JPH0685036B2 - 偏向式光ビ−ム走査方法 - Google Patents
偏向式光ビ−ム走査方法Info
- Publication number
- JPH0685036B2 JPH0685036B2 JP61021481A JP2148186A JPH0685036B2 JP H0685036 B2 JPH0685036 B2 JP H0685036B2 JP 61021481 A JP61021481 A JP 61021481A JP 2148186 A JP2148186 A JP 2148186A JP H0685036 B2 JPH0685036 B2 JP H0685036B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- acousto
- scanning method
- deflection
- sound wave
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Description
【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明は等速度光ビーム走査を必要とする分野で用いら
れる偏向式光ビーム走査方法に関する。
れる偏向式光ビーム走査方法に関する。
『従来の技術』 等速度光ビーム走査を必要とするレーザプリンタ、複写
機等の光スキャナでは、この際の走査手段として光ビー
ムを偏向させる方法が採用されており、具体的には第３
図に例示する偏向式光ビーム走査方法が採用されてい
る。
機等の光スキャナでは、この際の走査手段として光ビー
ムを偏向させる方法が採用されており、具体的には第３
図に例示する偏向式光ビーム走査方法が採用されてい
る。
以下、第３図の方法について略述すると、１はバルク型
あるいは薄膜積層型からなる音響光学素子、２は音響光
学素子１に接続された音波駆動回路、３は音波駆動回路
２に接続された鋸歯状波発生回路、４は音響光学素子１
の出射側に配置された結像レンズ（ｆθレンズ）、５は
直進した非偏向光を遮断するための遮断体、６は結像レ
ンズ４の焦点位置に配置された感光体（受光体）、７は
その感光体６の結像面である。
あるいは薄膜積層型からなる音響光学素子、２は音響光
学素子１に接続された音波駆動回路、３は音波駆動回路
２に接続された鋸歯状波発生回路、４は音響光学素子１
の出射側に配置された結像レンズ（ｆθレンズ）、５は
直進した非偏向光を遮断するための遮断体、６は結像レ
ンズ４の焦点位置に配置された感光体（受光体）、７は
その感光体６の結像面である。
第３図において、図示しない光源から音響光学素子１へ
入射された光ビームL1は、音波駆動回路２を介したブラ
ッグの回折により偏向されるとともに、その偏向角が結
像レンズ４により増巾され、これが光ビームL2となって
感光体６の結像面７上で結像する。
入射された光ビームL1は、音波駆動回路２を介したブラ
ッグの回折により偏向されるとともに、その偏向角が結
像レンズ４により増巾され、これが光ビームL2となって
感光体６の結像面７上で結像する。
この際の光偏向角△θは、（１）式に示す通り、音波周
波数の変化△fSに比例する。
波数の変化△fSに比例する。
△θ＝λ/vS・△fS ……（１） λ：音響光学素子（媒質）内の光波長 vS:音波伝搬速度 したがって、音波駆動回路２に接続された鋸歯状波発生
回路３の入力制御電圧の変化により、音響光学素子１へ
の駆動音波周波数を掃引すると、上記光偏向角△θが変
化し、結像面７上において光ビーム走査が行なわれる。
回路３の入力制御電圧の変化により、音響光学素子１へ
の駆動音波周波数を掃引すると、上記光偏向角△θが変
化し、結像面７上において光ビーム走査が行なわれる。
つぎに、第３図の方法における光結像スポットの走査運
動について考察する。
動について考察する。
音響光学素子１の光偏向角が△θの場合、結像面７上に
おける光ビームの結像スポットの位置ｙは（２）式によ
りあらわされる。
おける光ビームの結像スポットの位置ｙは（２）式によ
りあらわされる。
ｙ＝f0tan△θ ……（２） y:結像スポットから光軸までの距離 f0:結像レンズの焦点距離 結像スポットでの光ビームの走査速度は、音響光学素子
１が鋸歯状波で駆動するため、（３）式のようになる。
１が鋸歯状波で駆動するため、（３）式のようになる。
dy/dt＝f0 sec2△θ・ｄ△θ/dt ……（３） かかる（３）式で明らかな通り、上記走査速度は光偏向
角△θの関数であり、非直線的に変化するため、その光
偏向角△θが大きくなる位置で増加する。
角△θの関数であり、非直線的に変化するため、その光
偏向角△θが大きくなる位置で増加する。
したがって光ビーム（走査線）は、結像面７の中央部か
らその上端部、下端部へ向うにしたがい光偏向角△θが
大きくなり、不等速走査状況を呈する。
らその上端部、下端部へ向うにしたがい光偏向角△θが
大きくなり、不等速走査状況を呈する。
そのため、光ビーム走査方向の結像スポット間隔も、結
像面７の中央部からその上下両端部へ向うにしたがい大
きなる。
像面７の中央部からその上下両端部へ向うにしたがい大
きなる。
第３図の方法では光ビームの等速度走査運動を行なわせ
るに、ｆθレンズなどの結像レンズ４を用い、上記結像
スポットの位置ｙを下記（４）式のように置き換えてい
る。
るに、ｆθレンズなどの結像レンズ４を用い、上記結像
スポットの位置ｙを下記（４）式のように置き換えてい
る。
ｙ＝f0・△θ ……（４） この場合の光ビーム走査では、音響光学素子１が鋸歯状
波で駆動するため、ｄ△θ/dt:一定となり、したがっ
て、その等速度走査運動は（５）式のようになる。
波で駆動するため、ｄ△θ/dt:一定となり、したがっ
て、その等速度走査運動は（５）式のようになる。
dy/dt＝f0・ｄ△θ/dt＝f0 A ……（５） A:一定 『発明が解決しようとする問題点』 上述した第３の方法において、例えばバルク型の音響光
学素子を用いた場合、光ビームの等速度走査を行なわせ
るため、ｆθレンズのごとき特殊レンズとか、あるいは
複数のレンズの組み合わせが必要となり、そのレンズ設
計、製作等も複雑となる。
学素子を用いた場合、光ビームの等速度走査を行なわせ
るため、ｆθレンズのごとき特殊レンズとか、あるいは
複数のレンズの組み合わせが必要となり、そのレンズ設
計、製作等も複雑となる。
一方、上記方法において薄膜積層型の音響光学素子の用
いた場合、その音響光学素子、通常の薄膜型レンズ（モ
ードインデックスレンズ、ジオデシックレンズ、回折レ
ンズ）等が容易に同一基板上に集積できるが、ｆθレン
ズのような特殊レンズを必要とする場合は、これの薄膜
化が困難であるため、装置の小型化、軽量化、集積化が
妨げられ、他にも光学系の調整が必要となる。
いた場合、その音響光学素子、通常の薄膜型レンズ（モ
ードインデックスレンズ、ジオデシックレンズ、回折レ
ンズ）等が容易に同一基板上に集積できるが、ｆθレン
ズのような特殊レンズを必要とする場合は、これの薄膜
化が困難であるため、装置の小型化、軽量化、集積化が
妨げられ、他にも光学系の調整が必要となる。
本発明は上記の問題点に鑑み、偏向手段による光ビーム
の等速度走査が簡易に実施でき、しかもその装置の小型
化、軽量化、集積化がはかれ、光学系の調整を有するこ
とのない、信頼性の高い偏向式光ビーム走査方法を提供
しようとするものである。
の等速度走査が簡易に実施でき、しかもその装置の小型
化、軽量化、集積化がはかれ、光学系の調整を有するこ
とのない、信頼性の高い偏向式光ビーム走査方法を提供
しようとするものである。
『問題点を解決するための手段』 本発明は上記の目的を達成するため、光ビームの偏向走
査手段として音響光学素子とその音響光学素子の音波駆
動回路と電圧制御回路とを備え、当該音響光学素子を透
過した光ビームを結像面上で結像させる結像手段として
結像光学系を備え、これらの手段を介して光ビームを偏
向させながら結像面上で走査する偏向式光ビーム走査方
法において、音波駆動回路を介して音響光学素子を駆動
させるとき、その音波出力の周波数掃引波形を電圧制御
回路により制御して光ビームを結像面上で等速度走査す
ることを特徴とする。
査手段として音響光学素子とその音響光学素子の音波駆
動回路と電圧制御回路とを備え、当該音響光学素子を透
過した光ビームを結像面上で結像させる結像手段として
結像光学系を備え、これらの手段を介して光ビームを偏
向させながら結像面上で走査する偏向式光ビーム走査方
法において、音波駆動回路を介して音響光学素子を駆動
させるとき、その音波出力の周波数掃引波形を電圧制御
回路により制御して光ビームを結像面上で等速度走査す
ることを特徴とする。
『実施例』 以下、本発明の方法の具体的実施例につき、図面を参照
して説明する。
して説明する。
第１図において、11は光源、12は音響光学装置である。
上記音響光学装置12は、音響光学素子13と結像光学系14
と遮断体15とが基板上に組みつけられて構成され、その
音響光学素子13はバルク型あるいは薄膜積層型からな
り、その結像光学系14は通常のレンズ、あるいは薄膜型
レンズの組み合わせからなる。
と遮断体15とが基板上に組みつけられて構成され、その
音響光学素子13はバルク型あるいは薄膜積層型からな
り、その結像光学系14は通常のレンズ、あるいは薄膜型
レンズの組み合わせからなる。
16は音波駆動回路、17は電圧制御回路であり、電圧制御
回路17は相互に接続された電圧補正回路部18と逆正接
（アークタンジェント）状波発生回路部19とからなる。
回路17は相互に接続された電圧補正回路部18と逆正接
（アークタンジェント）状波発生回路部19とからなる。
音波駆動回路16は上記音響光学素子13に接続され、電圧
制御回路17はその電圧補正回路部18を介して音波駆動回
路16と相互に接続されている。
制御回路17はその電圧補正回路部18を介して音波駆動回
路16と相互に接続されている。
20は結像光学系14の焦点位置に配置された感光体（また
は受光体）、21はその感光体20の結像面である。
は受光体）、21はその感光体20の結像面である。
上述した本発明方法の場合、光源11から出射されたレー
ザ光等の光ビームL1を音響光学素子13へ入射して偏向
し、その偏向角を結像光学系14により増巾した後、かか
る光ビームL2を感光体20の結像面21上で結像させる。
ザ光等の光ビームL1を音響光学素子13へ入射して偏向
し、その偏向角を結像光学系14により増巾した後、かか
る光ビームL2を感光体20の結像面21上で結像させる。
この際、音響光学素子13は音波駆動回路16を介して駆動
しており、当該音波駆動回路16は電圧補正回路部18と逆
正接状波発生回路部19とからなる電圧制御回路17により
制御される。
しており、当該音波駆動回路16は電圧補正回路部18と逆
正接状波発生回路部19とからなる電圧制御回路17により
制御される。
すなわち、音響光学素子13の音波出力の周波数掃引波形
が逆正接状波発生回路部19により逆正接状となり、しか
も電圧補正回路部18を介して音波周波数fSと入力制御電
圧ｖとの関係が正確に制御されるから、光ビームL2は結
像面21上において高精度の等速度走査運動を呈する。
が逆正接状波発生回路部19により逆正接状となり、しか
も電圧補正回路部18を介して音波周波数fSと入力制御電
圧ｖとの関係が正確に制御されるから、光ビームL2は結
像面21上において高精度の等速度走査運動を呈する。
かかる本発明方法では、前述した（３）式におけるsec2
△θが一定となるようにする。
△θが一定となるようにする。
この場合、偏向角△θは（６）式のようにあらわされ、
上記走査波形の発生回路は（７）を満足するように設計
される。
上記走査波形の発生回路は（７）を満足するように設計
される。
△θ＝tan-1（At） ……（６） △fS＝vS/λ・△θ＝vS/λ・tan-1（At） ……（７） vS:音速、λ：光波長 A:一定、t:時間 かくて結像スポットにおける光ビームの等速度走査が行
なえる。
なえる。
第２図は本発明方法における音波周波数変化分の走査波
形と、従来例（第３図）における音波周波数変化分の走
査波形とを示したものであり、同図の実線が本発明、同
図の点線が従来例である。
形と、従来例（第３図）における音波周波数変化分の走
査波形とを示したものであり、同図の実線が本発明、同
図の点線が従来例である。
なお、本発明方法において変調素子の直線性が保証され
る場合、電圧制御回路17は逆正接状波発生回路部19のみ
で構成してもよい。
る場合、電圧制御回路17は逆正接状波発生回路部19のみ
で構成してもよい。
『発明の効果』 以上説明した通り、本発明方法によるときは、結像面上
における光ビームの等速度走査が、音響光学素子の駆動
音波周波数を電気的に制御することで簡易に行なえ、し
かも音響光学素子としてバルク型、薄膜積層型のいずれ
を用いても、これに組み合わされる結像光学系のレンズ
設計、製作が容易となり、その光学系を調整する必要が
ないのはもちろん、当該方法を実施するための装置の小
型化、軽量化、集積化がはかれ、信頼性も高い。
における光ビームの等速度走査が、音響光学素子の駆動
音波周波数を電気的に制御することで簡易に行なえ、し
かも音響光学素子としてバルク型、薄膜積層型のいずれ
を用いても、これに組み合わされる結像光学系のレンズ
設計、製作が容易となり、その光学系を調整する必要が
ないのはもちろん、当該方法を実施するための装置の小
型化、軽量化、集積化がはかれ、信頼性も高い。
第１図は本発明方法の一実施例を略示した説明図、第２
図は本発明方法および従来法における音波周波数変化分
の走査波形を示した説明図、第３図は従来法を略示した
説明図である。 11……光源 12……音響光学装置 13……音響光学素子 14……結像光学系 15……遮断体 16……音波駆動回路 17……電圧制御回路 18……電圧補正回路部 19……逆正接状波発生回路部 20……感光体（受光体） 21……結像面 L1……光ビーム L2……光ビーム
図は本発明方法および従来法における音波周波数変化分
の走査波形を示した説明図、第３図は従来法を略示した
説明図である。 11……光源 12……音響光学装置 13……音響光学素子 14……結像光学系 15……遮断体 16……音波駆動回路 17……電圧制御回路 18……電圧補正回路部 19……逆正接状波発生回路部 20……感光体（受光体） 21……結像面 L1……光ビーム L2……光ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桧物 雄作 東京都品川区二葉２丁目９番15号 古河電 気工業株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−68307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−25081（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−137916（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】光ビームの偏向走査手段として音響光学素
子とその音響光学素子の音波駆動回路と電圧制御回路と
を備え、当該音響光学素子を透過した光ビームを結像面
上で結像させる結像手段として結像光学系を備え、これ
らの手段を介して光ビームを偏向させながら結像面上で
走査する偏向式光ビーム走査方法において、音波駆動回
路を介して音響光学素子を駆動させるとき、その音波出
力の周波数掃引波形を電圧制御回路により制御して光ビ
ームを結像面上で等速度走査することを特徴とする偏向
式光ビーム走査方法。 - 【請求項２】音響光学素子がバルク型からなる特許請求
の範囲第１項記載の偏向式光ビーム走査方法。 - 【請求項３】音響光学素子が薄膜積層型からなる特許請
求の範囲第１項記載の偏向式光ビーム走査方法。 - 【請求項４】電圧制御回路が逆正接状波発生回路からな
る特許請求の範囲第１項記載の偏向式光ビーム走査方
法。 - 【請求項５】電圧制御回路が電圧補正回路部と逆正接状
波発生回路部とからなる特許請求の範囲第１項記載の偏
向式光ビーム走査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61021481A JPH0685036B2 (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 偏向式光ビ−ム走査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61021481A JPH0685036B2 (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 偏向式光ビ−ム走査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62178933A JPS62178933A (ja) | 1987-08-06 |
| JPH0685036B2 true JPH0685036B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=12056162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61021481A Expired - Lifetime JPH0685036B2 (ja) | 1986-02-03 | 1986-02-03 | 偏向式光ビ−ム走査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685036B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54149658A (en) * | 1978-05-16 | 1979-11-24 | Toray Industries | Information indicating and recording device |
| JPS56107217A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-26 | Canon Inc | Calescence point scanning element |
-
1986
- 1986-02-03 JP JP61021481A patent/JPH0685036B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62178933A (ja) | 1987-08-06 |
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