JPS6290628A - レ−ザ走査装置 - Google Patents
レ−ザ走査装置Info
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- JPS6290628A JPS6290628A JP23215285A JP23215285A JPS6290628A JP S6290628 A JPS6290628 A JP S6290628A JP 23215285 A JP23215285 A JP 23215285A JP 23215285 A JP23215285 A JP 23215285A JP S6290628 A JPS6290628 A JP S6290628A
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- waveguides
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、レーザ光を用いた機器において、し−ザ光を
走査するレーザ走査装置に関する。
走査するレーザ走査装置に関する。
第６図は従来のレーザ走査装置の一例の構成を示す説明
図である。光源用レーザ１からの入力光を、入力光レン
ズ２によって平行光に変換し、光偏向器１３に入力させ
る。光偏向器１３は音響光学媒体１４に圧電素子１５を
接着したものであり、゛圧電素子１５に発振器１６から
の正弦波信号を印加すると音響光学媒体１４に超音波が
発生し、これにより入力光が θ＝λ・ｆ ／ ｖ （ｒａｄ） −−−−−
−−−（１）なる角度だけ偏向し出力される。ここにλ
：レーザ先の波長、 ｆ：光偏向器に入力する正弦波の周波数、Ｖ：音響光学
媒体の音速 である。したがって、周波数ｆを連続的かつ周期的にあ
る周波数帯域の範囲内で変化させると、θを周期的に変
化させることができる。したがって、光偏向器１３の出
力を出力光レンズ８により集光し、スクリーン９上に結
像するとレーザ走査装置となる。また入力光レーザをデ
ジタルビデオ信号により変調すれば、テレビ等のディス
プレイ装置として用いることができる。
図である。光源用レーザ１からの入力光を、入力光レン
ズ２によって平行光に変換し、光偏向器１３に入力させ
る。光偏向器１３は音響光学媒体１４に圧電素子１５を
接着したものであり、゛圧電素子１５に発振器１６から
の正弦波信号を印加すると音響光学媒体１４に超音波が
発生し、これにより入力光が θ＝λ・ｆ ／ ｖ （ｒａｄ） −−−−−
−−−（１）なる角度だけ偏向し出力される。ここにλ
：レーザ先の波長、 ｆ：光偏向器に入力する正弦波の周波数、Ｖ：音響光学
媒体の音速 である。したがって、周波数ｆを連続的かつ周期的にあ
る周波数帯域の範囲内で変化させると、θを周期的に変
化させることができる。したがって、光偏向器１３の出
力を出力光レンズ８により集光し、スクリーン９上に結
像するとレーザ走査装置となる。また入力光レーザをデ
ジタルビデオ信号により変調すれば、テレビ等のディス
プレイ装置として用いることができる。
上述した従来のレーザ走査装置は、回転多面鏡およびミ
ラー、レンズ系を用いた機械的な制御によるレーザ走査
装置に比べ、光学系が単純でかつ信頼性に優れる。しか
し、既存の光偏向素子は二酸化テルル（ＴｅＯｚ）を用
いた最も偏向角の大きいものでもｖ ＝６６０ ｍ／ｓ
、 ｆ ＝５０ＭＨｚ 〜８０ＭＨｚ程度であり、λ
＝０．８５−とすると（１）式よりθ＝ ３．７ ｄｅ
ｇ〜５．９ｄｅｇ となり、光の振れ角Δθはその差となり、Δθ＝２．２
ｄｅｇ程度しか振れない。したがって、大きなスクリー
ン上を走査するには、焦点距離の大きい出力光レンズが
必要となり、装置規模が大きくなる欠点があった。
ラー、レンズ系を用いた機械的な制御によるレーザ走査
装置に比べ、光学系が単純でかつ信頼性に優れる。しか
し、既存の光偏向素子は二酸化テルル（ＴｅＯｚ）を用
いた最も偏向角の大きいものでもｖ ＝６６０ ｍ／ｓ
、 ｆ ＝５０ＭＨｚ 〜８０ＭＨｚ程度であり、λ
＝０．８５−とすると（１）式よりθ＝ ３．７ ｄｅ
ｇ〜５．９ｄｅｇ となり、光の振れ角Δθはその差となり、Δθ＝２．２
ｄｅｇ程度しか振れない。したがって、大きなスクリー
ン上を走査するには、焦点距離の大きい出力光レンズが
必要となり、装置規模が大きくなる欠点があった。
本発明の目的は、上記の欠点を除去することにより、光
の振れ幅Δ０を大きくし、小形化可能なレーザ走査装置
を提供することにある。
の振れ幅Δ０を大きくし、小形化可能なレーザ走査装置
を提供することにある。
本発明のレーザ走査装置は、光源用レーザと、この光源
用レーザからの入力光を周期的に偏光させて対象物の面
上を走査する走査手段とを備えたレーザ走査装置におい
て、上記走査手段は、同一基板上に平行して設けられ付
加された電極に印加する電圧を変えることによりその屈
折、率分布が変わる複数の導波路からなる導波路アレイ
と、この導波路アレイに上記入力光を結合する入力結合
手段と、上記導波路アレイからの出力光を上記対象物の
面上に焦点を結ばせしめる出力結合手段とを含むことを
特徴とする。
用レーザからの入力光を周期的に偏光させて対象物の面
上を走査する走査手段とを備えたレーザ走査装置におい
て、上記走査手段は、同一基板上に平行して設けられ付
加された電極に印加する電圧を変えることによりその屈
折、率分布が変わる複数の導波路からなる導波路アレイ
と、この導波路アレイに上記入力光を結合する入力結合
手段と、上記導波路アレイからの出力光を上記対象物の
面上に焦点を結ばせしめる出力結合手段とを含むことを
特徴とする。
また本発明のレーザ走査装置は、入力結合手段が入力光
レンズを含むことが好ましい。
レンズを含むことが好ましい。
また本発明のレーザ走査装置は、入力結合手段が導波路
アレイと同一基板上に各導波路と結合して形成された分
岐型導波路を含むことが好ましい。
アレイと同一基板上に各導波路と結合して形成された分
岐型導波路を含むことが好ましい。
また本発明のレーザ走査装置は、光源用レーザおよび入
力結合手段が導波路アレイと同一基板上に形成され、こ
の光源用レーザはこの導波路アレイの各導波路に結合さ
れた位相同期レーザアレイであることが好ましい。
力結合手段が導波路アレイと同一基板上に形成され、こ
の光源用レーザはこの導波路アレイの各導波路に結合さ
れた位相同期レーザアレイであることが好ましい。
また本発明のレーザ走査装置は、出力結合手段が出力光
レンズを含むことが好ましい。
レンズを含むことが好ましい。
また本発明のレーザ走査装置は、出力結合手段が導波路
アレイの出力光で形成される凹面状の同位相波面からな
り、上記導波路アレイはこの同位相波面を作る制御手段
を含む構成であることが好ましい。
アレイの出力光で形成される凹面状の同位相波面からな
り、上記導波路アレイはこの同位相波面を作る制御手段
を含む構成であることが好ましい。
以下、本発明で用いられる導波路アレイの作用原理につ
いて第２図に示す実施例を参照して説明する。各導波路
４−１〜４−ｎにおける位相のずれは、Δφ＝π・■／
Ｖｈ 〜−−−−−・−−−−（２）Ｖ、＝
λｄ／（２ｒ’ｎａ３Ｔ：＋：＋１） −−−−−−
−（３）で与えられる（参考文献：西原、春名、積属「
光集積回路」、オーム社、１９８５年発行、３０１頁）
。
いて第２図に示す実施例を参照して説明する。各導波路
４−１〜４−ｎにおける位相のずれは、Δφ＝π・■／
Ｖｈ 〜−−−−−・−−−−（２）Ｖ、＝
λｄ／（２ｒ’ｎａ３Ｔ：＋：＋１） −−−−−−
−（３）で与えられる（参考文献：西原、春名、積属「
光集積回路」、オーム社、１９８５年発行、３０１頁）
。
ただし、■：印加電圧、λ：光の波長、ｄ：電極間隔、
ｒ：印加電界低減係数、ｎ、：屈折率、γ３３：ボッケ
ルス定数、ｌ：電極長であス。
ｒ：印加電界低減係数、ｎ、：屈折率、γ３３：ボッケ
ルス定数、ｌ：電極長であス。
導波路として最も一般的なニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂ
Ｏｚ）を例にとると、Ｉ’＝０．３、ｎ、 ＝ ２．２
０、Ｔ ３ｆｆ＝：３ｏ、８ｘｌｏ−” Ｃｍ／ｖｌで
あり、ｄ＝１０ＩＩＴｎ、、ｌ＝５鶴、λ−０，８５ｕ
ｍとすると、Ｖ）、＝８．６４Ｖとなる。すなわち、Ｖ
＝８．６４ｖ程度の電圧を印加すると隣接する導波路の
位相差がπとなり、このとき波面は θ−５ｉｎ−’ （λ／（２・ｄ）） −２，４３ｄｅ
ｇ −（４）だけ偏向する。よって光の振れ幅Δθは
左右にθだけ振れるので Δθ＝２θ＝４．８７ ｄｅｇ となり、２θ＝２．２ ｄｅｇであった従来の技術に比
べて十分大きな振れ角が実現でき、従来と同じ大きさの
スクリーンを走査するために焦点距離の小さな出力光レ
ンズを用いることができ、装置を小形化できる。
Ｏｚ）を例にとると、Ｉ’＝０．３、ｎ、 ＝ ２．２
０、Ｔ ３ｆｆ＝：３ｏ、８ｘｌｏ−” Ｃｍ／ｖｌで
あり、ｄ＝１０ＩＩＴｎ、、ｌ＝５鶴、λ−０，８５ｕ
ｍとすると、Ｖ）、＝８．６４Ｖとなる。すなわち、Ｖ
＝８．６４ｖ程度の電圧を印加すると隣接する導波路の
位相差がπとなり、このとき波面は θ−５ｉｎ−’ （λ／（２・ｄ）） −２，４３ｄｅ
ｇ −（４）だけ偏向する。よって光の振れ幅Δθは
左右にθだけ振れるので Δθ＝２θ＝４．８７ ｄｅｇ となり、２θ＝２．２ ｄｅｇであった従来の技術に比
べて十分大きな振れ角が実現でき、従来と同じ大きさの
スクリーンを走査するために焦点距離の小さな出力光レ
ンズを用いることができ、装置を小形化できる。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の第一実施例の構成を示す説明図、第２
図はその導波路アレイの詳細を示す説明図である。第１
図において、■は光源用レーザ、２は入力光レンズ、３
は基板、４−１〜４−ｎは導波路、５−１〜５−ｎは導
波路４−１〜４−ｎに接着した電極、６−１〜６−ｎは
電極５−１〜５−ｎに任意の電圧を印加するための電源
、７は導波路アレイ、８は出力光レンズ、９はスクリー
ンである。
図はその導波路アレイの詳細を示す説明図である。第１
図において、■は光源用レーザ、２は入力光レンズ、３
は基板、４−１〜４−ｎは導波路、５−１〜５−ｎは導
波路４−１〜４−ｎに接着した電極、６−１〜６−ｎは
電極５−１〜５−ｎに任意の電圧を印加するための電源
、７は導波路アレイ、８は出力光レンズ、９はスクリー
ンである。
本発明の特徴は、第１図において、導波路アレイ７を設
けたことにある。
けたことにある。
次に本実施例の動作について説明する。光源用レーザ１
の出力光を入力光レンズ２によって平行光に変換する。
の出力光を入力光レンズ２によって平行光に変換する。
これを基板３の上に集積化した複数ｎ個の導波路４−１
〜４−ｎに入力する。このとき各導波路４−１〜４−ｎ
には同位相の光が入力される。
〜４−ｎに入力する。このとき各導波路４−１〜４−ｎ
には同位相の光が入力される。
光が導波路４−１〜４−ｎを伝播する際に、電極５−１
〜５−ｎに電源６−１〜６−ｎを用いて電圧を印加する
と、導波路４−１〜４−ｎの屈折率分布が変化し、各導
波路４−１〜４−ｎの出力端における光の位相を任意に
変化させることができる。したがって、例えば第１図に
示すように、導波路４−１〜４−ｎの出力端において光
の位相を各々０、δ、２δ、３δ、−・−−−−−１ｎ
δのように変化させると、あるθの方向に光の波面がそ
ろうことになる。これを出力光レンズ８により集光し、
スクリーン９に投映すると、θに対応する位置に光が集
光される。
〜５−ｎに電源６−１〜６−ｎを用いて電圧を印加する
と、導波路４−１〜４−ｎの屈折率分布が変化し、各導
波路４−１〜４−ｎの出力端における光の位相を任意に
変化させることができる。したがって、例えば第１図に
示すように、導波路４−１〜４−ｎの出力端において光
の位相を各々０、δ、２δ、３δ、−・−−−−−１ｎ
δのように変化させると、あるθの方向に光の波面がそ
ろうことになる。これを出力光レンズ８により集光し、
スクリーン９に投映すると、θに対応する位置に光が集
光される。
以上の原理を利用し、電圧６−１〜６−ｎに印加する電
圧を適当に周期的に変化させると、θを周期的に変化さ
せることができ、スクリーン９上の光を走査することが
できる。
圧を適当に周期的に変化させると、θを周期的に変化さ
せることができ、スクリーン９上の光を走査することが
できる。
第３図は本発明の第二実施例の構成を示す説明図である
。本実施例は第一実施例における入力光レンズ２のかわ
りに分岐形翼波路１０を用い、光源用レーザ１と分岐形
翼波路１０と導波路４−１〜４−ｎを一つの基板に集積
化する。光源用レーザ１の出力光は分岐形翼波路１０に
よりｎ個の同位相の光に分岐され、導波路４−１〜４−
ｎに入力され、第一実施例と同様の原理で光を走査でき
る。本実施例は第一実施例よりも光源用レーザ１の出力
光を低損失で導波路４−１〜４−ｎに入力できる。
。本実施例は第一実施例における入力光レンズ２のかわ
りに分岐形翼波路１０を用い、光源用レーザ１と分岐形
翼波路１０と導波路４−１〜４−ｎを一つの基板に集積
化する。光源用レーザ１の出力光は分岐形翼波路１０に
よりｎ個の同位相の光に分岐され、導波路４−１〜４−
ｎに入力され、第一実施例と同様の原理で光を走査でき
る。本実施例は第一実施例よりも光源用レーザ１の出力
光を低損失で導波路４−１〜４−ｎに入力できる。
第４図は本発明の第三実施例の構成を示す説明図である
。本実施例は第二実施例における光源用レーザ１と分岐
形翼波路１０のかわりにｎ連集積形の位相同期レーザ１
）を用い、同位相の光を導波路４−１〜４−ｎに入力し
ており、位相同期レーザ１）と導波路４−１〜４−ｎを
一つの基板３に集積化している。光の走査原理は第一実
施例、第二実施例と同様である。ただし、導波路４−１
〜４−ｎの間隔がｎ連集積形の位相同期レーザ１）の間
隔と同一の場合、導波路４−１〜４−ｎでの光のカップ
リングを防止するための分離層が必要である。
。本実施例は第二実施例における光源用レーザ１と分岐
形翼波路１０のかわりにｎ連集積形の位相同期レーザ１
）を用い、同位相の光を導波路４−１〜４−ｎに入力し
ており、位相同期レーザ１）と導波路４−１〜４−ｎを
一つの基板３に集積化している。光の走査原理は第一実
施例、第二実施例と同様である。ただし、導波路４−１
〜４−ｎの間隔がｎ連集積形の位相同期レーザ１）の間
隔と同一の場合、導波路４−１〜４−ｎでの光のカップ
リングを防止するための分離層が必要である。
第５図は本発明の第四実施例の構成の要部を示す説明図
である。本実施例は、第一、第二、第三実施例において
、導波路４−１〜４．−ｎの出力光を集光するために用
いた出力光レンズ８を、出力光の波面の位相を制御して
、同図に示す同位相波面１２を形成することにより省略
したものである。
である。本実施例は、第一、第二、第三実施例において
、導波路４−１〜４．−ｎの出力光を集光するために用
いた出力光レンズ８を、出力光の波面の位相を制御して
、同図に示す同位相波面１２を形成することにより省略
したものである。
以上説明したように、本発明は、複数の平行な導波路の
各々に電極を付加し、各導波路の屈折率分布を変えるよ
うに構成された導波路アレイによって光を走査すること
により、光の振れ幅Δθを大きくし、レーザ走査装置を
小形化できる効果がある。さらに本発明によれば、光源
用レーザと入力光レンズあるいは入力光レンズを導波路
アレイと同一基板に集積化でき、なおさらに出力光レン
ズを省略することも可能となり、より小形化されたレー
ザ走査装置が得られる。
各々に電極を付加し、各導波路の屈折率分布を変えるよ
うに構成された導波路アレイによって光を走査すること
により、光の振れ幅Δθを大きくし、レーザ走査装置を
小形化できる効果がある。さらに本発明によれば、光源
用レーザと入力光レンズあるいは入力光レンズを導波路
アレイと同一基板に集積化でき、なおさらに出力光レン
ズを省略することも可能となり、より小形化されたレー
ザ走査装置が得られる。
第１図は本発明の第一実施例の構成を示す説明図。
第２図はその導波路アレイの詳細を示す説明図。
第３図は本発明の第二実施例の構成を示す説明図。
第４図は本発明の第三実施例の構成を示す説明図。
第５図は本発明の第四実施例の構成を示す説明図。
第６図は一従来例の構成を示す説明図。
■・・・光源用レーザ、２・・・人力光レンズ、３・・
・基板、４−１〜４−ｎ・・・導波路、５−１〜５−ｎ
・・・電極、６−１〜６−ｎ・・・電源、７・・・導波
路アレイ、８・・・出力光レンズ、９・・・スクリーン
、１０・・・分岐形厚波路、１）・・・位相同期レーザ
、１２・・・同位相波面、１３・・・光偏向器、１４・
・・音響光学媒体、１５・・・圧電素子、１６・・・発
振器。
・基板、４−１〜４−ｎ・・・導波路、５−１〜５−ｎ
・・・電極、６−１〜６−ｎ・・・電源、７・・・導波
路アレイ、８・・・出力光レンズ、９・・・スクリーン
、１０・・・分岐形厚波路、１）・・・位相同期レーザ
、１２・・・同位相波面、１３・・・光偏向器、１４・
・・音響光学媒体、１５・・・圧電素子、１６・・・発
振器。
Claims (6)
- （１）光源用レーザと、 この光源用レーザからの入力光を周期的に偏光させて対
象物の面上を走査する走査手段と を備えたレーザ走査装置において、 上記走査手段は、 同一基板上に平行して設けられ付加された電極に印加す
る電圧を変えることによりその屈折率分布が変わる複数
の導波路からなる導波路アレイと、この導波路アレイに
上記入力光を結合する入力結合手段と、 上記導波路アレイからの出力光を上記対象物の面上に焦
点を結ばせしめる出力結合手段と を含むことを特徴とするレーザ走査装置。 - （２）入力結合手段が入力光レンズを含む特許請求の範
囲第（１）項に記載のレーザ走査装置。 - （３）入力結合手段が導波路アレイと同一基板上に各導
波路と結合して形成された分岐型導波路を含む特許請求
の範囲第（１）項に記載のレーザ走査装置。 - （４）光源用レーザおよび入力結合手段が導波路アレイ
と同一基板上に形成され、この光源用レーザはこの導波
路アレイの各導波路に結合された位相同期レーザアレイ
である特許請求の範囲第（１）項に記載のレーザ走査装
置。 - （５）出力結合手段が出力光レンズを含む特許請求の範
囲第（１）項に記載のレーザ走査装置。 - （６）出力結合手段が導波路アレイの出力光で形成され
る凹面状の同位相波面からなり、上記導波路アレイはこ
の同位相波面を作る制御手段を含む構成である特許請求
の範囲第（１）項に記載のレーザ走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23215285A JPS6290628A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | レ−ザ走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23215285A JPS6290628A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | レ−ザ走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6290628A true JPS6290628A (ja) | 1987-04-25 |
Family
ID=16934809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23215285A Pending JPS6290628A (ja) | 1985-10-17 | 1985-10-17 | レ−ザ走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6290628A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0264619A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-03-05 | Cselt Spa (Cent Stud E Lab Telecomun) | 電気光学デフレクタ |
| JP2007011104A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | National Institute Of Information & Communication Technology | 光線制御装置及びそれを用いた立体像表示装置 |
| JP2017003688A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 日本放送協会 | 光線制御素子および立体表示装置 |
| JP2018194630A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 日本放送協会 | 光偏向素子の性能指数の測定装置、及び、光偏向素子の性能指数の測定プログラム |
| JP2019100932A (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 日本放送協会 | 光偏向素子の性能評価装置 |
-
1985
- 1985-10-17 JP JP23215285A patent/JPS6290628A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0264619A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-03-05 | Cselt Spa (Cent Stud E Lab Telecomun) | 電気光学デフレクタ |
| JP2007011104A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | National Institute Of Information & Communication Technology | 光線制御装置及びそれを用いた立体像表示装置 |
| JP2017003688A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 日本放送協会 | 光線制御素子および立体表示装置 |
| JP2018194630A (ja) * | 2017-05-16 | 2018-12-06 | 日本放送協会 | 光偏向素子の性能指数の測定装置、及び、光偏向素子の性能指数の測定プログラム |
| JP2019100932A (ja) * | 2017-12-06 | 2019-06-24 | 日本放送協会 | 光偏向素子の性能評価装置 |
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