JPH0451006B2 - - Google Patents
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- JPH0451006B2 JPH0451006B2 JP59060831A JP6083184A JPH0451006B2 JP H0451006 B2 JPH0451006 B2 JP H0451006B2 JP 59060831 A JP59060831 A JP 59060831A JP 6083184 A JP6083184 A JP 6083184A JP H0451006 B2 JPH0451006 B2 JP H0451006B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical group Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/0031—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for scanning purposes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/33—Acousto-optical deflection devices
-
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/17—Multi-pass arrangements, i.e. arrangements to pass light a plurality of times through the same element, e.g. by using an enhancement cavity
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超音波光偏向器を用いた光ビーム走
査装置に関するものである。
査装置に関するものである。
(発明の技術的背景および従来技術)
画像情報の書込みや読取りに、一定波長の光、
例えばレーザを走査させる光ビーム走査装置が従
来より知られている。このような光ビーム走査装
置として、例えば回転多面鏡、バイモルフミラ
ー、ホログラムスキヤナー等を用いたものがある
が、これらはいずれも機械的に光の反射面あるい
は回折面を回転または揺動させるものであるた
め、可動部分の摩耗を避けることができず、耐久
性を高めるのが困難であつた。また、可動部分、
特に軸受の摩耗は、反射面あるいは回折面の軸ぶ
れを発生させるから、書込みや読取りを行う画像
の画質を著しく低下させるという問題があつた。
例えばレーザを走査させる光ビーム走査装置が従
来より知られている。このような光ビーム走査装
置として、例えば回転多面鏡、バイモルフミラ
ー、ホログラムスキヤナー等を用いたものがある
が、これらはいずれも機械的に光の反射面あるい
は回折面を回転または揺動させるものであるた
め、可動部分の摩耗を避けることができず、耐久
性を高めるのが困難であつた。また、可動部分、
特に軸受の摩耗は、反射面あるいは回折面の軸ぶ
れを発生させるから、書込みや読取りを行う画像
の画質を著しく低下させるという問題があつた。
そこで可動部分を持たない光偏向素子が求めら
れ、その一つとして超音波光偏向器(音響光学的
光偏向器、AOD)がある。しかしながら、超音
波光偏向器は光偏向角度が小さく、一走査線内で
得られる分解点数を充分に増すことができないと
いう問題があつた。このためその実用範囲は極め
て制限されていた。
れ、その一つとして超音波光偏向器(音響光学的
光偏向器、AOD)がある。しかしながら、超音
波光偏向器は光偏向角度が小さく、一走査線内で
得られる分解点数を充分に増すことができないと
いう問題があつた。このためその実用範囲は極め
て制限されていた。
(発明の目的)
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、超音波光偏向器の偏向角度を増大させ、
一走査線内で得られる分解点数を従来の超音波光
偏向器を用いる場合に比べて増大させる一方、機
械的可動部分を無くして摩耗による動作の不安定
性を無くし、高品質の画像情報の書込み・読出し
を可能にする光ビーム走査装置を提供することを
目的とする。
であり、超音波光偏向器の偏向角度を増大させ、
一走査線内で得られる分解点数を従来の超音波光
偏向器を用いる場合に比べて増大させる一方、機
械的可動部分を無くして摩耗による動作の不安定
性を無くし、高品質の画像情報の書込み・読出し
を可能にする光ビーム走査装置を提供することを
目的とする。
(発明の構成)
本発明のこの目的は、一定波長の光ビームを回
折する超音波光偏向器と、この超音波光偏向器の
偏向光にほぼ垂直に配設され前記偏向光を前記超
音波光偏向器に再入射させる反射鏡とを備える光
ビーム走査装置によつて達成される。なお超音波
光偏向器で繰り返えされる回折回数は、2回に限
定されず、反射鏡を複数設けて3回以上回折させ
て、偏向角度をさらに増大させてもよい。
折する超音波光偏向器と、この超音波光偏向器の
偏向光にほぼ垂直に配設され前記偏向光を前記超
音波光偏向器に再入射させる反射鏡とを備える光
ビーム走査装置によつて達成される。なお超音波
光偏向器で繰り返えされる回折回数は、2回に限
定されず、反射鏡を複数設けて3回以上回折させ
て、偏向角度をさらに増大させてもよい。
(実施態様)
以下図面に基づいて、本発明を詳細に説明す
る。
る。
先づ第1図および第2図により、本発明の原理
を説明する。第1図で符号1は超音波光偏向器で
あり、TeO2やPbMoO4などの結晶、あるいはガ
ラス等からなる偏向媒体2と、電極3および4に
挟まれて偏向媒体2の一端面に接着された圧電振
動子5と、偏向媒体2の他端面に接着された超音
波吸収体6と、圧電振動子5に電気信号を印加す
る発振器7とからなる。
を説明する。第1図で符号1は超音波光偏向器で
あり、TeO2やPbMoO4などの結晶、あるいはガ
ラス等からなる偏向媒体2と、電極3および4に
挟まれて偏向媒体2の一端面に接着された圧電振
動子5と、偏向媒体2の他端面に接着された超音
波吸収体6と、圧電振動子5に電気信号を印加す
る発振器7とからなる。
発振器7が一定周波数の電気信号を圧電振動子
5に印加すると、この振動子5の超音波振動が他
端の超音波吸収体6に向つて偏向媒体2中を伝ぱ
んし、その波長間隔に等しい屈折率の周期的変化
が生じる。この屈折率の周期的変化は、回折格子
の作用を行う。
5に印加すると、この振動子5の超音波振動が他
端の超音波吸収体6に向つて偏向媒体2中を伝ぱ
んし、その波長間隔に等しい屈折率の周期的変化
が生じる。この屈折率の周期的変化は、回折格子
の作用を行う。
今、平面波からなる入射光100がブラツグ条
件を満たす角度θBで入射する時、 2dsinθB=λ ……(1) が成立する。ここにdは超音波の波長、λは入射
光100の波長である。
件を満たす角度θBで入射する時、 2dsinθB=λ ……(1) が成立する。ここにdは超音波の波長、λは入射
光100の波長である。
ここで超音波周波数が下がり波長dがd′に増加
すれば、この時には偏向光120は第2図から明
らかなように次の条件を満たす方向に角度θ1で回
折される。
すれば、この時には偏向光120は第2図から明
らかなように次の条件を満たす方向に角度θ1で回
折される。
d′(sinθB+sinθ1)=λ ……(2)
すなわち回折光120は超音波周波数を下げる
ことによりその射出角度がθB→θ1に変化する。
ことによりその射出角度がθB→θ1に変化する。
ここで偏向媒体2にTeO2を用い、横波モード
で動作させる時、超音波速度はV=617m/secで
あり、超音波周波数にはfc=75MHzを中心にして
上下に25MHzの変調をかけ、f1=50MHz,f2=
100MHzとすると、超音波周波数fc,f1,f2に対応
する超音波の波長dc,d1,d2は次のようになる。
で動作させる時、超音波速度はV=617m/secで
あり、超音波周波数にはfc=75MHzを中心にして
上下に25MHzの変調をかけ、f1=50MHz,f2=
100MHzとすると、超音波周波数fc,f1,f2に対応
する超音波の波長dc,d1,d2は次のようになる。
dc=V/fc=8.2μm
d1=V/f1=12.3μm
d2=V/f2=6.2μm
入射波100として波長λ=0.633μmのHe−
Neレーザを用いれば、超音波中心周波数fcの時
のブラツグ角θBは(1)式より θB=sin-1(λ/2dc)=0.0386(rad)となる。
Neレーザを用いれば、超音波中心周波数fcの時
のブラツグ角θBは(1)式より θB=sin-1(λ/2dc)=0.0386(rad)となる。
ここで入射角をθBに保持したまま超音波周波数
をf1〜f2に変調すれば、前記(2)式のd′にd1,d2を
代入して偏向光120,130の射出角θ1,θ2
は、 θ1=sin-1〔λ/d1−sinθB〕=0.0129(rad) θ2=sin-1〔λ/d2−sinθB〕=0.0635(rad) すなわちこの時の偏向角θは θ=θ2−θ1=0.0506(rad) となり、約50mradの偏向が可能となる。
をf1〜f2に変調すれば、前記(2)式のd′にd1,d2を
代入して偏向光120,130の射出角θ1,θ2
は、 θ1=sin-1〔λ/d1−sinθB〕=0.0129(rad) θ2=sin-1〔λ/d2−sinθB〕=0.0635(rad) すなわちこの時の偏向角θは θ=θ2−θ1=0.0506(rad) となり、約50mradの偏向が可能となる。
この超音波光偏向器1の偏向光110側に、こ
の中心偏向光110に対し垂直に反射鏡10を置
く。この時超音波周波数を中心周波数fcにすれ
ば、中心偏向光110の反射光である再入射光1
11は入射光100と同方向に逆向きに戻る。ま
た超音波周波数をf1,f2にすれば、再入射光12
1,131の入射角はそれぞれ 2θB−θ1=0.0643(rad) 2θB−θ2=0.0137(rad) 従つてそれぞれの場合の再偏向光122,132
の偏向角1,2は(2)式より、 1=sin-1〔λ/d1−sin(2θB−θ1)〕 =−0.0128(rad) 2=sin-1〔λ/d2−sin(2θB−θ2)〕 =0.0884(rad) 結局再偏向光122,132の偏向角は =2−1=0.101(rad)2θ となり、偏向角は反射鏡10を設けることにより
約2倍に拡大される。
の中心偏向光110に対し垂直に反射鏡10を置
く。この時超音波周波数を中心周波数fcにすれ
ば、中心偏向光110の反射光である再入射光1
11は入射光100と同方向に逆向きに戻る。ま
た超音波周波数をf1,f2にすれば、再入射光12
1,131の入射角はそれぞれ 2θB−θ1=0.0643(rad) 2θB−θ2=0.0137(rad) 従つてそれぞれの場合の再偏向光122,132
の偏向角1,2は(2)式より、 1=sin-1〔λ/d1−sin(2θB−θ1)〕 =−0.0128(rad) 2=sin-1〔λ/d2−sin(2θB−θ2)〕 =0.0884(rad) 結局再偏向光122,132の偏向角は =2−1=0.101(rad)2θ となり、偏向角は反射鏡10を設けることにより
約2倍に拡大される。
第3図は、この原理に基づいて構成した本発明
の光ビーム走査装置の一実施態様を示す斜視図で
ある。この実施態様における超音波光偏向器1A
は横長の入射窓と射出窓とを有するので、レーザ
ー光源20の光ビームは光学系21において偏平
な平面入射光Aとされてこの偏向器1Aに入射さ
れる。偏向光Bは横長の反射鏡10Aで反射され
再入射光Cとなつて再び偏向器1Aに入り、再偏
向光Dとなる。なお前記第1図では反射鏡10は
中心偏向光110に対して垂直となるように配設
したが、この場合には入射光100と再偏向光1
22,132を分離するのが困難になる。そこで
この第3図の実施態様においては、入射光Aと偏
向光Bとを含む平面に対しては直角とならないよ
うに反射鏡10Aを僅かに傾け、入射光Aと再偏
向光Dとを上下に分離した。この偏向光Dは反射
鏡22、ビーム整形光学系23,dθレンズ24
を通つて走査線25上にスポツト状に結像され
る。前記の原理に基づき、発振器7の周波数を変
えることにより、再偏向光Dは、この再偏向光D
の平面内でその偏向角が変えられ、その結像点は
走査線25上を走査することになる。
の光ビーム走査装置の一実施態様を示す斜視図で
ある。この実施態様における超音波光偏向器1A
は横長の入射窓と射出窓とを有するので、レーザ
ー光源20の光ビームは光学系21において偏平
な平面入射光Aとされてこの偏向器1Aに入射さ
れる。偏向光Bは横長の反射鏡10Aで反射され
再入射光Cとなつて再び偏向器1Aに入り、再偏
向光Dとなる。なお前記第1図では反射鏡10は
中心偏向光110に対して垂直となるように配設
したが、この場合には入射光100と再偏向光1
22,132を分離するのが困難になる。そこで
この第3図の実施態様においては、入射光Aと偏
向光Bとを含む平面に対しては直角とならないよ
うに反射鏡10Aを僅かに傾け、入射光Aと再偏
向光Dとを上下に分離した。この偏向光Dは反射
鏡22、ビーム整形光学系23,dθレンズ24
を通つて走査線25上にスポツト状に結像され
る。前記の原理に基づき、発振器7の周波数を変
えることにより、再偏向光Dは、この再偏向光D
の平面内でその偏向角が変えられ、その結像点は
走査線25上を走査することになる。
本実施態様においては、入射光Aを1回だけ偏
向器1A内で往復させるが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、偏向器の両側に反射鏡を配置
し、偏向器で光を3回以上偏向させてもよく、こ
の場合には偏向角はさらに増大する。
向器1A内で往復させるが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、偏向器の両側に反射鏡を配置
し、偏向器で光を3回以上偏向させてもよく、こ
の場合には偏向角はさらに増大する。
(発明の効果)
本発明は以上のように、超音波偏光器を通過し
た偏向光にほぼ垂直に反射鏡を配置し、超音波偏
向器で複数回繰り返えし回折させるように構成し
たから、偏向角を大きくすることができる。この
ため一走査線内で得られる分解点数が著しく増大
し、画像の書込み・読出しを行う際の画質を大幅
に向上させることができる。また、機械的可動部
分が無く摩耗に対する配慮も不要であるから、耐
久性は半永久的なものとなり、常に安定した高精
度の走査が可能になる。
た偏向光にほぼ垂直に反射鏡を配置し、超音波偏
向器で複数回繰り返えし回折させるように構成し
たから、偏向角を大きくすることができる。この
ため一走査線内で得られる分解点数が著しく増大
し、画像の書込み・読出しを行う際の画質を大幅
に向上させることができる。また、機械的可動部
分が無く摩耗に対する配慮も不要であるから、耐
久性は半永久的なものとなり、常に安定した高精
度の走査が可能になる。
第1図および第2図は本発明の光ビーム走査装
置の原理説明図、第3図は本発明の光ビーム走査
装置の一実施態様の斜視図である。 1,1A……超音波光偏向器、10,10A…
…反射鏡。
置の原理説明図、第3図は本発明の光ビーム走査
装置の一実施態様の斜視図である。 1,1A……超音波光偏向器、10,10A…
…反射鏡。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一定波長の光ビームを回折する超音波光偏向
器と、この超音波光偏向器の偏向光にほぼ垂直に
配設され前記偏向光を反射して前記超音波偏向器
に再び入射させる反射鏡とを備えることを特徴と
する光ビーム走査装置。 2 反射鏡は超音波光偏向器を挟んで複数配設さ
れている特許請求の範囲第1項記載の光ビーム走
査装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59060831A JPS60205430A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 光ビ−ム走査装置 |
US06/718,049 US4974943A (en) | 1984-03-30 | 1985-03-29 | Light beam scanning apparatus |
EP85103805A EP0157383A1 (en) | 1984-03-30 | 1985-03-29 | Light beam scanning apparatus |
US07/529,301 US5107368A (en) | 1984-03-30 | 1990-05-29 | Light beam scanning apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59060831A JPS60205430A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 光ビ−ム走査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60205430A JPS60205430A (ja) | 1985-10-17 |
JPH0451006B2 true JPH0451006B2 (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=13153692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59060831A Granted JPS60205430A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 光ビ−ム走査装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4974943A (ja) |
EP (1) | EP0157383A1 (ja) |
JP (1) | JPS60205430A (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US5463493A (en) * | 1993-01-19 | 1995-10-31 | Mvm Electronics | Acousto-optic polychromatic light modulator |
US5936767A (en) * | 1996-03-18 | 1999-08-10 | Yale University | Multiplanar autostereoscopic imaging system |
JP3410287B2 (ja) * | 1996-04-11 | 2003-05-26 | Kddi株式会社 | 光スイッチ |
JP3419993B2 (ja) * | 1996-05-28 | 2003-06-23 | Kddi株式会社 | 光周波数シフタおよび本シフタを用いた光ソリトン伝送システム |
US5801874A (en) * | 1996-06-25 | 1998-09-01 | Harris Corporation | Optical scanning system having multi-pass acoustic traveling wave lens |
JPH10246875A (ja) * | 1997-03-04 | 1998-09-14 | Ando Electric Co Ltd | 音響光学変調器 |
JPH1172763A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Ando Electric Co Ltd | 音響光学変調器 |
US6181472B1 (en) | 1998-06-10 | 2001-01-30 | Robotic Vision Systems, Inc. | Method and system for imaging an object with a plurality of optical beams |
US7521651B2 (en) * | 2003-09-12 | 2009-04-21 | Orbotech Ltd | Multiple beam micro-machining system and method |
KR100843430B1 (ko) * | 2007-04-04 | 2008-07-03 | 삼성전기주식회사 | 솔리톤을 이용한 광도파로 제조 방법 |
DE102012216979A1 (de) * | 2012-09-21 | 2014-04-17 | Trumpf Laser Gmbh + Co. Kg | Scannervorrichtung zum 2-dimensionalen Ablenken eines Laserstrahls |
KR101714163B1 (ko) * | 2015-06-26 | 2017-03-08 | 현대자동차주식회사 | 차량용 벤딩 라이트 장치 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1990
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