JPS60205430A - 光ビ−ム走査装置 - Google Patents

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。

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。

（発明の技術的背景および従来技術） 画像情部のｉｆｆ込みや読取りに、一定波長の光。

例えばレーザ？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１例
えば回転多面鏡、バイモルフミラー。

ホログラムスキャ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、ｉ■動部分の摩
耗？避けることができず、耐久性を高めるのが困餐であ
った。また、可動部分、特に軸受の摩耗は１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
２行う画像の画質２著しく低下させるという問題があっ
た。

そこで可動部分を持たない光偏向素子がめられ、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（
９）が小さく、−走査線内で得られる分解点数２十分に
増すことができないという問題があった。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？増大させ。

−走査線内で得られる分解点数を従来の超音波光（社）
内器を用いる場合に比べて増大させる一方１機械的可動
部分を無くして摩耗による動作の不安定性？無くシ、高
品質の画像情報の書込み・読出しをｉ■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。

０発明の構成） 本発明のこの目的は、一定波長の光ビーム２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って達成
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１反射鏡を複数設けて３回以上回
折させて、偏向角変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１本発明の詳細な説明する。

先づ第１図および第２図により１本発明の詳細な説明す
る。第１図で符号１は超音波光偏向器であり、’ｒｅｏ
２やＰｂＭｏ　０４　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に挾まれて偏向媒
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Ｎ振動子５
（Ｎ気信号３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ＬＥ電電動動子５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に向って偏向媒体２中分伝げんし、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１回折格子の作用を行う。

今、平面波からなる入射光（１００）がブラッグ条件を
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（１
００）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
うに次の条件な満たす方向に角度θ１で回折される。

ｄ’　（ｓｉｎθＢ＋ｓｉｎθ１）＝λ　−＝　（２）
すなわち回折光（１２０）は超音波周波数をトけること
によりその射出角度がθＢ→θ、に変化する。

ここで偏向媒体２にＴｅ０ｚｔ用い、横波モードで動作
させる時、超音波速度はＶ＝　６１７　ｍ／　ｓｅｅで
あり、超音波周波数にはｆｃ＝７５ＭＨｚを中心にして
」二下に２５　ＭＨ２の変調をかけ、ｆ、＝５０ＭＨｚ
。

ｆ２＝　１．００ＭＩ−ＩＺとすると、超音波周波数ｆ
ｃ、ｆｌ。

ｆ２に対応する超音波の波長ｄｃ、　ｄＩ、　ｄｚは次
のようになる。

ｄｃ　＝”４　＝　８．２　μｍ ｄ、＝ン　ｍ１２．３μｍ ｆ。

ｄｚ　＝　Ｖ／−６，２ｔｔ　ｍ ２ 入射波（１００）きして波長λ＝　０．６３３μｍの）
ｌｅ　−Ｎｅレーザを用いれば、超音波中心周波数ｆｃ
の時のブラッグ角θＢは（１）式よりθＥ−ｓｉｎ　’
（−１）＝　０．０３８６　（ｒａｄ）ｄｃ となる。

ここで入射角ＩＦＢ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ｄ、、ｄｚ
を代入して偏向光（１２０）、（１３０）の射出角θ１
・θ２は・ θ＋＝ｓｉｎ　”−Ｌ−ｓｉｎθＢ＝　０．０１２９（
ｒａｄ）１ すなわちこの時の閥向角θは θ＝０２−〇＋　＝　０．０５０６　（ｒａｄ）となり
、約５０ｒｎ　ｒａｄの偏向が可能となる。

この超音波光偏向器１の偏向光（１１，０）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２中心周波数ｆｃにすれば、中
心偏向光（］　１０）の反射光である再入射光（１１１
）は入射光（１００）と同方向に逆向きに戻る。また超
音波周波数’！ｉｆ、、ｆ２にすれば。

再入射光（１２１）、（１３１，）の入射角はそれぞれ
　２０Ｂ−〇＋＝０．０６４３（ｒａｄ）２０Ｂ−θｚ
＝　０．０１３７　（ｒａｄ　）従ってそれぞれの場合
の再偏向光（１２２）。

（１３２）の幅向角■１．■２は（２）式より。

結局再（晶向光（１２２）、（１３２）の偏向角■は■
＝０２−■＋＝０．１０１　（ｒａｄ）ｙ　２θとなり
、［６６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Ｊ＋Ｌづいて構成した本発明の尤
ビーム走査装置の一実ｆ＋１ｔｉｌＬＩ４様？示す斜視
図である。この実ｆｉ１ｉ轢様における超音波光偏向器
ＩＡ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ＩＡに入射さｉ］る。偏向光
Ｂは横長の反射鏡１０Ａで反射され再入射光Ｃとなって
再び偏向ｒｓ　］　Ａに入り、再偏向光りとなる。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）と再出１１向光（１２２）、（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と再偏向光りとを上下に分離した。この偏向光
りは反射鏡２２．ビーム整形光学系２３゜ｆθレンズ２
４を通って走査線２５Ｆにスポット状に結像される。前
記の原理に基づき１発［１５の周波数を変えることによ
り、再（２）向光りは、この再偏向光りの平面内でその
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（２）回器
ＩＡ内で往復させるが９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） 本発明は以トのように、超音波偏向器？通過した偏向光
にほぼ垂直に反射鏡？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−走査線内で得られる分
解点数が著しく増大し１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１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ｉｊＪ能になる。

【図面の簡単な説明】

第１Ｕ：４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、ＩＡ・・超音波光偏向器。 １０、ＩＯＡ・・反射鏡。 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代理人　弁理士
　山　田゛　文　雄 第１図 一手爪た七〇正書　（自発） 昭和５９年５　月２４日 特誇庁長官　若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第６０８３１号 ２　発明の名称 尤ビーム走査装置 ３、補正をする者 ・１９件との関係　特許　出願人 住所　神奈川県南足柄市中沼２１０番地名称　（５２０
）富士写真フィルム株式会社代表者　大　西　賞 ４、代理人 住　所　東京都港区西新橋１丁目６番２１号大和銀行虎
ノ門ビル　（電話５９１−７５５８）ｊｉ、Ｆ。 ｔ：ｊ’″ 自発 ６、補正により増加する発明の数　０ ７、補正の対象 明細内の「発明の詳細な説明」の欄及び図面８、補正の
内容 （１）　明細書第６頁第１行 ［θ＋＝ｓｉｎ−１＃、　ｓｉｎθＢ＝０．０１２９　
（ｒａｄ）　Ｊとあるのを と補正する。 （２）同書同頁第２行 とあるのを と補正する。 （３）同書第８頁第３行 「発振器５１とあるのを１発振器７」と補正する。 （４）　図面の第１図 別紙ｌの通り朱書補正する。 （５）　図面の第３図 別紙２の通り補正する。 （以１）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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？反射して前記超音波光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. （２）　反射鏡は超音波光偏向器ひ挾んで複数配設され
   ている特許請求の範囲第１項記載の光ビーム走査装置。