JPS62244021A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

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Publication number
JPS62244021A
JPS62244021A JP8771186A JP8771186A JPS62244021A JP S62244021 A JPS62244021 A JP S62244021A JP 8771186 A JP8771186 A JP 8771186A JP 8771186 A JP8771186 A JP 8771186A JP S62244021 A JPS62244021 A JP S62244021A
Authority
JP
Japan
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optical
energy
refractive index
substrate
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP8771186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoji Okazaki
洋二 岡崎
Koji Kamiyama
神山 宏二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP8771186A priority Critical patent/JPS62244021A/en
Publication of JPS62244021A publication Critical patent/JPS62244021A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/29Devices 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
    • G02F1/295Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects

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Abstract

PURPOSE:To form the titled device so that it is excellent in its durability and vibration resistance, can be easily adjusted, has a high light utilization efficiency, can execute a scan precisely, and can be made small in size, by setting light refractive indexes of a substrate and its adjacent layer of the part corresponding to an energy applied part, respectively, to each different state, and on the other hand, setting other light refractive indexes to each equal state. CONSTITUTION:A semiconductor laser 17 is driven, a laser beam 14' is emitted into an optical waveguide layer 11, converted to parallel rays 14 by a waveguide lens 16, and the rays 14 advance in the arranging direction of diffraction gratings G1-Gn in a waveguide mode in the optical waveguide layer 11. To electric heating bodies H1-Hn, a current from a heating power source 22 is allowed to flow through a driver 15, and the current is supplied by selecting successively the electric heating bodies H1-Hn one by one. A substrate 10 of a part which has contacted the heated electric heating body is heated, its light refractive index falls, and when the optical waveguide layer 11 becomes an asymmetrical waveguide, the light is emitted from the optical waveguide layer 11 to an adjacent layer 12 side, in this part, and emitted to the outside of the adjacent layer 12 by a diffracting action of the diffraction gratings G1-Gn. A body to be scanned 18 is scanned in the direction X by this emitted light 14.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は光走査装置、特に詳細には熱光学材料や電気光
学材料等、外場印加あるいはエネルギー付加(以下これ
らをまとめてエネルギー付加という)により光屈折率を
変える材料を用いて光走査を行なう光走査¥A@に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to an optical scanning device, particularly a thermo-optic material, an electro-optic material, etc., which uses an optical scanning device to generate light by applying an external field or adding energy (hereinafter collectively referred to as energy addition). This relates to optical scanning ¥A@ in which optical scanning is performed using a material that changes the refractive index.

(従来の技術) 周知の通り従来より、光走査式の記録装置や、読取装置
が種々提供されている。このような装置において記録光
あるいは読取光を1次元的に走査する光走査装置として
従来より、 ■例えばガルバノメータミラーやポリゴンミラー(回転
多面鏡)等の機械式光偏向器により光ビームを偏向走査
させるもの、 ■EOD (1!気光学光偏向器)やAOD(音響光学
光偏向器)など固体光偏向素子を用いた光偏向器により
光ビームを偏向走査させるもの、■液晶素子アレイヤP
LZTアレイ等のシャッタアレイと線光源とを組み合わ
せ、シャッタアレイの各シャッタ素子に個別的に駆動回
路を接続し、画像信号に応じて、0N10FFを選択し
て同時に開くことにより線順次走査をさせるもの、ざら
には、 ■LED等の発光素子を多数−列に並設し、各発光素子
に個別的に駆動回路を接続し、画像信号に応じて0N1
0FFを選択して同時に発光させることにより線順次走
査させるもの等が知られてい乞 ところが上記■の機械式光偏向器は振動に対して弱く、
また機械的耐久性も低く、その上調整が面倒であるとい
う欠点を有している。さらに光ビームを振って偏向させ
るために光学系が大きくなり、記録装置や読取装置の大
型化を招くという問題もある。
(Prior Art) As is well known, various types of optical scanning recording devices and reading devices have been provided. Conventionally, as an optical scanning device that scans the recording light or reading light one-dimensionally in such a device, the light beam is deflected and scanned using a mechanical optical deflector such as a galvanometer mirror or a polygon mirror (rotating polygon mirror). ■A device that deflects and scans a light beam using an optical deflector using a solid-state optical deflection element such as an EOD (1! air-optic optical deflector) or an AOD (acousto-optic optical deflector), ■A liquid crystal element arrayer P
A device that combines a shutter array such as an LZT array with a line light source, connects a drive circuit individually to each shutter element of the shutter array, and performs line sequential scanning by selecting 0N10FF and opening them simultaneously according to the image signal. , in general, ■ A large number of light emitting elements such as LEDs are arranged in rows, and a drive circuit is individually connected to each light emitting element, and the 0N1
There are known devices that perform line-sequential scanning by selecting 0FF and emitting light at the same time, but the mechanical optical deflector mentioned above is weak against vibrations.
It also has the drawbacks of low mechanical durability and troublesome adjustment. Furthermore, since the optical system is large in order to swing and deflect the light beam, there is also the problem that the recording device and the reading device become larger.

また■のEODヤA ODを用いる光走査装置にあって
も、上記と同様に光ビームを撮って偏向させるため(、
装置が大型になりやすいという問題がある。特に上記E
ODヤAODは光偏向角が大きくとれないので、■の機
械式光偏向器を用いる場合よりもざらに光学系が大きく
なりがちである。
In addition, even in the case of an optical scanning device using the EOD or AOD described in (■), the light beam is taken and deflected in the same way as described above.
There is a problem in that the device tends to be large. Especially the above E
Since OD and AOD cannot have a large optical deflection angle, the optical system tends to be much larger than when using a mechanical optical deflector (2).

一方■のシャッタアレイを用いる光走査装置にあっては
、偏光板を2枚使用する必要があることから、光源の光
利用効率が非常に低いという問題がある。
On the other hand, in the case of the optical scanning device using the shutter array (2), since it is necessary to use two polarizing plates, there is a problem in that the light utilization efficiency of the light source is extremely low.

また■の発光素子を多数並設して用いる光走査装置にあ
っては、各発光素子の発光強度にバラツキが生じるため
、精密走査には不向きであるという問題がある。
Furthermore, in the case of an optical scanning device using a large number of light-emitting elements arranged in parallel, there is a problem in that the light-emitting intensity of each light-emitting element varies, making it unsuitable for precision scanning.

(発明の目的) 本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、耐久性、耐振動性に優れ、調整が容易で、光利用効率
が高く、精密走査が可能で、しかも小型に形成されうる
光走査装置を提供することを目的とするものである。
(Object of the Invention) The present invention was made in view of the above circumstances, and has excellent durability and vibration resistance, easy adjustment, high light utilization efficiency, precision scanning, and small size. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device that can be formed in the following manner.

(発明の構成) 本発明の光走査装置は、基板の上に光導波層(路)、隣
接層がこの順に互いに密着−して積層されてなり、上記
基板および/または隣接層が、エネルギー付加により光
屈折率を変化可能で互いに同−光屈折率をとりうる材料
から形成された積層体と、 上記基板および、/または隣接層に、光導波層内に進む
導波光の光路に沿って設けられた複数のエネルギー付加
手段と、 上記隣接1の表面の、少なくとも上記エネルギー付加手
段によるエネルギー付加箇所に対応する部分にそれぞれ
設けられた回折格子と、上記複数のエネルギー付加手段
のうちの1つを順次択一的に、そのエネルギー付加箇所
にそれぞれ対応する部分の基板と隣接1の光屈折率を互
いに異ならせる状態に設定する一方、その他のエネルギ
ー付加手段を、それらのエネルギー付加箇所にそれぞれ
対応する部分の基板と隣接1の光屈折率を互いに等しく
する状態に設定する駆動回路とから構成されたものであ
る。
(Structure of the Invention) The optical scanning device of the present invention includes an optical waveguide layer (path) and an adjacent layer stacked on a substrate in close contact with each other in this order. a laminate formed of materials that can change the optical refractive index and have the same optical refractive index with each other; a plurality of energy adding means; a diffraction grating provided at least in a portion of the adjacent 1 surface corresponding to the energy adding portion by the energy adding means; and one of the plurality of energy adding means. Sequentially and alternatively, the optical refractive indexes of the substrate and the adjacent 1 are set to be different from each other in the portions corresponding to the energy adding points, while the other energy adding means are set respectively corresponding to the energy adding points. It is composed of a driving circuit that sets the optical refractive index of the adjacent substrate to be equal to each other.

エネルギー付加により光屈折率を変える材料としては、
電界により光屈折率を変える電気光学材料、熱により光
屈折率を変える熱光学材料、超音波により光屈折率を変
える音響光学材料、磁界により光屈折率を変“える磁気
光学材料等を用いることができる。
Materials that change the optical refractive index by adding energy include:
Use of electro-optic materials that change the optical refractive index by electric fields, thermo-optic materials that change the optical refractive index by heat, acousto-optic materials that change the optical refractive index by ultrasonic waves, magneto-optic materials that change the optical refractive index by magnetic fields, etc. I can do it.

(作  用) 上述のように複数のエネルギー付加手段のうちの1つを
、そのエネルギー付加箇所に対応する部分の基板と隣接
1の光屈折率を互いに異ならせる状態に設定すると、こ
の部分においては光導波1がいわゆる非対称導波路とな
るのに対し、その他のエネルギー付加手段を、それらの
エネルギー付加箇所にそれぞれ対応する部分の基板と隣
接1の光屈折率を互いに等しくする状態に設定すると、
それらの部分においては光導波1がいわゆる対称導波路
となり、上記非対称導波路となった部分のみから導波光
を外部に取り出すことができる。この非対称導波路とな
る部分を上述のように順次択一的に変化させれば、光導
波1からの導波光取出し位置が連続的に変化し、光を1
次元的に走査させることが可能となる。
(Function) As described above, when one of the plurality of energy adding means is set to a state where the optical refractive index of the part of the substrate corresponding to the energy adding point and the adjacent 1 are different from each other, in this part, While the optical waveguide 1 becomes a so-called asymmetric waveguide, if the other energy adding means are set to make the optical refractive indexes of the substrate and the adjacent 1 equal to each other in the portions corresponding to the energy adding points,
In those portions, the optical waveguide 1 becomes a so-called symmetrical waveguide, and the guided light can be extracted to the outside only from the asymmetrical waveguide portion. If the portion that becomes the asymmetrical waveguide is sequentially and selectively changed as described above, the guided light extraction position from the optical waveguide 1 is continuously changed, and the light is
It becomes possible to scan dimensionally.

より詳細に説明するならば、本発明の光走査装置が第1
図に示すように、−例として熱光学材料からなる基板1
0と、光導波+111と隣接1112とが積1されてな
る積層体13を有し、基板1oの下表面には複数の電熱
体Hが並設され、隣接1!12の上表面には各電熱体H
に対向する位置においてそれぞれ回折格子Gが設けられ
ており、加熱されていないときの基板10の光屈折率n
3、光導波@11の光屈折率n2、隣接層12の光屈折
率n!の間に、nz >nl −n3 の関係が成り立っているものとする。この場合、光導波
!m11の非対称性の程度aは、a=(nl2 n32
)、’(nz2 rlx”)として表わせられ、このa
の値毎に光導波!111の幌厚と実効屈折率との関係を
示す′と、第2図のグラフのようになる。なおこのグラ
フ中、mは導波光14のモード次数である。したがって
、−例として導波光14のモードが0次の場合、上記の
ようにnl−r+3ならば当然a−Qであるから、その
ときの分散曲線は第3図の実線のようになる。この際の
光導波!@11の実効屈折率がn eff、また光導波
@11の暎厚がTOであるとすれば、導波光14の部分
15(N界分布)は第4図(a)のように表わされる。
To explain in more detail, the optical scanning device of the present invention
As shown in the figure - a substrate 1 made of thermo-optic material, for example;
0, an optical waveguide +111, and an adjacent 1112 are laminated 1, a plurality of electric heating elements H are arranged in parallel on the lower surface of the substrate 1o, and each Electric heating element H
Diffraction gratings G are provided at positions facing each other, and the optical refractive index n of the substrate 10 when not heated is
3. Optical refractive index n2 of optical waveguide @11, optical refractive index n of adjacent layer 12! It is assumed that the relationship nz > nl - n3 holds between them. In this case, optical waveguide! The degree of asymmetry a of m11 is a=(nl2 n32
), '(nz2 rlx”), and this a
Optical waveguide for each value! 2 shows the relationship between the hood thickness and the effective refractive index of No. 111. Note that in this graph, m is the mode order of the guided light 14. Therefore, as an example, when the mode of the guided light 14 is 0th order, if nl-r+3 as described above, then naturally it is a-Q, so the dispersion curve in that case becomes like the solid line in FIG. 3. Optical waveguide at this time! Assuming that the effective refractive index of @11 is n eff and the depth of the optical waveguide @11 is TO, the portion 15 (N field distribution) of the guided light 14 is expressed as shown in FIG. 4(a).

この第4図(a)は、導波光14が隣接層12や基板1
0にわずかに浸み出しているものの、回折格子Gと相互
作用をするには至らず、導波光14がほとんど外部へ漏
れずに光導波911中を進行している状態を示している
FIG. 4(a) shows that the guided light 14 is connected to the adjacent layer 12 and the substrate 1.
0, but it does not interact with the diffraction grating G, indicating that the guided light 14 is proceeding through the optical waveguide 911 without leaking to the outside.

次に1つの電熱体HCN流を供給して加熱させ、この電
熱体Hに対向する部分の基板10の光屈折率をn3から
n3−Δnに変化させる。すると前記aの値がOから正
の値に変化し、第3図の分散曲線は破線表示のように変
化する。つまり光導波111の実効屈折率は、隣接@1
2の光屈折率n!と等しくなる。そのときの導波光14
の界分布は第4図(b)のように変化し、隣接@12へ
の導波光14の浸み出し光が、回折格子Gと十分相互作
用するようになる。その結果、図の斜線部の浸み出し光
が図の上方(回折格子Gの種類によっては下方又は上下
双方)へ枚射されながら進行し、遂にはほとんどの導波
光14が外部へ取り出される。
Next, one electric heating element HCN flow is supplied to heat it, and the optical refractive index of the portion of the substrate 10 facing this electric heating element H is changed from n3 to n3-Δn. Then, the value of a changes from O to a positive value, and the dispersion curve in FIG. 3 changes as indicated by a broken line. In other words, the effective refractive index of the optical waveguide 111 is adjacent @1
The optical refractive index n! of 2! is equal to Waveguide light 14 at that time
The field distribution changes as shown in FIG. 4(b), and the leaking light of the guided light 14 to the adjacent @12 sufficiently interacts with the diffraction grating G. As a result, the leaked light in the shaded area in the figure travels upward in the figure (downward or both depending on the type of diffraction grating G), and finally most of the guided light 14 is extracted to the outside.

以上説明したように、電熱体Hによって加熱した部分に
おいて導波光14を積1体13の外部に取り出すことが
できるから、電熱体Hを導波光14の光路に沿って1列
に延びるように設けておき、各電熱体Hに択一的に加熱
用電流を供給すれば、積層体13からは出射位置を変え
ながら光が出射するようになり、光走査がなされる。
As explained above, since the guided light 14 can be extracted to the outside of the product 13 at the portion heated by the electric heating body H, the electric heating body H is provided so as to extend in a line along the optical path of the guided light 14. Then, if a heating current is selectively supplied to each electric heating body H, light will be emitted from the laminated body 13 while changing the emitting position, and optical scanning will be performed.

なお前述のように基板10を熱光学材料から形成してそ
の光屈折率n3を変化させる他、反対に隣接@12を熱
光学材料から形成してそこに電熱休日を設け、該隣接1
12の光屈折率n1を変化させて光導波@11を対称導
波路から非対称導波路に変化させるようにしてもよいし
、ざらには基板10と隣接@12の双方を熱光学材料か
ら形成して双方に電熱体Hを設け、双方の光屈折率n3
 、nuを変化させるよう(してもよい。隣接層12表
面に電熱体Hを設ける場合には、例えば回折格子Gを透
明電熱体から形成してそれを電熱体Hとすることもでき
る。
As described above, in addition to forming the substrate 10 from a thermo-optic material and changing its optical refractive index n3, conversely, the adjacent @ 12 is formed from a thermo-optic material and an electrothermal holiday is provided there.
The optical waveguide @11 may be changed from a symmetrical waveguide to an asymmetrical waveguide by changing the optical refractive index n1 of 12, or more generally, both the substrate 10 and the adjacent @12 may be formed from a thermo-optic material. An electric heating body H is provided on both sides, and the optical refractive index n3 of both is set.
, nu may be changed. When the electric heating element H is provided on the surface of the adjacent layer 12, the electric heating element H may be formed by forming the diffraction grating G from a transparent electric heating element, for example.

上記のように隣接@12の光屈折率n1を変化させる場
合には、この隣接層12と基板10の光屈折率nl 、
n3が互いに等しい状態から、隣接層12の光屈折率n
!を増大させて、光導波@11を非対称導波路化するの
が好ましいaすなわちそのようにすれば、隣接@12の
光屈折率n、が光導波@11の光屈折率n2に近づく、
あるいは光屈折率の関係がn2≦n1と変化し、それに
よる先導波@11の実効屈折率変化をも利用して、導波
光14を外部に取り比すことが可能となる。このように
光導波111の光屈折率n2と隣接層12の光屈折率n
1どの関係を変えることによって導波光14が外部に取
′り出されることについては、本出願人による特願昭6
0−74061号明細書等に詳しい記載がなされている
When changing the optical refractive index n1 of the adjacent layer 12 as described above, the optical refractive index nl of this adjacent layer 12 and the substrate 10,
From the state where n3 are equal to each other, the optical refractive index n of the adjacent layer 12
! It is preferable to make the optical waveguide @11 an asymmetric waveguide by increasing
Alternatively, the relationship of the optical refractive index changes to n2≦n1, and by utilizing the resulting change in the effective refractive index of the leading wave @11, it becomes possible to transfer the guided light 14 to the outside. In this way, the optical refractive index n2 of the optical waveguide 111 and the optical refractive index n of the adjacent layer 12 are
1. Regarding the fact that the guided light 14 can be taken out to the outside by changing the relationship, it is disclosed in the patent application filed in 1983 by the applicant.
A detailed description is given in the specification of No. 0-74061 and the like.

またn、=n3の状態からn!≠n3の状態にして光導
波@11を非対称導波路化するためには、上記のように
基板10と隣接[112とを常時は互いに光屈折率が等
しい材料から形成して、それらへのり0熱、電界印加等
によってnl端n3とする他、加熱や電界印加等の状態
でnl =03としておき、該加熱や電界印加等を解除
することによってn1≠03とするようにしてもよい。
Also, from the state of n,=n3, n! In order to make the optical waveguide @11 into an asymmetric waveguide with ≠n3, as described above, the substrate 10 and the adjacent [112] are always made of materials with the same optical refractive index, and the glue between them is zero. In addition to setting the nl end n3 by applying heat, applying an electric field, etc., it is also possible to set nl = 03 under heating, applying an electric field, etc., and then setting n1≠03 by canceling the heating, applying the electric field, etc.

ざらに、回折格子Gの構造を適宜選択することにより、
隣接l112より取り出される導波光14を平行光、集
束光あるいは拡散光のいずれにすることも可能である。
Roughly speaking, by appropriately selecting the structure of the diffraction grating G,
The guided light 14 extracted from the adjacent l112 can be parallel light, convergent light, or diffused light.

例えば、回折格子Gの構造を集光回折格子にしておくと
、取り出された光は一点へ集光し、散逸を防ぐことがで
きる。
For example, if the structure of the diffraction grating G is a condensing diffraction grating, the extracted light can be condensed to one point and prevented from being dissipated.

(実m態様) 以下、図面に示す実M!態様に基づいて本発明の詳細な
説明する。
(Actual M mode) Below, the actual M shown in the drawings! The present invention will be described in detail based on aspects.

第5図および第6図は本発明の第1実施態様による光走
査装置20を示すものである。基板10の上には、光導
波11111と隣接層12とが互いに密着した状態でこ
の順に積層され、積層体13が形成されている。なお基
板10は熱光学材料から形成されている。モして光導波
@11内を光が進行しうるように光導波l111、隣接
1112、基板10はそれぞれ、光屈折率の関係 nz >nl 、n3 を満たし、かつ常時は光導波@11が対称導波路となる
ようにnl−n3である材料から形成されている。なお
nz、nlはそれぞれ光導波1111、隣接@12の光
屈折率、n3は基板10の非加熱時の光屈折率である。
5 and 6 show an optical scanning device 20 according to a first embodiment of the present invention. On the substrate 10, an optical waveguide 11111 and an adjacent layer 12 are laminated in this order in close contact with each other to form a laminate 13. Note that the substrate 10 is made of a thermo-optic material. In order to allow light to travel within the optical waveguide @11, the optical waveguide l111, the adjacent 1112, and the substrate 10 each satisfy the optical refractive index relationship nz > nl, n3, and the optical waveguide @11 is always symmetrical. The waveguide is made of nl-n3 material. Note that nz and nl are the optical refractive indexes of the optical waveguide 1111 and the adjacent @12, respectively, and n3 is the optical refractive index of the substrate 10 when it is not heated.

このような隣接層12、光導波@11、基板10の材料
の組合せとしては例えば、下記のようなものが挙げられ
る。
Examples of such combinations of materials for the adjacent layer 12, the optical waveguide @ 11, and the substrate 10 include the following.

隣接112  ・・・ショット社(西独)製光学ガラス
に51  頓厚杓5μm nl −1,503 Δn、/ΔT=+5X10  、/”C光導波11i1
1・・・コーニング社(米国)製コード騎1059ガラ
ス 幌厚杓0.1μm nz−1,544 Δn/ΔT=+4X10  /’C 蟇板基板   ・・・ジエチレングリコール・ヒスアリ
ルカーボネート  厚さ0.5mn+程度n3= 1.
503 Δn/ΔT−−100 XIO/”C (nl 、nz 、niは波長6328nmのHe−N
eレーザに対する屈折率) 上記Δn/Δ丁は+20−+40℃における絶対温度係
数である。なお光導波路については、例えばティー  
’)ミール(T、Tam1 r) 鴨gインチグレイテ
ッド オブテイクス(Integrated  0pt
ics>+ (トピックス インアプライド フィジッ
クス(TOpics  1nApp1ied  Phy
sics)第7巻)スプリンガ−フエアラーグ(SDr
 i nger−ver l ag)刊(1975):
西原、春名、洒原共著1−光集積回路コオーム社刊(1
985)等の成著に詳細な記述がある。また一般に光導
波層11、隣接l112、基板10はそれぞれ厚さ0.
5〜10μm、1〜50μm、1μm以上に形成される
が、これに限られるものではない。
Adjacent 112 ... Optical glass made by Schott (West Germany) 51 Thickness: 5 μm nl -1,503 Δn, /ΔT=+5X10, /”C optical waveguide 11i1
1... Cord 1059 manufactured by Corning Inc. (USA) Glass hood thickness 0.1 μm nz-1,544 Δn/ΔT=+4X10 /'C Tobboard board...Diethylene glycol hisallyl carbonate Thickness approximately 0.5 mm+ n3=1.
503 Δn/ΔT--100 XIO/"C (nl, nz, ni are He-N with a wavelength of 6328 nm
Refractive index for e-laser) The above Δn/Δd is the absolute temperature coefficient at +20-+40°C. Regarding optical waveguides, for example,
') Meal (T, Tam1 r) Duck g Inch Grated Obtakes (Integrated 0pt
ics>+ (Topics 1nApp1ied Phys
sics) Volume 7) Springer-Verlag (SDr
Published by Inger-Verlag (1975):
Co-authored by Nishihara, Haruna, and Izuhara 1-Published by Photonic Integrated Circuit Coohmsha (1
A detailed description can be found in works such as 985). Generally, the optical waveguide layer 11, the adjacent layer 112, and the substrate 10 each have a thickness of 0.
It is formed to have a thickness of 5 to 10 μm, 1 to 50 μm, or 1 μm or more, but is not limited thereto.

隣接@12の表面には、透明材料から形成された回折格
子G1、G2、G3・・・(3nが1列に並設されてい
る。この透明材料としては例えば、TazOs  (光
屈折率約1.9)が挙げられる。なお回折格子G1〜Q
nの大きざは、例えば10X10μm−Q、2X5ff
iffi程度、厚さは約0.2μm程度とされ、各回折
格子G1〜(3n間の間隔は100〜200.czm程
、度に設定される。そして第6図の側面図に示されるよ
うに基板10の下表面には、上記各回折格子G1、G2
、G3・・・(3nにそれぞれ対向する位置において電
熱体H1,!−12、H3・・・1−1nが設けられて
いる。
On the surface of the adjacent @12, diffraction gratings G1, G2, G3... (3n) made of a transparent material are arranged in parallel in a row.As this transparent material, for example, TazOs (light refractive index of about 1 .9).In addition, the diffraction gratings G1 to Q
The size of n is, for example, 10X10μm-Q, 2X5ff
iffi, the thickness is about 0.2 μm, and the spacing between each diffraction grating G1 to 3n is set to about 100 to 200.czm.As shown in the side view of FIG. On the lower surface of the substrate 10, each of the above-mentioned diffraction gratings G1 and G2 is provided.
, G3...(3n) are provided with electric heating bodies H1,!-12, H3...1-1n, respectively.

−力先導波@11には、回折格子01〜(3nの並び方
向の延長上において、導波路レンズ16が形成されてお
り、また光導波111の端面には、上記導波路レンズ1
6に向けてレーザビーム<f!i射ビーム)14′を射
出する半導体レーザ17が直接結合されている。
- On the force leading wave @11, a waveguide lens 16 is formed on the extension of the arrangement direction of the diffraction gratings 01 to 3n, and on the end face of the optical waveguide 111, the waveguide lens 16 is formed.
Laser beam towards 6<f! A semiconductor laser 17 which emits an i-ray beam) 14' is directly coupled.

第7図は上記光走査装置20の駆動回路21を示すもの
である。以下この第7図も参照して、光走査装置20の
作動について説明する。まず前述の半導体レーザ17が
駆動され、レーザビーム14゛が光導波@11内に射出
される。このレーザビーム14′は導波路レンズ16に
よって平行光14とされ、この光14は光導波!111
内を導波モードで回折格子01〜(3nの並び方向に進
行する(第5図参照)。そして電熱体H1〜Hnには、
加熱用電源22からの電mlが、ドライバ15を介して
流される。このドライバ15は、りOツク信号CLKに
同期して作動するシフトレジスタ23の出力を受けて作
動し、電流■を供給する電熱休日1〜Hnを1つずつ順
次選択して、電流供給を行なう。つまり最初はn個の電
熱体H1〜Hnのうち1番目の電熱体H1のみに、次は
2番目の電熱体H2のみに、・・・・・・と電流■が供
給される。こうして電熱体H1〜Hnに順次電流Iが流
されると各電熱体H1〜Hnが順次発熱し、発熱した電
熱体に接している部分の基板10が加熱され、その光屈
折率が低下する。したがってこの部分ではn3≠n!と
なり、光導波層11は非対称導波路となる。すると、前
述したように導波光14はこの非対称導波路となった部
分において、光導波@11から隣接層12側に出射し、
回折格子01〜(3nの回折作用により隣接@12外に
出射する。つまり最初は回折格子G1から、次は回折格
子G2かう、回折格子(3nの次は元に戻って回折格子
G1から、と光14の出射位置が明徴変化するので、被
走査体18はこの出射した光14により、第5図の矢印
X方向に走査されるようになる(なお光出射位置が、回
折格子G1→G2→・旧・・(3n→G (n−1)→
G (n−2) −・・ト変化1ルヨウに、電熱体H1
〜Hnへの1流供給を制御してもよい)。そして上記の
ようにして主走査を行なうとともに、クロック信@CL
Kによって該主走査と同期をとって被走査体18を第5
図の矢印Y方向に移動させて副走査を行なえば、この被
走査体18は光14により2次元に走査されることにな
る。
FIG. 7 shows the drive circuit 21 of the optical scanning device 20. The operation of the optical scanning device 20 will be described below with reference to FIG. 7 as well. First, the aforementioned semiconductor laser 17 is driven, and a laser beam 14' is emitted into the optical waveguide @11. This laser beam 14' is converted into parallel light 14 by a waveguide lens 16, and this light 14 is optically guided! 111
In the waveguide mode, the diffraction gratings 01 to 3n travel in the direction in which they are lined up (see Figure 5).The electric heating elements H1 to Hn have
Electric current (ml) from the heating power source 22 is passed through the driver 15. This driver 15 operates in response to the output of the shift register 23 which operates in synchronization with the output signal CLK, and sequentially selects the electric heating holidays 1 to Hn to which the current ■ is supplied one by one, and supplies the current. . That is, at first, the current (2) is supplied only to the first electric heating element H1 among the n electric heating elements H1 to Hn, then only to the second electric heating element H2, and so on. When current I is passed through the electric heating bodies H1 to Hn in this manner, each of the electric heating bodies H1 to Hn sequentially generates heat, and the portion of the substrate 10 that is in contact with the heated electric heating body is heated, and its optical refractive index decreases. Therefore, in this part, n3≠n! Therefore, the optical waveguide layer 11 becomes an asymmetric waveguide. Then, as described above, the guided light 14 is emitted from the optical waveguide @ 11 to the adjacent layer 12 side in this asymmetrical waveguide portion, and
Due to the diffraction action of diffraction gratings 01 to 3n, light is emitted to the outside of the adjacent @12. That is, first from diffraction grating G1, then from diffraction grating G2, then back to diffraction grating G1 after diffraction grating (3n), and so on. Since the emission position of the light 14 changes clearly, the object to be scanned 18 is scanned by the emitted light 14 in the direction of the arrow X in FIG.・Old...(3n→G (n-1)→
G (n-2) -...G change 1, electric heating element H1
~Hn may be controlled. Then, main scanning is performed as described above, and the clock signal @CL
K, the object 18 to be scanned is moved to the fifth position in synchronization with the main scanning.
If sub-scanning is performed by moving in the direction of the arrow Y in the figure, the object to be scanned 18 will be two-dimensionally scanned by the light 14.

上述のよう(各電熱体H1〜1−1nによって基板10
が加熱されるとき、該基板10に密着している光導波l
l111および隣接@12も僅がながら加熱されること
になるが、先に示したような材料がら基板1o、光導波
@11、隣接1112を構成した場合、基板1oの温度
係数Δn、/ΔTに対して光導波層11、隣接112の
それは1/10以下であり、これら光導波111、隣接
@12の光屈折率変化は実際上無視できる。
As described above (the substrate 10 is
When the substrate 10 is heated, the optical waveguide l in close contact with the substrate 10
l111 and the adjacent @12 will also be slightly heated, but if the substrate 1o, the optical waveguide @11, and the adjacent 1112 are made of the materials shown above, the temperature coefficients Δn and /ΔT of the substrate 1o will be On the other hand, that of the optical waveguide layer 11 and the adjacent layer 112 is less than 1/10, and the change in the optical refractive index of the optical waveguide layer 111 and the adjacent layer 112 can be practically ignored.

例えば前述の材料からなる基板10を100℃加熱する
とその光屈折率n3は0.01低下するから、光導波@
11、隣接@12の光間折率変化を無視して光導波@1
1の非対称性の程度aを計痺すると、a= (n1z 
n32)/ (n2 ”  nl 2)(1,5032
−1,5022> (1,5442−1,5032> =0.024    となる。
For example, when the substrate 10 made of the above-mentioned material is heated to 100°C, its optical refractive index n3 decreases by 0.01.
11. Optical waveguide @1 ignoring the change in the optical refractive index of the adjacent @12
When the degree of asymmetry a of 1 is calculated, a= (n1z
n32) / (n2 ” nl 2) (1,5032
-1,5022>(1,5442-1,5032> =0.024.

なお本実施態様において隣接@12の表面に設けられる
回折格子G1〜Gnは、コリメーター回折格子として形
成されており、該回折格子01〜Onから出射した光1
4は、平行光として被走査体18上に照射されるように
なっている。このコリメーター回折格子は、直線状の格
子を光導波路11内の導波光14の進行方向に略直交す
る方向に互いに略平行にかつ略等間隔に配置したもので
あり、それにより上述のようなコリメート作用を有する
ものとなっている。
In this embodiment, the diffraction gratings G1 to Gn provided on the surface of the adjacent @12 are formed as collimator diffraction gratings, and the light 1 emitted from the diffraction gratings 01 to On is
4 is adapted to be irradiated onto the object to be scanned 18 as parallel light. This collimator diffraction grating is one in which linear gratings are arranged substantially parallel to each other and at substantially equal intervals in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the guided light 14 in the optical waveguide 11, thereby achieving the above-mentioned effect. It has a collimating effect.

また、半導体レーザ17を光導波@11の端面に直接結
合せずに、レンズやカプラープリズム、グレーティング
カプラ等を介して光導波l!11に光を入射ざぜるよう
にしてもよい。また半導体レーザ17は先導波層の形成
時に、これと一体に作られてもよい。ざらに、走査光を
発生する光源は上述の半導体レーザ17に限らず、その
仙例えばガスレーザや固体レーザ等が用いられてもよい
In addition, the semiconductor laser 17 is not directly coupled to the end face of the optical waveguide @11, but the optical waveguide l! The light may be incident on 11 in a mixed manner. Further, the semiconductor laser 17 may be formed integrally with the leading wave layer when it is formed. In general, the light source that generates the scanning light is not limited to the above-described semiconductor laser 17, but other sources such as a gas laser or a solid-state laser may also be used.

また上記実施M瞭開側においては、基板10の光屈折率
n3を低下させてn!≠n3とすることにより先導波@
11を非対称導波路化しているが、これとは反対に基板
10の光屈折率n3を増大させてn!≠03とすること
により光導波脣11を非対称導波路化してもよい。
Further, on the transparent side of the implementation M, the optical refractive index n3 of the substrate 10 is lowered to n! By setting ≠n3, the leading wave @
11 is made into an asymmetric waveguide, but on the contrary, the optical refractive index n3 of the substrate 10 is increased to n! By setting ≠03, the optical waveguide 11 may be made into an asymmetric waveguide.

次に第8図を参照して本発明の第2実施態様について説
明する。なおこの第8図において、前記第5図中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明
は省略する(以下四球)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this FIG. 8, elements equivalent to those in FIG.

この第2実施態様による光走査装@40に:おいては、
隣接@12が常時は基板10と同じ光屈折率を示す熱光
学材料から形成され、回折格子G1〜Gnが透明電熱材
料から形成されている。このような透明電熱材料として
は、例えばInzO3と5n02とからなるもの等が挙
げられる。この光走査装置40においては、前記第5図
の装置において電熱体H1〜Hnを順次択一的に加熱し
たのと同様にして、回折格子G1〜(3nが順次択一的
に加熱されるユこうすることにより、各回折格子G1〜
Gnの対向部分において隣接112の光明折率nl@順
次変イヒさせて光導波、@11を非対称導波路化し、そ
の部分から順次光14を取り出して走査させることが可
能となる。なおこの場合、隣接層12の光屈折率n1を
増大させても、また低下ざぜてもn1≠n3とすること
ができるが、前述したようにn。
In the optical scanning device @40 according to the second embodiment:
The adjacent @12 is normally formed from a thermo-optic material exhibiting the same optical refractive index as the substrate 10, and the diffraction gratings G1-Gn are formed from a transparent electrothermal material. Examples of such transparent electrothermal materials include those made of InzO3 and 5n02. In this optical scanning device 40, the diffraction gratings G1 to G3n are sequentially and selectively heated in the same manner as in the device shown in FIG. By doing this, each diffraction grating G1~
It becomes possible to sequentially change the optical refractive index nl@ of the adjacent portion 112 in the opposing portion of Gn to make the optical waveguide @11 into an asymmetric waveguide, and to sequentially take out the light 14 from that portion and scan it. In this case, even if the optical refractive index n1 of the adjacent layer 12 is increased or decreased, n1≠n3 can be satisfied, but as described above, n.

を増大させることによってn1≠n3とするのが好まし
いユ 次に第9図を参照して本発明の第3実施態様について説
明する。この第3実施態様による光走査装置50に:お
いては、隣接層12が常時は基板10と同じ光屈折率を
示す電気光学材料から形成され、該隣接@12には回折
格子01〜Gnに対向する部分を間に挟むように電極対
(C1,DI>、(C2゜D2>、(C3,D3)・ 
(Cn、Dn>が埋設されている。なお電極01〜Cn
は互いに導通する共通電極、電極D1〜[)nは互いに
独立した個別電極である。そして光導波@11内を導波
光14が進行できるように、基板10、光導波@11、
隣接112は光屈折率の関係 n2 >nl 、n3 を満たす材料から形成されている。なおnlは電界を受
けないときの隣接@12の光屈折率であり、上記の通り
nl−n3である。このような材料の組合せとしては、
例えば下記のようなものが挙げられる。
It is preferable to set n1≠n3 by increasing .Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical scanning device 50 according to the third embodiment, the adjacent layer 12 is normally formed of an electro-optic material exhibiting the same optical refractive index as the substrate 10, and the adjacent layer 12 has diffraction gratings 01 to Gn. Electrode pairs (C1, DI>, (C2゜D2>, (C3, D3)
(Cn, Dn> are buried. Electrodes 01 to Cn
are mutually conductive common electrodes, and electrodes D1 to [)n are mutually independent individual electrodes. Then, the substrate 10, the optical waveguide @11,
The adjacent portion 112 is formed of a material that satisfies the optical refractive index relationship n2 >nl, n3. Note that nl is the optical refractive index of the adjacent @12 when no electric field is applied, and is nl-n3 as described above. As a combination of such materials,
Examples include the following:

隣接@12  ・・・L ! Nb03nt = 2,
200模厚杓10μm 光導波@11・・・L’!NbO:+  T!拡散n2
 = ’2.205 91厚約0.2μm基板10  
−L I N bo3n3−2,200雫ざ0.5mm
程度 第10図は上記光走査装@50の駆動回路51を示すも
のである。以下この第10図を参照して、光走査装置5
0の作動について説明する。共通電極C1〜Cnと個別
電極D1〜Dnとの間には、電圧発生回路52から発生
された電圧■が、ドライバ15を介して印加される。こ
こでドライバ15は、クロック信号CLKに四則して作
動するシフトレジスタ23の出力を受けて作動し、共通
電極C1〜Onとの間に電圧を印加する個別電極D1〜
Dnを1つずつ順次選択して、上記電圧印加を行なう。
Adjacent @12...L! Nb03nt = 2,
200 model thickness 10μm optical waveguide @11...L'! NbO:+T! diffusion n2
= '2.205 91 thickness approximately 0.2μm substrate 10
-L I N bo3n3-2,200 drops 0.5mm
FIG. 10 shows the drive circuit 51 of the optical scanning device @50. Hereinafter, referring to FIG. 10, the optical scanning device 5
The operation of 0 will be explained. A voltage (2) generated from the voltage generation circuit 52 is applied via the driver 15 between the common electrodes C1 to Cn and the individual electrodes D1 to Dn. Here, the driver 15 operates in response to the output of the shift register 23 which operates according to the clock signal CLK, and applies voltage between the common electrodes C1 to On and the individual electrodes D1 to On.
Dn is selected one by one and the voltage is applied.

つまり最初はn個の個別電極D1〜[)nのうち1番目
の個別電極D1と共通電極C1との間のみに、次は2番
目の個別電極D2と共通N極C2との間のみに、・・・
・・・と電圧Vが印加される。こうして電圧印す口がな
された各電極対(C1,Dl) 〜(Cn。
That is, first, only between the first individual electrode D1 and the common electrode C1 among the n individual electrodes D1 to [)n, and then only between the second individual electrode D2 and the common N-pole C2. ...
... and voltage V is applied. In this way, each electrode pair (C1, Dl) to (Cn) has an opening for applying a voltage.

Dn>の電極間には電界が生じ、その電界が加えられた
部分の隣接@12の光屈折率n!が変化(低下もしくは
増大)してnl:I!−03となる。それにより、回折
格子01〜Gnに対向する部分に:おいて光導波!11
1が順次非対称導波路となり、導波光14が・出射位置
を変えながら外部に取り出されて光走査がなされる。
An electric field is generated between the electrodes of Dn>, and the optical refractive index n! of the part adjacent to which the electric field is applied is @12. changes (decreases or increases) and nl:I! -03. As a result, optical waveguide is formed in the portions facing the diffraction gratings 01 to Gn! 11
1 becomes an asymmetric waveguide sequentially, and the guided light 14 is taken out to the outside while changing the output position and optical scanning is performed.

なお上記のように隣接層12を電気光学材料から形成す
る代わりに基板102G−電気光学材料から形成し、電
圧印加用電極対をこの基板10に設け、該基板10の光
屈折率n3を変化させることによりn!清n3として導
波光14を取り出すことも勿論可能である。また基板1
0と隣接112の双方を電気光学材料から形成し、双方
の光回折率n! 、n3を変化させることによってn、
 清n3として導波光14を取り出してもよい。この場
合には基板10と隣接112をそれぞれ、電界印加によ
り光屈折率が低下する材料、光回折率が増大する材料か
ら形成し、小さな電圧印加で大きな光屈折率差が生じる
ようにする。また勿論ながら、先に述べた熱光学材料、
あるいはその伯のエネルギー付加(より光回折率を変え
る材料を用いる場合にも、基板10と%a接智12の双
方をそのような材料から形成し、エネルギー付加により
双方の光屈折率n1 、n3を変化させてn!≠n3と
するようにしてもよい。
Note that instead of forming the adjacent layer 12 from an electro-optic material as described above, the substrate 102G is formed from an electro-optic material, a voltage applying electrode pair is provided on this substrate 10, and the optical refractive index n3 of the substrate 10 is changed. Maybe n! Of course, it is also possible to take out the guided light 14 as light n3. Also board 1
0 and the adjacent 112 are both formed from an electro-optic material, and the optical diffraction index of both is n! , n3 by changing n,
The guided light 14 may be taken out as the light n3. In this case, the substrate 10 and the adjacent substrate 112 are made of a material whose optical refractive index decreases and a material whose optical diffraction index increases upon application of an electric field, so that a large difference in optical refractive index occurs with the application of a small voltage. Of course, the thermo-optic material mentioned earlier,
Alternatively, by adding energy (even when using a material that changes the optical diffraction index, both the substrate 10 and the %a contact piece 12 are made of such a material, and the optical refractive index n1, n3 of both is changed by adding energy. may be changed so that n!≠n3.

以上、エネルギー非付加時(は光導波I!11が対称導
波路となっており、基板10および/または隣接、@1
2へのエネルギー付加によって光導波層11を非対称導
波路化する例について説明したが、基板10と隣接!1
1?を通常(すなわちエネルギー非付加時)は異なる光
屈折率を示す材料から形成し、エネルギー付加によって
光導波層11を非対称導波路化することも可能である。
As described above, when no energy is added (the optical waveguide I!11 is a symmetrical waveguide, the substrate 10 and/or adjacent @1
An example has been described in which the optical waveguide layer 11 is made into an asymmetric waveguide by adding energy to the substrate 10! 1
1? It is also possible to form the optical waveguide layer 11 from a material that normally exhibits different optical refractive indexes (that is, when no energy is applied), and to make the optical waveguide layer 11 into an asymmetric waveguide by applying energy.

すなわちこの場合は駆動回路を、まずエネルギー付加手
段のすべてを所定のエネルギー付加状態にして各エネル
ギー付加箇所においてnl xn3とし、次いでエネル
ギー付加手段を順次択一的にエネルギー付加解除状態に
設定して、エネルギー付加解除された部分においてn1
φn3とするように構成すればよい。
That is, in this case, the drive circuit first sets all of the energy adding means to a predetermined energy adding state to nl x n3 at each energy adding point, and then sequentially sets the energy adding means to an alternative energy adding state, n1 in the part where energy addition is removed
What is necessary is to configure it so that φn3.

また隣接112から出射する光14を以上説明のように
してコリメートさせることは必ずしも必要ではなく、場
合によっては集束光、あるいは拡散光によって被走査体
18を走査するようにしても構わない。隣接層12から
出射する光14の成形は、回折格子Gの構造を選択する
ことにより、あるいは隣接@12と被走査体18の間に
適当な光学系を設けることにより、あるいはこれら双方
の組合わせにより任意に行なうことができる。例えば集
束光は、直線状の格子からなる上述の実施!!!櫟のコ
リメーター回折格子を2次曲線状の格子からなる集光回
折格子に置き換えることによって、あるいは隣接112
と被走査体18の間にセルフォックレンズアレイ等の集
光光学系@謹けることによって、あるいはこれら双方の
組合わせによって得ることができる。
Further, it is not always necessary to collimate the light 14 emitted from the adjacent light 112 as described above, and depending on the case, the object to be scanned 18 may be scanned with focused light or diffused light. The light 14 emitted from the adjacent layer 12 can be shaped by selecting the structure of the diffraction grating G, by providing an appropriate optical system between the adjacent layer 12 and the object to be scanned 18, or by a combination of both. This can be done arbitrarily. For example, the focused light can be implemented as described above consisting of a linear grating! ! ! By replacing the collimator grating with a condensing grating consisting of a quadratic curved grating, or by
This can be achieved by placing a condensing optical system such as a SELFOC lens array between the object 18 and the scanned object 18, or by a combination of both.

また本発明の光走査装置は、走査光取出し部分である回
折格子G1〜Gnの列が複数列並ぶように形成して、複
数の走査光を同時に取出し可能とすることもできる。
Further, the optical scanning device of the present invention can be formed so that a plurality of rows of diffraction gratings G1 to Gn, which are the scanning light extraction portions, are lined up so that a plurality of scanning light beams can be extracted simultaneously.

(発明の効果) 以上詳細に説明した通り本発明の光走査装置は、単一の
光源を使用するものであるから、前記LEDアレイ等に
みられる光源の発光強度バラツキの問題がほとんど無く
、精密走査が可能となり、光源の光利用効率も高められ
る。また本発明の光走査装置は機械的作動部分を備えな
いか−ら耐久性、耐撮動性に優れて調整も容易であり、
ざらに光ビームを大きく撮らずに走査可能であるから、
本発明開側によれば、光走査系の大型化を回避し、光走
査記録装置あるいは読取装置を小型に形成することがで
きる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, since the optical scanning device of the present invention uses a single light source, there is almost no problem of variations in the light emission intensity of the light source seen in the LED array, etc., and precision is achieved. Scanning becomes possible, and the light utilization efficiency of the light source is also increased. Furthermore, since the optical scanning device of the present invention does not include any mechanically operating parts, it has excellent durability and photographic resistance, and is easy to adjust.
Because it is possible to scan without taking a large beam of light,
According to the aspect of the present invention, it is possible to avoid increasing the size of the optical scanning system and to form an optical scanning recording device or reading device in a small size.

しかも本発明の光走査装置においては、光導波1からの
走査光取出しを、対称導波路を非対称導波路に変化させ
ることによって行なっているので、光軛折率変化がエネ
ルギー付加に対して正の材料も、また負の材料も広範に
利用可能となって設計が容易になる。ざらに本発明装置
は上記のようにして走査光取出しを行なっているから、
光走査のために基板および7/または隣接層の光屈折率
を大きく変化させる必要が無く、この点でも利用材料選
択の自由度が高まり、その上消費エネルギーが少ないも
のとなる。
Moreover, in the optical scanning device of the present invention, the scanning light is extracted from the optical waveguide 1 by changing the symmetrical waveguide to an asymmetrical waveguide, so that the change in the optical yoke refractive index is positive with respect to the energy addition. The wide availability of both materials and negative materials facilitates design. Roughly speaking, since the device of the present invention extracts the scanning light as described above,
There is no need to significantly change the optical refractive index of the substrate and/or the adjacent layer for optical scanning, which also increases the degree of freedom in selecting the materials to be used, and furthermore reduces energy consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明装置の光走査の仕組みを説明する説明図
、 第2図は本発明に係る光導波路膜厚と実効屈折率と導波
路非対称性の程度の関係を示すグラフ、第3図は第1図
の構成の分散曲線を示すグラフ、第4図は第1図の構成
における導波光の電界分布を示す概念図、 第5図、第6図はそれぞれ本発明の第1実施態様による
光走査装置を示す斜横図と側面図、第7図は上記光走査
装置の電気回路を示すブロック図、 第8図、第9図はそれぞれ本発明の第2実施態fl装置
、第3実M!態様装置を示す斜視図、第10図は上記第
3実M態様装置の電気回路を示すブロック図である。 10・・・基板       11・・・光導波112
・・・隣接11      13・・・積1体14・・
・光        15・・・ドライバ16・・・導
波路レンズ   17・・・半導体レーザ20、40.
50・・・光走査装置  21.51・・・駆動回路2
2・・・加熱用ii源    23・・・シフトレジス
タ30・・・レンズアレイ   31・・・レンズアレ
イ饗52・・・電圧発生回路   01〜Cn・・・共
通電極D 1〜D n −・・個別電極 01〜Gn−
・・回折格子H1〜Hn・・・電熱体 第1図 第2図 り弄シ戻眉鏝厚 第3図 第4図 (b) 哨                 Q第8図 第9図
Fig. 1 is an explanatory diagram explaining the optical scanning mechanism of the device of the present invention, Fig. 2 is a graph showing the relationship between the optical waveguide film thickness, effective refractive index, and degree of waveguide asymmetry according to the present invention, and Fig. 3 is a graph showing the dispersion curve of the configuration of FIG. 1, FIG. 4 is a conceptual diagram showing the electric field distribution of guided light in the configuration of FIG. 1, and FIGS. 5 and 6 are each according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing an electrical circuit of the optical scanning device; FIGS. 8 and 9 are a second embodiment fl device and a third embodiment of the present invention, respectively. M! FIG. 10 is a perspective view showing the embodiment device, and FIG. 10 is a block diagram showing the electric circuit of the third actual M embodiment device. 10... Substrate 11... Optical waveguide 112
... Adjacent 11 13 ... Product 1 body 14 ...
- Light 15... Driver 16... Waveguide lens 17... Semiconductor laser 20, 40.
50... Optical scanning device 21.51... Drive circuit 2
2...Heating II source 23...Shift register 30...Lens array 31...Lens array gate 52...Voltage generation circuit 01-Cn...Common electrode D1-Dn-... Individual electrode 01~Gn-
...Diffraction grating H1~Hn...Electric heating element Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 (b) Slot Q Fig. 8 Fig. 9

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板の上に光導波層、隣接層がこの順に互いに密
着して積層されてなり、前記基板および/または隣接層
が、エネルギー付加により光屈折率を変化可能で互いに
同一光屈折率をとりうる材料から形成された積層体と、 前記基板および/または隣接層に、前記光導波層内に進
む導波光の光路に沿って設けられた複数のエネルギー付
加手段と、 前記隣接層の表面の、少なくとも前記エネルギー付加手
段によるエネルギー付加箇所に対応する部分にそれぞれ
設けられた回折格子と、 前記複数のエネルギー付加手段のうちの1つを順次択一
的に、そのエネルギー付加箇所にそれぞれ対応する部分
の基板と隣接層の光屈折率を互いに異ならせる状態に設
定する一方、その他のエネルギー付加手段を、それらの
エネルギー付加箇所にそれぞれ対応する部分の基板と隣
接層の光屈折率を互いに等しくする状態に設定する駆動
回路とからなる光走査装置。
(1) An optical waveguide layer and an adjacent layer are laminated on a substrate in close contact with each other in this order, and the optical waveguide layer and/or the adjacent layer can change the optical refractive index by applying energy and have the same optical refractive index. a plurality of energy adding means provided on the substrate and/or the adjacent layer along the optical path of the guided light traveling into the optical waveguide layer; , a diffraction grating provided at least in a portion corresponding to an energy adding point by the energy adding means; and a diffraction grating provided in each of the portions corresponding to the energy adding point by sequentially and selectively applying one of the plurality of energy adding means. The optical refractive index of the substrate and the adjacent layer is set to be different from each other, while the other energy adding means is set so that the optical refractive index of the substrate and the adjacent layer of the portion corresponding to the energy applying point is made equal to each other. An optical scanning device consisting of a drive circuit that is set to
(2)前記基板と隣接層とが通常は互いに等しい光屈折
率を示す材料から形成され、前記駆動回路が、前記エネ
ルギー付加手段を順次択一的に所定のエネルギー付加状
態に設定するように形成されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の光走査装置。
(2) The substrate and the adjacent layer are usually formed of materials exhibiting the same optical refractive index, and the drive circuit is configured to sequentially and selectively set the energy applying means to a predetermined energy applying state. An optical scanning device according to claim 1, characterized in that:
(3)前記基板と隣接層とが通常は互いに異なる光屈折
率を示す材料から形成され、前記駆動回路が、前記エネ
ルギー付加手段のすべてを所定のエネルギー付加状態に
してそのエネルギー付加箇所において前記基板と隣接層
の光屈折率を互いに等しくした後、これらエネルギー付
加手段を順次択一的にエネルギー付加解除状態に設定す
るように形成されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の光走査装置。
(3) The substrate and the adjacent layer are usually formed of materials exhibiting different optical refractive indexes, and the drive circuit sets all of the energy applying means to a predetermined energy applying state and applies the energy to the substrate at the energy applying point. and the adjacent layer are made equal to each other, and then the energy applying means are sequentially and selectively set to the energy application release state. Optical scanning device.
(4)前記材料が加熱により光屈折率を変える熱光学材
料であり、前記エネルギー付加手段が電熱手段であり、
前記エネルギー付加箇所がこの電熱手段による加熱箇所
であり、前記駆動回路が前記電熱手段に加熱用電流を供
給するように形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項から第3項いずれか1項記載の光走査装置
(4) The material is a thermo-optic material that changes the optical refractive index by heating, and the energy adding means is an electric heating means,
Claims 1 to 3, characterized in that the energy application point is a heated point by the electric heating means, and the drive circuit is formed to supply heating current to the electric heating means. The optical scanning device according to any one of the items.
(5)前記材料が電界印加により光屈折率を変える電気
光学材料であり、前記エネルギー付加手段が電極対であ
り、前記エネルギー付加箇所がこの電極対の電極間間隙
であり、前記駆動回路が前記電極対の電極間に電界を印
加するように形成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項から第3項いずれか1項記載の光走査装置
(5) The material is an electro-optic material that changes the optical refractive index by applying an electric field, the energy applying means is an electrode pair, the energy applying location is a gap between the electrodes of the electrode pair, and the drive circuit is the 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is formed to apply an electric field between the electrodes of the pair of electrodes.
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