モータ制御回路４８は、モータの所望の回転速度 を正確に制御することかできる。

又、反射器速度検出・同期回路５ｏは、反射器３２の特定の角度位置に対応する 同期信号も導出し、これを変調器タイミング回路５２、Ｘ偏向制御回路５４、及 びＹ偏向制御回路５６へ供給する。回路５ｏは、例えば、各小面が反射器３２の 周囲を移動するときに各小面の同期信号を発生ずることができる。或いは又、レ ーザビームが偏向器の範囲全体にわたって１１−・の小面に維持されるようなモ ードでレーザビーム走査装置か動作される場合には、回路５ｏは、全走査線角度 にわたる回転に対応する同期信す゛を発生ずることができる。

史に図６を参照すれは、変調タイミング回路５２は、回路５ｏがらの同期信すを 、ライン５８に沿って送られるデータ信号と共に受け取って、レーザビームを特 定の選択された走査パターンに基づいて変調する。例えば、図４（ｂ）又は５（ ａ）に関連して」−記したように、走査線がｊｌ１２列のセグメントで走査され るように走査線パターンが１つに選択される実施例では、データ信号がデータデ コード回路から供給される。例えば、図６に示す実施例では、データデコード回 路は、データバッファ６０及び直列／ｌｌｌ１ｉ列コンバータ６２を含む。例え ば、水平走査の用途では、データバッファ６０は、１本の走査線全体に対し外部 で発生されたデータをライン２６に沿って受け取り、これを直列／並列コンバー タ６２へ供給する。次いで、この直列／並列コンバータ６２は、このバッファさ れたデータを、走査セグメントの数に対応するＪｋ列形態で変調タイミング回路 ５２に与える。Ｘ−Ｙ走査パターンを形成すべき場合には、データバッフ７６０ が、並列に走査される走査線の本数に対応するデータを受け取ってバッファする 。このバッファされたデータは、次いで、直列／並列コンバータ６２へ送られ、 該コンバータは、これを図５（ｂ）の走査パターンに対応する並列形態に変換す る。

更に、図６を参照すれば、Ｘ偏向制御回路５４は、回路５０からの反射器同期信 号を受け取り、」−記したモードの１つにおいて偏向器を反射器３２の動きと同 期させる。Ｘ偏向制御回路５６は、次いで、回路５０からの反射器同期信号と、 Ｘ偏向制御回路５４からの信号とを受け取り、レーザビームが水平走査線の端末 に達したときを検出し、ビーム光学系により介入した非直線性を除去するための 修正Ｙ偏向信号を発生する。特に、Ｘ−Ｙ方向を走査する場合に、Ｘ偏向制御回 路５６は、走査されている水・１と線に基づいて水平走査線の端末部分における Ｙ偏向の量を調整する。

図２のレーザビーム走査装置が単にレーザビームの照射に使用されるだけの用途 においては、変調タイミング回路５２及びデータデコード回路６０．６２を省く ことができる。又、このような多くの用途の場合には、データ形成システムの場 合よりも走査線の精度か重要視されず、この場合は、Ｘ偏向制御回路５６も、反 射器速度検出・同期回路５０とＸ偏向制御回路５４との接続と共に省くことがで きる。もちろん、本発明のレーザ走査装置の特定の用途に基づいて図６の制御回 路に更に偏向や修正を加えられることか明らかであろう。

図７には、本発明のレーザビーム走査装置の別の実施例が示されている。図７の 実施例において、システムのほとんどの要素は図２の要素に対応し、従って、同 じ参照番号が使用されている。しかしながら、図７の実施例では、ホイール状の 反射″５３２に代わって、ベルト状の反射器６４が第１及び第２のプーリ各々６ ６．６８に取り付けられている。ベルト６４は、その外面に多数の平らな反射面 ７０が取り付けられている。ベルト６４の長さはプーリ６６の角度サイズによっ て制限されないので、任意の多数の小面７０を設けることができる。この実施例 は、Ｘ−Ｙ走査パターンに対して非常に多数の水・ｌε走査線が所望される用途 に適している。この場合に、ベルト６４の長さ及び小面７０の個数は、所望の本 数の水平走査線を形成するための所望の個数の異なる角度の小面を設けるように 選択される。

図８には、２つの６Ｊ動反射器７２．７４を使用してｘ−ｙ走査パターンを形成 するための本発明の別の実施例が示されている。図８の実施例では、レーザビー ム１０がレーザ１２から変調器／偏向器１６へ送られ、これは図２について」１ 記したように機能する。次いで、ビーム１０は第１の可動反射器７２へ送られ、 該反射器は、図２の装置について一］−記したようにレーザビーム１０を第１の Ｘ方向に走査する。この走査されたビーム１０は、第２の可動反射器７４へ送ら れ、該反射器は複数の細長い反射側面７６を何し、これらはレーザビーム１０が 水平方向に沿って走査されるときにこれを受け取る。従って、反射側面７６の長 手方向が第１反射器７４によって形成される走査方向に対応する。水平走査線が 完了した後に、第２の反射器７４はステップモータ７８によって回転され、従っ て、反射面７６はＹ方向に第１走査線から変位した第２の水１Ｌ走査線を画成す る。か（で、所望数の個別の角度増分によって第２の可動反射器を歩進すること により、所望数の走査線をもつＸ−Ｙ走査パターンが形成されることが明らかで ある。

変調器／偏向器１６及び第１の可動反射器７２は、図４（ａ）ないし４（ｃ）に ついて１−記した水平走査モードで動作するのが好ましい。第１反射器７２と、 第２反射器７４との同期は、制御電子装置８０により変調器／偏向器１６との組 み合わせにおいて達成される。図８の実施例は、第２の可動反射器７４が存在す るために機械的な複雑さを付加するが、例えば、非常に多数の垂直走査線を必要 とするある用途では、図８の実施例が好ましい。

図９には、上記した実施例に使用するのに適した偏向制御回路がブロック図の形 態で示されている。例えば、図示された偏向制御回路は、図６に示す偏向制御回 路５４として使用するのに適している。図示されたように、偏向制御回路は、第 １、第２及び第３の高速スイッチ各々８２．８４及び８６を使用している。これ ら３つのスイッチ８２．８４及び８６は、４つのドライバ８８．９０，９２及び ９４を音響−光学偏向器（例えば、図２．７及び８に示す偏向器１６）に選択的 に接続する。ドライバ８８．９０，９２及び９４は、例えば、アイソメット社か ら人手できる１〕記１−たもののような市販のＲＦドライバである。これらドラ イバ８８．９０．９２及び９４の各々は、偏向器１６を通過するレーザビームに 対し所望の固定の偏向度を与えるための周波数に同調又はプリセットされる。こ れら所定の偏向ｆｉｔは、ｉ’＋Ｊ動反射器（例えば、図２に示す実施例の回転 可能な多角形３２）の４つの個別の小面ヘレーザビームを指向するに必要な偏向 量に対応するものである。

市場で入手できる音響−光学変調器の非常に速い応答時間（現在では数ナノ秒の 範囲である）と、スイッチ８２．８４及び８６の高速スイッチング動作とによっ て、図９に示された回路は、レーザビームを個々のステップにおいて小面から小 面へと高速度で■１つ市確に効果的にジャンプさせることかできる。スイッチ８ ２．８４及び８６によるビームの小面から小面への歩進のタイミングは、タイミ ング制御回路９６によ−って制御される。図９に示されたように、このタイミン グ制御回路９６は、好ましくは、回路５０（図６に示す）から同期信号３ＹＮＣ Ｈを受け取り、これは反射器の回転速度の指示を１える。この５ＹＮＣＨ信号は 、高速クロック信号（外部から供給されても回路９６内で発生されてもよい）と 共に、タイミング制御回路９６によって使用されて、回転する偏向器の角速度に 対して高速度でスイッチ８２．８４及び８６の切り換えを制御する。

従って、例えば、第１信号（例えは、高レベル）がスイッチ８２及びスイッチ８ ６に送られ、図９に示されたスイッチ位置に対応するようになったときには、ド ライバ８８からのドライバ信号が一？１ｇ−光学変調器に送られてレーザビーム を第１の小面へ案内する。スイッチ８２への信号が低レベルになると、スイッチ はドライバ９０を接続し、従って、ビームを小面２へ切り換える。次いで、スイ ッチ８６に送られる信号が低レベルに駆動される一方、スイッチ８４への信号が 高レベルになると、ドライバ９２を作動し、ビームを小面３へと切り換える。最 後に、スイッチ８４への信号が低レベルになると、ドライバ９４が音響−光学変 調器に接続され、ビームを小面４へ切り換える。

図９には便宜上４つの小面間の切り換えに対応する４つのドライバが単に示され ており、それより多数又は少数の小面間でビームを歩進させることに対応して更 に多数又は少数のドライバを等しく使用できることが当然明らかであろう。

所定のドライバ信号を音響偏向器に対して個々に切り換えることを使用した図９ に示す偏向制御回路は現在好ましいものであるが、アテログの変調駆動回路も等 しく使用できることが当業者に明らかであろう。このようなアナログ回路は、適 当なアナログ傾斜信号を同調可能なドライバへ供給することにより、所望数の小 面を横切ってレーザビームを連続的にスイープする。例えば、直線的な鋸歯状傾 斜信号を使用してもよい。又、他の直線又は非直線的なアナログ傾斜信号を使用 して、ビームを小面から小面へと迅速に移動することもできる。小面は光学的に 減結合されているので、隣接する小面間にビームがスイープされるときにビーム の歪が生じることはない。

図１０には、前記実施例に示された弔−のレーザに代わって多数の個々のレーザ ダイオードを用いた本発明のレーザビーム走査装置の別の実施例が示されている 。図１０に示すように、回転可能な多面多角形３２は、前記実施例の場合と同様 に使用される。従って、これは、ｍＩ記と同様にエンコーダ３８により監視され る正確な速度でモータ３６により回転される。しかしながら、前記した単一のレ ーザビーム１０に代わって、複数のレーザビーム１０ａ、１０ｂ、１０ｃ等が個 別のレーザダイオード９８ａ、９８ｂ、９８ｃ等から供給される。図１１につい て以下に詳細に述べるように、個々のレーザダイオード９８ａないし９８ｅは、 制御電子装置１００によって個々に制御される。図１０には４つのレーザダイオ ード９８ａないし９８ｄか示されているが、特定の用途に所望される通りに、そ れより少数の又は多数のレーザダイオードを使用してもよいことが明らかであろ 図１０に示すように、レーザダイオード９８ａないし９８ｄから発生された平行 なレーザビーム１０ａないし１０ｄは、従来の高品質の光学レンズである光学素 子１０２．１０４を介して収束及び収斂される。特定環境のサイズ制限によって 課せられる制約に基づいて、平行なレーザビームは、ミラー１０６．１０８．１ １０及び１１２によって画成された光学路に通されそして第３の光学素子１１４ に通されて、更に収斂及び収束された後に、回転する反射器３２へ送られる。

４つの平行なレーザビーム１０ａないし１０ｄは、ミラー１１２からコンパクト で実質的に平行なパターンで反射器３２に向けられ、４つの個々の反射小面に別 々に当たる。次いで、ビームは、それらの個別の小面から図１０に一般的に示す ようにｔｆｔ望のターゲットに向いた方向に反射される。

４つの個別のレーザビーム１０ａないし１０ｄが別々のレーザダイオード９８ａ ないし９８ｄによって発生されるので、ｎｉｆ記で述べたレーザビームは複数の 小面にわたってスイープされたが、この実施例では、このようなスイープ動作は 必要とされず、従って、音響−光学偏向器の使用を省けることが明らかであろう 。

更に、現在人手できるレーザダイオードは非常に高い速度でオン及びオフに切り 換えることができるので、各光学路に音響−光学変調器を用いてビームを変調す るのではなくてダイオード９８ａないし９８ｄをオン及びオフに切り換えること によって個々のレーザビーム１０ａないしｌｏｄを変調することができる。或い は又、もし所望ならば、図１０に示す複数の光学路の各々に複数のこのような変 調器を設けることによって変調を行ってもよい。いずれの場合にも、回転反射器 ３２の複数の小面の回転と同期をとってレーザビーム１０ａないし１０ｄを個々 に作動即ち変調することにより、複数の小面を横切って単一のビームを高速でス イープする場合について上記したのと同様に第１の走査方向に走査パターンを形 成できることが明らかであろう。又、上記したのと同様に、付加的な走査方向を 加えることもできる。

図１１には、図１０の制御電子装置１００に組み込まれるレーザダイオード駆動 回路がブロック図で示されている。図１１に示された制御回路は、エンコーダ３ ８から導出された回転反射器３２の角速度に関連した５ＹＮＣＨ信号に基づきそ してライン２６に沿って外部から送られるデータ信号ＤＡＴＡに応答してレーザ ダイオード９８ａないし９８ｄを高速度でオン及びオフに順次に切り換える。

回転反射器３２の４つの小面を次々に照射するためのレーザダイオード９８ａな いし９８ｄの次々の作動は、図９について述べた回路のスイッチング動作と同様 に行われる。

より詳細には、第１、第２及び第３のスイッチ１１６．１１８及び１２０がタイ ミング制御回路１２２によってオン及びオフに切り換えられ、レーザダイオード ９８ａないし９８ｄに次々に電力が供給される。これに加えて、第４のスイッチ １２４が、データ信号ＤＡＴＡに応答してタイミング制御回路１２２によって更 に制御され、個々のレーザダイオードがオンに切り換えられるときにそのダイオ ードへの電力をオン及びオフに変調して、各小面に加えられるレーザビームにデ ータをエンコードする。かくて、前記実施例に関連して」１記で述べた種々の走 査パターンは、図１１に示す回路によって独立したレーザダイオードを次々に作 動することにより音響−光学変調器／偏向器を使用せずに得られることが明らか であろう。或いは又、レーザダイオード９８ａないし９８ｄの各々に対して個別 のスイッチ又は個別の変調器を設け、ＤＡＴＡ信号に基づいて独立して変調され るやり方で各小面を並列して照射してもよい。

以上に、特定の実施例及び特定の動作モードについて本発明の詳細な説明したが 、このような実施例及び動作モードは単に本発明を説明するためのものに過ぎず 、本発明の種々の多数の異なる実施がなされ得ることが明らかであろう。従って 、上記の説明は、本発明をこれに限定するものではなく、本発明を解説するもの に過ぎない。

竜）上見刊里性 以」二の説明から、本発明は、レーザビームを１つ以」−の方向に正確に且つ高 速度で走査することが必要な種々の用途に利用できることが明らかであろう。こ のような用途は、レーザプリンタ、光デイスク読取／書込システム、レーザをベ ースとするディスプレイ、レーザによる像形成、レーザ写植、光フアイバネット ワークシステム及び他の使用目的を含む。

Ｈン′　２２２°　３Ｊ：５″　ｌｄａ゛５ｓｊ−６６’６’　ｙ？２′＋ｌ＼ 面一　−−調時　−−一トレース Ｑ）：）　ＣＣＯＣＯ）　ＣＣＯ００００〕つ　ＣＣＯＣ０Ｉ）　ＣＣ０ ００つ　Ｏ○０ ．９　１５ ００つ 線　小面 ／　・・・・−−／ Ｆ／Ｇ、９ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，Ｃ３，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ 、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　Ｒ○、　ＲＵ、　ＳＤ 、　ＳＥ、　ＵＳ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．異なる角度に構成された複数の反射小面を有する反射器と、光学路に沿って 上記反射器へ１つ以上のレーザビームを供給する手段と、上記反射器を所定の角 速度で動かす手段と、上記反射器の角速度に対して高い速度で上記１つ以上のレ ーザビームを上記複数の小面へ次々に指向する手段と、 反射された１つ以上のレーザビームを第１方向に走査するように、上記反射器を 動かす手段と、上記１つ以上のレーザビームを指向する手段とを同期させる手段 とを具備することを特徴とするレーザビーム走査装置。
2. ２．上記反射器はホイール形状を有し、上記反射小面はそのホイールの周囲に配 置され、そして上記反射器を動かす手段は、反射器に接続されたモータであって その軸の周りで上記所定の角速度で反射器を回転するモータを備えている請求項 １に記載のレーザビーム走査装置。
3. ３．上記供給する手段は、単一のレーザを備え、そして上記指向する手段は、上 記単一のレーザビームを高速度で上記複数の小面を横切って偏向する手段を備え ている請求項１に記載のレーザビーム走査装置。
4. ４．上記１つ以上のレーザビームを供給する手段は、複数の平行なレーザビーム を供給する複数の半導体レーザを備え、そして上記指向手段は、復数のレーザビ ームを個別の小面に指向するように構成された複数の光学素子と、上記複数の半 導体レーザを次々に作動する手段とを備えている請求項１に記載のレーザビーム 走査装置。
5. ５．上記反射されたレーザビームを上記第１方向とは垂直の方向に走査する手段 を更に備えた請求項１に記載のレーザビーム走査装置。
6. ６．上記走査手段は、 複数の平らな反射側面を有し、これら側面が上記反射されるレーザビームをその １つの側面でさえ切りそしてレーザビームを反射するように方向付けされている 多角形の形状の反射器と、 レーザビームをさえ切る上記側面をレーザビームが横切るようにしてレーザビー ムを上記第２方向に走査するよう上記多角形の形状の反射器を回転する手段とを 備えている請求項５に記載のレーザビーム走査装置。
7. ７．上記反射器は、複数の個別の反射セグメントをその外面に有するベルトであ り、そして上記反射器を動かす手段は、このベルトに係合する第１及び第２のプ ーリを備えている請求項１に記載のレーザビーム走査装置。
8. ８．上記複数の反射小面は互いに光学的に分離される請求項１に記載のレーザビ ーム走査装置。
9. ９．上記偏向手段は、音響−光学結晶を備えている請求項２に記載のレーザビー ム走査装置。
10. １０．外部から供給されるデータ信号に応答して上記１つ以上のレーザビームを 変調する手段を更に備えた請求項１に記載のレーザビーム走査装置。
11. １１．レーザビーム源と、 上記レーザビームをさえ切るよう構成された多角形の形状の反射器であって、複 数の平らな反射側面が非反射スペースによって光学的に分離されたものを有して いる反射器と、 上記レーザビーム源と上記反射器との間の光学路内に構成されていて上記レーザ ビームを上記反射器にわたってシフトして上記複数の平らな反射側面を次々に横 切るようにする手段とを備えたことを特徴とするレーザビーム走査装置。
12. １２．上記レーザビームと上記反射器との間に構成されて、外部から供給される データ信号に応答して上記レーザビームを変調するための手段を更に備えた請求 項１１に記載のレーザビーム走査装置。
13. １３．上記シフトする手段は、 ドライバ信号に関連した偏向量だけ上記レーザビームをシフトする音響−光学偏 向器と、 レーザビームが各反射面に接触するのに必要な複数の偏向量に対応する複数の個 別のドライバ信号を供給するためのドライバ手段とを備えている請求項１１に記 載のレーザビーム走査装置。
14. １４．上記ドライバ手段は、複数の個別のドライバ信号を上記偏向器に接続する 複数のスイッチと、これらスイッチを選択的に作動する手段とを備えている請求 項１３に記載のレーザビーム走査装置。
15. １５．上記多角形を回転する手段と、 上記多角形の回転位置を検出する手段と、上記回転位置検出手段に接続されて、 上記多角形の形状の反射器の回転位置に同期して上記シフト手段を制御する手段 とを更に備えた請求項１１に記載のレーザビーム走査装置。
16. １６．上記平らな反射面の名々は第１及び第２方向に異なる角度に構成される請 求項１１に記載のレーザビーム走査装置。
17. １７．上記平らな反射面の各々はレーザビームの直径にほぼ等しい巾を有する請 求項１１に記載のレーザビーム走査装置。
18. １８．レーザビームの位置を制御する方法において、複数の平らな側面を行する 反射器を、それら反射側面の１つでレーザビームをさえ切るように設け、上記反 射側面はその反射面に対する法線の方向が１つの平面内に存在しないものであり 、 上記反射側面を第１方向にシフトするように上記反射器を動かし、そして上記レ ーザビームを上記平らな反射側面の移動方向にシフトするという段階を備えたこ とを特徴とする方法。
19. １９．上記ビームを上記側面より速くシフトする請求項１８に記載のレーザビー ムの位置を制御する方法。
20. ２０．上記ビームを上記側面と同じ速度でシフトし、１つの全走査線中ビームを 単一の側面しに維持する請求項１８に記載のレーザビームの位置を制御する方法 。