JPS626230A - Optical deflecting device - Google Patents

Optical deflecting device

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Publication number
JPS626230A
JPS626230A JP14564985A JP14564985A JPS626230A JP S626230 A JPS626230 A JP S626230A JP 14564985 A JP14564985 A JP 14564985A JP 14564985 A JP14564985 A JP 14564985A JP S626230 A JPS626230 A JP S626230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
electrodes
group
monochromatic light
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP14564985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuji Teramoto
寺本 卓司
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.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
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Publication of JPS626230A publication Critical patent/JPS626230A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To deflect parallel light passing through a light transmission medium by a specific angle and to converge it on one point by providing one group of electrodes which connect having the same strip axis with a Fresnel beltlike plate at right angles to the optical axis of homogeneous light on at least one surface of the light transmission medium. CONSTITUTION:When a voltage is applied to one of transparent electrode groups 20, 22, 24, 26, and 28, a part under the transparent electrodes of the one group have optical anisotropy different from that of any other part, so a beltlike Fresnel transmissivity distribution, i.e. refractive index distribution is formed in a substrate 16. Consequently, a laser beam 32 varies in light velocity at a different refractive index when passing through the part where said refractive index distribution is formed while propagated in the substrate 16, so the laser beam 32 is converged on a position on a screen 34 corresponding to the transparent electrode group applied with the voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光を偏向させる光偏向装置の改良に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to an improvement in an optical deflection device for deflecting light.

従来技術およびその問題点 レーザビームプリンタ、バーコードリーダ等の装置には
、光を所望の角度に偏向させるための光偏向装置が用い
られる。このような光偏向装置としては、ポリゴンミラ
ー、ホログラムスキャナ等が知られ−ているが、いずれ
も回転機構およびその駆動装置等の機械的可動部分を備
えたものであるため、装置が複雑かつ大型となり、また
、必ずしも十分な耐久性が得られるわけではなかった。
BACKGROUND OF THE INVENTION Devices such as laser beam printers and bar code readers use optical deflection devices to deflect light to a desired angle. Polygon mirrors, hologram scanners, etc. are known as such optical deflection devices, but all of them are equipped with mechanically movable parts such as a rotation mechanism and its drive device, so the devices are complex and large. Moreover, sufficient durability was not necessarily obtained.

問題点を解決するための手段 本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり
、その要旨とするところは、(1)単色光を発射する単
色光源と、(2)その単色光源から発射された単色光の
偏向角を音響光学効果あるいは電気光学効果により予め
変化させる第1偏向素子と、(3)所定の厚みを備えて
前記第1偏向素子を経た単色光を導くとともに、光スイ
ッチ作用を有する光伝達媒体と、該光伝達媒体の少なく
とも一面において、前記単色光の光軸と直角な方向にて
フレネル帯板と同様のストリップ幅を有して連なる一群
の電極が該単色光の光軸方向において少なくともひとつ
設けられた制御電極とを、有する第2光偏向素子とを、
含むことにある。
Means for Solving the Problems The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its gist is (1) a monochromatic light source that emits monochromatic light; and (2) the monochromatic light source. (3) a first deflection element that changes the deflection angle of the monochromatic light emitted from the first deflection element in advance by an acousto-optic effect or an electro-optic effect; A light transmission medium having a switching action, and a group of electrodes arranged in a row on at least one surface of the light transmission medium and having a strip width similar to that of a Fresnel strip in a direction perpendicular to the optical axis of the monochromatic light, are arranged to transmit the monochromatic light. a second optical deflection element having at least one control electrode provided in the optical axis direction of the second optical deflection element;
It consists in including.

作用および発明の効果 このようにすれば、前記第2光偏向素子の一群の電極へ
の電圧の印加により、前記光伝達媒体内に上記一群の電
極に対応したフレネルの帯板状の透過度分布が形成され
る。このフレネルの帯板状の透過度分布が形成された光
伝達媒体を通過する平行光は、所定の角度だけ偏向させ
られた後一点に集光する作用がある。また、制御電極に
対する電圧印加状態が一定の条件下で前記第1偏向素子
により第2光偏向素子に入射させられる光が予め偏向さ
せられると、上記集光点がそれに伴って移動させられる
。このため、第2光偏向素子の制御電極に対する電圧の
印加状態および前記第1光偏向素子による偏向状態が変
化させられると、光の集光点が広い範囲で変化させられ
る。したがって、光を偏向させるための回転機構やその
駆動装置等が不要となるので、装置が小型となるととも
に十分な耐久性が得られるのである。
Operation and Effect of the Invention In this way, by applying a voltage to the group of electrodes of the second optical deflection element, a Fresnel strip-like transmittance distribution corresponding to the group of electrodes is created in the light transmission medium. is formed. Parallel light passing through the light transmission medium in which a Fresnel band-like transmittance distribution is formed has the effect of converging on one point after being deflected by a predetermined angle. Further, when the light incident on the second optical deflection element is deflected in advance by the first deflection element under a constant voltage application state to the control electrode, the focal point is moved accordingly. Therefore, when the voltage application state to the control electrode of the second light deflection element and the deflection state by the first light deflection element are changed, the focal point of the light is changed over a wide range. Therefore, there is no need for a rotation mechanism for deflecting light, a driving device for the rotation mechanism, etc., so that the device can be made smaller and have sufficient durability.

上記制御電極は、好適には、前記一群の電極を前記単色
光の光軸方向において複数群有するものであり、その一
群の電極を構成する個々の電極が他の一群中の対応する
電極に対して、前記単色光の進行方向に向かう程前記単
色光の光軸と直角な一方向において一定の距離だけ順次
ずらされて配設される。この場合には、一群の電極毎に
電圧が択一的に印加されれば、上記一定の距離に対応し
た位置に光が収束させられて電圧が印加された一群の電
極に対応した偏向角が得られるのである。
Preferably, the control electrode has a plurality of groups of electrodes in the direction of the optical axis of the monochromatic light, and each electrode constituting the group of electrodes is in contact with the corresponding electrode in the other group. They are arranged so as to be sequentially shifted by a certain distance in one direction perpendicular to the optical axis of the monochromatic light as the monochromatic light advances in the traveling direction of the monochromatic light. In this case, if a voltage is selectively applied to each group of electrodes, the light is converged at a position corresponding to the above-mentioned certain distance, and the deflection angle corresponding to the group of electrodes to which the voltage is applied is You can get it.

実施例 第1図はレーザプリンタ等に用いられ為光偏向装置を示
すものであって、位置固定の基台10上には基板16が
固着されている。基板16は、たとえば強誘電体磁器(
PLZT)等の電気光学材料から成る光伝達媒体である
とともに所定の厚みを有し、第2図に示すように、その
底面全体には透明電極18が設けられるとともに、その
上面には複数(本実施例では5群)の透明電極群20.
22.24.26.28が光軸Xの方向にそれぞれ配設
されている。それ等透明電極群は同様に構成されており
、たとえば透明電極群20は、光軸Xに直角な方向にお
いて連なりかつフレネルの帯板と同様のストリップ幅を
有する個々の電極20a、  20 b、  20 c
、  20 d、  20 e等から構成されている。
Embodiment FIG. 1 shows a light deflection device used in a laser printer or the like, in which a substrate 16 is fixed on a base 10 whose position is fixed. The substrate 16 is made of, for example, ferroelectric ceramic (
It is a light transmission medium made of an electro-optical material such as PLZT) and has a predetermined thickness.As shown in FIG. In the example, 5 groups) of transparent electrode groups 20.
22, 24, 26, and 28 are arranged in the direction of the optical axis X, respectively. The transparent electrode groups are constructed in the same way, for example, the transparent electrode group 20 includes individual electrodes 20a, 20b, 20 that are continuous in the direction perpendicular to the optical axis X and have a strip width similar to that of a Fresnel strip. c.
, 20d, 20e, etc.

透明電極群20.22.24.26.28を構成する個
々の電極は、第3図に示されているように、光の進行方
向に向かうにしたがって隣接する他の一群内の対応する
電極に対して僅かな寸法Aだけ順次ずらされており、ま
た、透明電極群20.22.24.26.28は、一群
毎に電圧が印加され得るようにそれぞれ配線されている
。そのような透明電極群20.22.24.26.28
および前記透明電極18を備えた基板16は、本実施例
の第2光偏向素子を構成している。
As shown in FIG. 3, the individual electrodes constituting the transparent electrode group 20.22.24.26.28 are connected to corresponding electrodes in other adjacent groups in the direction of light propagation. In contrast, the transparent electrode groups 20, 22, 24, 26, and 28 are sequentially shifted by a slight dimension A, and the transparent electrode groups 20, 22, 24, 26, and 28 are wired so that a voltage can be applied to each group. Such transparent electrode group 20.22.24.26.28
The substrate 16 provided with the transparent electrode 18 constitutes the second optical deflection element of this embodiment.

半導体レーザ素子等から成る単色光源30からは、光フ
ァイバ36、位置固定の基板38を介してレーザビーム
32が出力され、そのレーザビーム32が集光レンズ3
1によって一点、すなわち集光点33に集光させられた
後、再び拡散されて前記基板16の一方の側面に入射さ
せられるとともに、基板16内においては基板16の面
に沿って導かれた後、他方の側面から出射させられ、レ
ーザプリンタのマスタードラム等から成る画面34上に
集−光させられるようになっている。なお、第4図に示
すように基板16と画面34との間には必要に応じて焦
点補正用のシリンドリカルレンズ40が設けられ得、ま
た、その他に、必要に応じて他の光学素子が適宜用いら
れ得る。
A monochromatic light source 30 consisting of a semiconductor laser element or the like outputs a laser beam 32 via an optical fiber 36 and a fixed position substrate 38, and the laser beam 32 is directed to a condenser lens 3.
1, the light is focused on one point, that is, the condensing point 33, and then diffused again and made incident on one side of the substrate 16, and within the substrate 16, after being guided along the surface of the substrate 16. The light is emitted from the other side and is focused on a screen 34 consisting of a master drum of a laser printer or the like. As shown in FIG. 4, a cylindrical lens 40 for focus correction may be provided between the substrate 16 and the screen 34 as necessary, and other optical elements may be provided as appropriate. can be used.

上記基板38は、たとえばLiNbO3結晶等の透光性
および圧電効果を有する物質からなる0゜5 mm程度
のものであって、その−面には光導波路が設けられてい
る。この光導波路は、基板38の他の部分よりも屈折率
が大きくされて厚み方向に光を閉じ込める特性により光
が好適に導かれるようになっており、たとえば基板38
の表面からTi (チタン)を拡散させることにより数
μm程度の比較的薄い層状に形成されている。そして、
第5図に示すように、前記光ファイバ36の端面から入
射したレーザビーム32は上記光導波路内を導かれる過
程で、光収束部42において平行光に収束させられかつ
光偏向部44において音響光学効果により偏向させられ
るとともに、他方の端面から射出されるようになってい
る。
The substrate 38 is made of a material having translucency and a piezoelectric effect, such as LiNbO3 crystal, and has a thickness of about 0.5 mm, and an optical waveguide is provided on its negative surface. This optical waveguide has a property of having a larger refractive index than other parts of the substrate 38 and confining light in the thickness direction, so that light can be guided suitably.
By diffusing Ti (titanium) from the surface, a relatively thin layer of approximately several micrometers is formed. and,
As shown in FIG. 5, the laser beam 32 incident from the end face of the optical fiber 36 is converged into parallel light in the light convergence section 42 while being guided through the optical waveguide, and is converged into parallel light in the light deflection section 44. It is deflected by the effect and is emitted from the other end face.

すなわち、光収束部42は、基板38の面方向かつ前記
レーザビーム32の光軸ピ。に直角な方向においてその
光軸り。に近づく程拡散濃度が高くなるようにTiのよ
うな拡散材料が拡散させられることにより、光導波路に
おいて光軸L0に近づく程屈折率が高くされて凸レンズ
機能が設けられたものである。光偏向部44は、その一
端に設けられた一対の櫛型電極46.48によって励振
された弾性表面波(超音波)50により、光導波路内に
おいて前記レーザビームの光軸L0に交差する方向に周
期的な屈折率変化が形成され、ここを通過するレーザビ
ームがブラッグ回折により光軸り、へ回折されるように
なっている。すなわち、光の波長をλ、光導波路の屈折
率をn、弾性表面波50の波長を八とすると、ブラッグ
回折による回折角2θ8は次式(1)に従って得られる
That is, the light converging section 42 is arranged in the plane direction of the substrate 38 and in the optical axis direction of the laser beam 32 . Its optical axis in the direction perpendicular to. By diffusing a diffusing material such as Ti such that the diffusion concentration increases as the distance approaches the optical axis L0, the refractive index of the optical waveguide increases as the distance approaches the optical axis L0, thereby providing a convex lens function. The optical deflection section 44 uses a surface acoustic wave (ultrasonic wave) 50 excited by a pair of comb-shaped electrodes 46. A periodic refractive index change is formed, and a laser beam passing through this is diffracted along the optical axis by Bragg diffraction. That is, when the wavelength of light is λ, the refractive index of the optical waveguide is n, and the wavelength of the surface acoustic wave 50 is 8, the diffraction angle 2θ8 due to Bragg diffraction is obtained according to the following equation (1).

2sinθ8=λ/nΔ  ・・・・(1)そして、櫛
型電極46.48に供給される電圧の周波数が変更操作
されるに伴って弾性表面波50の周波数がΔrだけ変化
させられると、次式(2)にしたがってレーザビーム3
2が偏向角度Δθ8だけ変化させられるのである。この
ため、本実施例では、上記櫛型電極46.48を備えた
基板38が、第1光偏向素子を構成している。なお、弾
性表面波50は実際には目視出来ないが理解を容易とす
るために図示されている。本実施例では基板38が圧電
素子としての機能を有するLiNbO2であるため、櫛
型電極46.48間への電圧印加により弾性表面波50
が発生させられるが、PZTやZnO等の超音波トラン
ジューサ等が基板38の端面に取り付けられても良い。
2sin θ8=λ/nΔ (1) Then, when the frequency of the surface acoustic wave 50 is changed by Δr as the frequency of the voltage supplied to the comb-shaped electrodes 46 and 48 is changed, the following Laser beam 3 according to equation (2)
2 is changed by the deflection angle Δθ8. Therefore, in this embodiment, the substrate 38 provided with the comb-shaped electrodes 46 and 48 constitutes the first optical deflection element. Note that although the surface acoustic waves 50 cannot actually be seen with the naked eye, they are shown for ease of understanding. In this embodiment, since the substrate 38 is made of LiNbO2 that functions as a piezoelectric element, surface acoustic waves 50
However, an ultrasonic transducer made of PZT, ZnO, etc. may be attached to the end surface of the substrate 38.

2ΔθB#λ・Δf/v   ・・・・・(2)但し、
■は弾性表面波の伝播速度である。
2ΔθB#λ・Δf/v (2) However,
■ is the propagation velocity of surface acoustic waves.

以下、本実施例の作用効果を説明する。The effects of this embodiment will be explained below.

透明電極群20.22.24.26.28中の一群に電
圧が印加されると、その一群の透明電極下に位置する部
分が他の部分に対して異なる光学的異方性を示すため、
基板16内において、フレネルの帯板状の透過度分布す
なわち屈折率分布が形成される。このため、レーザビー
ム32が基板16内を伝播中にフレネルの帯板状の屈折
率分布が形成された部分を通過するとき、屈折率が異な
る部分の光速が変化するので、実質的にフレネルの帯板
状の透過度分布を持つマスクに平行光線が照射された状
態となり、レーザビーム32は画面34上の上記電圧が
印加された透明電極群に対応する位置に集光させられる
。そして、他の透明電極群に電圧が印加されたときには
、上記と同様の作用に従って新たに電圧が印加された透
明電極群に対応する点にレーザビーム32が集光させら
れる。
When a voltage is applied to one of the transparent electrode groups 20.22.24.26.28, the portion located under the transparent electrode of the group exhibits a different optical anisotropy than the other portions.
Within the substrate 16, a Fresnel band-like transmittance distribution, that is, a refractive index distribution is formed. Therefore, when the laser beam 32 passes through a portion where a Fresnel strip-like refractive index distribution is formed while propagating within the substrate 16, the speed of light in the portion where the refractive index is different changes, which is essentially a Fresnel band-like refractive index distribution. A mask having a band-like transmittance distribution is irradiated with parallel light beams, and the laser beam 32 is focused on a position on the screen 34 corresponding to the transparent electrode group to which the voltage is applied. Then, when a voltage is applied to another group of transparent electrodes, the laser beam 32 is focused on a point corresponding to the group of transparent electrodes to which a voltage is newly applied according to the same effect as described above.

たとえば、透明電極群20に電圧が印加されたときの集
光位置をS3点とすると、透明電極群22に電圧が印加
された場合には82点に集光させられる。このS3点と
82点との間隔は、前記一定の距離Aに対応するもので
ある。このようにして、透明電極群20.22.24.
26.28への択一的な電圧印加に対応してレーザビー
ム32が所望の角度に偏向させられて画面34上の81
点乃至S6点のいずれかに集光させられるのである。
For example, if the light focusing position when a voltage is applied to the transparent electrode group 20 is set to point S3, the light will be focused at 82 points when a voltage is applied to the transparent electrode group 22. The interval between the S3 point and the 82nd point corresponds to the constant distance A. In this way, the transparent electrode groups 20, 22, 24.
26. The laser beam 32 is deflected to a desired angle in response to an alternative voltage applied to 28 to
The light is focused on any one of the points S6 to S6.

以上の状態において、前記櫛型電極46.48に供給さ
れる電圧の周波数が変化させられると、その周波数変化
に応じて、基板16の端面に入射する前のレーザビーム
32が基板38内において前記(2)式に従って偏向さ
せられるので、ビーム32の集光点は、画面34上にお
いて変化させられる。たとえば、前記透明電極群20に
対して電圧が印加されている場合においては、レーザビ
ーム32の集光点は櫛型電極46.48に対する供給電
圧の周波数に応じて、前記集光点SI乃至Sz点点間間
隔内において位置決めされるのである。
In the above state, when the frequency of the voltage supplied to the comb-shaped electrodes 46 and 48 is changed, the laser beam 32 before being incident on the end face of the substrate 16 is caused to move inside the substrate 38 according to the frequency change. Since the beam 32 is deflected according to equation (2), the focal point of the beam 32 is changed on the screen 34. For example, when a voltage is applied to the transparent electrode group 20, the convergence point of the laser beam 32 changes from the condensation points SI to Sz depending on the frequency of the voltage supplied to the comb-shaped electrodes 46.48. The position is determined within the point-to-point interval.

そして、このような櫛型電極46.48に対する供給電
圧の周波数変化と透明電極群20乃至28に対する印加
電圧を制御することにより、画面34上において破線で
示される領域内のいずれかの位置にレーザビーム32が
集光させられる一方、画面34を上下方向へ送る制御を
行うことにより所望の文字等を描くことができるのであ
る。
By controlling the frequency change of the voltage supplied to the comb-shaped electrodes 46 and 48 and the voltage applied to the transparent electrode groups 20 to 28, the laser beam is applied to any position within the area indicated by the broken line on the screen 34. While the beam 32 is focused, by controlling the screen 34 to move up and down, desired characters and the like can be drawn.

このように、本実施例によれば、レーザビーム32の偏
向に関して、フレネルの帯板と同様のストリップ幅を有
する複数群の電極を少なくとも一面に備えた基板16と
、櫛型電極46.48を備えた基板38とが用いられる
ので、光偏向装置が、可動部分がなく小型となるととも
に極めて高い信頼性が得られる。すなわち、ポリゴンミ
ラーやホログラムスキャナを用いる従来の場合に比較し
て、回転機構およびその駆動装置等が不要となり、装置
が小型かつ簡単となるとともに耐久性が向上するのであ
る。また、直列に配設された二つの偏向素子による光の
偏向作用によって光の集光位置が変化され得るので、よ
り広い範囲での光の集光点の移動が可能となるのである
As described above, according to this embodiment, regarding the deflection of the laser beam 32, the substrate 16 is provided with a plurality of electrode groups on at least one surface having a strip width similar to that of a Fresnel strip, and the comb-shaped electrodes 46, 48 are used. Since the provided substrate 38 is used, the optical deflection device has no moving parts, is compact, and has extremely high reliability. That is, compared to the conventional case using a polygon mirror or a hologram scanner, a rotation mechanism and its driving device are not required, and the device becomes smaller and simpler, and its durability is improved. Furthermore, since the light convergence position can be changed by the light deflection action of the two deflection elements arranged in series, it is possible to move the light convergence point over a wider range.

ここで、第6図に示すように、前記第2光偏向素子は基
板16とその出力側に設けられた検光子52とから構成
されてもよい。この場合、基板16内に形成された屈折
率分布を透過した光において電圧が印加された電極直下
を通過した光は、他の部分を通過した光に対して偏光状
態が異なるので、検光子52において通過が阻害される
。このため、検光子52上には電圧が印加された透明電
極群に対応したフレネルの帯板状のマスクが実質的に形
成された状態となり、レーザビーム32が電圧が印加さ
れた透明電極群の位置に対応した方向に偏向させられる
のである。
Here, as shown in FIG. 6, the second optical deflection element may be composed of a substrate 16 and an analyzer 52 provided on the output side thereof. In this case, among the light that has passed through the refractive index distribution formed in the substrate 16, the light that has passed directly under the voltage-applied electrode has a different polarization state than the light that has passed through other parts, so the analyzer 52 Passage is obstructed at Therefore, a Fresnel strip-shaped mask corresponding to the transparent electrode group to which voltage is applied is substantially formed on the analyzer 52, and the laser beam 32 is directed to the transparent electrode group to which voltage is applied. It is deflected in a direction corresponding to the position.

また、本実施例では透明電極18を使用したが、電極は
必ずしも透明でなくともよいのである。
Further, although the transparent electrode 18 is used in this embodiment, the electrode does not necessarily have to be transparent.

また、第7図に示すように、前記基板16に替えて液晶
セル54を用いても良い。この液晶セル54においては
、一対のガラス板56および58に挟まれた十数μm程
度の空間内に、たとえばホモジニアス配列のN形のネマ
ティック液晶60が封入されており、ガラス板56およ
び58の内面にはフレネルの帯板と同様のストリップ幅
を有する一群の透明電極が前述と同様に光軸の方向にお
いて複数群設けられている。図においては一群の透明電
極群62が示されており、この一群の透明電極群62は
、上下一対の電極62aと62“a、62bと62“b
、62cと62“Cなどから構成されている。本実施例
によれば、たとえば透明電極群62の上下の電極間に電
圧が印加されたとき、それ等の間に挟まれた部分が白濁
状態となってフレネルの帯板と同様のマスクが形成され
るので、前述と同様の作用により、レーザビーム32が
偏向させられる。上記液晶60は電圧印加によって光学
的異方性を示す電気光学効果を有するものでも良く、こ
の場合には前述の基板16と同様の作用に従ってビーム
32が偏向させられる。このように第2光偏向素子とし
て液晶セル54が用いられる場合には、液晶60が光伝
達媒体を構成する。
Furthermore, as shown in FIG. 7, a liquid crystal cell 54 may be used instead of the substrate 16. In this liquid crystal cell 54, a homogeneously arranged N-type nematic liquid crystal 60, for example, is sealed in a space of about ten-odd μm between a pair of glass plates 56 and 58. A plurality of groups of transparent electrodes each having a strip width similar to that of a Fresnel strip are arranged in the direction of the optical axis in the same way as described above. In the figure, a group of transparent electrodes 62 is shown, and this group of transparent electrodes 62 consists of a pair of upper and lower electrodes 62a and 62"a, 62b and 62"b.
, 62c and 62"C. According to this embodiment, for example, when a voltage is applied between the upper and lower electrodes of the transparent electrode group 62, the portion sandwiched between them becomes cloudy. Since a mask similar to a Fresnel strip is formed, the laser beam 32 is deflected by the same effect as described above.The liquid crystal 60 exhibits an electro-optic effect exhibiting optical anisotropy when a voltage is applied. In this case, the beam 32 is deflected according to the same effect as that of the substrate 16 described above.When the liquid crystal cell 54 is used as the second optical deflection element in this way, the liquid crystal 60 is the optical transmission medium. Configure.

また、第1光偏向素子は、第8図および第9図に示す基
板64から構成されたものであっても良い。すなわち、
基板64は電気光学効果を有する材料から構成されたも
のであって、その端面において固定された半導体レーザ
素子66から発射されたレーザビームは光収束部68に
おいて平行光線とされた後、光偏向部70において偏向
されて他方の端面から射出されるようになっている。上
記光収束部68は前記光収束部42と同様のものであっ
て拡散により凸レンズ機能を存する屈折率分布が形成さ
れている。上記光偏向部70は光軸L2を挟んで位置す
る一対の電極72.74とそれら電極72.74間にお
いて光軸L2と斜交する電極76とから構成されており
、その偏向作用は光導波路78を構成する材料が電界に
応じて屈折率を変化させる作用を利用するものである。
Further, the first optical deflection element may be constructed from the substrate 64 shown in FIGS. 8 and 9. That is,
The substrate 64 is made of a material that has an electro-optic effect, and the laser beam emitted from the semiconductor laser element 66 fixed at the end face is converted into parallel light beams in the light converging section 68, and then converted into parallel light beams in the light deflecting section. It is deflected at 70 and ejected from the other end face. The light converging section 68 is similar to the light converging section 42, and has a refractive index distribution having a convex lens function due to diffusion. The optical deflection section 70 is composed of a pair of electrodes 72, 74 located on both sides of the optical axis L2, and an electrode 76 that intersects obliquely with the optical axis L2 between these electrodes 72, 74. This utilizes the effect of the material constituting 78 changing its refractive index in response to an electric field.

電極72.74と電極76との間に電圧を印加すると光
偏向部70のA−A、B−B、C−C線上における光導
波路78内の電界Eおよび屈折率変化Δnはそれぞれ第
10図、第11図、および第12図に示す如くとなる。
When a voltage is applied between the electrodes 72 and 74 and the electrode 76, the electric field E and the refractive index change Δn in the optical waveguide 78 on the A-A, B-B, and C-C lines of the optical deflection section 70 are as shown in FIG. , as shown in FIGS. 11 and 12.

したがって、上記光軸L2に沿って進むレーザビームは
光束の各部で経験する屈折率が異なって上記屈折率変化
Δnの大きさに従って偏向させられるので、電極72.
74と電極76との間に印加する電圧を時間的に変化さ
せることによりレーザビームの偏向角が変化させられる
のである。なお、80は5102等の薄膜であって、光
が光導波路78内を効率良く伝播するように設けられた
緩衝層である。なお、第10図乃至第12図は、第8図
における下方を正としたものであり、電極72を右手に
、電極74を左手に見る方向から示したものである。
Therefore, the laser beam traveling along the optical axis L2 experiences a different refractive index at each part of the light beam and is deflected according to the magnitude of the refractive index change Δn.
By temporally changing the voltage applied between electrode 74 and electrode 76, the deflection angle of the laser beam can be changed. Note that 80 is a thin film such as 5102, and is a buffer layer provided so that light propagates efficiently within the optical waveguide 78. Note that in FIGS. 10 to 12, the lower side in FIG. 8 is taken as the positive side, and the electrodes 72 are viewed from the right hand and the electrodes 74 are viewed from the left hand.

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。
The above-mentioned embodiment is merely one embodiment of the present invention, and various modifications may be made to the present invention without departing from the spirit thereof.

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

第1図は本発明の一実施例の光偏向装置を説明する斜視
図である。第2図は第1図の第2光偏向素子の拡大図で
ある。第3図は第2図の第2光偏向素子の電極の配置を
詳しく説明する図である。 第4図は第1図の装置において用いられ得る光学素子を
説明する図である。第5図は第1図の第1光偏向素子の
構成を説明する図である。第6図は本発明の他の実施例
における第2光偏向素子の要部を示す図である。第7図
は本発明の他の実施例における第2光偏向素子を示す図
である。第8図および第9図は本発明の他の実施例にお
ける第1光偏向素子を示す平面図および側面図である。 第10図、第11図、および第12図は、第8図の光偏
向部のA−A、B−B、C−C線上における電界および
屈折率変化をそれぞれ示す図である。 30:単色光源 出願人  ブラザー工業株式会社 第2図 第4図 第6図 第8図 第9図
FIG. 1 is a perspective view illustrating an optical deflection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the second optical deflection element in FIG. 1. FIG. 3 is a diagram illustrating in detail the arrangement of electrodes of the second optical deflection element in FIG. 2. FIG. 4 is a diagram illustrating optical elements that can be used in the apparatus of FIG. 1. FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the first optical deflection element in FIG. 1. FIG. 6 is a diagram showing a main part of a second optical deflection element in another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing a second optical deflection element in another embodiment of the present invention. FIG. 8 and FIG. 9 are a plan view and a side view showing a first optical deflection element in another embodiment of the present invention. 10, 11, and 12 are diagrams showing the electric field and refractive index changes on the lines AA, BB, and CC of the optical deflection section in FIG. 8, respectively. 30: Monochromatic light source Applicant: Brother Industries, Ltd. Figure 2 Figure 4 Figure 6 Figure 8 Figure 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)単色光を発射する単色光源と、 該単色光源から発射された単色光を音響光学効果あるい
は電気光学効果により予め偏向させる第1偏向素子と、 所定の厚みを備えて前記第1偏向素子を経た単色光を導
くとともに、光スイッチ作用を有する光伝達媒体と、該
光伝達媒体の少なくとも一面において、前記単色光の光
軸と直角な方向にてフレネル帯板と同様のストリップ幅
を有して連なる一群の電極が該単色光の光軸方向におい
て少なくともひとつ設けられた制御電極とを、有する第
2光偏向素子と を、含むことを特徴とする光偏向装置。
(1) A monochromatic light source that emits monochromatic light, a first deflection element that deflects the monochromatic light emitted from the monochromatic light source in advance by an acousto-optic effect or an electro-optic effect, and the first deflection element has a predetermined thickness. a light transmission medium that guides the monochromatic light through the light transmission medium and has an optical switching function; and at least one surface of the light transmission medium has a strip width similar to that of a Fresnel strip in a direction perpendicular to the optical axis of the monochromatic light. 1. A light deflection device comprising: a second light deflection element having a control electrode in which the group of electrodes connected in series includes at least one control electrode provided in the optical axis direction of the monochromatic light.
(2)前記第2光偏向素子の制御電極は、前記一群の電
極を前記単色光の光軸方向において複数有するものであ
り、該一群の電極を構成する個々の電極が他の一群の電
極中の対応する電極に対して前記単色光の進行方向に向
かう程前記単色光の光軸と直角な方向において一方向へ
順次ずらされたものである特許請求の範囲第1項に記載
の光偏向装置。
(2) The control electrode of the second optical deflection element has a plurality of electrodes of the group in the optical axis direction of the monochromatic light, and each electrode constituting the group of electrodes is one of the electrodes of the other group. The light deflection device according to claim 1, wherein the light deflection device is sequentially shifted in one direction in a direction perpendicular to the optical axis of the monochromatic light as the direction of propagation of the monochromatic light increases with respect to the corresponding electrode of the monochromatic light. .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009092995A (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Ricoh Co Ltd Electro-optical device and light beam deflector

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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