JPH0810306B2 - 光ビームの偏向制御方法 - Google Patents

光ビームの偏向制御方法

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JPH0810306B2
JPH0810306B2 JP2017553A JP1755390A JPH0810306B2 JP H0810306 B2 JPH0810306 B2 JP H0810306B2 JP 2017553 A JP2017553 A JP 2017553A JP 1755390 A JP1755390 A JP 1755390A JP H0810306 B2 JPH0810306 B2 JP H0810306B2
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英一 玉置
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、AOD（音響光学偏向素子）を用いて光ビ
ームの偏向を制御する方法に関し、特にAODの回折効率
をどの偏向角においても一定に維持するための偏向制御
方法に関する。
（従来の技術） AODは、一般に超音波振動子と音響素子とで構成され
ており、光ビームはこの音響素子に入射される。超音波
振動子から音響素子に超音波が発振されると、音響素子
内で回折が起こり、１次回折光が出射される。この１次
回折光の出射角（すなわち偏向角）は超音波の周波数に
依存する。従って、超音波の周波数を経時的に変化させ
ることにより、出射光の偏向角が変化する。
ところで、AODの回折効率は偏向角に依存することが
知られている。言い換えれば、AODへの入射光量が一定
であるとした場合、AODからの出射光の強度はその偏向
角を決定する超音波の周波数に依存して変化するので、
一定の振幅を持つ超音波を超音波振動子から発振させ、
その周波数を変化させると、AODからの出射光の強度が
偏向角によって異なってしまい、フィルムなどの感光材
料を走査露光すると、その走査位置により濃度が異な
る、ひいては画像濃度を一定基準で記録できないという
問題がある。
この問題に対処するための技術として、特開昭59-160
128号公報に開示されれたものがある。この技術は、AOD
からの出射光の強度（以下、本明細書では前述のよう
に、基準として一定の光量がAODに投射される場合の偏
向された出射光の強度を意味するものとする。）が、超
音波の周波数のみでなく、その振幅にも依存するという
事実に基いていて、出射光の強度を補正しようすとるも
のである。超音波の振幅は、超音波振動子に与えられる
入力信号の電力（振幅）に比例する。そこで、超音波の
周波数（すなわち入力信号の周波数）に応じてその入力
信号の電力を変化させことにより、各周波数において最
高の回折効率が得られるようにしている。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の技術では、超音波振動子に与える入
力信号の電力と周波数との関係を求めるのに次のような
方法をとっているので、かなりの時間と手間を要すると
いう問題があった。すなわち、上述の技術では、まず超
音波振動子への入力信号に複数の電力レベルを設定し、
その各電力レベルにおいて超音波の周波数を変化させる
ことにより、周波数と回折効率との関係を求める。そし
て、各電力レベルごとに求められた周波数と回折効率と
の関係を互いに比較することにより、各周波数において
回折効率が最高となる電力レベルを求めている。このよ
うに、複数の電力レベルごとに、周波数と回折効率との
関係を求めていたので、多大の時間と手間を要してい
た。
さらに、回折効率は、AODの温度などの環境条件によ
っても変化するので、環境条件が変化した場合には、AO
Dからの出射光の強度を一定に保つためには、超音波振
動子への入力信号の電力も変える必要がある。しかし、
上述の技術では、超音波振動子への入力信号の電力を濾
波回路によって補正していたので、環境条件の変化に応
じて入力信号の電力を微妙に調整するのが困難であっ
た。
（発明の目的） この発明は、従来の技術における上述の課題を解決す
るためになされたものであり、AODからの出射光の強度
を偏向角に依らずに一定に保つための補正を容易にかつ
確実に行なうことのできる光ビームの偏向制御方法を提
供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上述での課題を解決するため、本発明は以下のように
構成される。
請求項１の発明は、音響光学偏向素子を用いて光ビー
ムの偏向を制御する方法であって、（ａ）経時的に周波
数が変化するとともに振幅が周波数依存性を有する制御
信号を用いて前記音響光学偏向素子を動作させることに
より、前記光ビームを経時的に偏向させ、（ｂ）前記ス
テップ（ａ）と並行して、偏向された光ビームの光量を
光センサで測定することによって、前記光量の前記周波
数に対する依存性を表す光量データを取得し、（ｃ）光
ビームの偏向が実質的に有効な範囲内で、前記光量デー
タの中から光量値が最小である基準光量データを検索
し、（ｄ）各光量データが前記基準光量データと等しく
なるように前記制御信号の振幅値を補正し、（ｅ）前記
ステップ（ｄ）で補正された制御信号に対して、前記音
響光学偏向素子の遅延時間に基づく時間的ずれを補正
し、（ｆ）前記ステップ（ｅ）で補正された制御信号を
前記音響光学偏向素子に与える。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、光ビー
ムの偏向が実質的に有効な範囲に対して制御信号を補正
し、前記有効範囲に隣接する特定範囲に対して前記補正
された制御信号を外挿する。
なお、「振幅の周波数依存性」とは、周波数によらず
振幅が一定である場合も含む用語である。
（作用） 請求項１の発明では、偏向された光ビームの光量を光
センサで測定することによって取得された各光量データ
が基準光量データと等しくなるように制御信号の振幅値
が補正され、これによって、容易に各周波数での光量が
ほぼ一定となる。しかも、基準光量データは光量データ
の中で光量値が最小のものであり、光量値を増加させる
補正ではなく、光量値を減少させる補正のみが行われる
ので、確実に補正に基づく光量を得る。
また、基準光量データは、光ビームの偏向が実質的に
有効な範囲内で検索され、光ビームの偏向とは関係ない
範囲の光量データが省かれる。
さらに、上記のようにして補正された制御信号につい
ては、音響光学偏向素子の遅延時間に基づく時間的ずれ
についても補正される。そして、こうして補正された制
御信号が音響光学偏向素子に与えられて光ビームの偏向
が制御される。
請求項２の発明では、光ビームの偏向が実質的に有効
な範囲内で、信頼性のある光量データに対して補正が行
われる。さらに、制御信号に対して行われる時間的ずれ
の補正に対処するため、補正が行われた範囲に隣接する
範囲については、補正された制御信号が外挿される。
（実施例） A.装置の構成と動作 第１図は、この発明の一実施例を適用する装置を示す
概略構成図である。この装置は、光学系１とAOD制御装
置２とを備えている。
光学系１は、AOD11と、走査レンズ12と、リレーレン
ズ13と光量センサ14とを備えている。AOD11は、音響素
子11aと超音波振動子11bとから構成されている。図示し
ないレーザー発振器から射出されたレーザー光Ｌは、AO
D11によって偏向された後（ビームＬ1）、走査レンズ12
（通過後ビームＬ2）とリレーレンズ13とを通過して
（ビームＬ3）光量センサ14に到達する。（実線及び破
線はそれらビーム（光束）を模式的に表わす。）光量セ
ンサ14はリレーレンズ13の後側焦点位置に設置されてい
るので、AOD11によって出射光Ｌ1が偏向されても、光量
センサ14上のビームスポットの位置が変化しない。こう
すれば、光量センサ14の受光面が小さくて済むという利
点がある。また、ビームスポットの位置が動かないの
で、光量センサ14の受光面上の位置の違いによる測定感
度の差が無視できるという利点もある。なお、光量セン
サ14の受光面への入射角は、偏向によって高々数度変わ
るだけなので、これによる測光感度の差も無視できる。
なお、光量センサ14は、上記の位置に限らず、偏向感
度に係らずに出射光Ｌ1全体が受光できる位置であれば
どこに設置してもよい。
尚、詳述しないが図中Ｐは偏向光が結像する面を表わ
し、画像の走査描画にはこの面Ｐ、或いはこの面Ｐと光
学的に等価な位置に感光材料を配置して行われる。
AOD制御装置２は、AOD11の制御信号としてのAODドラ
イブ信号Ｓdを発生するための装置である。また、このA
OD制御装置２は、レーザー光ＬをAOD11で偏向した際に
光量センサ14によって得られる検出データに基いて補正
データを作成し、この補正データに基いて、偏向角に依
らずに出射光Ｌ1の強度が一定となるようにAODドライブ
信号Ｓdを発生する機能を有している。
第２図は、この発明の一実施例の手順を示すフローチ
ャートである。また、第3A図および第3B図は、この手順
においてAOD制御装置２内で用いられる信号を示すタイ
ミングチャートである。
まず、ステップS1では、出射光Ｌ1をAOD11で偏向させ
つつ光量センサ14によって光量データＤsを取得する。
このときのAOD制御装置２の動作は次の通りである。
まず、通常掃引クロック信号とc1が、スイッチ回路23を
介して通常掃引クロック回路21から、掃引同期信号発生
部24に与えられる。通常掃引クロック信号Ｓc1は例えば
200MHzのクロック信号であり、掃引同期信号発生部24は
これを1/10に分周して20MHzの掃引同期信号Ｓscを発生
する。なお、このAOD制御装置２は低速掃引クロック回
路22も備えており、CPU33の指令によってスイッチ回路2
3を切換えることにより、低速掃引クロック回路22が発
生する低速掃引クロック信号Ｓc2を掃引同期信号発生部
24に与えることもできる。このような場合については、
更に後で説明する。
掃引同期信号Ｓscは掃引同期信号発生部24からAOD掃
引回路25と掃引アドレス発生部26とに与えられる。AOD
掃引回路25は、第3A図（ｂ）に示す周波数制御信号Ｖt
を発生する。この周波数制御信号Ｖtは経時的にほぼ直
線的に上昇していく信号である。この周波数制御信号Ｖ
tを受けたAODドライバ27は、特に図示しないが、電圧に
より周波数を制御するVCO（電圧制御発振器）とその出
力の振幅を一定に制御する振幅制御器と、振幅制御器の
出力を増幅する増幅器とからなり、第3A図（ａ）に示す
周波数ｆdを有するAODドライブ信号Ｓdを発生する。周
波数ｆdの最低値ｆminと最高値ｆmaxとは、周波数制御
信号Ｖtの最低レベルＶt1と最高レベルＶt2とにそれぞ
れ対応している。
一方、掃引アドレス発生部26は、掃引同期信号Ｓscに
応じてアドレス信号Ａdを発生する。第3A図（ｇ）は、
アドレス信号Ａdで表わされるアドレス値を示してい
る。周波数制御信号Ｖtの値が上昇し始める時刻ｔ0での
アドレス値Ａdは“0"であり、信号Ｖtの値が最大値Ｖt2
となる時刻ｔbでのアドレス値Ａdは“MAXA"（以下、
「有効最大アドレス」と呼ぶ。）である。また、時刻ｔ
0からAOD11の遅延時間Δｔdだけ経過した時刻ｔaでのア
ドレス値Ａdは“MINA"（以下、「有効最小アドレス」と
呼ぶ。）である。ここで、遅延時間Δｔdとは、周波数
制御信号Ｖtの値が上昇し始めてから、AOD11からの出射
光Ｌ1の角度が実際に変化し始めるまでの時間である。
この遅延時間Δｔdは、超音波が超音波振動子11bから音
響素子11a内に伝搬するのに要する時間に依存する。
アドレス信号Ａdは、アドレス切換回路28を介して掃
引アドレス発生部26から補正データメモリ29に与えられ
る。アドレス切換回路28の機能については更に後述す
る。
補正データメモリ29は、このときのAODドライバ27に
与えるための振幅制御信号Ｖm（次記する。）のレベル
を表わすデータ（以下、「振幅補正データ」と呼ぶ。）
を収納しており、アドレス信号Ａdに応じてこれを振幅
制御信号Ｖmとして出力する。回折効率は、AODドライブ
信号Ｓdの振幅に依存して変わるので、振幅制御信号Ｖm
はAOD11の回折効率を調整する役割を有している。
第3A図（ｃ）には、第１回目の補正を行う際に用いら
れる振幅補正データ（すなわち振幅制御信号）Ｖmを示
している。この振幅補正データＶmは、掃引が行なわれ
る時刻ｔ0〜ｔbの間、所定の目標最大補正値Ｋ1に保た
れている。ここで、目標最大補正値Ｋ1とは、AOD11の回
折効率が最大になると期待される電圧値である。
補正データメモリ29からデジタル信号として出力され
た振幅補正信号ＶmはD/A変換器31でD/A変換されてAODド
ライバ27に与えられる。
AODドライバ27は、周波数制御信号Ｖtと振幅制御信号
Ｖmとを受けて、これらに応じた周波数と振幅とを有す
るAODドライブ信号Ｓdを発生する。
こうして、AODドライプ信号ＳdがAODドライバ27からA
OD11の超音波振動子11bに与えられると、AOD11からの出
射光Ｌ1が偏向を受ける。偏向された出射光Ｌ1が走査レ
ンズ12とリレーレンズ13とを介して光量センサ14の受光
面に集光されると、光量センサ14は、その光量データＤ
sを発生する。この光量データＤsはAOD制御装置２内に
おいて、A/D変換器32でA/D変換された後、検出データメ
モリ30に入力される。検出データメモリ30は、アドレス
切換回路28を介して掃引アドレス発生部26から与えられ
たアドレス信号Ａdに対応させつつ、偏向動作中の光量
データＤsを記憶する。
第3A図（ｄ）は、このようにして得られた光量データ
Ｄsを示している。まず第１回目の偏向動作では、偏向
角に応じた回折効率の補正を行なっていないので、１回
の偏向動作の中で光量データＤsの値がかなりの幅で変
化している。
以上のようにして、ステップS1において偏向角（すな
わち周波数）の変化に応じた出射光Ｌ1の光量データＤs
が求められる。なお、数回の偏向動作を行なって得られ
たデータを平均することにより、第3A図（ｄ）に示すよ
うな光量データＤsを求めてもよい。こうすれば、例え
ば光量センサ14がランダムなノイズを発生するような場
合にその影響を低減できるという利点がある。
ステップS2からS7までは、CPU33がその内部で実行す
る処理である。
ステップS2では、検出データメモリ30内に収納された
光量データＤsの最小値Ｄmin（以下、「最小光量値」と
呼ぶ。）と最大値Ｄmax（以下、「最大光量値」と呼
ぶ。）とを検索する。この検索は、有効最小アドレスMI
NAと有効最大アドレスMAXAとの間の光量データＤsに対
して行なわれる。
ステップS3では、最大光量値Ｄmaxと最小光量値Ｄmin
との差ΔＤ（以下、「光量差」と呼ぶ。）が所定の許容
値Ｄcより小さいか否かが判断される。光量差ΔＤが許
容値Ｄc以下の場合には、光量データＤsが偏向角に依ら
ずにほぼ一定であるので、処理を終了する。一方、光量
差ΔＤが許容値Ｄcよりも大きい場合には、次のステッ
プS4以下が実行される。
ステップS4では、１回目の補正か否かが判断される。
１回目の補正ではステップS5以下が、また、２回目以降
の補正ではステップS11以下が実行される。
ステップS5では、最小光量値Ｄminと、各アドレスＡd
における光量データＤs（Ａd）とに基いて、回折効率を
補正するための１次補正データＶc1を次式に従ってアド
レスＡdごとに算出する。
Ｖc1（Ａd）＝Ｋ1×Ｄmin/Ds（Ａd） …（１） こうして得られた１次補正データＶc1を第3A図（ｅ）
に実線で示す。１次補正データＶc1は、補正データメモ
リ29に格納するための新たな振幅補正データＶma（第3A
図（ｆ）に示す。）の基礎となるデータである。１次補
正データＶc1と振幅補正データＶmaとの主要な差は、後
述するように、そのアドレスが互いにシフトしている点
にある。すなわち両者の形状は実質的に等しい。（１）
式は、各アドレスＡdにおいて、振幅補正信号Ｖmの電圧
レベル（すなわちAODドライブ信号Ｓdの振幅）とAOD11
の回折効率とがほぼ比例するという仮定に基いている。
光量データＤsは各アドレスＡdでの回折効率に比例して
いるので、新たな振幅補正信号Ｖma（（１）式では１次
補正データＶc1に相当する。）のレベルを（１）式のよ
うに光量データＤsと反比例させれば、その振幅補正信
号Ｖmaに基いて偏向された出射光Ｌ1の光量は、偏向角
に依らずに一定になると期待できる。なお、（１）式か
らもわかるように、１次補正データＶc1の最高値は目標
最大補正値Ｋ1と等しい（第3A図（ｅ）参照）。また、
１次補正データＶc1は有効最小アドレスMINAと有効最大
アドレスMAXAとの間で求められる。これは、この範囲の
アドレスにおいてのみ実質的な偏向が行なわれており、
信頼できる光量データＤsもこのアドレスの範囲に限ら
れているからである。
ステップS6では、１次補正データＶc1における有効最
小アドレスMINA以下のアドレスの補正データと、有効最
大アドレスMAXA以上のアドレスの補正データとを外挿す
ることにより２次補正データＶc2を作成する。第3A図
（ｅ）には、２次補正データＶc2のうちで外挿によって
付加された部分が一点鎖線で示されている。外挿される
アドレスの範囲は、AOD11の遅延時間Δｔdに相当するア
ドレス幅ΔＡd（＝MINA）である。アドレス範囲０〜MIN
Aにおいて外挿される補正データの値は、有効最小アド
レスMINAにおける１次補正データＶc1の値に等しい。ま
た、アドレス範囲MAXA〜（MAXA＋ΔＡd）において外挿
される補正データの値は、有効最大アドレスMAXAにおけ
る１次補正データＶc1の値に等しい。なお、このように
補正データを外挿するのは、次のステップS7において新
たな振幅補正データＶmaを得るために、２次補正データ
Ｖc2のアドレスをシフトさせたときに、アドレス範囲０
〜MAXAにおける振幅補正データＶmaの値が０にならない
ようにするためである。このアドレス範囲０〜MAXAにお
ける振幅データＶmaの値が０になっているすると、その
部分ではAODドライブ信号Ｓdの振幅が０になってしま
い、AOD11が偏向動作をしないという不具合がある。
ステップS7では、AOD11の遅延時間Δｔdに相当するア
ドレス幅ΔＡdの半分ΔＡd/2だけ２次補正データＶc2の
アドレスをシフトすることにより、新たな振幅補正デー
タＶmaを作成する（第3A図（ｆ）参照）。このシフト
は、補正データのアドレスが実質的に減少する方向に行
なわれる。
アドレスをシフトする幅ΔＡd/2は次のような現象を
考慮して決められている。AODドライブ信号Ｓdによって
制御される超音波の周波数ｆdの変化と、これに対応す
る光量データＤsの変化とには、ある程度の時間的ズレ
がある。第４図は、AOD11における偏向動作を示す概念
図である。図において、音響素子11a内を伝搬する超音
波が平行線によって模式的に示されている。超音波振動
子11bに与えられるAODドライブ信号Ｓdの周波数ｆdは、
第3A図（ａ）に示すように時間とともに直線的に増加す
る。通常の掃引動作（偏向動作）では、周波数ｆdの変
化が速いので、第４図に示すように、音響素子11a内に
はある程度の周波数の範囲にある超音波が共存してい
る。すなわち、第４図の瞬間において、出射光Ｌ1は周
波数の範囲ｆ1〜ｆ2（ｆ1＜ｆ2）を持った超音波によっ
て偏向されている。そして、このときの偏向角は、周波
数の範囲ｆ1〜ｆ2の平均的な周波数に対応している。こ
の平均的な周波数は音響素子11aの中心部での超音波に
相当すると考えると、超音波が超音波振動子11bから発
生してから音響素子の中心部にその超音波が到達するま
での時間Δｔeだけ遅れて出射光Ｌ1が偏向されると考え
ることができる。従って、ある瞬間に得られた光量デー
タＤsは、その瞬間よりも時間Δｔeだけ前に発生した超
音波に対応している。従って、振幅補正データＶmaを得
るためには、この時間Δｔeに相当するアドレス幅だけ
シフトさせれば良い。ところで、AODを遅延時間Δｔ
dは、超音波が超音波振動子11bから音響素子11aの端部
に達するまでの時間と考えることもできる。そこで、シ
フトさせるアドレス幅を、AOD遅延時間Δｔdに相当する
アドレス幅ΔＡdの半分としている。
なお、シフトするアドレス幅は、AOD遅延時間Δｔdに
相当するアドレス幅ΔＡdそのものとするのが良い場合
もある。また、シフトするアドレス幅を様々な値に変化
させて複数の振幅補正データＶmaを求め、そのそれぞれ
を用いてAOD11に偏向動作を行なわせることにより、光
量差ΔＤ（＝Ｄmax−Ｄmin）が最小となるような振幅補
正データを求めてもよい。
以上のようにして求められた振幅補正データＶmaは、
CPU33から補正データメモリ29に書込まれる。なお、こ
の際CPU33からの命令に従ってアドレス切換回路28が切
換えられ、CPU33から出力されるアドレスＡdがアドレス
切換回路28を介して補正データメモリ29に与えられる。
なお、以上で説明した第１回目の補正時に得られた１
次補正データＶc1は、２回目の補正時に使用する目的の
ため、CPU33に接続されたメモリ34に収納される。
ステップS7が完了すると、ステップS1に戻り、再び偏
向動作を行なってその時の光量データＤsを取得する。
このとき、補正データメモリ29は第１回目の補正で得ら
れた振幅補正データＶmaに基づいて振幅補正信号Ｖmaを
AODドライバ27に供給する。第3B図は、第２回目の補正
時において用いられる信号とデータとを示している。
ステップS2,S3は第１回目の補正時と同様に実施され
る。第１回目の補正によって、出射光Ｌ1の光量が周波
数ｆdに依らずにほぼ一定値となった場合には、ステッ
プS3で補正が終了する。但し、補正後の振幅補正データ
Ｖmaに基いてAOD11を制御したとしても、光量データＤs
がほぼ一定値にならない場合がある。ステップS3におい
て、光量差ΔＤが許容値Ｄcよりも大きな場合には、ス
テップS4からステップS11に至り、振幅補正データＶma
を再度補正する。
ステップS11では、前回（ここでは第１回目）の補正
時に求められた１次補正データＶc1がメモリ34からCPU3
3に読出される。
ステップS12では、次式に基いて予備補正データＶpを
求める。
Ｖp（Ａd）＝Ｖc1（Ａd）×Ｄmin/Ds（Ａd） …（２） ここで、 Ｖp（Ａd） ：アドレスＡdにおける予備補正データ Ｖc1（Ａd） ：アドレスＡdにおける前回の補正時に得
られた１次補正データ Ｄmin ：今回得られた最小光量値 Ｄs（Ａd） ：アドレスＡdにおける今回の補正時に得
られた光量データ。
第3B図（ｅ）に、予備補正データＶpを破線で示してい
る。なお、予備補正データＶpは有効最小アドレスMINA
と有効最大アドレスMAXAとの間の範囲で算出される。第
3B図（ｅ）および（２）式からわかるように、予備補正
データＶpの最大値Ｖpmaxは目標最大補正値Ｋ1に達して
いない場合がある。
そこで、ステップS13において、まず予備補正データ
Ｖpの最大値Ｖpmaxを検索する。そして、ステップS14に
おいて、その最大値が目標最大補正値K1と等しくなるよ
うな１次補正データＣc1aを次式に従って算出する。
Ｖc1a（Ａd）＝Ｋ1×Ｖp（Ａd）/Vpmax …（３） この新たな１次補正データＶc1aは、１回目の補正時に
得られた１次補正データＶc1（第3A図（ｅ）参照）に対
応するデータである。
こうして新たな１次補正データＶe1aが得られた後
は、前述したステップS6,S7とにそれぞれ等しいステッ
プS15,S16を実行することによって第3B図（ｆ）に示す
振幅補正データＶmaを作成する。
ステップS16が終了した後は再びステップS1に戻る。
そして、ステップS3において光量差ΔＤが許容値Ｄc以
下になるまでステップS1〜S4およびステップS11〜S16を
繰返し実行する。こうすることによって、偏向角に依ら
ずに光量がほぼ一定となるようにAOD11を制御するため
の振幅補正データＶmaが得られる。
最終的に振幅補正データＶmaが求められた後は、受光
センサ14の代わりに所定の光学系、例えば対物レンズと
走査面とを配置し、前記のようにAOD11を制御すること
により、レーザー光Ｌ1の基準となる光量を一定の光量
値で走査することができる。
B.他の実施例 上記実施例では周波数ｆdの変化が速く、AODの音響素
子11a内に、ある程度の周波数の範囲にある超音波が共
存する場合について説明した。
第２の実施例では、周波数ｆdの変化が十分遅く、音
響素子11a内の超音波の周波数がほぼ一様と見なせるよ
うな準静的な周波数変化を用いて振幅補正データＶmaを
求める。
このとき、第１図のAOD制御装置２内において、CPU33
の命令に従ってスイッチ回路23が切換えられる。この結
果、低速掃引クロック回路22から掃引同期信号発生部24
に低速掃引クロック信号Ｓc2が与えられる。低速掃引ク
ロック信号Ｓc2の周波数は例えば次のように決定する。
上述の準静的な周波数変化を実現するためには、個々の
掃引アドレスＡdが保持される時間Δｔkを、AOD11内で
の入射光Ｌのビーム径を超音波が横切る時間と少なくと
も等しくする。
Δｔk＝Ｄl/v …（４） ここで、 Δｔk ：アドレスＡdの保持時間 Ｄl :AOD内の入射光のビーム直径 ｖ :AOD内の音速 １回の掃引でアドレスＡdが０からMAXAまで変化すると
き、１回の掃引時間Δｔs（第3A図（ｈ）参照）は次式
で与えられる。
Δｔs＝MAXA×Δｔk …（５） 例えばMAXA＝1024,Dl＝10mm,v＝650m/sとすれば、Δｔs
＝15.8msとなる。通常時の掃引時間が例えば70μｓの場
合には、約1/225の掃引速度で低速掃引することにな
る。通常掃引クロック信号Ｓc1が200MHzのクロック信号
の場合、低速掃引クロック信号Ｓc2は約1MHzのクロック
信号を用いればよい。
このような低速掃引クロック信号Ｓc1を用いて光量デ
ータＤsを得た場合には、前述したようにな光量データ
Ｄsの変化と周波数ｆdの変化との時間的ズレが無い。従
って、前述の手順のステップS7およびS16におけるアド
レスのシフトが不要となる。また、ステップS7,S16をそ
れぞれ実行するために行なっていたステップS6,S15も不
要となる。従って、準静的に周波数を変化させれば、振
幅補正データＶmaを求めるためのデータ処理が簡単にな
るという利点がある。
なお、このように準静的に周波数を変化させて振幅補
正データＶmaを求めた場合も、実際に出射光Ｌ1を偏向
させる場合には通常の速い掃引速度で掃引すればよい。
上記実施例では、（１）式または（２）式に示すよう
に、１次補正データＶc1（または予備補正データＶp）
が光量データＤsに反比例するものとしていた。しか
し、これに限らず、１次補正データＶc1（または予備補
正データＶp）を、光量データＤsに関する所定の関数を
用いて求めればよい。ここで所定の関数としては、光量
データＤsの逆数1/Dsの１次式や２次以上の高次式など
も考えられる。
（発明の効果） 請求項１の発明によれば、音響光学偏向素子からの出
射光の強度を偏向角に依らず一定に保つための補正が容
易かつ確実に行なうので、従来のように、多大の時間と
手間を要することがなく、さらに、濾波回路によって補
正する必要がないので、環境条件の変化にも容易に対応
することができる。
また、光ビームの偏向が実質的に有効な範囲内で検索
され、光ビームの偏向とは関係ない範囲の光量データが
省かれるので、基準光量データの信頼性を向上させるこ
とができる。
さらに、音響光学偏向素子の遅延時間に基づく時間的
ずれについても補正するので、光ビームの光量制御をよ
り高精度に行なうことができる。
請求項２の発明によれば、光ビームの偏向が実質的に
有効な範囲内で、信頼性のある光量データに対して補正
が行われるため、制御信号の補正精度が向上する。さら
に、補正が行われた範囲に隣接する範囲については、補
正された制御信号が外挿されるため、制御信号に対して
時間的ずれの補正を行なっても音響光学偏向素子を確実
に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の一実施例を適用する装置の概略構
成図、 第２図は、この発明の実施例の手順を示すフローチャー
ト、 第3A図および第3B図は、実施例において用いられる信号
とデータとを示すタイミングチャート、 第４図は、AODの動作状態を示す概念図である。 11……AOD,14……光量センサ、Ｓd……AODドライブ信
号,Vt……周波数制御信号,Vm,Vma……振幅制御信号（振
幅制御データ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 康文 京都府京都市上京区堀川通寺之内上る４丁 目天神北町１番地の１ 大日本スクリーン 製造株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−175833（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−316724（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】音響光学偏向素子を用いて光ビームの偏向
    を制御する方法であって、 （ａ） 経時的に周波数が変化するとともに振幅が周波
    数依存性を有する制御信号を用いて前記音響光学偏向素
    子を動作させることにより、前記光ビームを経時的に偏
    向させ、 （ｂ） 前記ステップ（ａ）と並行して、偏向された光
    ビームの光量を光センサで測定することによって、前記
    光量の前記周波数に対する依存性を表す光量データを取
    得し、 （ｃ） 光ビームの偏向が実質的に有効な範囲内で、前
    記光量データの中から光量値が最小である基準光量デー
    タを検索し、 （ｄ） 各光量データが前記基準光量データと等しくな
    るように前記制御信号の振幅値を補正し、 （ｅ） 前記ステップ（ｄ）で補正された制御信号に対
    して、前記音響光学偏向素子の遅延時間に基づく時間的
    ずれを補正し、 （ｆ） 前記ステップ（ｅ）で補正された制御信号を前
    記音響光学偏向素子に与える ことを特徴とする光ビームの偏向制御方法。
  2. 【請求項２】光ビームの偏向が実質的に有効な範囲に対
    して制御信号を補正し、前記有効範囲に隣接する特定範
    囲に対して前記補正された制御信号を外挿する請求項１
    に記載の光ビームの偏向制御方法。
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