JPH05273486A - 光学変調装置 - Google Patents
光学変調装置Info
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- JPH05273486A JPH05273486A JP4071618A JP7161892A JPH05273486A JP H05273486 A JPH05273486 A JP H05273486A JP 4071618 A JP4071618 A JP 4071618A JP 7161892 A JP7161892 A JP 7161892A JP H05273486 A JPH05273486 A JP H05273486A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 変調器の変調帯域の上限に近い所で空間的変
調度を向上させる。 【構成】 変調信号（超音波進行波）９が光束２を横切
る様な音響光学素子の如き光学変調器４で、スポットが
スクリーン７上に走査されている時にこのスポットの断
面をみたとき、変調器４内の変調信号の波面の幾何光学
的な像の進行方向と、上記走査の向きを逆向きとする。
調度を向上させる。 【構成】 変調信号（超音波進行波）９が光束２を横切
る様な音響光学素子の如き光学変調器４で、スポットが
スクリーン７上に走査されている時にこのスポットの断
面をみたとき、変調器４内の変調信号の波面の幾何光学
的な像の進行方向と、上記走査の向きを逆向きとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ、
レーザカラーテレビ表示装置及び光ディスク等の記録装
置等に用いて好適な光学変調装置に係わり、特にビーム
走査方向の書き込み密度や表示画面上の解像度を向上さ
せる様にした光学変調装置に関する。
レーザカラーテレビ表示装置及び光ディスク等の記録装
置等に用いて好適な光学変調装置に係わり、特にビーム
走査方向の書き込み密度や表示画面上の解像度を向上さ
せる様にした光学変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、レーザ光を用いて映写スクリ
ーン上に走査してテレビ画像を描く様なレーザディスプ
レイや、同様にレーザ光を用いて、ドラム上に巻回した
紙に印字を行なう様なレーザビームプリンタ等では光学
走査系路にはレーザ光源からのレーザ光を変調器で変調
した後に、ポリゴンミラーで上記映写スクリーン上或は
ドラム上の紙に対し水平方向に偏向走査を行ない、映写
スクリーン等ではガルバノミラー等を介して垂直方向の
偏向走査を行なう様に成されている。
ーン上に走査してテレビ画像を描く様なレーザディスプ
レイや、同様にレーザ光を用いて、ドラム上に巻回した
紙に印字を行なう様なレーザビームプリンタ等では光学
走査系路にはレーザ光源からのレーザ光を変調器で変調
した後に、ポリゴンミラーで上記映写スクリーン上或は
ドラム上の紙に対し水平方向に偏向走査を行ない、映写
スクリーン等ではガルバノミラー等を介して垂直方向の
偏向走査を行なう様に成されている。
【０００３】これら光学系路内に用いられる光変調器と
しては種々のものが提案されている。即ち、変調器とし
ては光源を直接オン、オフする様に成されたＬＥＤ、半
導体レーザ等の様な直接光変調器の他に光源の外部の要
素によって外部から変調する外部光変調器が知られてい
る。
しては種々のものが提案されている。即ち、変調器とし
ては光源を直接オン、オフする様に成されたＬＥＤ、半
導体レーザ等の様な直接光変調器の他に光源の外部の要
素によって外部から変調する外部光変調器が知られてい
る。
【０００４】これら外部変調器としては機械的に光を遮
断する光チョッパの他にボッケルス効果、カー効果等を
利用した電気光学素子、ファラデー効果を利用した磁気
光学素子、音響光学効果を利用した音響光学素子（Acou
sto-Optic Modulation：以下ＡＯＭと記す）等が知られ
ている。
断する光チョッパの他にボッケルス効果、カー効果等を
利用した電気光学素子、ファラデー効果を利用した磁気
光学素子、音響光学効果を利用した音響光学素子（Acou
sto-Optic Modulation：以下ＡＯＭと記す）等が知られ
ている。
【０００５】このＡＯＭは温度安定性に優れ、消光比が
大きく、光の位相板が不用で駆動も簡単である等広く利
用されている。このＡＯＭの動作原理は透明なガラスや
結晶等の超音波は媒体中に超音波を発生させると、周期
的に屈折率変化を生じ、位相型の回折格子となる。ここ
へレーザビームを入射させるとレーザビームが回折し
て、回折光の強度や方向を超音波の強度や周波数によっ
て変化させる様にして変調が行なわれるものである。
大きく、光の位相板が不用で駆動も簡単である等広く利
用されている。このＡＯＭの動作原理は透明なガラスや
結晶等の超音波は媒体中に超音波を発生させると、周期
的に屈折率変化を生じ、位相型の回折格子となる。ここ
へレーザビームを入射させるとレーザビームが回折し
て、回折光の強度や方向を超音波の強度や周波数によっ
て変化させる様にして変調が行なわれるものである。
【０００６】媒体としては溶融石英、ガラス、モリブデ
ン酸鉛、二酸化テルル等が用いられる。ＡＯＭは光束の
進路を変えるのでパルス変調で用いる場合が多いが回折
光の強さは超音波（変調信号）の強さに依存するので光
の強弱という形、即ちＡＭ変調器として用いることも出
来る。一般には一定の周波数での振幅変調（ＡＭ）によ
り、レーザ光を強度（輝度）変調するものが用いられて
いる。
ン酸鉛、二酸化テルル等が用いられる。ＡＯＭは光束の
進路を変えるのでパルス変調で用いる場合が多いが回折
光の強さは超音波（変調信号）の強さに依存するので光
の強弱という形、即ちＡＭ変調器として用いることも出
来る。一般には一定の周波数での振幅変調（ＡＭ）によ
り、レーザ光を強度（輝度）変調するものが用いられて
いる。
【０００７】その一例の構造は図１４に示す様に構成さ
れている。図１４はブラッグ（Bragg)回折を行なうもの
であり、変調器４としての光変調素子は略立体状の音響
光学媒体４ａの一面からレーザ入射光等の光束２が入射
し、トランスジューサ８からの超音波が発振されて光束
と交叉し、回折されて０次及び１次回折光として出射さ
れる。４ｃは反射を防ぐための吸音材、２０はトランス
ジューサ８を駆動する発振器であるトランスジューサ８
としてはＬｉＮｂＯ3 （ニオブ酸リチウム）等が用いら
れている。ＡＯＭでは零次光又は１次光の強度を変調信
号に応じて変化させるので、入射レーザビームの強度を
Ｉとするとき、１次回折光の強度Ｉ1 は Ｉ1 ＝Ｉsin 2(ｋ√Ｐ／λ） で表される。ここでＰは媒体中の超音波の電力、ｋは定
数、λは入射レーザビームの波長である。
れている。図１４はブラッグ（Bragg)回折を行なうもの
であり、変調器４としての光変調素子は略立体状の音響
光学媒体４ａの一面からレーザ入射光等の光束２が入射
し、トランスジューサ８からの超音波が発振されて光束
と交叉し、回折されて０次及び１次回折光として出射さ
れる。４ｃは反射を防ぐための吸音材、２０はトランス
ジューサ８を駆動する発振器であるトランスジューサ８
としてはＬｉＮｂＯ3 （ニオブ酸リチウム）等が用いら
れている。ＡＯＭでは零次光又は１次光の強度を変調信
号に応じて変化させるので、入射レーザビームの強度を
Ｉとするとき、１次回折光の強度Ｉ1 は Ｉ1 ＝Ｉsin 2(ｋ√Ｐ／λ） で表される。ここでＰは媒体中の超音波の電力、ｋは定
数、λは入射レーザビームの波長である。
【０００８】従って、同じ回折効率を得るための超音波
の電力は波長の長い光ほど大きくなる。
の電力は波長の長い光ほど大きくなる。
【０００９】又、変調帯域幅を定める要素としては２つ
のものがあり、１つはトランスジューサ８の帯域幅であ
り、他は超音波が光束を横切る通過時間である。
のものがあり、１つはトランスジューサ８の帯域幅であ
り、他は超音波が光束を横切る通過時間である。
【００１０】トランスジューサ８の帯域幅は共振周波数
の１／２程度に選択し、広帯域化する場合には高い中心
周波数を選択する。
の１／２程度に選択し、広帯域化する場合には高い中心
周波数を選択する。
【００１１】一方、広帯域化のためには超音波が光束を
横切る通過時間を短くするために入射レーザビームを細
く絞らなくてはならない。
横切る通過時間を短くするために入射レーザビームを細
く絞らなくてはならない。
【００１２】この様に入射レーザビーム径を絞ると、立
ち上り時間が短くなって変調帯域幅は広くなるがブラッ
グ条件から外れて回折効率が低下して来る。
ち上り時間が短くなって変調帯域幅は広くなるがブラッ
グ条件から外れて回折効率が低下して来る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述の様にＡＯＭは大
きさ、コスト等の点から電気光学素子等の光変調器に比
べて有利であるが、ＡＯＭの音響光学媒体４ａ中を通過
するレーザビーム等の光束２を超音波進行波９が横切る
ため変調帯域幅の上限は光束２の径と超音波の音速で定
められて記録密度が限定されてしまう問題があった。
きさ、コスト等の点から電気光学素子等の光変調器に比
べて有利であるが、ＡＯＭの音響光学媒体４ａ中を通過
するレーザビーム等の光束２を超音波進行波９が横切る
ため変調帯域幅の上限は光束２の径と超音波の音速で定
められて記録密度が限定されてしまう問題があった。
【００１４】更に、レーザビームプリンタやレーザカラ
ーテレビ表示装置等でレーザ源からのレーザビームの光
束を絞っても、有限の大きさを持つため、記録密度や画
像の精細度はそのスポット径で決定される。実際にはス
ポットの走査方向と直交する方向では記録密度や画像の
精細度はスポットが移動しているために異なって来る。
例えば立ち上り時間が零の様な矩形波の様なものでも走
査方向にはスポット径が拡がったと同様の結果を生じ解
像度を劣化させる問題があった。
ーテレビ表示装置等でレーザ源からのレーザビームの光
束を絞っても、有限の大きさを持つため、記録密度や画
像の精細度はそのスポット径で決定される。実際にはス
ポットの走査方向と直交する方向では記録密度や画像の
精細度はスポットが移動しているために異なって来る。
例えば立ち上り時間が零の様な矩形波の様なものでも走
査方向にはスポット径が拡がったと同様の結果を生じ解
像度を劣化させる問題があった。
【００１５】本発明は叙上の如き問題点を解消するため
に成されたもので、その目的とするところはＡＯＭの如
き変調信号が光束を横切る様な光変調器によって光変調
を行なう際に走査方向の書き込み密度や再生解像度の向
上した光学変調装置を提供しようとするものである。
に成されたもので、その目的とするところはＡＯＭの如
き変調信号が光束を横切る様な光変調器によって光変調
を行なう際に走査方向の書き込み密度や再生解像度の向
上した光学変調装置を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の光学変調
装置は光源１からの光束２を変調手段４で変調した変調
光を走査手段６を介して、走査して、情報記録や画像表
示等を行なう光学変調装置において、光源１からの光束
２の通過過程で光束２と直交する方向から変調信号９が
与えられる音響光学変調素子の如き変調手段４を介し
て、変調光８を走査手段６で走査した時の光束断面が変
調手段４内の変調信号９の波面の幾何光学的な像の進行
方向と、走査方向が略同軸で逆向きと成したものであ
る。
装置は光源１からの光束２を変調手段４で変調した変調
光を走査手段６を介して、走査して、情報記録や画像表
示等を行なう光学変調装置において、光源１からの光束
２の通過過程で光束２と直交する方向から変調信号９が
与えられる音響光学変調素子の如き変調手段４を介し
て、変調光８を走査手段６で走査した時の光束断面が変
調手段４内の変調信号９の波面の幾何光学的な像の進行
方向と、走査方向が略同軸で逆向きと成したものであ
る。
【００１７】本発明の第２の光学変調装置は第１の発明
に於いて、更に変調手段４の変調信号９の上限の変調信
号波長を光束の径の略２倍に選択して成るものである。
に於いて、更に変調手段４の変調信号９の上限の変調信
号波長を光束の径の略２倍に選択して成るものである。
【００１８】
【作用】本発明の第１の光学変調装置によれば、コント
ラストは大きくなくてもよいがＡＯＭそれ自体の限界周
波数の上限に近い変調帯域で利用し、なるべく帯域を広
げたい場合にはＡＯＭ内の光束の位置に対し横切る様に
移動する変調信号の移動に応じて走査されるビームのピ
ーク位置の動きが走査方向と逆向きになる様にしたので
空間的変調度を向上させることが出来る。
ラストは大きくなくてもよいがＡＯＭそれ自体の限界周
波数の上限に近い変調帯域で利用し、なるべく帯域を広
げたい場合にはＡＯＭ内の光束の位置に対し横切る様に
移動する変調信号の移動に応じて走査されるビームのピ
ーク位置の動きが走査方向と逆向きになる様にしたので
空間的変調度を向上させることが出来る。
【００１９】本発明の第２の光学変調装置によれば、時
間的には低密度の比較的低い周波数で空間的（走査方
向）には高密度記録する場合は変調信号の波長を光束２
の径の略２倍に選択したので走査方向の書き込み密度を
向上させることが出来る。
間的には低密度の比較的低い周波数で空間的（走査方
向）には高密度記録する場合は変調信号の波長を光束２
の径の略２倍に選択したので走査方向の書き込み密度を
向上させることが出来る。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の光学変調装置にＡＯＭを用い
たものを図１乃至図１３について詳記する。図１はレー
ザビームプリンタ或はレーザカラーテレビ表示装置及び
光ディスク等の記録装置等に適用可能な１次元的に変調
走査を行なうための光学系路図である。
たものを図１乃至図１３について詳記する。図１はレー
ザビームプリンタ或はレーザカラーテレビ表示装置及び
光ディスク等の記録装置等に適用可能な１次元的に変調
走査を行なうための光学系路図である。
【００２１】図１において、１はレーザ等の光源であ
り、光源１から出射したレーザ等の光束２はＡＯＭ４内
に焦点を合せるための焦点レンズ３で絞り込まれ、ＡＯ
Ｍ４内の音響光学媒体４ａのＡ−Ａ′面内に焦点Ｆ1 を
結ぶ、ＡＯＭ４のピエゾ素子等のトランスジューサ８は
発振器２０（図１３参照）で駆動されＡＯＭ４のＡ−
Ａ′面内に沿って変調信号である超音波進行波９が発生
して光束２は光変調される。
り、光源１から出射したレーザ等の光束２はＡＯＭ４内
に焦点を合せるための焦点レンズ３で絞り込まれ、ＡＯ
Ｍ４内の音響光学媒体４ａのＡ−Ａ′面内に焦点Ｆ1 を
結ぶ、ＡＯＭ４のピエゾ素子等のトランスジューサ８は
発振器２０（図１３参照）で駆動されＡＯＭ４のＡ−
Ａ′面内に沿って変調信号である超音波進行波９が発生
して光束２は光変調される。
【００２２】変調光はスクリーン７上に焦点を合せるた
めの焦点レンズ５及び偏向鏡６を介してスクリーン７上
に焦点Ｆ2 を結ぶ。
めの焦点レンズ５及び偏向鏡６を介してスクリーン７上
に焦点Ｆ2 を結ぶ。
【００２３】スクリーン７上に絞り込まれた焦点Ｆ2 は
偏向鏡６の回動によってＢ−Ｂ′方向に水平に走査され
る。
偏向鏡６の回動によってＢ−Ｂ′方向に水平に走査され
る。
【００２４】ＡＯＭ４の音響光学媒体４ａの拡大斜視図
を図２に示す。レーザの光源９から出射したレーザの光
束２は媒体４ａ中を左側面壁から右側面壁に向って透過
しており、前面壁に配設したトランスジューサ８を駆動
することで変調信号である超音波進行波９が矢印で示す
様にＡ−Ａ′面内を背側面壁に進行し、光束２を回折さ
せる。図３はＡＯＭ４のＡ−Ａ′面内の断面矢斜視図で
光束２はＡ−Ａ′面内で焦点Ｆ1 に絞られるが有限の直
径ａ−ａ′を有する。
を図２に示す。レーザの光源９から出射したレーザの光
束２は媒体４ａ中を左側面壁から右側面壁に向って透過
しており、前面壁に配設したトランスジューサ８を駆動
することで変調信号である超音波進行波９が矢印で示す
様にＡ−Ａ′面内を背側面壁に進行し、光束２を回折さ
せる。図３はＡＯＭ４のＡ−Ａ′面内の断面矢斜視図で
光束２はＡ−Ａ′面内で焦点Ｆ1 に絞られるが有限の直
径ａ−ａ′を有する。
【００２５】即ち超音波進行波９は焦点Ｆ1 の光束２の
一方の外周点から光束２を横切り、光束２の他方の外周
ａ′に抜けて行く。この時の光束２の強度分布を図４に
示し、スクリーン７上を走査して焦点Ｆ2 として結ばれ
る光束（スポット）の走査方向の断面内の強度分布を図
５に示している。
一方の外周点から光束２を横切り、光束２の他方の外周
ａ′に抜けて行く。この時の光束２の強度分布を図４に
示し、スクリーン７上を走査して焦点Ｆ2 として結ばれ
る光束（スポット）の走査方向の断面内の強度分布を図
５に示している。
【００２６】即ち、図４及び図５で縦軸は強度を示し横
軸はスポットの直径を示している。ＡＯＭ４に光源１か
ら入射する光束２の焦点Ｆ1 での強度分布がガウシヤン
ビーム（正規分布）であれば、ＡＯＭ４で、この強度分
布が乱されなければスクリーン７上の焦点Ｆ2 でのスポ
ットの強度分布もガウシヤンビームとなる。
軸はスポットの直径を示している。ＡＯＭ４に光源１か
ら入射する光束２の焦点Ｆ1 での強度分布がガウシヤン
ビーム（正規分布）であれば、ＡＯＭ４で、この強度分
布が乱されなければスクリーン７上の焦点Ｆ2 でのスポ
ットの強度分布もガウシヤンビームとなる。
【００２７】図６には超音波１２の波形の一例を示す、
一定波長の搬送波１０上に変調信号１１が振幅変調（Ａ
Ｍ）されている。光束２はこの振幅に従って強度変調さ
れることになる。
一定波長の搬送波１０上に変調信号１１が振幅変調（Ａ
Ｍ）されている。光束２はこの振幅に従って強度変調さ
れることになる。
【００２８】図７及び図８上に上述した超音波１２の変
調信号１１が光束２を横切り始めたときの焦点Ｆ1 内の
光束２の強度分布と、同様のスクリーン７上を走査時の
焦点Ｆ2 内のスポットの強度分布（走査している方向の
断面内）を示す。
調信号１１が光束２を横切り始めたときの焦点Ｆ1 内の
光束２の強度分布と、同様のスクリーン７上を走査時の
焦点Ｆ2 内のスポットの強度分布（走査している方向の
断面内）を示す。
【００２９】図７で１１は変調信号、１３は入射光束の
強度分布で図４で示した元のガウシヤンビームであり、
１４はＡＯＭから出る光束２である。
強度分布で図４で示した元のガウシヤンビームであり、
１４はＡＯＭから出る光束２である。
【００３０】図８で１５はスクリーン７上の焦点Ｆ2 で
の変調されない時の強度分布、１６は変調された時の強
度分布を示している。この図７及び図８から解る様に、
ＡＯＭ４から出る光束１４の強度分布は入射光束の強度
分布１３と異なっており、同様にスクリーン７上に投影
される変調された時の強度分布１６は非変調時の強度分
布１５と異なっている。つまり、ＡＯＭ４によって変調
された光束２の光軸は、非変調時の光軸からずれること
になる。ここで、１４のピークが焦点Ｆ1 の左にあり、
１６のピークが焦点Ｆ2 の右にあるのは、レンズ５によ
り像が反転したためである。
の変調されない時の強度分布、１６は変調された時の強
度分布を示している。この図７及び図８から解る様に、
ＡＯＭ４から出る光束１４の強度分布は入射光束の強度
分布１３と異なっており、同様にスクリーン７上に投影
される変調された時の強度分布１６は非変調時の強度分
布１５と異なっている。つまり、ＡＯＭ４によって変調
された光束２の光軸は、非変調時の光軸からずれること
になる。ここで、１４のピークが焦点Ｆ1 の左にあり、
１６のピークが焦点Ｆ2 の右にあるのは、レンズ５によ
り像が反転したためである。
【００３１】この様な異なりを明確にするために入射光
束の強度分布１３がガウシアンビームであり、変調信号
１１として正弦波形を用い且つ非走査時のスクリーン７
上の強度分布を計算すると、図９Ａ乃至図９Ｆの如くな
る。即ちＡＯＭ４内の光束２の位置に対して変調信号１
１の超音波進行波９が図９Ａ乃至図９Ｆの様に順次位相
を進めて行くにしたがって、ＡＯＭ４から出る光束１４
の強度分布のピークは左から右に動いて行き、スクリー
ン７上の焦点Ｆ2 でのスポットが変調された時の強度分
布１６のピークは、右側から左側に動いて行くことが解
る。
束の強度分布１３がガウシアンビームであり、変調信号
１１として正弦波形を用い且つ非走査時のスクリーン７
上の強度分布を計算すると、図９Ａ乃至図９Ｆの如くな
る。即ちＡＯＭ４内の光束２の位置に対して変調信号１
１の超音波進行波９が図９Ａ乃至図９Ｆの様に順次位相
を進めて行くにしたがって、ＡＯＭ４から出る光束１４
の強度分布のピークは左から右に動いて行き、スクリー
ン７上の焦点Ｆ2 でのスポットが変調された時の強度分
布１６のピークは、右側から左側に動いて行くことが解
る。
【００３２】そこで、本発明では焦点Ｆ1 で光束２を横
切る変調信号１１（超音波進行波９）の方向をスクリー
ン７上で光束が走査している場所（焦点Ｆ2)でスポット
の断面をみたときと逆にすることにより、ピーク位置
が、所定の位置に集中するようにする。
切る変調信号１１（超音波進行波９）の方向をスクリー
ン７上で光束が走査している場所（焦点Ｆ2)でスポット
の断面をみたときと逆にすることにより、ピーク位置
が、所定の位置に集中するようにする。
【００３３】これを更に詳記すると、ＡＯＭ４の焦点Ｆ
1 を介してスクリーン７上に投影されて焦点Ｆ2 を結ぶ
光束（スポット）はレンズ５や偏向鏡６の光学系路によ
って、変調信号１１、即ち超音波進行波９の方向と一致
させたり、逆にさせたりすることが容易に出来るから、
本例は厳密には光束２が走査手段６でスクリーン７上に
走査しているスポットの断面をみたとき、ＡＯＭ４内の
変調信号１１の波面（超音波進行波９）の幾何光学的な
像の進行方向と、走査方向が略同軸で逆向きにする様に
成せばよい。
1 を介してスクリーン７上に投影されて焦点Ｆ2 を結ぶ
光束（スポット）はレンズ５や偏向鏡６の光学系路によ
って、変調信号１１、即ち超音波進行波９の方向と一致
させたり、逆にさせたりすることが容易に出来るから、
本例は厳密には光束２が走査手段６でスクリーン７上に
走査しているスポットの断面をみたとき、ＡＯＭ４内の
変調信号１１の波面（超音波進行波９）の幾何光学的な
像の進行方向と、走査方向が略同軸で逆向きにする様に
成せばよい。
【００３４】図１０は変調信号１１（超音波進行波９）
が光束２を横切る際のスクリーン７上の焦点Ｆ2 でのス
ポットの強度の変化状態及び、その移動状態を示してい
る。即ち、光変調され、スクリーン７上に投影されたと
きの強度分布曲線１６は１６ａ〜１６ｇとそのピーク値
が漸増し、図１０で右側から左側に移動しピークレベル
の強度分布１６ｇと成り、次に１６ｇ〜１６ｍとそのピ
ーク値は漸減し、図１０で右側から左側に移動して行
く。
が光束２を横切る際のスクリーン７上の焦点Ｆ2 でのス
ポットの強度の変化状態及び、その移動状態を示してい
る。即ち、光変調され、スクリーン７上に投影されたと
きの強度分布曲線１６は１６ａ〜１６ｇとそのピーク値
が漸増し、図１０で右側から左側に移動しピークレベル
の強度分布１６ｇと成り、次に１６ｇ〜１６ｍとそのピ
ーク値は漸減し、図１０で右側から左側に移動して行
く。
【００３５】本発明では図１０のこの様なピーク値の移
動に対し矢印Ｄで示す様に反対方向から走査する様に使
えばコントラストの改善が成される。つまり光束全体の
時間的変調度よりも高い空間的変調度が取り得るわけで
ある。その鍵となるピーク位置の移動量は媒体４ａ中の
光束２の強度分布の偏りに依るので、効果が最も現れる
のは変調信号１１の波長が光束２の径の２倍弱の時であ
る。これはＡＯＭ４をそれ自身の限界周波数近傍で使う
場合の条件とほぼ同じである。従って元々ＡＯＭ４の上
限に近い周波数、例えば３０ＭＨｚ近傍の場合には走査
する向きを考慮するだけでよいが、低い周波数例えば１
〜数ＭＨｚ近傍の場合は媒体４ａ中の光束２の径を大き
くするか、媒体４ａの材質、超音波の使い方等により音
速を遅くしてやればよい。
動に対し矢印Ｄで示す様に反対方向から走査する様に使
えばコントラストの改善が成される。つまり光束全体の
時間的変調度よりも高い空間的変調度が取り得るわけで
ある。その鍵となるピーク位置の移動量は媒体４ａ中の
光束２の強度分布の偏りに依るので、効果が最も現れる
のは変調信号１１の波長が光束２の径の２倍弱の時であ
る。これはＡＯＭ４をそれ自身の限界周波数近傍で使う
場合の条件とほぼ同じである。従って元々ＡＯＭ４の上
限に近い周波数、例えば３０ＭＨｚ近傍の場合には走査
する向きを考慮するだけでよいが、低い周波数例えば１
〜数ＭＨｚ近傍の場合は媒体４ａ中の光束２の径を大き
くするか、媒体４ａの材質、超音波の使い方等により音
速を遅くしてやればよい。
【００３６】この様な本例による効果を以下に説明す
る。図１１にいくつか条件を代えてコントラスト｛＝
（最大−最小）／（最大＋最小）｝を測定したデータを
示す。縦軸はコントラストで横軸は媒体４ａ中の光束２
の径ωC ／媒体中の変調信号（正弦波）の波長λであ
る。横軸の原点は光束２の径が０で直接変調に相当す
る。この点のデータは計算値である。グラフ中の３本の
曲線はスクリーン７上のスポット径ω（ｅ-2）とスポッ
トの間隔ｄの比をパラメーターとして変えたもの（つま
り空間周波数に相当する）で上からω／ｄ＝０．８，
１，０，１．２である。水平に引いた実線はδ関数的に
短時間で変調したもので理論的限界といえる。点線は矩
形波で直接変調した場合であり、走査方向についてのア
ナログな変調での限界値ともいえる。ω／ｄ＝１．０の
曲線を見るとωC ／λ＝１．０付近にピークがあり左端
つまり直接変調の場合よりもコントラストが改善されて
いるだけでなく点線２１の位置よりも上に出ている。す
でに書いたようにＡＯＭ４の上限に近い周波数ではこの
ピーク付近で使っているが、低い周波数の所ではグラフ
中の左に寄った条件で使っていることになる。空間周波
数が低いところでは大きな差はでないがグラフに示した
コントラストが０．５程度以下になるような空間周波数
ではコントラストの低下を引き起こしている。本例の様
にωC ／λを適切に設定することにより空間周波数をあ
げてもコントラストを下げずに済むことが解る。
る。図１１にいくつか条件を代えてコントラスト｛＝
（最大−最小）／（最大＋最小）｝を測定したデータを
示す。縦軸はコントラストで横軸は媒体４ａ中の光束２
の径ωC ／媒体中の変調信号（正弦波）の波長λであ
る。横軸の原点は光束２の径が０で直接変調に相当す
る。この点のデータは計算値である。グラフ中の３本の
曲線はスクリーン７上のスポット径ω（ｅ-2）とスポッ
トの間隔ｄの比をパラメーターとして変えたもの（つま
り空間周波数に相当する）で上からω／ｄ＝０．８，
１，０，１．２である。水平に引いた実線はδ関数的に
短時間で変調したもので理論的限界といえる。点線は矩
形波で直接変調した場合であり、走査方向についてのア
ナログな変調での限界値ともいえる。ω／ｄ＝１．０の
曲線を見るとωC ／λ＝１．０付近にピークがあり左端
つまり直接変調の場合よりもコントラストが改善されて
いるだけでなく点線２１の位置よりも上に出ている。す
でに書いたようにＡＯＭ４の上限に近い周波数ではこの
ピーク付近で使っているが、低い周波数の所ではグラフ
中の左に寄った条件で使っていることになる。空間周波
数が低いところでは大きな差はでないがグラフに示した
コントラストが０．５程度以下になるような空間周波数
ではコントラストの低下を引き起こしている。本例の様
にωC ／λを適切に設定することにより空間周波数をあ
げてもコントラストを下げずに済むことが解る。
【００３７】更に図１２によって変調信号波長λが媒体
４ａの焦点Ｆ1 において光束２の径ａ−ａ′の２倍程度
にした時の効果を説明する。
４ａの焦点Ｆ1 において光束２の径ａ−ａ′の２倍程度
にした時の効果を説明する。
【００３８】図１２は時間的変調周波数を一定にして、
ＡＯＭ４中の光束２の径を変調信号の波長λの半分にし
た場合の空間周波数に対するコントラストの計算値を示
している。空間周波数は走査する速度を変化させて変え
ている。
ＡＯＭ４中の光束２の径を変調信号の波長λの半分にし
た場合の空間周波数に対するコントラストの計算値を示
している。空間周波数は走査する速度を変化させて変え
ている。
【００３９】図１２で曲線２２は本例の如き使い方で、
曲線２３は逆方向（従来）の走査方法を示し、曲線２４
は直接変調（ＡＯＭ４内の光束２の系が零に相当）で正
弦波による変調の計算例を示している。スクリーン７上
でのスポット内の強度分布の変化を利用した効果がはっ
きり出ている。空間的な周波数を０に近づけてもコント
ラストが１にならないのはＡＯＭ４内の光束２の径が太
いため完全に光束を遮断することが出来ないためであ
る。
曲線２３は逆方向（従来）の走査方法を示し、曲線２４
は直接変調（ＡＯＭ４内の光束２の系が零に相当）で正
弦波による変調の計算例を示している。スクリーン７上
でのスポット内の強度分布の変化を利用した効果がはっ
きり出ている。空間的な周波数を０に近づけてもコント
ラストが１にならないのはＡＯＭ４内の光束２の径が太
いため完全に光束を遮断することが出来ないためであ
る。
【００４０】この曲線をみるとコントラストが０．６〜
０．２程度でよい場合は直接変調もしくはＡＯＭ４中の
光束２の径が小さすぎるよりは時間的周波数の上限値で
決る光束２の径にあわせたほうが空間的周波数、つまり
密度をあげることが可能であることがわかる。
０．２程度でよい場合は直接変調もしくはＡＯＭ４中の
光束２の径が小さすぎるよりは時間的周波数の上限値で
決る光束２の径にあわせたほうが空間的周波数、つまり
密度をあげることが可能であることがわかる。
【００４１】図１３はコントラスト（縦軸）に対する正
弦波での変調周波数（横軸）の関係を示す実測値のグラ
フであり、２６は従来曲線２５は本例の曲線であって、
各変調周波数に亘ってコントラストの向上がみられる。
弦波での変調周波数（横軸）の関係を示す実測値のグラ
フであり、２６は従来曲線２５は本例の曲線であって、
各変調周波数に亘ってコントラストの向上がみられる。
【００４２】本発明によれば時間的には低密度だか空間
的には高密度の記録をする場合、また変調帯域上限付近
で変調度、コントラストは大きくなくてよいからなるべ
く帯域を広げたい場合に有効である。例としてはＣＤ等
の光ディスクの原盤作成があげられる。時間的には１−
数ＭＨｚの変調帯域であるが空間的（走査方向）には極
力密度をあげる必要がある。作成する際のコントラスト
が０．５程度でよいならばこの発明を利用することによ
り電気光学素子を用いたり、直接変調を行なうより密度
があげられる。またディスプレイのようにアナログ的に
変調する場合でも適用でき限界解像度をあげることが出
来る。
的には高密度の記録をする場合、また変調帯域上限付近
で変調度、コントラストは大きくなくてよいからなるべ
く帯域を広げたい場合に有効である。例としてはＣＤ等
の光ディスクの原盤作成があげられる。時間的には１−
数ＭＨｚの変調帯域であるが空間的（走査方向）には極
力密度をあげる必要がある。作成する際のコントラスト
が０．５程度でよいならばこの発明を利用することによ
り電気光学素子を用いたり、直接変調を行なうより密度
があげられる。またディスプレイのようにアナログ的に
変調する場合でも適用でき限界解像度をあげることが出
来る。
【００４３】
【発明の効果】本発明の光学変調装置によれば変調器内
の光束の断面内の強度分布を走査スポットの強度分布の
動きに対応させる様にしたので走査方向の書き込み密度
や再生解像度を向上させることが出来る。
の光束の断面内の強度分布を走査スポットの強度分布の
動きに対応させる様にしたので走査方向の書き込み密度
や再生解像度を向上させることが出来る。
【図１】本発明の光学変調装置の変調走査時の光学系路
図である。
図である。
【図２】本発明の光学変調装置の変調器拡大斜視図であ
る。
る。
【図３】図２のＡ−Ａ′面内の断面図である。
【図４】変調器の光束の強度分布図である。
【図５】スクリーンのスポットの強度分布図である。
【図６】超音波（変調信号）波形図である。
【図７】変調信号が光束を横切り始めた時の強度分布図
である。
である。
【図８】図７と同様のスクリーン上の強度分布図であ
る。
る。
【図９】スクリーン上の強度分布を説明する波形図であ
る。
る。
【図１０】スクリーン上の強度分布の遷移状態図であ
る。
る。
【図１１】コントラスト測定特性図である。
【図１２】コントラスト−空間周波数特性図である。
【図１３】コントラスト−変調周波数特性図である。
【図１４】従来光変調素子の構成図である。
１ 光源 ２ 光束 ４ ＡＯＭ ３．５ レンズ ６ 偏向鏡 ７ スクリーン
Claims (2)
- 【請求項１】 光源からの光束を変調手段で変調した変
調光を走査手段を介して、走査して、情報記録や画像表
示等を行なう光学変調装置において、 上記光源からの光束の通過過程で該光束と直交する方向
から変調信号が与えられる音響光学変調素子の如き上記
変調手段を介して、上記変調光を上記走査手段で走査し
た時の光束断面が該変調手段内の該変調信号の波面の幾
何光学的な像の走行方向と、走査方向が略同軸で逆向き
であることを特徴とする光学変調装置。 - 【請求項２】 前記変調手段の変調信号の上限の変調信
号波長を前記光束の径の略２倍に選択して成ることを特
徴とする請求項１記載の光学変調装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07161892A JP3335373B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 光学変調装置、光学装置、レーザビームプリンタ、表示装置及び光媒体記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07161892A JP3335373B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 光学変調装置、光学装置、レーザビームプリンタ、表示装置及び光媒体記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273486A true JPH05273486A (ja) | 1993-10-22 |
| JP3335373B2 JP3335373B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=13465821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07161892A Expired - Fee Related JP3335373B2 (ja) | 1992-03-27 | 1992-03-27 | 光学変調装置、光学装置、レーザビームプリンタ、表示装置及び光媒体記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335373B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004507751A (ja) * | 2000-08-30 | 2004-03-11 | ソニー エレクトロニクス インク | 複数のレーザのずれ検出及び補正装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5125976B2 (ja) * | 2008-10-15 | 2013-01-23 | 日本電気株式会社 | 光学変調回路、光学変調装置、画像表示装置、画像形成装置および光学変調方法 |
-
1992
- 1992-03-27 JP JP07161892A patent/JP3335373B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004507751A (ja) * | 2000-08-30 | 2004-03-11 | ソニー エレクトロニクス インク | 複数のレーザのずれ検出及び補正装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3335373B2 (ja) | 2002-10-15 |
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