JPH07294967A - 光走査装置 - Google Patents

光走査装置

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JPH07294967A
JPH07294967A JP8440294A JP8440294A JPH07294967A JP H07294967 A JPH07294967 A JP H07294967A JP 8440294 A JP8440294 A JP 8440294A JP 8440294 A JP8440294 A JP 8440294A JP H07294967 A JPH07294967 A JP H07294967A
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JP
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optical
voltage
light
scanning
waveguide
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JP8440294A
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English (en)
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Masami Hatori
正美 羽鳥
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気光学効果を有する光導波路に近接させて
電極が形成されてなり、この電極への電圧印加に応じて
導波光を変調、あるいはスイッチングする導波路型電気
光学素子を有する光走査装置において、DCドリフトの
影響を排除する。 【構成】 画像データDをコンピュータ27で処理して得
た発振制御信号Sを発振器16に入力し、発振器16が出力
して電極13に印加される電圧信号Eの極性を、主走査1
ライン毎に反転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光走査装置に関し、特に
詳細には、電気光学効果を有する光導波路と、この光導
波路に近接させて設けられた少なくとも1対の電極と、
これらの電極間に電圧を印加する駆動回路とからなる導
波路型電気光学素子を備え、上記電極への電圧印加状態
に応じて導波光を変調したり、あるいはその光路を切り
換えるようにした光走査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、光ビームを画像信号に基づい
て変調するとともに、この変調された光ビームを例えば
感光記録材料上において主、副走査させることにより、
上記画像信号が担持する画像をこの記録材料に記録する
光走査記録装置が公知となっている。また、画像が記録
されている記録材料を光ビームで主、副走査し、そのと
きの記録材料からの反射光、透過光あるいは発光光を検
出することにより、上記記録材料に記録されている画像
を読み取る光走査読取装置も公知となっている。
【0003】この種の光走査装置においては、光ビーム
の変調や、あるいはその光路の切換えが必要となること
があるが、そのために、例えば特開平2−931号公報
に示されるような導波路型電気光学素子を使用すること
も提案されている。この導波路型電気光学素子は、電気
光学効果を有する光導波路と、その上に形成されて該光
導波路に電気光学的回折格子(Electro-Optic Grating
)を形成する格子状電極(以下EOG電極と称する)
と、このEOG電極に電圧を印加する駆動回路とからな
り、上記光導波路を導波する導波光を、EOG電極への
電圧印加状態に応じて選択的に回折させるようにしたも
のである。
【0004】このような導波路型電気光学素子を用いれ
ば、回折光と非回折光(0次光)のいずれか一方を走査
光としたとき、その走査光を回折の有無あるいは程度に
応じて変調することができる。また、上記回折の有無に
応じて導波光の光路を切り換える光スイッチを構成する
こともできる。
【0005】さらに、例えばJAPANESE JOURNAL OF APPL
IED PHYSICS (ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプ
ライド・フィジックス)Vol.20, No.4, April, 1981 p
p.733〜737 に示されるように、電気光学効果を有する
基板に方向性結合器を構成する2本のチャンネル光導波
路を形成し、各チャンネル光導波路の上に平板状電極を
配し、一方のチャンネル光導波路を導波する導波光を上
記電極への電圧印加状態に応じて選択的に他方のチャン
ネル光導波路に移行させるようにした導波路型電気光学
素子も知られている。
【0006】このような導波路型電気光学素子を用いれ
ば、上記他方のチャンネル光導波路から出射する光を使
用光として、その使用光を電極への電圧印加状態に基づ
いて変調することができるし、また、導波光の光路を切
り換える光スイッチを構成することもできる。
【0007】通常、この種の導波路型電気光学素子にお
いては、電極による光散乱や光吸収を避けるために、電
極と光導波路との間にSiO2 やAl2 3 などからな
るバッファ層を形成することが必要である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
なバッファ層を設けた導波路型電気光学素子において
は、いわゆるDCドリフトすなわち、印加電圧対回折効
率の特性が電圧を加えるのに従って変動する現象が生じ
やすいことが認められている。
【0009】光走査装置に適用された導波路型電気光学
素子においてこのようなDCドリフトが生じると、それ
によって走査光量が変動するので、画像記録あるいは画
像読取りが不正になされてしまう。
【0010】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、導波路型電気光学素子のDCドリフトによる走
査光量変動を防止することができる光走査装置を提供す
ることを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による導波路型電
気光学素子は、先に述べたように電気光学効果を有する
光導波路と、この光導波路に近接させて形成された少な
くとも1対の電極と、これらの電極間に電圧を印加する
駆動回路とからなる導波路型電気光学素子を備えるとと
もに、光導波路から出射した光ビームを記録材料上にお
いて主、副走査させる走査手段を有する光走査装置にお
いて、上記光ビームが記録材料上を所定回数主走査する
毎に、上記電極間に印加される電圧の極性を反転させる
手段が設けられたことを特徴とするものである。
【0012】
【作用および発明の効果】前述のEOG電極を備えた導
波路型電気光学素子を例にとって説明すると、この素子
においてDCドリフトが生じなければ、EOG電極に印
加される駆動電圧Vと回折効率ηとの関係は本来、 η=sin2 AV (A:定数) となる。これをグラフで示すと、図4の曲線aとなる。
【0013】したがって、印加電圧Vがゼロのとき回折
効率ηもゼロとなり、光ビームの変調や光路切換えのた
めの駆動電圧制御も、このことを前提にしてなされる。
つまり、例えば回折光を走査光としてそれをON-OFF変調
する場合は、通常、印加電圧Vをゼロにして走査光量を
ゼロ、印加電圧VをVπにして走査光量を最大回折効率
ηmax により得られる最大値に設定する。
【0014】ところが、前述のDCドリフトが生じて、
印加電圧対回折効率特性が図4において右方向に動い
て、曲線bのように変化した場合は、印加電圧Vをゼロ
にしても回折効率ηはゼロにならないでη1 の値を取
り、一方印加電圧VをVπに設定したとき回折効率ηは
上記η1 の値とさほど変わらないη2 の値を取ることに
なり、所望のON-OFF変調を行なうことが不可能となる。
【0015】上述の印加電圧対回折効率特性の変動は比
較的ゆっくりしたもので、通常は、例えば該特性が半周
期分ずれるのに数10sec 〜数10min 程度の時間を要す
る。またこの特性の変動方向は、印加電圧の極性に応じ
て切り換わる。
【0016】それに対して一般的な光走査装置において
は、1主走査周期は数msec 程度と極めて短いので、主
走査が僅少な所定回数なされる毎に印加電圧の極性を反
転させると、図4で説明すれば、曲線aで示される特性
が極く僅かだけ右方向に移動したところでこの特性が今
度は左方向に移動し、この左方向への移動が極く僅かな
されたところでこの特性が今度は左方向に移動する、と
いうことが繰り返されるようになる。
【0017】したがって光ビームの回折は、常に曲線a
で示される印加電圧対回折効率特性、あるいはそれと極
めて近い特性の下になされるようになり、DCドリフト
の影響を排除できることになる。
【0018】以上の説明から明らかなように、DCドリ
フトの影響をより確実に排除するためには、上記の「所
定回数」は少ないほど好ましく、1回が最良であるが、
その他2、3回程度とされてもよい。さらには、DCド
リフトの速さと主走査周期との兼ね合いを考慮した上
で、DCドリフトを事実上無視できる程度に抑制可能な
範囲において、例えば数回程度とされてもよい。
【0019】なお、曲線aで示される印加電圧対回折効
率特性は、印加電圧V=ゼロを挟んで正電圧側と負電圧
側とで互いに対称となっているので、印加電圧の極性を
反転させても、電圧の絶対値が等しければ、等しい回折
効率が得られる。
【0020】以上、EOG電極を用いて走査光をON-OFF
変調する場合を例に挙げて説明したが、走査光を図4の
曲線aで示される特性の下に回折効率に応じて連続的に
変調する場合や、回折の有無によって導波光の光路を切
り換えるような場合も、さらには前述の平板状電極を用
いて導波光を変調したりその光路を切り換えるような場
合も事情は同じであり、上記と同様にしてDCドリフト
の影響を排除可能である。
【0021】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は本発明の一実施例による光走査
装置を示すものであり、図2および図3は、この光走査
装置において用いられた導波路型電気光学素子1を示し
ている。
【0022】図1に示されるように、例えばHe−Ne
レーザー等のレーザー光源21からは、光ビーム20が射出
される。この光ビーム20は導波路型電気光学素子1にお
いて後述するようにして画像データDに基づいて強度変
調される。変調された光ビーム20Aは、主走査手段とし
てのポリゴンミラー(回転多面鏡)22に入射して反射偏
向され、例えばfθレンズからなる走査レンズ23を通過
した後、円筒状プラテン24に保持された感光材料25上で
収束しつつ、そこを矢印X方向に主走査する。円筒状プ
ラテン24は、それとともに副走査手段を構成するモータ
26により矢印Y方向に回転する。以上により感光材料25
は、変調された光ビーム20Aによって2次元的に走査さ
れ、そこには画像データDが担持する連続調画像が記録
される。
【0023】次に、導波路型電気光学素子1による光ビ
ーム20Aの変調について、図2および図3を参照して詳
しく説明する。この導波路型電気光学素子は、MgOが
ドープされたLiNbO3 基板10上に形成された薄膜光
導波路11と、その上に形成されたSiO2 膜からなるバ
ッファ層12と、このバッファ層12の上に形成されたEO
G電極13と、このEOG電極13を間において互いに離れ
る状態で光導波路11の表面に形成された光入力用線状回
折格子(Linear Grating Coupler :以下LGCと称す
る)14および光出力用LGC15と、上記EOG電極13に
電圧を印加する駆動回路16とを有している。
【0024】前記レーザー光源21は、平行光である光ビ
ーム20が、基板10の斜めにカットされた端面10aを通過
し、光導波路11を透過してLGC14の部分に入射するよ
うに配置されている。それにより、光ビーム20はこのL
GC14で回折して光導波路11内に入射し、該光導波路11
を導波モードで矢印A方向に進行する。
【0025】この光ビーム(導波光)20は、EOG電極
13に対応する部分を通って導波するが、EOG電極13に
電圧が印加されていない状態では、この導波光20は直進
する。一方、EOG電極13に駆動回路16から電圧が印加
されると、電気光学効果を有する光導波路11の屈折率が
変化して光導波路11に回折格子が形成され、導波光20は
その回折格子により回折する。以上のようにして回折し
た光ビーム20Aおよび回折しない光ビーム20Bは、LG
C15において基板10側に回折し、この基板10の斜めにカ
ットされた端面10bから素子外に出射する。
【0026】上記回折の効率ηは、図4に示したように
EOG電極13に印加される電圧Vの値に応じて変化する
ので、素子外に出射した光ビーム20Aを、印加電圧Vの
値に応じて強度変調することができる。
【0027】次に、印加電圧Vの制御について説明す
る。前述の画像データDは、主走査1ライン毎のデータ
としてコンピュータ27に入力される。この主走査1ライ
ン毎の画像データDは、例えば図5の(1)に示すよう
なものとなる。コンピュータ27はこの画像データDに対
応した発振制御信号Sを発振器16aに入力し、発振器16
aはこの信号Sに対応した電圧信号Eを出力するが、こ
こでコンピュータ27は所定のプログラムに従って発振制
御信号Sを、電圧信号Eが奇数番目の主走査ラインにつ
いては正の値をとり、偶数番目の主走査ラインについて
は負の値をとるように設定する。
【0028】そこで、画像データDが上記図5の(1)
に示すようなものである場合、電圧信号Eは同図(2)
に示すようなものとなる。この電圧信号Eは、上記発振
器16aとともに駆動回路16を構成するアンプ16bに入力
され、そこで増幅された上でEOG電極13に入力され
る。
【0029】以上のようにして、画像データDに対応し
た大きさの電圧VがEOG電極13に印加され、光ビーム
(導波光)20が画像データDに基いて変調されるが、上
述の通りこの電圧Vの極性が1主走査ライン毎に反転し
ているため、DCドリフトが抑圧される。その詳しい理
由は、先に述べた通りである。DCドリフトが抑圧され
れば、印加電圧Vと回折した光ビーム20Aの強度とが常
に一義的に対応するようになり、画像データDが示す画
像を正確に記録可能となる。
【0030】なお、先に図4を参照して説明した通り、
DCドリフトが無い場合、印加電圧Vの極性を反転させ
ても、電圧の絶対値が等しければ等しい回折効率が得ら
れるから、例えば図5の(1)でデータ値Da とDb と
が互いに等しいとすると、同図(2)の信号値Ea (正
値)による光ビーム20Aの強度と、信号値Eb (負値)
による光ビーム20Aの強度は互いに等しくなる。
【0031】また、ポリゴンミラー22とモータ26の駆動
は、主/副走査制御回路28によって制御され、この主/
副走査制御回路28と発振器16aにはコンピュータ27が出
力するクロック信号CLK が入力されて、光変調と主/副
走査の同期が取られる。
【0032】また、以上の実施例では印加電圧Vの極性
を1主走査ライン毎に反転させているが(その様子を図
6に示す)、DCドリフトの速さと主走査周期との兼ね
合いを考慮した上で、その他例えば図7に示すように主
走査3ライン毎に、さらには2ライン毎、数ライン毎に
印加電圧Vの極性を反転させてもよい。
【0033】次に、本発明に適用され得る別の導波路型
電気光学素子について説明する。図8に示されている導
波路型電気光学素子は、MgOがドープされたLiNb
3基板10と、該基板10に形成された、Y分岐光導波路
を2つ接続した形のチャンネル光導波路30と、このチャ
ンネル光導波路30の一方の分岐部分30aを挟むようにし
て基板10上に形成された1対の平板状電極31,31と、こ
れらの平板状電極31,31に所定の電圧を印加する駆動回
路32とを有している。またこの場合も、各平板状電極31
と基板10との間には、SiO2 膜からなるバッファ層33
が介設されている。
【0034】上記構成の導波路型電気光学素子におい
て、入力光34はチャンネル光導波路30の図中左端から入
力され、1番目のY分岐で分岐され、分岐部分30aおよ
び30bを導波してから2番目のY分岐で再度合成され
る。この合成された光は、チャンネル光導波路30の図中
右端から出力光34Aとして出力される。
【0035】チャンネル光導波路30の一方の分岐部分30
aに電極31,31を介して所定電圧が印加されると、この
分岐部分30aの屈折率が変化するので、分岐部分30aを
導波する光はこの電圧印加の有無に応じて位相変調され
る。そして、この分岐部分30aを導波した光と、分岐部
分30bを導波した光は合成されたとき干渉するので、出
力光34Aは上記電圧印加の有無に応じて強度変調され
る。
【0036】また、図9に示されている導波路型電気光
学素子は、MgOがドープされたLiNbO3 基板10
と、該基板10に形成された、方向性結合器を構成する2
つのチャンネル光導波路40A、40Bと、一方のチャンネ
ル光導波路40Aを挟むようにして基板10上に形成された
1対の平板状電極41,41と、これらの平板状電極41,41
に所定の電圧を印加する駆動回路42とを有している。ま
たこの場合も、各平板状電極41と基板10との間には、S
iO2 膜からなるバッファ層43が介設されている。
【0037】上記構成の導波路型電気光学素子におい
て、入力光44は一方のチャンネル光導波路40Aに入力さ
れてそこを導波し、両光導波路40A、40Bが近接してい
る部分において他方のチャンネル光導波路40Bに乗り移
り、そこを導波して該光導波路40Bから出力光44Aとし
て出力される。
【0038】チャンネル光導波路40Aに電極41,41を介
して所定電圧が印加されると、この光導波路40Aの屈折
率が変化するので、該光導波路40Aから光導波路40Bへ
の導波光の乗り移りの大きさが変化する。そこで出力光
44Aは、上記電圧印加の有無に応じて強度変調される。
【0039】これら図8および図9に示した導波路型電
気光学素子を用いる場合も、平板状電極31,31あるいは
平板状電極41,41に印加する電圧の極性を、僅少な所定
回数主走査がなされる毎に反転させれば、DCドリフト
を抑える効果が得られる。
【0040】なお本発明は画像記録装置のみならず、光
走査を行なう画像読取装置に対しても、さらには導波路
型電気光学素子によって光路を切り換えるように構成し
た光走査装置に対しても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による光走査装置の概略斜視
【図2】上記光走査装置に用いられた導波路型電気光学
素子の平面図
【図3】上記導波路型電気光学素子の側面図
【図4】DCドリフトを説明する概略図
【図5】上記光走査装置における画像データと、電極へ
の印加電圧の波形を示すグラフ
【図6】上記光走査装置における印加電圧の極性を示す
説明図
【図7】本発明における印加電圧の極性反転パターンの
別の例を示す説明図
【図8】本発明に適用され得る導波路型電気光学素子の
別の例を示す斜視図
【図9】本発明に適用され得る導波路型電気光学素子の
さらに別の例を示す斜視図
【符号の説明】
1 導波路型電気光学素子 10 MgOドープLiNbO3 基板 11 薄膜光導波路 12 バッファ層 13 EOG電極 16 駆動回路 16a 発振器 16b アンプ 20 光ビーム 20A 回折した光ビーム 21 レーザー光源 22 ポリゴンミラー 24 円筒状プラテン 25 感光材料 26 モータ 27 コンピュータ 28 主/副走査制御回路 30 チャンネル光導波路 31 平板状電極 32 駆動回路 33 バッファ層 40A、40B チャンネル光導波路 41 平板状電極 42 駆動回路 43 バッファ層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気光学効果を有する光導波路と、 この光導波路に近接させて形成された少なくとも1対の
    電極と、 これらの電極間に電圧を印加する駆動回路と、 前記光導波路から出射した光ビームを記録材料上におい
    て主、副走査させる走査手段とを有する光走査装置にお
    いて、 前記光ビームが記録材料上を所定回数主走査する毎に、
    前記電極間に印加される電圧の極性を反転させる手段が
    設けられたことを特徴とする光走査装置。
JP8440294A 1994-04-22 1994-04-22 光走査装置 Withdrawn JPH07294967A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7965439B2 (en) 2006-11-16 2011-06-21 Seiko Epson Corporation Scanning device and scanning type optical apparatus
JP2015194690A (ja) * 2014-03-21 2015-11-05 日本精機株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

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