JPH041719A

JPH041719A - 同時多ビーム光変調装置

Info

Publication number: JPH041719A
Application number: JP2103895A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Shinada; 英俊品田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1990-04-19
Publication date: 1992-01-07
Also published as: US5132834A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は同時多ビーム光変調装置に係り、特に入射され
たレーザビームを入力された信号の振幅に応じた強さで
かつ周波数に応じた方向に分割して射出するマルチ周波
数音響光学素子を利用した同時多ビーム光変調装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来より、マルチ周波数音響光学素子を利用した光変調
装置が知られている（特開昭５４−５４５５号公報、特
開昭５７−４１６１８号公報、特公昭５３−９８５６号
公報）。かかる光変調装置では、周波数が異る複数の高
周波信号を混合した駆動信号をマルチ周波数音響光学素
子の電気信号を超音波に変換するトランスデユーサに入
力して駆動している。また、各周波数に応じた光変調強
度が他の周波数により影響を受けて変化するのを防止す
るために、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）を用い
て混合された高周波信号のレベルを調節することや、論
理回路と減衰器とを用いて混合された高周波信号のレベ
ルを調節することが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の光変調装置では、混合された
後の高周波信号のレベルを調節するだけで、各発振回路
から８カされた高周波信号のレベルを独立に調節するこ
とができないため、画像記録に使用したとき各発振回路
出力の振幅差によって記録画像に濃度むらが生ずる、と
いう問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
各発振回路から出力される高周波信号の振幅差による濃
度むらをも補正することができる同時多ビーム光変調装
置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〕

上記目的を達成するたｔに本発明は、周波数が異る信号
を各々出力する複数の発振回路と、発振回路の各々に接
続されかつ発振回路から出力された信号の振幅を制御す
る複数の第１のレベル制御回路と、第１のレベル制御回
路の各々に接続されかつ画像データに基づいてオンオフ
される複数のスイッチ回路と、スイッチ回路の各々から
出力された信号を混合する少なくとも１つのコンバイナ
と、コンバイナから出力された信号の振幅を制御する少
なくとも１つの第２のレベル制御回路と、第２のレベル
制御回路から出力された信号の振幅に応じた強さでかつ
周波数に応じた方向に入射されたビームを分割して射出
する光変調器と、を含んで構成したものである。

〔作用〕

本発明の詳細な説明する。複数の発振回路は、それぞれ
周波数が異る信号を出力する。第１のレベル制御回路は
、発振回路の各々に接続されかつ発振回路から出力され
た信号の振幅を各々制御する。第１のレベル制御回路の
各々には、画像データに基づいてオンオフされるスイッ
チ回路が接続されている。スイッチ回路の各々から出力
された信号は、少なくとも１つのコンバイナによって混
合される。このコンバイナは、スイッチ回路の各々から
出力された信号の全てを一度に混合する１つのコンバイ
ナであってもよく、１つの群に少なくとも２つの信号が
含まれるように、スイッチ回路の各々から出力された信
号を複数の群に分け、各群毎に各々混合する複数のコン
バイナであってもよい。この複数のコンバイナを使用す
るときには、他のコンバイナによって最終的に１つの信
号に混合される。第２のレベル制御回路は、コンバイナ
から出力された信号の振幅を制御する。この第２のレベ
ル制御回路は、コンバイナを１つ用いるときは１つ設け
ればよいが、上記の複数のコンバイナを用いるときはそ
れぞれのコンバイナに対応して設ける。光変調器は、第
２のレベル制御回路から出力された信号の振幅に応じた
強さでかつ周波数に応じた方向に、入力されたビームを
分割して射出する。

第１のレベル制御回路が、発振回路の各々に接続されて
いるため、発振回路の各々から出力された信号の振幅を
各々独立に制御することができ、これによって各発振回
路から出力された信号の振幅を同一にすることができる
。また、第２のレベル制御回路は、コンバイナから出力
された信号の振幅を制御するため、光変調器に周波数が
異る信号を同時に人力したときに生ずる濃度むらの発生
を防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、発振回路の各々に
第１のレベル制御回路を接続するとともに、コンバイナ
から出力された信号の振幅を制御する第２のレベル制御
回路を設けたので、発振回路の各々から出力される信号
の振幅が等しくなるように調節するとともに、周波数が
異る信号を同時に光変調器に供給したときに生ずる光変
調強度の変化を防止して、記録画像に濃度むらが発生す
るのを防止することができる、という効果が得られる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図は、本実施例の同時多ビーム光変調装置が適用さ
れたレーザビーム記録装置を示すものである。Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ１２には電源１４が接続されている。このＨｅ
−Ｎｅレーザに代えて半導体レーザ等を用いてもよい。

Ｈｅ−Ｎｅレーザ１２のレーザビーム射出側には、レン
ズ１６、ＡＯＭ　（音響光学素子）１８、及びレンズ２
４が順に配列されている。ＡＯＭ１８は音響光学効果を
生ずる音響光学媒質２１を備えている。音響光学媒質２
１の対向する面には、入力された高周波信号に応じた超
音波を出力するトランスデユーサ１７と音響光学媒質２
１を伝播した超音波を吸収する吸音体１９とが貼着され
ている。トランスデユーサ１７は、ＡＯＭを駆動するＡ
　ＯＭドライバ２０に接続され、ＡＯＭドライバ２０は
制御回路２２に接続されている。レンズ２４のレーザビ
ーム射出側には、ミラー２６、ポリゴンミラー（回転多
面鏡）２８、走査レンズ２９、ミラー３２、リレーレン
ズ３３、ミラー３４、ガルバノメータミラー３６、ミラ
ー３８が順に配列されている。

ポリゴンミラー２８には、ポリゴンミラー２８を高速回
転するポリゴンドライバ３０が接続されている。また、
ガルバノメータミラー３６の近傍の記録用光路と異る方
向に反射されたレーザビームを受光可能な位置には、光
電変換器６０が配置されている。ミラー３８で反射され
たレーザビームはレンズ４０を通してステージ４２に照
射される。

ステージ４２には、マイクロフィルム等の記録材料４４
が配置されている。この記録材料４４は、それぞれリー
ル４６及びリール４８に層状に巻付けられている。

第３図に示すように、ＡＯＭ１８のレーザビーム射出側
の上記で説明した位置に配置されかつ受光したレーザビ
ームの強度に応じた大きさの電圧を出力する光電変換器
６０は、発振回路（第１図）から出力される信号の各々
の振幅を制御するたｔの信号をａカする信号発生回路５
８に接続されている。信号発生回路５８はＡＯＭドライ
バ２０に接続されている。

制御回路２２は、画像データを一時的に配憶するレジス
タ５０とレジスタ５０に接続されたデータ変換器５２を
備えている。この画像データは８ビツトのパラレル信号
で与えられている。データ変換器５２は、レジスタ５０
から人力される８ビツトの信号のオンの個数に応じた４
ビツトのパラレル信号を出力する。データ変換器５２に
はＤＡＣ（デジタル−アナログ変換器）５４が接続され
ている。ＤＡＣ５４は、データ変換器５２から出力され
る４ビツトのパラレル信号を、アナログ信号に変換して
ＡＯＭドライバ２０に出力する。このアナログ信号のレ
ベルは、第５図に示すように、信号のオンの数が多くな
るに従って高くなる。また、画像データは遅延回路５６
で所定時間遅延された後ＡＯＭドライバ２０に人力され
る。

ＡＯＭドライバ２０は、第１図に示すように、発振回路
６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ，６２Ｄ、６２Ｅ、６２Ｆ、６
２Ｇ、６２Ｈ、ローカルレベル制御回路６４Ａ、６４Ｂ
、６４Ｃ，６４Ｄ、６４Ｅ。

６４Ｆ、６４Ｇ、６４Ｈ，スイッチ回路６６Ａ１６６Ｂ
、６６Ｃ，６６Ｄ、６６Ｅ、６６Ｆ、６６Ｇ、６６Ｈを
備えている。ローカルレベル制御回路６４Ａ〜６４Ｈの
各々は発振回路６２Ａ〜６２Ｈの出力端の各々に接続さ
れ、ローカルレベル制御回路６４Ａ〜６４Ｈの出力端に
はスイッチ回路６６Ａ〜６６Ｈが各々接続されている。

ローカルレベル制御回路としては、ダブルバランスドミ
キサーやピンダイオードアッテネータを使用することが
できる。また、ローカルレベル制御回路６４Ａ〜６４Ｈ
のレベル制御端の各々には、信号発生回路５８が接続さ
れている。そして、スイッチ回路６６Ａ〜６６Ｈの制御
端の各々には、遅延回路５６から出力される画像データ
の各々が入力されるように接続されている。

スイッチ回路６６Ａ、６６Ｂの各出力端は、２つの信号
を１：１の割合で混合するコンバイナ６８ＡＢの入力端
に各々接続されている。同様に、スイッチ回路６６Ｃ１
６６Ｄの各出力端はコンバイナ６８ＣＤの入力端に接続
され、スイッチ回路６６Ｅ、６６Ｆの各出力端はコンバ
イナ６８ＥＦの入力端に接続され、スイッチ回路６６Ｇ
、６６Ｈの各出力端はコンバイナ６８ＧＨの入力端に接
続されている。

コンバイナ６８ＡＢの出力端はトータルレベル制御回路
７０ＡＢを介して増幅回路７２ＡＢに接続されている。

同様に、コンバイナ６８ＣＤの出力端はトータルレベル
制御回路７０ＣＤを介して増幅回路７２ＣＤに接続され
、コンバイナ６８ＥＦの出力端はトータルレベル制御回
路７０ＥＦを介して増幅回路７２ＥＦに接続され、コン
バイナＧＨの出力端はトータルレベル制御回路７０ＧＨ
を介して増幅回路７２ＧＨに接続されている。増幅回路
７２ＡＢ、７２ＣＤの各出力端はコンバイナ７４０入力
端に接続され、増幅回路７２ＥＦ。

７２ＧＨの各出力端はコンバイナ７６の入力端に接続さ
れている。コンバイナ７４．７６の出力端はコンバイナ
７８に接続され、コンバイナ７８の出力端はトランスデ
ユーサ１７に接続されている。

トータルレベル制ｉ　回路は、ローカルレベル制御回路
と同様にダブルバランスドミキサーやピンダイオードア
ッテネータで構成され、各々のレベル制御端には制御回
路２２のＤＡＣ５４の出力端が接続されている。

ここで、各発振回路から出力される高周波信号の周波数
間隔を等しくかつ各発振周波数をｆｌ、ｆ２、・・・　
ｆｌ　　（例えば、１１０．１２０、・・・　１８０Ｍ
Ｈｚ）とすると、周波数ｆ１、ｆ２の信号を混合したと
き第７図（１）に示すように、周波数２　ｆ、−ｆ２．
２　ｆ２−ｆ、の位置に、最も大きい相互変調妨害とな
る３次高調波信号が発生する。同様に、周波数ｆ３、ｆ
４の信号を混合すると、第７図（２）に示すように、周
波数２　ｆ３−ｆ、　、２　ｆ、−ｆ３の位置に３次高
調波信号が発生する。従って、上記のように周波数が隣
り合う信号同士を混合した後に周波数ｆ１、ｆ２、・・
・、ｆｌの信号の全てが混合されるようにすると、第７
図（３）に示すように、周波数２ｆ＋　　　ｆ２　、ｆ
ｌ　、ｆ２、・・・　　ｆｌ、２ｆ、−ｆ、の位置に３
次高調波信号が発生することになり、各発振回路から出
力される信号が歪むとともに、周波数２ｆ＋　　　ｆ２
．２ｆａ　　　ｆｔの位置に高いレベルの３次高調波信
号が発生することになる。従って、例えば、周波数ｆ４
の信号をオフにしても、第７図（４）に示すように、周
波数ｆ４　の位置に３次高調波信号が発生するとともに
、３次高調波信号によって周波数ｆ３、ｆ、の位置の信
号のレベルが低下することになる。従って、ＡＯＭで画
像データのオンオフに応じてレーザビームを分割するこ
とができなくなる。

そこで、本実施例では、周波数が隣り合わない信号同士
を周波数間隔が等しくかつ最大となるように組合せ、こ
の２つの信号を混合した後、最終的に１つの信号になる
ように混合している。すなわち、第１図に示すように、
周波数ｆ１の信号を出力する発振回路６２Ａと周波数ｆ
ｓの信号を発振する発振回路６２Ｂとを組み合わせて、
各発振回路６２Ａ、６２Ｂから出力される信号をコンバ
イナ６８ＡＢで混合している。同様に、コンバイナ６８
ＣＤは、周波数ｆｚ、ｆｓの信号を混合し、コンバイナ
６８ＥＦは、周波数ｆｓ、ｆ’ｒの信号を混合し、コン
バイナ６８ＧＨは、周波数ｆ６、ｆｌの信号を混合して
いる。

この結果、周波数ｆ、　、ｆ５の信号についてみると、
第８図〈１）に示すように、３次高調波信号は周波数ｆ
５の位置から充分に離れた周波数２ｆｓ　　　ｆｌの位
置、周波数ｆｌの位置から充分に離れた周波数２ｆ＋　
　　ｆｓの位置に発生する。同様に、周波数ｆ＋　Ｓｆ
ｓの信号についても３次高調波信号は周波数ｆ２、ｆ６
の位置から充分能れた周波数２ｆ２　　ｆ６．２ｆｓ　
　　ｆ２の位置に発生する。この結果、周波数ｆｌ、ｆ
２、・・・ｆｌの信号を全て混合したときには、第８図
（３）に示すように、３次高調波信号が広い周波数帯域
に亘って分散し、３次高調波信号のレベルが小さくなる
。周波数ｆ１〜ｆ８の範囲以外の３次高調波信号は、フ
ィルタで除去することが可能であり、また周波数ｆ１〜
ｆ６の範囲内に存在する３次高調波信号はレベルが低い
た約、周波数ｆ１、ｆ２、・・・　ｆｌの信号に与える
影響は小さく、これによって、画像データの１つがオフ
の場合においてもオフ信号に対する高調波信号の影響を
極めて小さくすることができる。

なお、上記では周波数が隣り合わない信号同士を周波数
間隔が等しくかつ最大となるように組合せたが、周波数
間隔が等しくなくてもまた最大でなくてもよい。

以下本実施例の作用を説明する。ホストコンピューター
等から供給される８ビツトの画像データはレジスタ５０
と遅延回路５６に供給される。データ変換器５２は、レ
ジスタ５０から入力された信号のオンの個数に応じたデ
ジタル信号を出力し、ＤＡＣ５４はこのデジタル信号に
応じた第５図に示すアナログ信号を出力する。このアナ
ログ信号は、トータルレベル制御回路７０ＡＢ〜７０Ｇ
Ｈの制御端の各々に入力される。また、遅延回路５６に
よって制御端の所定時間遅延された画像データは、ＡＯ
Ｍドライバ２０のスイッチ回路６６Ａ〜６６Ｈの各々に
人力される。各発振回路６２Ａ〜６２Ｈから出力された
信号は、ローカルレベル制御回路６４Ａ〜６４Ｈによっ
て振幅が調節された後スイッチ回路６６Ａ〜６６Ｈ１コ
ンバイナ６８ＡＢ〜６８ＧＨ，）−タルレベル制御回路
７０ＡＢ〜７０ＧＨ，増幅回路７２ＡＢ〜７２ＧＨ。

コンバイナ７４．７６、コンバイナ７８を介してＡＯＭ
ｌ、８のトランスデユーサ１７に供給される。

トランスデユーサ１７は、入力された信号を入力された
信号の周波数及び振幅に応じた超音波信号に変換する。

この超音波信号は、音響光学媒質２１を伝播して吸音体
１９に吸音される。このとき、Ｈｅ−Ｎｅレーザ１２か
らレーザビームが発振されていると、このレーザビーム
は、音響光学媒質２１によって超音波信号の振幅に応じ
た強さでかつ周波数に応じた方向に分割される。ＡＯＭ
ｌ８で分割されたマルチレーザビームは、ポリゴンミラ
ー２８によって主走査方向に走査され、ガルバノメータ
ミラー３６によって副走査方向に走査される。

第９図は、ガルバノメータミラー３６のミラの角度を経
過時間に応じて示したものである。第ｎ１１１の記録が
開始される前の非記録期間において、第ｎ前の画像デー
タが準備されると共に記録材料が１齢分搬送されて記録
材料の位置決めが行われる。記録が開始されると、ガル
バノメータミラー３６のミラー角度が記録終了角度にな
るまでに第ｎ＠のデータが転送されて第ｎ前の画像記録
が行われる。非記録期間のうちのチエツク期間において
は、各発振回路６２Ａ〜６２Ｈから出力される信号の振
幅調整、すなわちレベル調整が行われる。

このとき、ＡＯＭから射出されたレーザビームは、カル
バノメータミラ−３６によって記録光路上に位置しない
光電変換器６０方向へ反射される。このレベル調整にお
いては、トータルレベル制御回路７０ＡＢ〜７０ＧＨの
レベル制御端へ一定の電圧を印加し、各発振回路６２Ａ
〜６２Ｈ毎にレベル調節が行われる。すなわち、発振回
路６２Ａ〜６２Ｈから信号を出力した状態で、スイッチ
回路６６Ａだけオン状態とする。発振回路６２Ａから出
力された信号は、ローカルレベル制御回路６４Ａ１スイ
ツチ回路６６Ａ１コンバイナ６８ＡＢ。

トータルレベル制御回路７０ＡＢ、増幅回路７２ＡＢ等
を介してトランスデユーサ１７に供給される。これによ
り、ＡＯＭＩ　８からは発振回路６２Ａから出力された
信号の振幅に応じた強さのレーザビームが射出される。

ＡＯＭｌ８から射出されたレーザビームは、光電変換器
６０で受光され、光電変換器６０から受光したレーザビ
ームの強さに応じた電気信号が８カされる。信号発生回
路５８は、予め設定された基準値と光電変換器６０から
入力された信号のレベルとを比較する。信号発生回路５
８は、入力された信号のレベルが基準値より大きいとき
はローカルレベル制御回路６４Ａの制御端に印加する電
圧を低下して信号の振幅が小さくなるように制御し、人
力された信号のレベルが基準値より小さいときはローカ
ルレベル制御回路６４Ａの制御端に印加する電圧を上昇
させて信号の振幅が大きくなるように制御する。この結
果、ＡＯＭから射出された１つのレーザビームの強さが
目標値に調整される。そして、スイッチ回路６６Ｂ〜６
６Ｈを順にオンして上記と同様にして、発振回路６２Ｂ
１　・・・６２Ｈについてレベル調整が行われ、このチ
エツク期間では発振回路６２Ａ〜６２Ｈの全てについて
のレベル調整が行われる。画像記録中は、信号発生回路
５８は上記ように調整された電圧値を保持する。

また、第ｎ餉のデータを記録しているときには、レジス
タ５０、データ変換器５２及びＤＡＣ５４によってトー
タルレベル制御回路７０ＡＢ、７０ＣＤ、７０ＥＦ、７
０ＧＨの各々に、第５図に示す画像データのオンの数に
比例したアナログ信号が供給され、トータルレベル制御
回路はこのアナログ信号に応じてコンバイナ６８ＡＢ〜
６８ＧＨから出力された信号の振幅を制御する。これに
よって、ＡＯＭ１８から出力されるレーザビームの各々
の光強度は第６図に示すように信号のオンの数に拘らず
一定になり、画像データのオンの個数による画像濃度む
らが防止される。なお、信号のオンの個数によって振幅
を制御しないときは、ＡＯＭから射出される１つのレー
ザビームの強度は、同時に射出されるレーザビームの個
数、すなわち画像データのオンの個数に応じて第４図に
示すように変化する。

なお上記では、２つの信号を混合するコンバイナ６８Ａ
Ｂ〜６８ＧＨの後段にトータルレベル制御回路を接続し
た例について説明したが、コンバイナ７４．７６の後段
またはコンバイナ７８の後段にトータルレベル制御回路
を接続してもよい。

また、上記では光変調器として音響光学素子を用いた例
について説明したが、先導波路形変調器を用いてもよい
。

上８己実施例では、増幅回路７２ＡＢの後段に２つのコ
ンバイナ７４．７８が接続されている。信号がコンバイ
ナを通過すると、理論的に振幅が３ｄＢダウンするから
、２つのコンバイナでは６ｄＢ　（１／４）ダウンする
ことになる。また、増幅回路の前段にはコンバイナが１
つあるため、３次相互変調積の影響を防止するために４
倍増幅する必要がある。１つのレーザビームに対応する
高周波信号の目標電力を１２５ｍＷとすると、２つのコ
ンバイナでの電力ダウン分と３次相互変調積防止分とを
考慮して１２５ｍＷｘ４Ｘ４＝ｌＷの電力が必要になる
。従って、ＩＷの増幅回路を使用すればよい。これは、
混合した後−度に増幅するとき必要な電力の１／８であ
る。

上記では、２つの高周波振動を一度に増幅する位置に増
幅回路を接続した例について説明したが、各スイッチ回
路６６Ａ〜６６Ｈの出力端の各々に増幅回路を接続して
混合する前の高周波信号を各々増幅するようにしてもよ
い。この場合には、３段のコンバイナによる電力ダウン
分を補償すればよいから、９ｄＢ分増幅すればよい。

以上説明したように本実施例によれば、２つの高周波信
号を一度に増幅する位置に増幅回路を接続したので、最
大出力電力が小さい増幅回路を使用して相互変調妨害、
特に３次歪相互変調積の影響を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のＡＯＭドライバーを示すブロ
ック図、第２図は本発明が適用されたレーザビーム記録
装置を示す概略図、第３図は上記実施例の制御回路の詳
細を示すブロック図、第４図は画像データのオンの数と
レーザビームの強度との関係を示す線図、第５図は画像
データのオンの数とＤＡＣから出力されるアナログ信号
のレベルとの関係を示す線図、第６図は画像データのオ
ンの数とレーザビームの強度との関係を示す線図、第７
図（１）〜（４）は発振回路から出力される信号に対す
る３次高調波信号の影響を説明するための線図、第８図
（１）〜（３）゛は本実施例の発振回路から出力される
信号に対する３次高調波信号の影響を示す線図、第９図
はガルバノメータミラーの角度に対するチチェック期間
、非記録期間及び記録期間の関係を示す線図である。１２・・・Ｈｅ−Ｎｅレーザ、１８・・・ＡＯＭ。５４・・・ＤＡＣ。６４Ａ〜６４Ｈ・・・ローカルレベル制御回路、６６Ａ
〜６６Ｈ・・・スイッチ回路、６８ＡＢ〜６８ＧＨ，７４，７６，７８コンバイナ、７０ＡＢ〜７０ＧＨ・・・トータルレベル制御回路、？
２ＡＢ〜７２ＧＨ・・・増幅回路。第図Ｈｅ−Ｎｅし号第図第図第図第図第図１−／　ＩｒＶ　　Ｇ　ｄ［’　＊

Claims

【特許請求の範囲】

（１）周波数が異る信号を各々出力する複数の発振回路
と、発振回路の各々に接続されかつ発振回路から出力された
信号の振幅を制御する複数の第１のレベル制御回路と、第１のレベル制御回路の各々に接続されかつ画像データ
に基づいてオンオフされる複数のスイッチ回路と、スイッチ回路の各々から出力された信号を混合する少な
くとも１つのコンバイナと、コンバイナから出力された信号の振幅を制御する少なく
とも１つの第２のレベル制御回路と、第２のレベル制御
回路から出力された信号の振幅に応じた強さでかつ周波
数に応じた方向に入射されたビームを分割して射出する
光変調器と、を含む同時多ビーム光変調装置。