DE2942427A1

DE2942427A1 - Simultanes, optisches mehrstrahl- modulationssystem

Info

Publication number: DE2942427A1
Application number: DE19792942427
Authority: DE
Inventors: Masaaki Mori
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1979-10-19
Publication date: 1980-04-24
Also published as: JPS5555312A; GB2036996B; DE2942427C2; GB2036996A; US4293195A

Description

DR. BERG DIPL ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAiR

PATENTANWÄLTE O Q A *> Λ 9 7 Postfach 860245 -8000 München 86 Anwaltsakte: 30 460

19. OKt. 1979

Ricoh Company Ltd. Tokyo / Japan

Simultanes, optisches Mehrstrahl-Modulationssystem

VII/XX/Ktz

MO·») WI272 TdecnmK: 030017/084v Bankkonten: Hypo-Buk Manchen 44101228» MI273 BEROSTAPFPATENT Manch« (BLZ 70020011) Swffl Cade: HYPO DE MM

»ItJ74 TELEX: Uya. Vcninibink Manchen 4SBIOO(BLZ 700202701

M3J10 0524560 BERG i Posttcheck Manchen 63343K» (BLZ 70010010)

Anwaltsakte; 30 460

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein simultanes, optisches Mehrstrahl-Modulationssystem, welches in einem Laser-Drucker verwendet werden kann.

In einem bekannten simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystem sind eine Anzahl Bildsignale jeweils Trägern zugeordnet, und die Amplitude jedes Trägers wird moduliert, wodurch eine Anzahl modulierter Signale erzeugt werden, und gleichzeitig wird durch die modulierten Signale ein akustisches, optisches Element erregt, so daß ein Laserstrahl durch das akustische, optische Element aufgeteilt und moduliert wird. Dies System wird in einem Laser-Drucker verwendet und ist praktisch für ein Herabsetzen der Ablenkgeschwindigkeit einer optischen Abtast-Ablenkeinrichtung. In diesem System wird jedoch, da das akustische, optische Element gleichzeitig durch eine Anzahl modulierter Signale erregt wird, die Lichtmodulationsintensität jedes Bildsignals unter dem Einfluß der anderen Bildsignale geändert, so daß es zu einer Kreuzmodulation zwischen den Mehrfachstrahlen von dem akustischen, optischen Element aus kommt.

Unter diesen Umständen ist ein in Fig. 1 dargestelltes System vorgeschlagen worden, um eine derartige Kreuzmodulation zu

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beseitigen. In diesem System muodulieren eine Anzahl Bildsignale f _Λ bis f von einer nicht dargestellten Signalquelle

S I SITl

die Amplitude der den jeweiligen Bildsignalen zugeordneten Trägern von HF-Oszillatoren OSC₁ bis OSC_m in AM-Modulatoren

M, bis M . Ein eine Addition sowie eine Herabsetzung durch-Ί m

führender, invertierender Verstärker OP mit Widerständen R_n

bis R (wobei R_n = R₁ = R₀ = R₀=....R ist), einer Diode η 0 I 2. 5 η

D_n und einem Gleichstromverstärker A führt eine Addition der Bildsignal-Eingangsspannungen f ₁ bis f und eine Herabsetzung einer mittels eines veränderlichen Widerstands VR_n eingestellten Spannung f durch und führt auch eine inverse Verstärkung der Bildsignal-Eingangsspannungen f ₁ bis f und der Einstellspannung f , durch. Die Einstellspannung

SXi

f , ist eine Spannung zum Einstellen des Gesamtablenkwirkungsgrades eines akustischen, optischen Elements AO und wird in einer eine Einstellspannung schaffenden Einrichtung oder einer Einstelleinrichtung durch Aufteilen einer Energiequelle, deren Polarität der der Bildsignal-Eingangsspannungen

f ₁ bis f entgegengesetzt ist, mit Hilfe eines veränderlis ι sm

chen Widerstands VRgeschaffen. Mit anderen Worten _t der eine Addition und Herabsetzung durchführende, invertierende Verstärker OP schafft ein künstliches Signal f durch Addieren

sn

der Bildsignal-Eingangsspannungen f _Λ bis f und der Einstell-

S I SIu

spannungen -f ,, worauf dann eine Umkehr folgt, so daß sich

SIl

ergibt f = - /( f .. + f _ + f ) - f ,> . Mit dem

auf diese Weise erzeugten künstlichen Signal f wird die einem HF-Oszillator OSC zugeordnete Trägeramplitude in einem

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AM-Modulator M moduliert,
η

Die Ausgangssignale der Modulatoren M₁ bis M werden durch eine Mischstufe MIX über in der Verstärkung geregelte Verstärker GC₁ - GC zu einem Signal aufsummiert. Das summierte Signal wird durch einenLeistungsverstärker PA verstärkt und dann an das akustische, optische Element AO angelegt. Das akustische, optische Element AO teilt einen Laserstrahl I. von einer nicht dargestellten, einen Laserstrahl erzeugenden Einrichtung auf und moduliert ihn und erzeugt abgelenkte Lichtstrahlen erster Ordnung I₁₁ bis I₁ und I₁ , welche den BiId-

Il im In

Signalen f , bis f und dem künstlichen Signal f , entsi sm sn

sprechen und einen Lichtstrahl nullter Ordnung I_Q. Wenn die dynamischen Bereiche der Bildsignale f .. bis f gleichgemacht sind, werden die Kenndaten des Bildsignals bei dem abgelenkten Licht erster Ordnung bezüglich jedes Strahls gestreut. Dieses Streuen ist auf die verwendeten elektrischen Schaltungen, das Frequenzband des akustischen optischen Elements AO und auf eine Kreuzmodulation zwischen den Strahlen zurückzuführen. Da das Streuen der Kenndaten eines Bildsignals bei dem abgelenkten Licht erster Ordnung durch den Verstärkungsunterschied oder den Gradienten zwischen den Eingangs- und Ausgangskenndaten hervorgerufen wird, werden die in der Verstärkung geregelten Verstärker GC₁ bis GC so eingestellt, daß die Eingangs- und Ausgangskenndaten der jeweiligen Strahlen übereinstimmen.

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Ein Herabsetzen der Kreuzmodulation auf ein Minimum zwischen Strahlen in einem simultanen, optischen Mehrstrahlmodulationssystem kann mit Hilfe eines akustischen, optischen Elements mit einem breiten Frequenzband und dadurch erhalten werden, daß die Intensität der Gesamtablenkung von Licht erster Ordnung unabhängig von dem Eingang derBildsignale konstant gehalten wird; wenn das verwendete Frequenzband breit ist, kann, da die Kenndaten des Bildsignaleingangs bei einer Ablenkung von Licht erster Ordnung sich in jedem Strahl nicht so sehr unterscheiden, ein System zum Herabsetzen der Kreuzmodulation dadurch geschaffen werden, daß die Summe der Eingänge der Bildsignale konstant gehalten wird. In dem simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystem in Fig. 1 ist die Summe der Ausgangsstrahlen I₁₁ bis I₁ und eines künstlichen Strahls I , nämlich I₁ = I₁₁ + I₁- + ...I. + I. konstant gehalten. Um dies zu erreichen, wird eine künstliche Signalspannung f erzeugt, um die Summe von Bildsignal-

Sri

Eingangsspannungen f _Λ bis f und die Spannung f eines ^{3 3} ^c si sm sn

künstlichen Signals, nämlich ^"f , = f₁+f_ + f ...

*— so si s 2 sm

f , konstant zu machen,
sn

Bei dem simultanen, optischen Modulationssystem in Fig. 1 ist I₁₁Ct f ., I-Ctf ο'··* vorausgesetzt. Jedoch liegt die folgende Beziehung zwischen I₁₁ und f ₁ in der Praxis vor:

¹H - ¹Xn ^sin2Rfs1

wobei Keine Konstante ist. Infolgedessen hat dieses System keinen ausreichenden Kreuzmodulationsausgleich. - 7 -

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Die Erfindung soll daher ein simultanes, optisches Mehrstrahl-Modulationssystem mit einem verbesserten Kreuzmodulationsausgleich schaffen, indem Elemente mit einer quadratischen Charakteristik zwischen der Eingangs-und Ausgangsseite des simultanenen,optischen Mehrstrahl-Modulationssystem verwendet werden.

Gemäß der Erfindung werden eine Anzahl modulierter Signale mit der Amplitude von Trägern mit unterschiedlichen Frequenzen, welche mit einer Anzahl Signale moduliert sind,erhalten, und ein akustisches, optisches Element wird mit den modulierten Signalen angesteuert, so daß eine Lichtmodulation mittels des akustischen, optischen Elements durchgeführt wird; ferner wird ein künstliches Signal geschaffen durch Quadrieren einer Anzahl der Signale, durch Addieren und dann durch Invertieren der quadrierten Signale und einer Einstellspannung zum Einstellen eines Gesamtablenkwirkungsgrades des akustischen, optischen Signals oder durch Addieren und dann durch Invertieren einer Anzahl Signale und der Einstellspannung und dann durch Quadrieren des addierten und invertierten Ergebnisses. Die Amplitude eines zugeordneten Trägers wird durch das künstliche Signal moduliert und es wird ein modulierter Ausgang erhalten. Der modulierte Ausgang und die modulierten Signale werden dann zu einem aufsummierten Signal aufsummiert, welches dann an das akustische, optische Element angelegt wird.

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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen simultanen-, optischen Mehrstrahl-Modulationssystems;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausfuhrungsform eines simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystems gemäß der Erfindung;

Fig. 3 einen Teil einer Schaltung einer weiteren Ausführungsform eines simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystems gemäß der Erfindung; und

Fig. 4 einen Teil einer Schaltung einer weiteren Ausführungsform eines simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssy stems gemäß der Erfindung.

In einem simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystem kann eine Kreuzmodulation zwischen den Strahlen auf ein Minimum herabgesetzt werden, indem die Summe des Ausgangslichts I₁₁ bis I , nämlich ^T Iw konstant gehalten wird. Dies kann dadurch erhalten werden, daß die Leistungssumme von P₁₁ bis P₁ konstant gehalten wird, nämlich^P.. ^{= p}ii ⁺ Pi₂ ⁺ ....P₁ = konstant, wodurch dann die Intensität des Ausgangslichts

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I₁₁ bis I₁ gesteuert wird. Wenn die Eingangs-Ausgangs-Kenndaten jeder der Eingangsspannungen f ₁ bis £ gleich sind,

s ι sn

₁ = K(f_sl ² + f_s2 ² + ... +f_sn ² ) = konstant.

Wenn in diesem Fall f ₁*~*0 und f 2~^"^fs2' ^^{eht/ er}9^ibt sich

2 2 2

f₁ + f ₂ = I f ,,) . In dem simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystem in Fig. 1 wird versucht, einen Kreuz Modulationsausgleich durch Einstellen von f . + f _ = f _, zu schaffen. Infolgedessen kann ein ausreichender Kreuzmodula tionsausgleich nicht erhalten werden.

In der ersten Ausführungsform eines simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystems gemäß der Erfindung ist der vorerwähnte Nachteil beseitigt. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird die gefühlte Spannung jeder der Signalspannungen f ₁ f mittels Multiplizierschaltungen MP₁ bis MP quadriert und jede der Spannungen wird dann an eine Kreuzmodulations-Ausgleichsschaltung in der Form 1^2, f^ ....f^ Als Multiplizierschaltungen MP₁ bis MP können handelsübliche analoge Multiplizierschaltungen verwendet werden. Da die Eingangsspannungen f .., f ~/ f ->.... die Modulatoren M₁, M-·· modulieren, sind die Spannungen üblicherweise nicht höher als 1 V, und das Frequenzband reicht in Abhängigkeit von den Kenndaten eines akustischen, optischen Elements AO von Gleichspannung bis zu einigen MHz. Folglich könnte es vorkommen, daß das Frequenzband durch die Wirksamkeit der Multiplizierschaltung MP₁ bis MP begrenzt wird. Da in dem vor-

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liegenden optischen Mehrstrahl-Modulationssystem das künstliche Signal f mit der quadratischen Charakteristik immer erzeugt wird, kann ein hochgenauer Kreuzmodulationsausgleich erhalten werden.

In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform eines simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystems gemäß der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die Schaltungen dadurch vereinfacht, daß nur eine Multiplizierschaltung MP verwendet ist. Da in diesem System die Multiplizierschaltung MP das Ausgangssignal der eine Addition und Herabsetzung durchführenden, invertierenden Verstärkers OP quadriert, wird die Spannung f auf folgende Weise erhalten:

f = - (it _Λ + f _o + ...f ) - f sn ι si s ζ sm sn

Folglich können die Kreuzglieder, wie f ...f ο'^sI *^s3'^s2 *^s3'* ' Faktoren werden, welche das Betriebsverhalten dieses Systems verschlechtern. Diese Kreuzglieder brauchen jedoch innerhalb eines bestimmten Grenzbereichs nicht berücksichtigt zu werden, so daß ein ziemlich guter Kreuzmodulationsausgleich erhalten werden kann.

In Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform sind statt der Multiplizierschaltungen MP₁ bis MP in der ersten Ausführungsform Dioden D₁ bis D verwendet, so daß das System eine quadratische bzw. Rechteckkennlinie aufweist. Um die quadratischen oder Recht-

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kennlinien der Dioden D- bis D gleichzumachen, sind veränderliche Widerstände VR₁ bis VR_m vorgesehen, um so die Betriebskenndaten einzustellen. Mit Hilfe von Germaniumdioden für die Dioden D₁ bis D wurde bezüglich der Spannung ein gutes Betriebsverhalten geschaffen.

Das System kann somit ohne weiteres mit Hilfe von Dioden anstelle der teurenMultiplizierschaltungen aufgebaut werden.

Wie vorstehend beschrieben, ist in dem simultanen, optischen Mehrstrahl-Modulationssystem gemäß der Erfindung ein sorgfältiger Kreuzmosulationsausgleich möglich, da die Eingangsspannungen quadriert werden, um das künstliche Signal zu erhalten.

Ende der Beschreibung

03M-O

Claims

Patentansprüche

1. Simultanes, optisches Mehrstrahl-Modulationssystem, bei welchem eine Anzahl modulierter Signale mit der Amplitude von Trägern mit unterschiedlichen Frequenzen, die durch eine Anzahl Signale moduliert sind, erhalten werden, und ein akustisches, optisches Element mittels der modulierten Signale angesteuert wird, wodurch eine Lichtmodulation mittels des akustischen, optischen Elements durchgeführt wird, dadurch g ekennzeichnet, daß ein künstliches Signal durch Quadrieren einer Anzahl der Signale, durch Addieren und dann durch Invertieren der quadrierten Signale und einer Einstellspannung zum Einstellen eines Gesamtablenkwirkungsgrades des

akustischen, optischen Elements erzeugt wird, daß die Amplitude eines zugeordneten Trägers durch das künstliche Signal moduliert wird, und ein modulierter Ausgang erhalten wird, daß der modulierte Ausgang und die modulierten Signale zu einem aufsummierten Signal aufsummiert werden und daß das aufsummierte Signal an das akustische, optische Element angelegt wird.

2. Simultanes, optisches Mehrstrahl-Modulationssystem, bei welchem eine Anzahl von modulierten Signalen mit der Amplitude von Trägern mit unterschiedlichen Frequenzen erhalten

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(OOT) 9112 72 Telegramme: 9*1273 BERGSTAPFPATENT München 911274 TELEX: 913310 05245*0 BERO d

Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122150 (BLZ 70020011) Swift Coda: HYPO DE MM Bar« Vocinsbink München 453100 (BLZ 70020270) PofUcback München »S343-IM (BU 7« 100M)

ORIGINAL INSPECTED

werden, die durch eine Anzahl Signale moduliert sind, unc ein akustisches, optisches Element mittels der modulierten Signale angesteuert wird, wodurch eine Lichtmodulation mittels des akustischen, optischen Elements durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein künstliches Signal durch Addieren und dann durch Invertieren einer Anzahl der Signale und einer Einstellspannung zum Einstellen eines Gesamtablenkwirkungsgrades des akustischen, optischen Elements erzeugt wird, daß dann die Summe quadriert wird, daß hierauf die Amplitude eines zugeordneten Trägers durch das künstliche Signal moduliert wird und ein modulierter Ausgang erhalten wird, daß der modulierte Ausgang und die modulierten Signale zu einem aufsummierten Signal aufsummiert werden,und daß das aufsummierte Signal an das akustische, optische Element angelegt wird.

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