JPS6012531A - 音響光学光偏向装置 - Google Patents
音響光学光偏向装置Info
- Publication number
- JPS6012531A JPS6012531A JP12023183A JP12023183A JPS6012531A JP S6012531 A JPS6012531 A JP S6012531A JP 12023183 A JP12023183 A JP 12023183A JP 12023183 A JP12023183 A JP 12023183A JP S6012531 A JPS6012531 A JP S6012531A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- acousto
- incident
- optic
- deflector
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
本発明は、画像の記録、読み出し１表示などを行うため
に用いるレーザービームの光偏向装欝に関する。更に詳
述すれば、本発明は１個の音響光学光偏向素子を用いて
、レーザービームを２回偏向させることにより、従来に
比べて２倍の解像度を得るよう構成した音響光学光偏向
装置に関する。
に用いるレーザービームの光偏向装欝に関する。更に詳
述すれば、本発明は１個の音響光学光偏向素子を用いて
、レーザービームを２回偏向させることにより、従来に
比べて２倍の解像度を得るよう構成した音響光学光偏向
装置に関する。
一般に光偏向器の解像能力は、偏向角度と有効アパーチ
ャの大きさとの積に比例することが知られている。従っ
て、レーザービームの偏向角度を増大することにより、
高解像度を得ることが可能である。
ャの大きさとの積に比例することが知られている。従っ
て、レーザービームの偏向角度を増大することにより、
高解像度を得ることが可能である。
従来、音響光学光偏向素子の偏向角度を拡大するために
は、もっばら、（１）その励振周波数の掃引周波数範囲
を拡大するか、あるいは（２）超音波の伝送媒体の駆動
端面を階段教に加工し、それぞれにトランスデユーサ−
を取付ける方法が行われてきた（この方法は、例えば１
文献Ａ、Ｃｏｒｐｅｌ、Ｒ。
は、もっばら、（１）その励振周波数の掃引周波数範囲
を拡大するか、あるいは（２）超音波の伝送媒体の駆動
端面を階段教に加工し、それぞれにトランスデユーサ−
を取付ける方法が行われてきた（この方法は、例えば１
文献Ａ、Ｃｏｒｐｅｌ、Ｒ。
Ａｄｌｅｒ、Ｐ、Ｄｅｓｍａｒｅｓ ａｎｄ Ｗ、Ｗａ
ｔｓｏｎ：Ａ ＴｅｌｅｗｉｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ
Ｕｓｉｎｇ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ
ａｎｄＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｈｅｒｅｎ
ｔ Ｌｉｇｈｔ、Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ５巻、
１９８８年、第１６６７頁〜第１６７５頁に詳しく述
べられている）。しかし、（１）の方法では、励振器と
して広帯域のものが必要であり、また（２）の方法にお
いては、トランスデユーサの構造が複雑になるという欠
点があった。
ｔｓｏｎ：Ａ ＴｅｌｅｗｉｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ
Ｕｓｉｎｇ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ
ａｎｄＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｈｅｒｅｎ
ｔ Ｌｉｇｈｔ、Ａｐｐｌｉｅｄ ０ｐｔｉｃｓ５巻、
１９８８年、第１６６７頁〜第１６７５頁に詳しく述
べられている）。しかし、（１）の方法では、励振器と
して広帯域のものが必要であり、また（２）の方法にお
いては、トランスデユーサの構造が複雑になるという欠
点があった。
本発明の目的は、従来から用いられている音響光学光偏
向システムにわずかの光学部品を追加することにより、
高解像度化を図った音響光学光偏向装置を提供すること
にある。
向システムにわずかの光学部品を追加することにより、
高解像度化を図った音響光学光偏向装置を提供すること
にある。
かかる目的を達成するために、本発明では音響光学光偏
向器と、音響光学光偏向器からの１次回折光を音響光学
光偏向器の入射側に導く光学系とを備え、音響光学光偏
向器の１次回折光を１回目の入射光と２回目の入射光と
が互いに重ならないようにして、再度前記音響光学光偏
向器に入射させ、再び回折させるように構成する。
向器と、音響光学光偏向器からの１次回折光を音響光学
光偏向器の入射側に導く光学系とを備え、音響光学光偏
向器の１次回折光を１回目の入射光と２回目の入射光と
が互いに重ならないようにして、再度前記音響光学光偏
向器に入射させ、再び回折させるように構成する。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明を適用した音響光学光偏向装置の一実
施例を示す斜視図である。本図において、１は音響光学
光偏向器、２はトランスデユーサ、３は励振用高周波電
源である。励振用高周波電源３の掃引周波数範囲はｆし
から ｆＨまでとする。
施例を示す斜視図である。本図において、１は音響光学
光偏向器、２はトランスデユーサ、３は励振用高周波電
源である。励振用高周波電源３の掃引周波数範囲はｆし
から ｆＨまでとする。
励振周波数がｆしのとき、光ビームをｂの方向から音響
光学光偏向器ｌに入射すると、ブラック回折が生じて、
入射光はＯ次回新党す。と１次回新党ｂＩＬ とに分離
する。この１次回新党ｂｔｗ を反射鏡４．Ｊ８および
凸レンズ５．７よりなるリレーレンズ系を用いて音響光
学光偏向器ｌへ再び入射させると、２回目の回折により
、回折光は、前回同様にＯ次回新党り′σムと１次回新
党り’ｆＬとに分離する。この２回目の１次回新党り′
仏 が水装置の出射光となる。
光学光偏向器ｌに入射すると、ブラック回折が生じて、
入射光はＯ次回新党す。と１次回新党ｂＩＬ とに分離
する。この１次回新党ｂｔｗ を反射鏡４．Ｊ８および
凸レンズ５．７よりなるリレーレンズ系を用いて音響光
学光偏向器ｌへ再び入射させると、２回目の回折により
、回折光は、前回同様にＯ次回新党り′σムと１次回新
党り’ｆＬとに分離する。この２回目の１次回新党り′
仏 が水装置の出射光となる。
次に励振周波数をｆｕにすると回折光はｂ ’ＩＬ→ｂ
；Ｈｌｂ’０４ →ｂ’ａＨとなり、水装置ノ出射光ハ
ｂ、Ｌ’ −＋ ｂ’ＩＨとなる。なお第１図において
、９およびｌＯはＯ次回新党に対するストッパーであり
、これにより、それぞれ不要な０次光を除去している。
；Ｈｌｂ’０４ →ｂ’ａＨとなり、水装置ノ出射光ハ
ｂ、Ｌ’ −＋ ｂ’ＩＨとなる。なお第１図において
、９およびｌＯはＯ次回新党に対するストッパーであり
、これにより、それぞれ不要な０次光を除去している。
第２図は、本発明に係る偏向光学系の動作原理を説明す
るための図である。本図は第１図に示した音響光学光偏
向装置の平面図であり、音響光学光偏向器１への入射光
と回折光のみを示爽している。
るための図である。本図は第１図に示した音響光学光偏
向装置の平面図であり、音響光学光偏向器１への入射光
と回折光のみを示爽している。
本発明では、音響光学光偏向器によりブラッグ反射が生
じる領域内において、入射角を多少変化させてもＯ次回
新党と１次回折光のなす角は変らないという本実を用い
ている。
じる領域内において、入射角を多少変化させてもＯ次回
新党と１次回折光のなす角は変らないという本実を用い
ている。
第２図に示すように、本発明の一実施例では入射光すを
音響光学光偏向器１におけるアパーチャの光軸（これを
Ｘ軸にとる）に対してαの角度で入射させる。そして、
励振周波数がｆしのとき、１回目の１次回新党ＪＬとＯ
次回新党ｂｏとのなす角を２αし・とする。
音響光学光偏向器１におけるアパーチャの光軸（これを
Ｘ軸にとる）に対してαの角度で入射させる。そして、
励振周波数がｆしのとき、１回目の１次回新党ＪＬとＯ
次回新党ｂｏとのなす角を２αし・とする。
励振周波数がｆＨとなったとき、１回目の１次回新党ｂ
１−は、 ｂ、Ｌとｂｔｌのなす角がΔαとなる方向に
回折するものとする。換言すれば、１回目のＯ次回新党
と１次回折光とのなす角を ｆしに対しては２αし、ｆ
Ｈに対しては２αし＋Δαとする。そして、第１図に示
した反射鏡４，８．８および凸レンズ５．７よりなるリ
レーレンズ系を用いて、１回目の入射ビームｂと２回目
の入射ビームｂｌＬとが超音波の波面に対してほぼ同一
角度で入射するようにする。ただし、光線すとｂ１ム
とが実際には重ならないように互いに傾きをもって入射
させている。
１−は、 ｂ、Ｌとｂｔｌのなす角がΔαとなる方向に
回折するものとする。換言すれば、１回目のＯ次回新党
と１次回折光とのなす角を ｆしに対しては２αし、ｆ
Ｈに対しては２αし＋Δαとする。そして、第１図に示
した反射鏡４，８．８および凸レンズ５．７よりなるリ
レーレンズ系を用いて、１回目の入射ビームｂと２回目
の入射ビームｂｌＬとが超音波の波面に対してほぼ同一
角度で入射するようにする。ただし、光線すとｂ１ム
とが実際には重ならないように互いに傾きをもって入射
させている。
このリレーレンズ系を用いると、後述するように励振周
波数がｆｓのときの２回目の入射ビームｂ１）Ｉはｂ
、 ｂ １１．に対して、その入射角がΔαだけ減じた
方向となるようにすることができる。これにより、２回
目の０次回折光は、その励振周波数がｆしのときにはｂ
’ｏｔ、、励振周波数がｆＨのときには、 ｂ′σ８
となる。
波数がｆｓのときの２回目の入射ビームｂ１）Ｉはｂ
、 ｂ １１．に対して、その入射角がΔαだけ減じた
方向となるようにすることができる。これにより、２回
目の０次回折光は、その励振周波数がｆしのときにはｂ
’ｏｔ、、励振周波数がｆＨのときには、 ｂ′σ８
となる。
０次回折光と１次回折光のなす角は、上述したように、
ｆしに対しては２αＬ、 、ｆｏに対しては２αし＋
Δαであるので、 ｂ’（ｙ４ と ｂ′１ムとの間の
角は２αＬ 、 ｂ’ａＨ、！−ｂ’ＩＨとの間の角は
２αし＋Δαとなる。その結果、 ｂ′〃４とｂ ’ｐ
ＨとはΔαの角をなしているのでｂ／、、と ｂ’ｆ＃
のなす角は２Δαとなる。
ｆしに対しては２αＬ、 、ｆｏに対しては２αし＋
Δαであるので、 ｂ’（ｙ４ と ｂ′１ムとの間の
角は２αＬ 、 ｂ’ａＨ、！−ｂ’ＩＨとの間の角は
２αし＋Δαとなる。その結果、 ｂ′〃４とｂ ’ｐ
ＨとはΔαの角をなしているのでｂ／、、と ｂ’ｆ＃
のなす角は２Δαとなる。
以上の説明から明らかなように、励振周波数の変化Δｆ
＝ｆｎ ｆＬに対して、光線のふれの角は１回目の回折
ではΔα、２回目の回折により、２Δαとなる。
＝ｆｎ ｆＬに対して、光線のふれの角は１回目の回折
ではΔα、２回目の回折により、２Δαとなる。
第３図は、 ＦＬのときの１次回新党ｂ を、２回目に
入射光すと同じ方向から入射させるとき、１次回新党ｂ
１Ｈの２回目の入射角がα−Δαとなることを説明する
ための図である。本図において、ｂＢ、、 ｂｌＨ，ｂ
＄ｌ はそれぞれ励振周波数がｆＬ、ｆｑ、 ｂ＋のと
きの１次回折光である。音響光学光偏向器１を出た１回
目の１次回新党ｂｕ＋ｂｔｓｒｂ旬 は、Ｘ軸、Ｙ軸（
超音波の進行方向をＹ軸にとる）の交点ｐを焦点として
発散する形をとる。
入射光すと同じ方向から入射させるとき、１次回新党ｂ
１Ｈの２回目の入射角がα−Δαとなることを説明する
ための図である。本図において、ｂＢ、、 ｂｌＨ，ｂ
＄ｌ はそれぞれ励振周波数がｆＬ、ｆｑ、 ｂ＋のと
きの１次回折光である。音響光学光偏向器１を出た１回
目の１次回新党ｂｕ＋ｂｔｓｒｂ旬 は、Ｘ軸、Ｙ軸（
超音波の進行方向をＹ軸にとる）の交点ｐを焦点として
発散する形をとる。
これらの光を反射鏡４で凸レンズ５へ導く。ここで、ｐ
ｑ間の距離は、レンズ５の焦点距離になるように選んで
ある。このようにすると、偏向を受けた光線はレンズ５
を通過したのち、レンズ５の光軸に対して平行となり、
励振周波数の変化による１次回新党ｂ１ム、１）１ｄ＋
Ｍｌの角度変化がレンズ５を通過したあとでは光軸から
の距離の変化に変換される。これが反射鏡６で反射され
レンズ７へ導かれる。ここでｑ＋ Ｔ間のｑｐｒ側の光
路長は、レンズ５の焦点距離とレンズ７の焦点距離との
和となるよう設定しておく。
ｑ間の距離は、レンズ５の焦点距離になるように選んで
ある。このようにすると、偏向を受けた光線はレンズ５
を通過したのち、レンズ５の光軸に対して平行となり、
励振周波数の変化による１次回新党ｂ１ム、１）１ｄ＋
Ｍｌの角度変化がレンズ５を通過したあとでは光軸から
の距離の変化に変換される。これが反射鏡６で反射され
レンズ７へ導かれる。ここでｑ＋ Ｔ間のｑｐｒ側の光
路長は、レンズ５の焦点距離とレンズ７の焦点距離との
和となるよう設定しておく。
次に、レンズ７にビームを導き、再び励振周波数の変化
に対する角度の変化に変換して音響光学光偏向器ｌに加
える。励振周波数がΔｆ−ｆＨ−ｆしだけ増加すると偏
向角はΔαだけ増加するが、第３図は、Ｘ軸から測った
２回目の入射角がΔαだけ減少することを示している。
に対する角度の変化に変換して音響光学光偏向器ｌに加
える。励振周波数がΔｆ−ｆＨ−ｆしだけ増加すると偏
向角はΔαだけ増加するが、第３図は、Ｘ軸から測った
２回目の入射角がΔαだけ減少することを示している。
なお、入射ビームおよび１次回折光は、音響光学光偏向
器ｌの中心軸Ｘ、Ｙの交点を通過するように入射する必
要がある。
器ｌの中心軸Ｘ、Ｙの交点を通過するように入射する必
要がある。
次に、音響光学光偏向器１で回折された１次光は、励振
周波数のいかんにかかわらず、その進行方向に対してビ
ーム自身が平行ビームであるとみなされることが必要で
ある。また、これは入射ビームについても同様である。
周波数のいかんにかかわらず、その進行方向に対してビ
ーム自身が平行ビームであるとみなされることが必要で
ある。また、これは入射ビームについても同様である。
この理由は、ブラッグ反射は一定の範囲の入射角および
超音波周波数のところで生じ、入射角がこの範囲をはず
れると回折効率がおちてくるので、収束光線あるいは発
散光線の場合には、光軸から離れるに従って暗くなる可
能性があるからである。
超音波周波数のところで生じ、入射角がこの範囲をはず
れると回折効率がおちてくるので、収束光線あるいは発
散光線の場合には、光軸から離れるに従って暗くなる可
能性があるからである。
このために、第４図に示すように、レンズ５゜反射鏡６
．レンズ７の間の光路長が両レンズの焦点距離の和とな
るようにリレーレンズ系を配置する。このように設定し
て音響光学光偏向器１に平行なガウスビームを入射させ
ると、２回目に音響光学光偏向器１に入射するビームも
平行ビームとすることができる。
．レンズ７の間の光路長が両レンズの焦点距離の和とな
るようにリレーレンズ系を配置する。このように設定し
て音響光学光偏向器１に平行なガウスビームを入射させ
ると、２回目に音響光学光偏向器１に入射するビームも
平行ビームとすることができる。
また、上述したように、１回目の入射光、Ｏ次回新党、
１次回折光、２回目の入射光、０次回折光、１次回折光
などそれぞれが互いに空間的に重なり合わないようにす
る必要がある。このために、本発明実施例では、音響光
学光偏向器におけるアパーチャの光軸（Ｘ軸）と超音波
の進行方向（Ｙ軸）とを含む平面に対して１回目の入射
光と２回目の入射光とが互いにほぼ鎖部に対する共役像
の関係となるように入射させている。
１次回折光、２回目の入射光、０次回折光、１次回折光
などそれぞれが互いに空間的に重なり合わないようにす
る必要がある。このために、本発明実施例では、音響光
学光偏向器におけるアパーチャの光軸（Ｘ軸）と超音波
の進行方向（Ｙ軸）とを含む平面に対して１回目の入射
光と２回目の入射光とが互いにほぼ鎖部に対する共役像
の関係となるように入射させている。
しかし、光線が互いに重なり合わないようにするために
講じ得る手段は、木実雄側に限定されず、種々の変更を
加えうることは勿論である。
講じ得る手段は、木実雄側に限定されず、種々の変更を
加えうることは勿論である。
さらに、木実雄側では１回目の入射ビームｂと２回目の
入射ビームｂｌＬとを超音波波面に対してほぼ同一角度
で入射させているが、ブラッグ反射が生ずる範囲内で且
つ、回折効率の低下を許容できる範囲であれば、必ずし
もこのように入射角度を同一角度に限定する必要がない
ことも勿論である。
入射ビームｂｌＬとを超音波波面に対してほぼ同一角度
で入射させているが、ブラッグ反射が生ずる範囲内で且
つ、回折効率の低下を許容できる範囲であれば、必ずし
もこのように入射角度を同一角度に限定する必要がない
ことも勿論である。
第５図は、本発明に係る音響光学光偏光装置で得られた
特性例を示す。ここで、破線は従来の音響光学光偏向装
置に関するデータ、実線はそのデータの２倍の値、Ｘ印
は本発明に係る音響光学光偏向装置に関するデータであ
る。本図は、励振周波数の周波数偏移に対する偏向角度
特性を示す。
特性例を示す。ここで、破線は従来の音響光学光偏向装
置に関するデータ、実線はそのデータの２倍の値、Ｘ印
は本発明に係る音響光学光偏向装置に関するデータであ
る。本図は、励振周波数の周波数偏移に対する偏向角度
特性を示す。
この結果から、１回目の１次回折光に対して２回目の１
次回折光では、その偏向角がほぼ２倍となっていること
がわかる。
次回折光では、その偏向角がほぼ２倍となっていること
がわかる。
以上述べたことから明らかなように本発明によれば従来
の音響光学光偏光装置に少しの光学部品を追加するだけ
で、２倍の解像度を得ることが可能である。
の音響光学光偏光装置に少しの光学部品を追加するだけ
で、２倍の解像度を得ることが可能である。
第１図は本発明を適用した音響光学光偏向装置の一実施
例を示す斜視図、第２図は本発明に係る偏向光学系の動
作原理を説明する平面図、第３図は本発明に係る音響光
学光偏向器ｒの光線軌跡図、第４図は本発明音響光学光
偏向装置におけるビームの形状を示す線図、第５図は本
実施例の特性例を示す線図である。 １・・・音響光学光偏向器、 ２・・・トランスデユーサ、 ３・・・励振用高周波電源、 （１１） ４・・・反射鏡、 ５・・・凸レンズ、 ６・・・反射鏡、 ７・・・凸レンズ、 ８・・・反射鏡、 ９．１０・・・Ｏ次回新党用ストッパ。 ４キ許出願人日木放送協会 （１２） 第４図 ６
例を示す斜視図、第２図は本発明に係る偏向光学系の動
作原理を説明する平面図、第３図は本発明に係る音響光
学光偏向器ｒの光線軌跡図、第４図は本発明音響光学光
偏向装置におけるビームの形状を示す線図、第５図は本
実施例の特性例を示す線図である。 １・・・音響光学光偏向器、 ２・・・トランスデユーサ、 ３・・・励振用高周波電源、 （１１） ４・・・反射鏡、 ５・・・凸レンズ、 ６・・・反射鏡、 ７・・・凸レンズ、 ８・・・反射鏡、 ９．１０・・・Ｏ次回新党用ストッパ。 ４キ許出願人日木放送協会 （１２） 第４図 ６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）音響光学光偏向器と、該音響光学光偏向器からの１
次回折光を該音響光学光偏向器の入射側に導く光学系と
を備え、前記音響光学光偏向器の１次回折光を１回目の
入射光と２回目の入射光とが互いに重ならないようにし
て、再度前記音響光学光偏向器に入射させ、再び回折さ
せるように構成したことを特徴とする音響光学光偏向装
置。 ２）前記音響光学光偏向器に、２回目に入射させる最低
励振周波数に対する１次回折光の方向が、前記音響光学
光偏向器の超音波波面に対して、１回目の入射光とほぼ
同一角度で、かつ、前記１回目の入射光と２回目の入射
光とが、前記音響光学光偏向器のアパーチャーの光軸と
超音波の進行方向とを含む平面に対して、はぼ鏡面に対
する共役像の関係となるように構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の音響光学光偏向装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12023183A JPS6012531A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 音響光学光偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12023183A JPS6012531A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 音響光学光偏向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6012531A true JPS6012531A (ja) | 1985-01-22 |
Family
ID=14781095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12023183A Pending JPS6012531A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 音響光学光偏向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012531A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5397448A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-25 | Canon Inc | Self amplifying deflection scanning optical system |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP12023183A patent/JPS6012531A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5397448A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-25 | Canon Inc | Self amplifying deflection scanning optical system |
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