JP3323548B2 - Beam deflector - Google Patents

Beam deflector

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JP3323548B2
JP3323548B2 JP23835792A JP23835792A JP3323548B2 JP 3323548 B2 JP3323548 B2 JP 3323548B2 JP 23835792 A JP23835792 A JP 23835792A JP 23835792 A JP23835792 A JP 23835792A JP 3323548 B2 JP3323548 B2 JP 3323548B2
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light
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、音響光学素子を用いる
ビーム偏向装置、特に大きな偏向角を得ることができる
ビーム偏向装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a beam deflecting device using an acousto-optic device, and more particularly to a beam deflecting device capable of obtaining a large deflection angle.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ顕微鏡、レーザプリンタ、ファク
シミリ、スキャナグラフのような画像形成装置において
は、音響光学素子を有するビーム偏向装置が広く用いら
れている。このビーム偏向装置では、偏向信号を発生さ
せる駆動回路を音響光学素子に接続し、音響光学素子に
周波数が周期的に変化する超音波を供給している。そし
て、音響光学素子に周期的に変化する回折格子を形成
し、形成された回折格子によって入射ビームを所定の偏
向方向に周期的に偏向させている。この音響光学素子を
用いるビーム偏光装置は機械的駆動機構が不要であり、
しかもテレビレートでの高速走査が可能になる大きな利
点を有している。
2. Description of the Related Art In image forming apparatuses such as a laser microscope, a laser printer, a facsimile, and a scanner graph, a beam deflecting device having an acousto-optical element is widely used. In this beam deflecting device, a drive circuit for generating a deflection signal is connected to an acousto-optic element, and an ultrasonic wave whose frequency periodically changes is supplied to the acousto-optic element. Then, a periodically changing diffraction grating is formed in the acousto-optic element, and the incident beam is periodically deflected in a predetermined deflection direction by the formed diffraction grating. The beam polarizer using this acousto-optic element does not require a mechanical drive mechanism,
Moreover, there is a great advantage that high-speed scanning at a television rate is possible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】例えばレーザ顕微鏡の
ような光学式装置では、光ビームによる被走査面におけ
る走査長をできるだけ長くすることが望まれている。し
かしながら、音響光学素子の偏向角は数度程度であるた
め、走査長を長くしようとすると音響光学素子から被走
査面までの光路長を長くしなければならず、従って装置
自体が大型化する不具合が生じてしまう。
In an optical device such as a laser microscope, for example, it is desired that the scanning length of a surface to be scanned by a light beam be as long as possible. However, since the deflection angle of the acousto-optic element is about several degrees, if the scanning length is to be increased, the optical path length from the acousto-optic element to the surface to be scanned must be increased, and the apparatus itself becomes large. Will occur.

【0004】従って、本発明の目的は、音響光学素子が
有する特有の効果をそのまま維持しつつ、より大きな偏
向角を得ることができるビーム偏向装置を実現すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to realize a beam deflecting device capable of obtaining a larger deflection angle while maintaining the specific effects of the acousto-optic element.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段並びに作用】本発明による
ビーム偏向装置は、一方向に偏光した入射ビームを第1
の偏向方向に偏向する音響光学素子と、この音響光学素
子から出射したビームを、その偏向方向を90°回転さ
せて前記音響光学素子に再入射させる光学系と、前記音
響光学素子と再入射させる光学系との間に配置した1/
4波長板とを具え、前記再入射させる光学系から出射し
たビームを前記一方向に偏光した光ビームとして音響光
学素子に再入射させ、前記音響光学素子を2回通過させ
てより大きな合成偏向角の光ビームを出射させることを
特徴とする。このように、音響光学素子を2回通過させ
て第1の偏向方向及びこれを直交する第2の偏向方向に
ビーム偏向すれば、ビーム偏向装置から出射する偏向ビ
ームは第1及び第2の偏向方向についてベクトル合成さ
れた合成偏向ビームとなり、この結果偏向角が一層大き
くなり被走査面上において一層長い走査長を得ることが
できる。
SUMMARY OF THE INVENTION A beam deflecting device according to the present invention converts an incident beam polarized in one direction into a first beam.
An acousto-optic element that deflects light in the direction of deflection, an optical system that rotates the beam emitted from the acousto-optic element by 90 ° to re-enter the acousto-optic element, and re-enters the acousto-optic element 1 / placed between the optical system
A beam emitted from the optical system to be re-incident is re-incident on the acousto-optic element as a light beam polarized in the one direction, and passed through the acousto-optic element twice to obtain a larger combined deflection angle. Is emitted. As described above, if the beam is deflected in the first deflection direction and the second deflection direction orthogonal thereto by passing through the acousto-optic element twice, the deflection beam emitted from the beam deflection device becomes the first and second deflection directions. A resultant deflection beam is vector-combined in the direction. As a result, the deflection angle is further increased, and a longer scanning length on the surface to be scanned can be obtained.

【0006】第1及び第2の音響光学素子を同一の駆動
信号で駆動すれば、単一の音響光学素子で偏向する場合
に比べて被走査面上における走査長を√2倍にすること
ができると共に、出射後のビーム発散補正手段として高
価なシリンドリルカルレンズではなく安価な通常の球面
レンズを用いることができる。
When the first and second acousto-optical elements are driven by the same drive signal, the scanning length on the surface to be scanned can be increased by √2 times as compared with the case where deflection is performed by a single acousto-optical element. In addition, an inexpensive ordinary spherical lens can be used instead of an expensive cylindrical lens as a beam divergence correction unit after emission.

【0007】少なくとも一方の音響光学素子を駆動周波
数域が可変の駆動信号を用いれば、被走査面上における
スキャン方向を調整することができる。この結果、レー
ザ顕微鏡に適用する場合、モニタ上において被観察物体
が傾いて表示される場合でも試料ステージを回動操作す
ることなく電気的に被観察物体の像の傾きをモニタ上で
修正することができる。
If at least one of the acousto-optic elements uses a drive signal whose drive frequency range is variable, the scan direction on the surface to be scanned can be adjusted. As a result, when applied to a laser microscope, it is necessary to electrically correct the tilt of the image of the object to be observed on the monitor without rotating the sample stage even when the object to be observed is displayed tilted on the monitor. Can be.

【0008】さらに、1個の音響光学素子と偏向方向を
90°回転させて音響光学素子に再入射させる光学系とを
組み合わせれば、音響光学素子を1個だけ用いるだけで
第1の偏向方向及びこれと直交する第2の偏向方向にビ
ーム偏向することができ、簡単な構成で偏向角を増大さ
せることができる。
Further, one acousto-optic element and a deflection direction
When combined with an optical system that re-enters the acousto-optic element by rotating it by 90 °, the beam can be deflected in the first deflection direction and the second deflection direction orthogonal to this by using only one acousto-optic element. The deflection angle can be increased with a simple configuration.

【0009】[0009]

【実施例】図1は参考例として示すビーム偏向装置の一
例の構成を示す線図である。レーザ光源1から出射した
光ビームをビームエキスパンダ光学系(図示せず)によ
り拡大ビームとしてから第1の音響光学素子2に入射さ
せる。音響光学素子は、その特性上P偏光した光に対し
て偏向作用を有するから、レーザ光源1からP偏光した
光ビームを放射するものとする。この第1の音響光学素
子2は駆動回路3からの駆動信号によって駆動され、例
えば本例の場合紙面内において縞状の高屈折率領域と低
屈折率領域とが交互に形成され、全体として紙面内に延
在する格子面を有する回折格子が形成される。従って、
入射ビームは紙面内において所定の周波数で高速偏向さ
れ出射する。第1の音響光学素子2から出射した光ビー
ムはS偏光に変換されているから、λ/2板4によりP
偏光に変換してから第2の音響光学素子5に入射させ
る。この第2の音響光学素子5は駆動回路3からの駆動
信号従って第1の音響光学素子2の駆動信号と同一の駆
動信号によって駆動され、紙面と直交する方向すなわち
第1の音響光学素子2に形成される回折格子の格子面と
直交する格子面を有する回折格子が形成され、従って入
射ビームを紙面と直交する方向すなわち第1の音響光学
素子の偏向方向と直交する方向に高速偏向する。音響光
学素子は、その格子面内においてだけ偏向作用を有し、
格子面と直交する面内においては偏向作用を持たず光通
過媒体としてだけ作用する。よって、第2の音響光学素
子5にはその格子面と直交する面内で振動する光ビーム
が入射するが、この入射光は、その振動成分がそのまま
維持され格子面内においてだけ高速偏向されて出射す
る。この結果、第2の音響光学素子5から、互いに直交
する第1および第2の方向にそれぞれ独立して偏向され
た合成偏向ビームが出射することになる。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an example of a beam deflecting device shown as a reference example. The light beam emitted from the laser light source 1 is made into an expanded beam by a beam expander optical system (not shown) and then is incident on the first acousto-optic element 2. Since the acousto-optic element has a deflecting action on P-polarized light due to its characteristics, the laser light source 1 emits a P-polarized light beam. The first acousto-optic element 2 is driven by a drive signal from a drive circuit 3. For example, in the case of the present example, high refractive index regions and low refractive index regions in stripes are alternately formed in the plane of the paper. A diffraction grating having a grating surface extending therein is formed. Therefore,
The incident beam is deflected at high speed at a predetermined frequency in the plane of the paper and is emitted. Since the light beam emitted from the first acousto-optic element 2 has been converted into S-polarized light, the λ / 2 plate 4
The light is converted into polarized light and then enters the second acousto-optic element 5. The second acousto-optic element 5 is driven by the drive signal from the drive circuit 3 and therefore by the same drive signal as that of the first acousto-optic element 2, in the direction orthogonal to the plane of the drawing, that is, in the first acousto-optic element 2. A diffraction grating having a grating plane orthogonal to the grating plane of the formed diffraction grating is formed, and thus the incident beam is rapidly deflected in a direction orthogonal to the plane of the paper, that is, in a direction orthogonal to the deflection direction of the first acousto-optic element. The acousto-optic element has a deflecting action only in its lattice plane,
In a plane perpendicular to the lattice plane, the light has no deflecting effect and acts only as a light passing medium. Therefore, a light beam oscillating in a plane orthogonal to the lattice plane is incident on the second acousto-optic element 5, but this incident light is maintained at its oscillating component and deflected at high speed only in the lattice plane. Emit. As a result, from the second acousto-optic element 5, a combined deflection beam deflected independently in the first and second directions orthogonal to each other is emitted.

【0010】図2は、第2の音響光学素子5から出射す
る合成偏向ビームの軌跡を示す模式図であり、光軸と直
交する面上(被走査面上)に投影される光ビームの光点
の軌跡を示す。ラインaは第1の音響光学素子単独の場
合の偏向ビームの光点の軌跡を示し、ラインbは第2の
音響光学素子単独の場合の偏向ビームの光点の軌跡を示
し、ラインcは第1及び第2の音響光学素子の両方偏向
作用を受けた合成偏向ビームの光点の軌跡を示す。第1
及び第2の音響光学素子は同一の駆動信号によって駆動
されるので同期してビーム偏向作用を行い、しかも第1
及び第2の音響光学素子の偏向作用は互いに独立してい
るから、合成偏向ビームの光点の軌跡は第1及び第2の
音響光学素子の偏向量をベクトル合成したものと等価で
ある。この結果、図2に示すように、合成偏向ビームの
被走査方向における走査長は、音響光学素子それぞれ単
独の場合の走査長に比べて√2倍長くなることになる。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the trajectory of the combined deflection beam emitted from the second acousto-optic element 5, and the light of the light beam projected on a plane orthogonal to the optical axis (on the surface to be scanned). The trajectory of a point is shown. Line a shows the trajectory of the light spot of the deflection beam in the case of the first acousto-optic element alone, line b shows the trajectory of the light spot of the deflection beam in the case of the second acousto-optic element alone, and line c shows the trajectory of the deflecting beam. FIG. 4 shows the trajectories of the light spots of the combined deflection beam subjected to the deflection action of both the first and second acousto-optic elements. First
And the second acousto-optical element is driven by the same drive signal, so that it performs a beam deflecting action synchronously,
Since the deflection actions of the first and second acousto-optic elements are independent of each other, the trajectory of the light spot of the combined deflection beam is equivalent to the vector synthesis of the deflection amounts of the first and second acousto-optic elements. As a result, as shown in FIG. 2, the scanning length of the combined deflection beam in the scanning direction becomes √2 times longer than the scanning length of each of the acousto-optic elements alone.

【0011】尚、音響光学素子を用いてビーム偏向する
場合、音響光学素子の特性上、偏向方向にだけ発散性を
する偏向ビームが形成されてしまう。このため、従来の
ビーム偏向装置では、音響光学素子の出射側に高価なシ
リンドリルカルレンズを配置してビーム補正が行われて
いた。これに対して、本発明では、偏向面が互いに直交
する2個の音響光学素子を用いているから、音響光学素
子によって生ずる発散性が光軸を中心にして対称的に形
成され、この結果高価なシリンドリルカルレンズを用い
ることなく通常の球面レンズを用いてビーム補正するこ
とができる特有の利点も達成される。
When the beam is deflected using an acousto-optic element, a deflection beam having divergence only in the deflection direction is formed due to the characteristics of the acousto-optic element. For this reason, in the conventional beam deflecting device, an expensive cylindrical lens is arranged on the emission side of the acousto-optic element to perform beam correction. On the other hand, in the present invention, since two acousto-optic elements whose deflection surfaces are orthogonal to each other are used, the divergence generated by the acousto-optic element is formed symmetrically with respect to the optical axis. The unique advantage that the beam can be corrected using a normal spherical lens without using a simple cylindrical lens is also achieved.

【0012】図3は参考例のビーム偏向装置の変形例を
示す線図である。本例では、第1及び第2の音響光学素
子2及び5をそれぞれ別の駆動回路3及び6により駆動
し、第1の音響光学素子2の駆動周波数範囲を固定周波
数範囲とし、第2の音響光学素子5の駆動周波数を調整
可能な可変周波数範囲とする。音響光学素子の偏向角す
なわち被走査面上における走査長は、その駆動信号の駆
動周波数域で規定される。また、ビーム偏向装置から出
射する合成偏向ビームによって被走査面上に形成される
走査線は、各音響光学素子によって被走査面上に形成さ
れる走査線をベクトル合成したものとなるから、合成偏
向ビームによって被走査面上に形成される走査線の被走
査面上の基準線(例えば、被走査面のx軸又はy軸)に
対する走査線のなす角は駆動信号の駆動周波数域に応じ
て変化する。この状態を図4に基づいて説明する。
FIG. 3 is a diagram showing a modification of the beam deflecting device of the reference example. In this example, the first and second acousto-optical elements 2 and 5 are driven by different driving circuits 3 and 6, respectively, and the driving frequency range of the first acousto-optical element 2 is set to a fixed frequency range, and the second The drive frequency of the optical element 5 is set to a variable frequency range that can be adjusted. The deflection angle of the acousto-optic element, that is, the scanning length on the surface to be scanned is defined by the drive frequency range of the drive signal. The scanning line formed on the surface to be scanned by the combined deflection beam emitted from the beam deflecting device is obtained by vector combining the scanning line formed on the surface to be scanned by each acousto-optic element. An angle formed by a scanning line formed on the surface to be scanned by the beam with respect to a reference line on the surface to be scanned (for example, the x-axis or the y-axis of the surface to be scanned) changes according to the driving frequency range of the driving signal. I do. This state will be described with reference to FIG.

【0013】図4はx軸及びy軸によって規定される被
走査面上において、合成偏向ビームによって形成される
走査線を示す。今、第1の音響光学素子2は、光ビーム
を被走査面上でx軸方向に偏向し、第2の音響光学素子
5は光ビームをy軸方向に偏向するものとする。第1及
び第2の音響光学素子が互いに同一の周波数域の駆動信
号によって駆動される場合、被走査面上には矢印aが示
す走査線すなわちx軸及びy軸に対して45°の角度をな
す走査線が形成される。一方、第1の音響光学素子の駆
動周波数範囲が固定され、第2の音響光学素子の駆動周
波数範囲が第1の音響光学素子の駆動周波数範囲よりも
徐々に小さくなると、合成走査線のy軸成分が徐々に小
さくなるから、矢印b及びcに示すように、基準座標軸
例えばx軸に対する傾き角が徐々に小さくなる走査線が
形成されることになる。この結果、本例のビーム偏向装
置を例えばレーザ顕微鏡に適用した場合、図5に示すよ
うに、モニタの表示画面上に表示される被観察物体の像
が表示画面の基準軸に対して傾いている場合でも、第2
の音響光学素子の駆動周波数範囲を調整することにより
正立した像として表示することができる。従って、試料
ステージを回動することなく、電気信号を調整するだけ
で傾いた試料線を正立像としてモニタ上に表示すること
ができ、試料観察における操作性を一層向上することが
できる。
FIG. 4 shows a scanning line formed by the combined deflection beam on the surface to be scanned defined by the x-axis and the y-axis. Now, the first acousto-optic device 2 deflects the light beam in the x-axis direction on the surface to be scanned, and the second acousto-optic device 5 deflects the light beam in the y-axis direction. When the first and second acousto-optical elements are driven by drive signals in the same frequency range, an angle of 45 ° with respect to the scanning line indicated by the arrow a, that is, the x-axis and the y-axis, on the surface to be scanned. A scanning line is formed. On the other hand, when the driving frequency range of the first acousto-optical element is fixed and the driving frequency range of the second acousto-optical element becomes gradually smaller than the driving frequency range of the first acousto-optical element, the y-axis of the combined scanning line Since the components gradually decrease, as shown by arrows b and c, a scanning line is formed in which the inclination angle with respect to the reference coordinate axis, for example, the x-axis gradually decreases. As a result, when the beam deflecting device of the present example is applied to, for example, a laser microscope, as shown in FIG. 5, the image of the observed object displayed on the display screen of the monitor is inclined with respect to the reference axis of the display screen. Even if you have a second
By adjusting the driving frequency range of the acousto-optic element, the image can be displayed as an erect image. Therefore, the tilted sample line can be displayed as an erect image on the monitor by adjusting the electric signal without rotating the sample stage, and the operability in sample observation can be further improved.

【0014】図6は、図3に示すビーム偏向装置に用い
る駆動回路の一例の構成を示す回路図である。鋸歯状波
発生回路10から例えばテレビレートの水平走査周波数の
鋸歯状波を発生させ、第1の音響光学素子駆動信号を形
成する第1の電圧制御回路(V.C.O.)11 に供給する。そ
して、第1のV.C.O.からの出力信号を増幅器12を介して
固定周波数域の駆動信号として第1の音響光学素子2に
供給する。また、鋸歯状波発生回路10からの出力信号を
電圧制御回路13にも供給する。この電圧制御回路13は、
後段の第2の音響光学素子用の第2のV.C.O.14に供給す
べき電圧信号のピーク値及びベース値を制御する作用を
果たす。従って、例えば操作者は電圧制御回路14に接続
されている操作スイッチ等(図示せず)を操作すること
により第2のV.C.O.への供給電圧を適宜調整することが
できる。電圧制御回路14からの出力信号を第2のV.C.O.
15に供給し、増幅器16を介して第2の音響光学素子5に
駆動周波数域が調整された駆動信号を供給する。第1及
び第2の音響光学素子2及び5にそれぞれ供給される駆
動信号を図7に示す。尚、図7において、縦軸は周波数
を示し、横軸は時間を示す。図7に示すように、第1及
び第2の音響光学素子には、互いに同期し駆動周波数域
が互いに相異する駆動信号がそれぞれ供給されることに
なる。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a drive circuit used in the beam deflector shown in FIG. A sawtooth wave generating circuit 10 generates a sawtooth wave having a horizontal scanning frequency of, for example, a television rate, and supplies the sawtooth wave to a first voltage control circuit (VCO) 11 for forming a first acousto-optical element drive signal. Then, the output signal from the first VCO is supplied to the first acousto-optical element 2 via the amplifier 12 as a drive signal in a fixed frequency range. Further, the output signal from the sawtooth wave generation circuit 10 is also supplied to the voltage control circuit 13. This voltage control circuit 13
It functions to control the peak value and the base value of the voltage signal to be supplied to the second VCO 14 for the second acousto-optic element at the subsequent stage. Therefore, for example, the operator can appropriately adjust the supply voltage to the second VCO by operating an operation switch or the like (not shown) connected to the voltage control circuit 14. The output signal from the voltage control circuit 14 is supplied to the second VCO
15 to the second acousto-optic element 5 via the amplifier 16 to supply a drive signal whose drive frequency range is adjusted. FIG. 7 shows drive signals supplied to the first and second acousto-optical elements 2 and 5, respectively. In FIG. 7, the vertical axis indicates frequency, and the horizontal axis indicates time. As shown in FIG. 7, the first and second acousto-optical elements are supplied with drive signals which are synchronized with each other and have different drive frequency ranges.

【0015】図8は、参考例のビーム偏向装置の別の変
形例を示す線図である。本例では、第1の音響光学素子
と第2の音響光学素子とを長い光路長を以て結合する例
を示す。P偏光した光ビームを第1の音響光学素子20に
入射させ、紙面内で高速偏向させる。その出射ビームを
λ/2板21によりP偏光に変換し、第1,第2及び第3
のリレーレンズ22, 23及び24を経て輝点の像を第3のリ
レーレンズ24の瞳位置に形成する。この瞳位置に、第1
の音響光学素子20と同期し入射ビームを紙面と直交する
方向に偏向する第2の音響光学素子25を配置する。この
ように構成すれば、第2の音響光学素子25には静止状態
にある偏向ビームが入射するので、何ら支障なく光ビー
ムを2回偏向することができる。
FIG. 8 is a diagram showing another modification of the beam deflecting device of the reference example. In this example, an example is shown in which the first acousto-optic element and the second acousto-optic element are coupled with a long optical path length. The P-polarized light beam is made incident on the first acousto-optic element 20 and deflected at high speed in the plane of the drawing. The output beam is converted into P-polarized light by the λ / 2 plate 21, and the first, second, and third
The image of the luminescent spot is formed at the pupil position of the third relay lens 24 via the relay lenses 22, 23 and 24. At this pupil position, the first
A second acousto-optic element 25 that synchronizes with the acousto-optic element 20 and deflects the incident beam in a direction orthogonal to the paper surface is arranged. With this configuration, since the deflected beam in a stationary state enters the second acousto-optic element 25, the light beam can be deflected twice without any trouble.

【0016】図9は、本発明によるビーム偏向装置を示
す線図である。本例では、1個の音響光学素子を用いて
2回ビーム偏向する例を示す。偏向すべきP偏光した光
ビームを音響光学素子30に入射させる。この音響光学素
子30の入射面は図示の座標系xyzのxy面に平行な面
とし、音響光学素子30はy軸方向に入射ビームを偏向す
るものとする。この音響光学素子によって偏向された光
ビームはλ/4板31を透過し再入射光学系32に入射す
る。この再入射光学系32は互いに直角をなす2個の全反
射ミラー32a 及び32b から成り、2個の全反射ミラーの
稜線32c がxy平面に平行でx軸及びy軸に対して45°
の角度をなすように配置する。再入射光学系のミラー32
a に入射した偏向ビームは、稜線32c に対して45°の角
度をなす方向に偏向されており、ミラー面32a で反射
し、その反射光はミラー面32b で反射してλ/4板31を
通過して音響光学素子30に再入射する。音響光学素子に
再入射する光ビームはy軸に対して45°の角度をなすミ
ラー面で2回反射しているから、y軸と直交するx軸方
向に沿って偏向された偏向ビームすなわち偏向面が90°
回転した偏向ビームとなる。また、λ/4板31を2回通
過しているから再びP偏光した光として音響光学素子30
に入射する。再入射した偏向ビームは再びy軸方向に沿
って偏向されて音響光学素子30を出射する。この結果、
音響光学素子30から、x軸及びこれと直交するy軸方向
に偏向された合成偏向ビームが出射する。このように構
成すれば、音響光学素子を1個用いるだけで合成偏向ビ
ームを発生させることができる。
FIG. 9 is a diagram showing a beam deflecting device according to the present invention. In this example, an example is shown in which beam deflection is performed twice using one acousto-optic element. The P-polarized light beam to be deflected is incident on the acousto-optic device 30. The incident surface of the acousto-optic element 30 is a plane parallel to the xy plane of the illustrated coordinate system xyz, and the acousto-optic element 30 deflects the incident beam in the y-axis direction. The light beam deflected by this acousto-optic element passes through the λ / 4 plate 31 and enters the re-entry optical system 32. This re-incident optical system 32 is composed of two total reflection mirrors 32a and 32b which are at right angles to each other, and the ridge line 32c of the two total reflection mirrors is parallel to the xy plane and 45 ° with respect to the x axis and the y axis.
At an angle of. Re-entry optical system mirror 32
The deflected beam incident on a is deflected in a direction forming an angle of 45 ° with respect to the ridgeline 32c, is reflected on the mirror surface 32a, and the reflected light is reflected on the mirror surface 32b to pass through the λ / 4 plate 31. The light passes through and reenters the acousto-optic element 30. Since the light beam re-entering the acousto-optic element is reflected twice on the mirror surface forming an angle of 45 ° with respect to the y-axis, a deflected beam deflected along the x-axis direction orthogonal to the y-axis, ie, deflection 90 ° face
It becomes a rotated deflection beam. Further, since the light has passed through the λ / 4 plate 31 twice, it is converted into P-polarized light again.
Incident on. The re-entered deflected beam is deflected again along the y-axis direction and exits the acousto-optic element 30. As a result,
From the acousto-optic element 30, a combined deflection beam deflected in the x-axis direction and the y-axis direction orthogonal thereto is emitted. With this configuration, a combined deflection beam can be generated by using only one acousto-optic element.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、音
響光学素子を2回通過させて第1の偏向方向及びこれと
直交する第2の偏向方向にビーム偏向させているから、
ベクトル合成された合成偏向ビームが形成され、この結
果偏向角が一層大きくなり被走査面上において一層長い
走査長の走査線を形成することができる。
As described above, according to the present invention, the beam is deflected in the first deflection direction and the second deflection direction orthogonal to the first deflection direction by passing through the acousto-optic element twice.
A combined deflection beam formed by vector synthesis is formed. As a result, the deflection angle is further increased, and a scanning line having a longer scanning length can be formed on the surface to be scanned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は参考例のビーム偏向装置の一例の構成
を示す線図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a beam deflecting device of a reference example.

【図2】 図2は被走査面上で偏向ビームが形成する走
査線を示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing scanning lines formed by a deflection beam on a surface to be scanned.

【図3】 図3参考例のビーム偏向装置の変形例を示す
線図である。
FIG. 3 is a diagram showing a modified example of the beam deflecting device of the reference example of FIG. 3;

【図4】 図4は図3に示すビーム偏向装置の被走査面
上に形成される走査線を示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing scanning lines formed on a surface to be scanned of the beam deflecting device shown in FIG. 3;

【図5】 図5はモニタ上に表示される画像を示す線図
である。
FIG. 5 is a diagram showing an image displayed on a monitor.

【図6】 図6は図3に示すビーム偏向装置の駆動回路
を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a drive circuit of the beam deflector shown in FIG.

【図7】 図6に示す駆動回路から出力される駆動信号
の一例を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a drive signal output from the drive circuit illustrated in FIG. 6;

【図8】 図8は参考例のビーム偏向装置の別の変形例
を示す線図である。
FIG. 8 is a diagram showing another modified example of the beam deflecting device of the reference example.

【図9】 図9は本発明によるビーム偏向装置の別の変
形例を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing another modified example of the beam deflecting device according to the present invention.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一方向に偏光した入射ビームを第1の偏
向方向に偏向する音響光学素子と、この音響光学素子か
ら出射したビームを、その偏向方向を90°回転させて
前記音響光学素子に再入射させる光学系と、前記音響光
学素子と再入射させる光学系との間に配置した1/4波
長板とを具え、前記再入射させる光学系から出射したビ
ームを前記一方向に偏光した光ビームとして音響光学素
子に再入射させ、前記音響光学素子を2回通過させてよ
り大きな合成偏向角の光ビームを出射させることを特徴
とするビーム偏向装置。
1. An acousto-optic device for deflecting an incident beam polarized in one direction in a first deflection direction, and a beam emitted from the acousto-optic device is rotated by 90 ° to the acousto-optic device. An optical system to be re-entered, and the acoustic light
Quarter wave placed between the optical element and the optical system to be re-entered
A beam emitted from the re-entering optical system.
Acousto-optic element as a light beam polarized
A beam deflector that re-enters the beam and passes through the acousto-optic element twice to emit a light beam having a larger combined deflection angle.
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