JPH04229835A - 光ビーム偏向装置 - Google Patents
光ビーム偏向装置Info
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- JPH04229835A JPH04229835A JP41495590A JP41495590A JPH04229835A JP H04229835 A JPH04229835 A JP H04229835A JP 41495590 A JP41495590 A JP 41495590A JP 41495590 A JP41495590 A JP 41495590A JP H04229835 A JPH04229835 A JP H04229835A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波によって物質中
に屈折率の周期的変動が生じ、これが光の回折格子とな
って、そこを通る光の進行方向を変化させる現象、即ち
音響光学効果を利用した所謂音響光学偏向(AOD)素
子を用いた光ビーム偏向装置に関し、特に、このAOD
素子に対し、該AOD素子内において超音波進行波を形
成するための駆動信号(掃引信号)を供給する駆動回路
の構成に関する。
に屈折率の周期的変動が生じ、これが光の回折格子とな
って、そこを通る光の進行方向を変化させる現象、即ち
音響光学効果を利用した所謂音響光学偏向(AOD)素
子を用いた光ビーム偏向装置に関し、特に、このAOD
素子に対し、該AOD素子内において超音波進行波を形
成するための駆動信号(掃引信号)を供給する駆動回路
の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】強度変調されたレーザビームを、水平及
び垂直方向に2次元的にラスタ走査して、例えば、テレ
ビジョン画像を表示するレーザ描画装置がある。そして
、このレーザ描画装置のレーザビームの走査方式として
、回転多面鏡を用いた機械方式があるが、この回転多面
鏡を用いた機械方式には、以下の欠点がある。 (i)回転多面鏡を回転駆動するモータの軸振れ等によ
る振動が発生する。 (ii)回転多面鏡の回転による風切り音等の騒音が発
生する。 (iii)回転多面鏡の軸受の耐久性に問題がある。 (iv)上述した回転駆動モータの回転の立ち上がりが
速やかでは無いので、クイック・スタートが困難である
。 (v)回転駆動モータの回転安定性に問題があるため、
時間ジッターが発生する。 以上のような欠点を有する機械方式のレーザビーム走査
方式に対して、機械的な駆動部分の無い音響光学偏向器
を用いた音響光学走査方式が、例えば、「音響光学偏向
器を使用したラスタ走査型レーザディスプレイ装置」(
電子通信学会論文誌第58巻C、第4号1975年第2
09頁〜第216頁)に記載されている。
び垂直方向に2次元的にラスタ走査して、例えば、テレ
ビジョン画像を表示するレーザ描画装置がある。そして
、このレーザ描画装置のレーザビームの走査方式として
、回転多面鏡を用いた機械方式があるが、この回転多面
鏡を用いた機械方式には、以下の欠点がある。 (i)回転多面鏡を回転駆動するモータの軸振れ等によ
る振動が発生する。 (ii)回転多面鏡の回転による風切り音等の騒音が発
生する。 (iii)回転多面鏡の軸受の耐久性に問題がある。 (iv)上述した回転駆動モータの回転の立ち上がりが
速やかでは無いので、クイック・スタートが困難である
。 (v)回転駆動モータの回転安定性に問題があるため、
時間ジッターが発生する。 以上のような欠点を有する機械方式のレーザビーム走査
方式に対して、機械的な駆動部分の無い音響光学偏向器
を用いた音響光学走査方式が、例えば、「音響光学偏向
器を使用したラスタ走査型レーザディスプレイ装置」(
電子通信学会論文誌第58巻C、第4号1975年第2
09頁〜第216頁)に記載されている。
【0003】この音響光学偏向器、即ち音響光学偏向(
AOD)素子(以下、AOD素子と記す)は、図5に示
すように、音響光学媒体21aの一面に、圧電効果を利
用した圧電振動子21bが取付けられた構造となってい
る。このAOD素子21に高周波発振器(駆動回路)2
2より高周波信号Sを圧電振動子21bを介して加える
と、媒体21a内に音波による回折格子(音波パターン
)23ができ、この媒体21a内に光ビーム(レーザビ
ーム)lを通過させると、音波パターン23による回折
光l1 が得られる。そして、この高周波信号Sの周波
数を変化させることにより、音波パターン23のピッチ
が変化し、それに伴って、回折光l1 の偏向角θが変
わり、光ビームlを水平あるいは垂直方向に偏向するこ
とができる。この場合、回折光l1 として、普通は一
次光が使用される。
AOD)素子(以下、AOD素子と記す)は、図5に示
すように、音響光学媒体21aの一面に、圧電効果を利
用した圧電振動子21bが取付けられた構造となってい
る。このAOD素子21に高周波発振器(駆動回路)2
2より高周波信号Sを圧電振動子21bを介して加える
と、媒体21a内に音波による回折格子(音波パターン
)23ができ、この媒体21a内に光ビーム(レーザビ
ーム)lを通過させると、音波パターン23による回折
光l1 が得られる。そして、この高周波信号Sの周波
数を変化させることにより、音波パターン23のピッチ
が変化し、それに伴って、回折光l1 の偏向角θが変
わり、光ビームlを水平あるいは垂直方向に偏向するこ
とができる。この場合、回折光l1 として、普通は一
次光が使用される。
【0004】即ち、高周波信号Sの発振周波数が低い場
合には、波長の長い進行波が作られ、発振周波数が高い
場合には、波長の短い進行波が作られる。この時、超音
波振動の上記進行波の波長が短いほど、大きな偏向を受
けるので、高周波信号Sの発振周波数を低い周波数から
高い周波数へ鋸歯状に繰り返し掃引することで、このA
OD素子21から出射する光ビームl1 は、偏向を受
けて偏向走査を繰返す走査光ビームとなる。
合には、波長の長い進行波が作られ、発振周波数が高い
場合には、波長の短い進行波が作られる。この時、超音
波振動の上記進行波の波長が短いほど、大きな偏向を受
けるので、高周波信号Sの発振周波数を低い周波数から
高い周波数へ鋸歯状に繰り返し掃引することで、このA
OD素子21から出射する光ビームl1 は、偏向を受
けて偏向走査を繰返す走査光ビームとなる。
【0005】また、この高周波信号Sの振幅を変化させ
ることにより、光ビームlの透過率を変化させることが
でき、光強度変調器としての機能も有する。
ることにより、光ビームlの透過率を変化させることが
でき、光強度変調器としての機能も有する。
【0006】上記AOD素子21は、普通電圧制御発振
器(VCO)と組み合せて使用される。即ち、図6に示
すように、電圧制御発振器24の入力端子φinに掃引
信号の元となる入力電圧信号Vinを供給する。この入
力電圧信号Vinは、例えば図9に示すように、1水平
走査期間(t1 〜t2)において、例えばV1 〜V
2(V2 >V1)に変化するリニア信号が用いられる
。電圧制御発振器24は、上記入力電圧信号Vinの入
力に基いて、該入力電圧信号Vinを周波数変換し、図
10に示すように、1水平走査期間(t1 〜t2 )
において、その発振周波数が低周波f1 から高周波f
2 に変化する掃引信号Sに変換させる。この掃引信号
Sは、一般にAM成分にばらつきがあるため、次の平衡
変調器25において、該平衡変調器25の入力端子φA
Mに入力されるAM制御信号Scに基いて、そのAM成
分が補正される。AM成分が補正された掃引信号Sは、
その後、電力増幅器26を介して図10で示す鋸歯状の
掃引信号SとしてAOD素子21に入力される。
器(VCO)と組み合せて使用される。即ち、図6に示
すように、電圧制御発振器24の入力端子φinに掃引
信号の元となる入力電圧信号Vinを供給する。この入
力電圧信号Vinは、例えば図9に示すように、1水平
走査期間(t1 〜t2)において、例えばV1 〜V
2(V2 >V1)に変化するリニア信号が用いられる
。電圧制御発振器24は、上記入力電圧信号Vinの入
力に基いて、該入力電圧信号Vinを周波数変換し、図
10に示すように、1水平走査期間(t1 〜t2 )
において、その発振周波数が低周波f1 から高周波f
2 に変化する掃引信号Sに変換させる。この掃引信号
Sは、一般にAM成分にばらつきがあるため、次の平衡
変調器25において、該平衡変調器25の入力端子φA
Mに入力されるAM制御信号Scに基いて、そのAM成
分が補正される。AM成分が補正された掃引信号Sは、
その後、電力増幅器26を介して図10で示す鋸歯状の
掃引信号SとしてAOD素子21に入力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記電圧制
御発振器24は、その電圧−周波数変換において、図1
1の曲線Iに示すように、入力電圧信号Vinの入力電
圧と発振周波数fとの間に10〜20%程度の非直線性
を有する。また、温度変化に対しても1%程度のドリフ
トがある。AOD素子21も入力周波数と偏向角との間
に 0.3%程度の非直線性があり、温度変化に対して
は、 200PPm/℃程度のドリフトがある。
御発振器24は、その電圧−周波数変換において、図1
1の曲線Iに示すように、入力電圧信号Vinの入力電
圧と発振周波数fとの間に10〜20%程度の非直線性
を有する。また、温度変化に対しても1%程度のドリフ
トがある。AOD素子21も入力周波数と偏向角との間
に 0.3%程度の非直線性があり、温度変化に対して
は、 200PPm/℃程度のドリフトがある。
【0008】従って、現状では、光ビーム回折光l1
の偏向角度が小さくてよい場合、例えば、掃引信号Sの
発振周波数が図11で示す特性曲線(曲線I)のリニア
な部分と対応する場合(図示の例では、発振周波数f3
〜f4 )には、図6で示す駆動回路をそのまま使用す
るようにしている。
の偏向角度が小さくてよい場合、例えば、掃引信号Sの
発振周波数が図11で示す特性曲線(曲線I)のリニア
な部分と対応する場合(図示の例では、発振周波数f3
〜f4 )には、図6で示す駆動回路をそのまま使用す
るようにしている。
【0009】一方、偏向角度が大きい場合、例えば発振
周波数としてf1 〜f2 を用いる場合には、図6で
示す駆動回路をそのまま使用することができないため、
例えば図7で示すように、A/D変換器31、ROM3
2、D/A変換器33及び電圧制御発振器24を有する
駆動回路34を用いている。
周波数としてf1 〜f2 を用いる場合には、図6で
示す駆動回路をそのまま使用することができないため、
例えば図7で示すように、A/D変換器31、ROM3
2、D/A変換器33及び電圧制御発振器24を有する
駆動回路34を用いている。
【0010】この駆動回路34は、入力端子φinに供
給される入力電圧信号VinをA/D変換器31にてデ
ジタルの入力信号dinに変換し、この入力信号din
自体をROM32のアドレス指定信号として用いる。そ
して、このアドレス指定信号dinの入力に基いて、R
OM32から取出されたデータdを順次D/A変換器3
3にてアナログの補正信号Sbに変換する。ROM32
に書き込まれたデータdは、図11で示す特性曲線(曲
線I)の逆関数データであり、電圧制御発振器24の電
圧−周波数変換特性を予めプロットしておき、このプロ
ットにて作成される特性曲線(曲線I)の逆関数曲線(
曲線IIで示す) を求めてROM32に書込でおく。 従って、上記補正信号Sbは、図11の特性曲線(曲線
I)における逆関数曲線(曲線II)と等価な信号とな
る。次に、電圧制御発振器24は、上記補正信号Sbの
入力に基いて、該補正信号Sbを周波数変換する。電圧
制御発振器24での電圧−周波数変換は、図11の曲線
Iで示す特性に従って変換するため、上記補正信号Sb
に対する周波数変換により、非直線成分が同時に補正さ
れ、曲線III で示すほぼリニアな特性に基いて周波
数変換される。そして、この電圧制御発振器24より出
力された掃引信号Sは、平衡変調器25にてそのAM成
分が補正され、電力増幅器26を介してAOD素子21
に入力される。
給される入力電圧信号VinをA/D変換器31にてデ
ジタルの入力信号dinに変換し、この入力信号din
自体をROM32のアドレス指定信号として用いる。そ
して、このアドレス指定信号dinの入力に基いて、R
OM32から取出されたデータdを順次D/A変換器3
3にてアナログの補正信号Sbに変換する。ROM32
に書き込まれたデータdは、図11で示す特性曲線(曲
線I)の逆関数データであり、電圧制御発振器24の電
圧−周波数変換特性を予めプロットしておき、このプロ
ットにて作成される特性曲線(曲線I)の逆関数曲線(
曲線IIで示す) を求めてROM32に書込でおく。 従って、上記補正信号Sbは、図11の特性曲線(曲線
I)における逆関数曲線(曲線II)と等価な信号とな
る。次に、電圧制御発振器24は、上記補正信号Sbの
入力に基いて、該補正信号Sbを周波数変換する。電圧
制御発振器24での電圧−周波数変換は、図11の曲線
Iで示す特性に従って変換するため、上記補正信号Sb
に対する周波数変換により、非直線成分が同時に補正さ
れ、曲線III で示すほぼリニアな特性に基いて周波
数変換される。そして、この電圧制御発振器24より出
力された掃引信号Sは、平衡変調器25にてそのAM成
分が補正され、電力増幅器26を介してAOD素子21
に入力される。
【0011】また、従来では、図8に示すように、電圧
制御発振器24の発振周波数の安定化及び直線性の改善
のために位相比較器34、ローパスフィルタ35等を有
するPLL回路36を構成して使用している。この駆動
回路37は、PLL回路36にてフィードバックをかけ
て使用する一般的な方法であり、精度も良好である。
制御発振器24の発振周波数の安定化及び直線性の改善
のために位相比較器34、ローパスフィルタ35等を有
するPLL回路36を構成して使用している。この駆動
回路37は、PLL回路36にてフィードバックをかけ
て使用する一般的な方法であり、精度も良好である。
【0012】即ち、この駆動回路37は、水晶発振器(
図示せず)などから出力されて位相比較器34の入力端
子φbに入力される正確な発振周波数frと、電圧制御
発振器24からの出力信号周波数foをプログラマブル
カウンタ36の入力端子φpに入力されるデータNによ
り1/Nした信号fo/Nとを位相比較器で比較するよ
うにループが構成され、このPLL回路36がロックし
た状態では、双方の周波数関係がfr=fo/N,fo
=N・frとなり、データNを可変にすることによって
、foがfrの整数倍の周波数で発振するようにする。 このPLL回路36を用いた駆動回路37によれば、図
11の曲線III で示すリニアな電圧−周波数変換特
性により周波数変換することと等価となり、掃引信号S
の発振周波数の安定化及び直線性が改善される。
図示せず)などから出力されて位相比較器34の入力端
子φbに入力される正確な発振周波数frと、電圧制御
発振器24からの出力信号周波数foをプログラマブル
カウンタ36の入力端子φpに入力されるデータNによ
り1/Nした信号fo/Nとを位相比較器で比較するよ
うにループが構成され、このPLL回路36がロックし
た状態では、双方の周波数関係がfr=fo/N,fo
=N・frとなり、データNを可変にすることによって
、foがfrの整数倍の周波数で発振するようにする。 このPLL回路36を用いた駆動回路37によれば、図
11の曲線III で示すリニアな電圧−周波数変換特
性により周波数変換することと等価となり、掃引信号S
の発振周波数の安定化及び直線性が改善される。
【0013】しかしながら、図7及び図8で示す駆動回
路34及び37は、電圧制御発振器24を使用している
ことから、温度変化に対するドリフトが依然解決されず
、使用環境によってばらつきが生じ、掃引信号Sの再現
性が悪いという不都合がある。特に、図8で示す駆動回
路37は、図7で示す駆動回路34よりも精度上優れて
いるが、PLL回路36のループ内に時定数を含むため
に、駆動回路37における系全体の応答速度が遅いとい
う不都合がある。
路34及び37は、電圧制御発振器24を使用している
ことから、温度変化に対するドリフトが依然解決されず
、使用環境によってばらつきが生じ、掃引信号Sの再現
性が悪いという不都合がある。特に、図8で示す駆動回
路37は、図7で示す駆動回路34よりも精度上優れて
いるが、PLL回路36のループ内に時定数を含むため
に、駆動回路37における系全体の応答速度が遅いとい
う不都合がある。
【0014】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、電圧制御発振器の省
略化を実現させて、電圧制御発振器の欠点である電圧−
周波数変換特性の非直線性並びに温度変化に対するドリ
フトをなくし、AOD素子に対し、安定した直線性のあ
る掃引信号を供給することができ、高速で常に安定な光
ビームの偏向を行なうことができる光ビーム偏向装置を
提供することにある。
もので、その目的とするところは、電圧制御発振器の省
略化を実現させて、電圧制御発振器の欠点である電圧−
周波数変換特性の非直線性並びに温度変化に対するドリ
フトをなくし、AOD素子に対し、安定した直線性のあ
る掃引信号を供給することができ、高速で常に安定な光
ビームの偏向を行なうことができる光ビーム偏向装置を
提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】音響光学偏向素子(AO
D素子)1に対して駆動信号(掃引信号)Sを供給する
ことにより、AOD素子1内に時間の経過と共に所定方
向に進行する音波パターン3を形成し、この音波パター
ン3の回折作用によって、AOD素子1に入射する入射
光ビームlを偏向するようになされた光ビーム偏向装置
Aにおいて、上記掃引信号Sを構成するデータが格納さ
れるメモリ5と、メモリ5からのデータの読み出しアド
レスを指定するアドレスカウンタ9と、メモリ5より読
み出されたデータを掃引信号Sに変換する変換器7とを
備えて構成する。
D素子)1に対して駆動信号(掃引信号)Sを供給する
ことにより、AOD素子1内に時間の経過と共に所定方
向に進行する音波パターン3を形成し、この音波パター
ン3の回折作用によって、AOD素子1に入射する入射
光ビームlを偏向するようになされた光ビーム偏向装置
Aにおいて、上記掃引信号Sを構成するデータが格納さ
れるメモリ5と、メモリ5からのデータの読み出しアド
レスを指定するアドレスカウンタ9と、メモリ5より読
み出されたデータを掃引信号Sに変換する変換器7とを
備えて構成する。
【0016】
【作用】上述の本発明の構成によれば、電圧−周波数変
換の直線性及び温度特性の悪い電圧制御発振器(VCO
)を使用しないため、AOD素子1に対し、安定した直
線性のある掃引信号Sを供給することができ、安定した
光ビームlの偏向を行なうことができる。
換の直線性及び温度特性の悪い電圧制御発振器(VCO
)を使用しないため、AOD素子1に対し、安定した直
線性のある掃引信号Sを供給することができ、安定した
光ビームlの偏向を行なうことができる。
【0017】また、PLL回路のようなループを形成し
ないため、ループ内の時定数による信号出力の遅延化等
のような問題が無く、掃引信号Sの出力に関し、その高
速化が図れ、それに伴ない、AOD素子1での光ビーム
lの偏向の高速化を図ることができる。このことは、例
えばHDTV方式による光ビームlの偏向に対し、その
追従性の改善につながる。
ないため、ループ内の時定数による信号出力の遅延化等
のような問題が無く、掃引信号Sの出力に関し、その高
速化が図れ、それに伴ない、AOD素子1での光ビーム
lの偏向の高速化を図ることができる。このことは、例
えばHDTV方式による光ビームlの偏向に対し、その
追従性の改善につながる。
【0018】
【実施例】以下、図1〜図4を参照しながら本発明の実
施例を説明する。
施例を説明する。
【0019】図1は、本実施例に係る光ビーム偏向装置
Aの構成を示すブロック線図である。
Aの構成を示すブロック線図である。
【0020】この光ビーム偏向装置Aは、図示する如く
、入射される光ビーム(例えばレーザビーム)lを時間
の経過と共に所定方向、例えば水平方向に偏向させる音
響光学偏向素子(以下、単にAOD素子と記す)1を有
する。
、入射される光ビーム(例えばレーザビーム)lを時間
の経過と共に所定方向、例えば水平方向に偏向させる音
響光学偏向素子(以下、単にAOD素子と記す)1を有
する。
【0021】このAOD素子1は、音響光学媒体1aの
一面に、圧電効果を利用した圧電振動子1bが接着剤等
で取付けられた構造となっており、このAOD素子1に
後述する駆動回路2からの掃引信号Sを圧電振動子1b
を介して加えることにより、音響光学媒体1a内に音波
(超音波)による回折格子、即ち音波パターン3が形成
される。そして、この音響光学媒体1aに光ビームlを
入射させると、光ビームlは、音響光学媒体1a内に形
成されている上記音波パターン3により回折され、所定
の方向に偏向される。そして、この掃引信号Sの発振周
波数を変化させることにより、音波パターン3の各ピッ
チが変化し、それに伴って、AOD素子1から出射され
る回折光(一次光)l1 の偏向角θが順次変化し、時
間の経過に伴って、光ビームlが水平あるいは垂直方向
に偏向される。本例に用いられる掃引信号Sは、図3に
示すように、その発振周波数が例えば1水平走査期間(
t0 〜tm)において、低い周波数f1(例えば75
MHz)から高い周波数f2(例えば150MHz)に
リニアに変化する鋸歯状の信号が用いられる。
一面に、圧電効果を利用した圧電振動子1bが接着剤等
で取付けられた構造となっており、このAOD素子1に
後述する駆動回路2からの掃引信号Sを圧電振動子1b
を介して加えることにより、音響光学媒体1a内に音波
(超音波)による回折格子、即ち音波パターン3が形成
される。そして、この音響光学媒体1aに光ビームlを
入射させると、光ビームlは、音響光学媒体1a内に形
成されている上記音波パターン3により回折され、所定
の方向に偏向される。そして、この掃引信号Sの発振周
波数を変化させることにより、音波パターン3の各ピッ
チが変化し、それに伴って、AOD素子1から出射され
る回折光(一次光)l1 の偏向角θが順次変化し、時
間の経過に伴って、光ビームlが水平あるいは垂直方向
に偏向される。本例に用いられる掃引信号Sは、図3に
示すように、その発振周波数が例えば1水平走査期間(
t0 〜tm)において、低い周波数f1(例えば75
MHz)から高い周波数f2(例えば150MHz)に
リニアに変化する鋸歯状の信号が用いられる。
【0022】しかして、本例においては、この掃引信号
Sの作成に係る駆動回路2を、図1に示すように、複数
のROM(図示の例では、5つのROM)4a〜4eを
有するデータ格納部5と、データ格納部5からの並列デ
ータをシリーズなデータに変換するデータセレクタ6と
、データセレクタ6からのデータをアナログの掃引信号
Sに変換する超高速D/A変換器7とを具備して構成す
る。
Sの作成に係る駆動回路2を、図1に示すように、複数
のROM(図示の例では、5つのROM)4a〜4eを
有するデータ格納部5と、データ格納部5からの並列デ
ータをシリーズなデータに変換するデータセレクタ6と
、データセレクタ6からのデータをアナログの掃引信号
Sに変換する超高速D/A変換器7とを具備して構成す
る。
【0023】即ち、各ROM4a〜4eには図2に示す
ように、例えば8ビット構成の記憶領域が多数配列され
、例えばROM4aのアドレス0における記憶領域には
、図4で示す掃引信号Sのt1 及びt2 時における
振幅データx1 及びx2 が夫々4ビットのデータと
して格納されている。同様に、ROM4bのアドレス0
における記憶領域には、t3 及びt4 時における振
幅データx3 及びx4が夫々4ビットのデータとして
格納され、ROM4cのアドレス0における記憶領域に
は、t5 及びt6 時における振幅データx5 及び
x6 が、ROM4dのアドレス0における記憶領域に
は、t7 及びt8 時における振幅データx7 及び
x8 が、ROM4eのアドレス0における記憶領域に
は、t9 及びt10時における振幅データx9 及び
x10が夫々4ビットのデータとして格納されている。 同様に、各ROM4a〜4eのアドレス1における各記
憶領域には、夫々振幅データ(x11,x12),(x
13,x14)‥‥(x19,x20)が格納され、順
次各ROM4a〜4eのアドレスnにおける各記憶領域
には、振幅データ(x10n+2k+1,x10n+2
k+2) が格納されている。ここでkは、ROM番号
であり、5つのROM4a〜4e全てを1つのメモリと
してみた場合の物理アドレスを表わす(k=0〜4)。
ように、例えば8ビット構成の記憶領域が多数配列され
、例えばROM4aのアドレス0における記憶領域には
、図4で示す掃引信号Sのt1 及びt2 時における
振幅データx1 及びx2 が夫々4ビットのデータと
して格納されている。同様に、ROM4bのアドレス0
における記憶領域には、t3 及びt4 時における振
幅データx3 及びx4が夫々4ビットのデータとして
格納され、ROM4cのアドレス0における記憶領域に
は、t5 及びt6 時における振幅データx5 及び
x6 が、ROM4dのアドレス0における記憶領域に
は、t7 及びt8 時における振幅データx7 及び
x8 が、ROM4eのアドレス0における記憶領域に
は、t9 及びt10時における振幅データx9 及び
x10が夫々4ビットのデータとして格納されている。 同様に、各ROM4a〜4eのアドレス1における各記
憶領域には、夫々振幅データ(x11,x12),(x
13,x14)‥‥(x19,x20)が格納され、順
次各ROM4a〜4eのアドレスnにおける各記憶領域
には、振幅データ(x10n+2k+1,x10n+2
k+2) が格納されている。ここでkは、ROM番号
であり、5つのROM4a〜4e全てを1つのメモリと
してみた場合の物理アドレスを表わす(k=0〜4)。
【0024】各ROM4a〜4e内の各データ(x1,
x2),(x3,x4)‥‥(x10n+2k+1,x
10n+2k+2) は、上述したように、AOD素子
1に与えるべき掃引信号Sの所定時間幅tにおける振幅
値を示すもので、この時間幅tは、例えば期間t0 〜
tm で示す光ビームlの偏向時間(例えば、光ビーム
lを偏向走査させることにより、ライトバルブやスクリ
ーン上に画像を得る場合においては、1水平走査期間と
なる)と、各ROM4a〜4eのメモリ容量等にて決定
される。本例では、t=30μsec を使用している
。
x2),(x3,x4)‥‥(x10n+2k+1,x
10n+2k+2) は、上述したように、AOD素子
1に与えるべき掃引信号Sの所定時間幅tにおける振幅
値を示すもので、この時間幅tは、例えば期間t0 〜
tm で示す光ビームlの偏向時間(例えば、光ビーム
lを偏向走査させることにより、ライトバルブやスクリ
ーン上に画像を得る場合においては、1水平走査期間と
なる)と、各ROM4a〜4eのメモリ容量等にて決定
される。本例では、t=30μsec を使用している
。
【0025】次に、この駆動回路2の動作を説明する。
【0026】まず、 300MHz のクロック信号C
1 を入力端子φ1 に供給する。このクロック信号C
1 は、次段のカウンタ8にて1/10の30MHz
のクロック信号C2 に変換されたのち、次段のアドレ
スカウンタ9に供給される。
1 を入力端子φ1 に供給する。このクロック信号C
1 は、次段のカウンタ8にて1/10の30MHz
のクロック信号C2 に変換されたのち、次段のアドレ
スカウンタ9に供給される。
【0027】次に、アドレスカウンタ9は、入力端子φ
2 へのスタートパルスpの入力に基いて、上記クロッ
ク信号C2 の例えば立上がりパルスの入力毎にサイク
リックに変化するアドレス信号Saを出力する。このス
タートパルスpとしては、例えば同期分離回路等からの
水平同期信号等を用いることができる。
2 へのスタートパルスpの入力に基いて、上記クロッ
ク信号C2 の例えば立上がりパルスの入力毎にサイク
リックに変化するアドレス信号Saを出力する。このス
タートパルスpとしては、例えば同期分離回路等からの
水平同期信号等を用いることができる。
【0028】そして、上記アドレス信号Saは、データ
格納部5の各ROM4a〜4eに与えられ、各ROM4
a〜4eは、上記アドレス信号Saの内容(アドレス)
に基いて、該アドレスに対応する記憶領域からデータを
読出す。ここで、例えば、アドレス0を記憶するアドレ
ス信号Saが各ROM4a〜4eに入力されると、各R
OM4a〜4eは、アドレス0に対応する各記憶領域か
ら振幅データ(x1,x2),(x3,x4)‥‥(x
9,x10)を読出す。各ROM4a〜4eからの上記
振幅データは、夫々2ラインずつ4ビット毎のデータ(
x1,x2),(x3,x4)‥‥(x9,x10)と
して並列に読出され、全体的にみると、10本のライン
に夫々4ビットの振幅データx1 〜x10が並列に3
0MHz のクロックタイミングで同時に読出される。
格納部5の各ROM4a〜4eに与えられ、各ROM4
a〜4eは、上記アドレス信号Saの内容(アドレス)
に基いて、該アドレスに対応する記憶領域からデータを
読出す。ここで、例えば、アドレス0を記憶するアドレ
ス信号Saが各ROM4a〜4eに入力されると、各R
OM4a〜4eは、アドレス0に対応する各記憶領域か
ら振幅データ(x1,x2),(x3,x4)‥‥(x
9,x10)を読出す。各ROM4a〜4eからの上記
振幅データは、夫々2ラインずつ4ビット毎のデータ(
x1,x2),(x3,x4)‥‥(x9,x10)と
して並列に読出され、全体的にみると、10本のライン
に夫々4ビットの振幅データx1 〜x10が並列に3
0MHz のクロックタイミングで同時に読出される。
【0029】各ROM4a〜4eからの4ビットのデー
タx1 〜x10(TTLレベル)は、夫々次段のTT
L−ECLトランスレータ10a〜10eによってEC
Lレベルの4ビットデータe1 〜e10に変換される
。各TTL−ECLトランスレータは、図面上、代表的
に10a〜10eとして表示しているが、実際は、各R
OM4a〜4eの出力端子毎にTTL−ECLトランス
レータが接続され、ビット単位のECL変換が行なわれ
る。上記のようにTTL−ECLトランスレータ10a
〜10eを介してECL変換された4ビットデータe1
〜e10は、次のラッチ回路11a〜11eにて保持
される。
タx1 〜x10(TTLレベル)は、夫々次段のTT
L−ECLトランスレータ10a〜10eによってEC
Lレベルの4ビットデータe1 〜e10に変換される
。各TTL−ECLトランスレータは、図面上、代表的
に10a〜10eとして表示しているが、実際は、各R
OM4a〜4eの出力端子毎にTTL−ECLトランス
レータが接続され、ビット単位のECL変換が行なわれ
る。上記のようにTTL−ECLトランスレータ10a
〜10eを介してECL変換された4ビットデータe1
〜e10は、次のラッチ回路11a〜11eにて保持
される。
【0030】各ラッチ回路11a〜11eに夫々並列に
保持された4ビットデータe1 〜e10は、次のデー
タセレクタ6によって順次4ビット毎に読出され、4ビ
ット並列の直列データdとして出力される。このデータ
セレクタ6による各データe1 〜e10の読出しは、
カウンタ8からの 300MHz のクロック信号C3
に基いて行なわれる。
保持された4ビットデータe1 〜e10は、次のデー
タセレクタ6によって順次4ビット毎に読出され、4ビ
ット並列の直列データdとして出力される。このデータ
セレクタ6による各データe1 〜e10の読出しは、
カウンタ8からの 300MHz のクロック信号C3
に基いて行なわれる。
【0031】そして、データセレクタ6からの直列デー
タdは、次の超高速D/A変換器7にて、 300MH
z のクロック信号C1 に基いて、アナログ変換され
、アナログの波形信号として出力される。
タdは、次の超高速D/A変換器7にて、 300MH
z のクロック信号C1 に基いて、アナログ変換され
、アナログの波形信号として出力される。
【0032】ところで、例えば上記4ビットデータe1
〜e10がラッチ回路11a〜11eに保持されてい
る間において、例えば、アドレスカウンタ9にクロック
信号C2 における次のクロックパルスが入力されてア
ドレスカウンタ9から次のアドレス(アドレス1)を示
すアドレス信号Saが出力されると、各ROM4a〜4
eは、アドレス1に対応する各記憶領域から夫々振幅デ
ータ(x11,x12),(x13, x14)‥‥(
x19, x20)を読出す。この間において、例えば
、ラッチ回路11a〜11eに保持されているアドレス
0に関するデータe1 〜e10が上記のように、デー
タセレクタ6及びD/A変換器7を介してアナログの波
形信号に変換される。一方、各ROM4a〜4eから読
出された上記振幅データ(x11,x12)‥‥(x1
9, x20)は、次のTTL−ECLトランスレータ
10a〜10eにてECLレベルのデータe11〜e2
0に変換されたのち、各ラッチ回路11a〜11eにて
保持される。そして、各ラッチ回路11a〜11eに保
持されたデータe11〜e20は、上記と同様にして、
次のデータセレクタ6及びD/A変換器7を介してアナ
ログの波形信号に変換される。
〜e10がラッチ回路11a〜11eに保持されてい
る間において、例えば、アドレスカウンタ9にクロック
信号C2 における次のクロックパルスが入力されてア
ドレスカウンタ9から次のアドレス(アドレス1)を示
すアドレス信号Saが出力されると、各ROM4a〜4
eは、アドレス1に対応する各記憶領域から夫々振幅デ
ータ(x11,x12),(x13, x14)‥‥(
x19, x20)を読出す。この間において、例えば
、ラッチ回路11a〜11eに保持されているアドレス
0に関するデータe1 〜e10が上記のように、デー
タセレクタ6及びD/A変換器7を介してアナログの波
形信号に変換される。一方、各ROM4a〜4eから読
出された上記振幅データ(x11,x12)‥‥(x1
9, x20)は、次のTTL−ECLトランスレータ
10a〜10eにてECLレベルのデータe11〜e2
0に変換されたのち、各ラッチ回路11a〜11eにて
保持される。そして、各ラッチ回路11a〜11eに保
持されたデータe11〜e20は、上記と同様にして、
次のデータセレクタ6及びD/A変換器7を介してアナ
ログの波形信号に変換される。
【0033】このように、上記一連の動作を例えば1水
平走査期間(t0 〜tm)、順次繰り返されることに
よって、D/A変換器7から図4で示す掃引信号Sが出
力される。
平走査期間(t0 〜tm)、順次繰り返されることに
よって、D/A変換器7から図4で示す掃引信号Sが出
力される。
【0034】D/A変換器7から出力される掃引信号S
は、次段のローパスフィルタ12にてその折り返しノイ
ズが抑圧され、更に、次の平衡変調器13にてそのAM
成分が、入力端子φ3 に供給されるAM制御信号Sc
に基いて補正されたのち、電力増幅器14を介してAO
D素子1に供給される。
は、次段のローパスフィルタ12にてその折り返しノイ
ズが抑圧され、更に、次の平衡変調器13にてそのAM
成分が、入力端子φ3 に供給されるAM制御信号Sc
に基いて補正されたのち、電力増幅器14を介してAO
D素子1に供給される。
【0035】そして、このAOD素子1に供給された掃
引信号Sに基いて、AOD素子1の音響光学媒体1a内
において時間の経過と共に変化する音波パターン3が形
成され、AOD素子1に入射された光ビームlは、その
音波パターン3の変化に従って回折を受け、AOD素子
1から偏向走査ビームl1 として出射される。
引信号Sに基いて、AOD素子1の音響光学媒体1a内
において時間の経過と共に変化する音波パターン3が形
成され、AOD素子1に入射された光ビームlは、その
音波パターン3の変化に従って回折を受け、AOD素子
1から偏向走査ビームl1 として出射される。
【0036】上述の如く、本例によれば、電圧−周波数
変換の直線性及び温度特性の悪い電圧制御発振器(VC
O)を使用しないため、AOD素子1に対し、安定した
直線性のある掃引信号Sを供給することができ、安定し
た光ビームlの偏向を行なうことができる。
変換の直線性及び温度特性の悪い電圧制御発振器(VC
O)を使用しないため、AOD素子1に対し、安定した
直線性のある掃引信号Sを供給することができ、安定し
た光ビームlの偏向を行なうことができる。
【0037】また、PLL回路のようなループを形成し
ないため、ループ内の時定数による信号出力の遅延化等
のような問題が無く、掃引信号Sの出力に関し、その高
速化が図れ、それに伴ない、AOD素子1での光ビーム
lの偏向の高速化を図ることができる。このことは、例
えばHDTV方式による光ビームlの偏向に対し、その
追従性の改善につながる。
ないため、ループ内の時定数による信号出力の遅延化等
のような問題が無く、掃引信号Sの出力に関し、その高
速化が図れ、それに伴ない、AOD素子1での光ビーム
lの偏向の高速化を図ることができる。このことは、例
えばHDTV方式による光ビームlの偏向に対し、その
追従性の改善につながる。
【0038】尚、上記実施例において、必要があれば、
各ROM4a〜4eに、周波数を変化したときに起こる
AOD素子1の偏向角θの非直線性を補正するデータ及
び透過率の変動を補正するデータも一緒に格納するよう
にしてもよい。この場合、AOD素子1自体が有する入
力発振周波数と偏向角の間の 0.3%程度の非直線性
及び温度変化に対する 200ppm/℃程度のドリフ
トをなくすことができ、より安定した光ビームlの偏向
が行なえる。
各ROM4a〜4eに、周波数を変化したときに起こる
AOD素子1の偏向角θの非直線性を補正するデータ及
び透過率の変動を補正するデータも一緒に格納するよう
にしてもよい。この場合、AOD素子1自体が有する入
力発振周波数と偏向角の間の 0.3%程度の非直線性
及び温度変化に対する 200ppm/℃程度のドリフ
トをなくすことができ、より安定した光ビームlの偏向
が行なえる。
【0039】また、上記ROMの代わりにRAMを用い
てもよい。この場合、補正データの変更等が容易に行な
えるため、取扱いの簡便な駆動回路2となる。
てもよい。この場合、補正データの変更等が容易に行な
えるため、取扱いの簡便な駆動回路2となる。
【0040】
【発明の効果】本発明に係る光ビーム偏向装置によれば
、電圧−周波数変換の直線性及び温度特性の悪い電圧制
御発振器(VCO)の省略化が図れ、AOD素子に対し
、安定した直線性のある掃引信号を供給することができ
、安定した光ビームの偏向を行なうことができると共に
、その偏向の高速化をも図ることができる。
、電圧−周波数変換の直線性及び温度特性の悪い電圧制
御発振器(VCO)の省略化が図れ、AOD素子に対し
、安定した直線性のある掃引信号を供給することができ
、安定した光ビームの偏向を行なうことができると共に
、その偏向の高速化をも図ることができる。
【図1】本実施例に係る光ビーム偏向装置の構成を示す
ブロック線図。
ブロック線図。
【図2】各ROMのデータの格納状態の一例を示す説明
図。
図。
【図3】本実施例に係る掃引信号を時間−発振周波数の
関係で示す波形図。
関係で示す波形図。
【図4】本実施例に係る掃引信号を時間−振幅の関係で
示す波形図。
示す波形図。
【図5】AOD素子の原理を示す説明図。
【図6】従来の駆動回路を示すブロック線図。
【図7】従来の駆動回路の他の例(ROMを用いた例)
を示すブロック線図。
を示すブロック線図。
【図8】従来の駆動回路の他の例(PLL回路を用いた
例)を示すブロック線図。
例)を示すブロック線図。
【図9】入力電圧信号を示す波形図。
【図10】掃引信号を示す波形図。
【図11】VCOの電圧−周波数変換特性を示す特性図
。
。
A 光ビーム偏向装置
1 AOD素子
2 駆動回路
3 音波パターン
4a〜4e ROM
5 データ格納部
6 データセレクタ
7 超高速D/A変換器
8 カウンタ
9 アドレスカウンタ
10a〜10e TTL−ECLトランスレータ11
a〜11e ラッチ回路 12 ローパスフィルタ 13 平衡変調器 14 電力増幅器
a〜11e ラッチ回路 12 ローパスフィルタ 13 平衡変調器 14 電力増幅器
Claims (1)
- 【請求項1】 音響光学偏向素子に対して駆動信号を
供給することにより、上記音響光学偏向素子内に時間の
経過と共に所定方向に進行する音波パターンを形成し、
上記音波パターンの回折作用によって、上記音響光学偏
向素子に入射する入射光ビームを偏向するようになされ
た光ビーム偏向装置において、上記駆動信号を構成する
データが格納されるメモリと、該メモリからのデータの
読み出しアドレスを指定するアドレスカウンタと、該メ
モリより読み出されたデータを上記駆動信号に変換する
変換器とを備えたことを特徴とする光ビーム偏向装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41495590A JPH04229835A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光ビーム偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41495590A JPH04229835A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光ビーム偏向装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04229835A true JPH04229835A (ja) | 1992-08-19 |
Family
ID=18523374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP41495590A Pending JPH04229835A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 光ビーム偏向装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04229835A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003515255A (ja) * | 1999-11-17 | 2003-04-22 | マイクロニック レーザー システムズ アクチボラゲット | マイクロリソグラフィ描画におけるビーム位置決め |
JP2007024912A (ja) * | 1996-12-09 | 2007-02-01 | Fujitsu Ltd | 高さ検査方法及びそれを実施する高さ検査装置 |
JP2014517929A (ja) * | 2011-04-20 | 2014-07-24 | ユーシーエル ビジネス ピーエルシー | 音響光学偏向器を制御するための方法及び装置 |
WO2020217991A1 (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 日本電信電話株式会社 | 光偏向器の制御方法および光偏向装置 |
WO2020217992A1 (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 日本電信電話株式会社 | 光偏向器の制御方法および光偏向装置 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP41495590A patent/JPH04229835A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007024912A (ja) * | 1996-12-09 | 2007-02-01 | Fujitsu Ltd | 高さ検査方法及びそれを実施する高さ検査装置 |
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JP2011124586A (ja) * | 1999-11-17 | 2011-06-23 | Micronic Laser Systems Ab | マイクロリソグラフィ描画におけるビーム位置決め |
JP4729219B2 (ja) * | 1999-11-17 | 2011-07-20 | マイクロニック レーザー システムズ アクチボラゲット | マイクロリソグラフィ描画におけるビーム位置決め |
JP2014517929A (ja) * | 2011-04-20 | 2014-07-24 | ユーシーエル ビジネス ピーエルシー | 音響光学偏向器を制御するための方法及び装置 |
WO2020217991A1 (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 日本電信電話株式会社 | 光偏向器の制御方法および光偏向装置 |
WO2020217992A1 (ja) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | 日本電信電話株式会社 | 光偏向器の制御方法および光偏向装置 |
JP2020181017A (ja) * | 2019-04-23 | 2020-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光偏向器の制御方法および光偏向装置 |
JP2020181018A (ja) * | 2019-04-23 | 2020-11-05 | 日本電信電話株式会社 | 光偏向器の制御方法および光偏向装置 |
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