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JPS62231227A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

Info

Publication number
JPS62231227A
JPS62231227A JP7381086A JP7381086A JPS62231227A JP S62231227 A JPS62231227 A JP S62231227A JP 7381086 A JP7381086 A JP 7381086A JP 7381086 A JP7381086 A JP 7381086A JP S62231227 A JPS62231227 A JP S62231227A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical waveguide
optical
waveguide
diffraction grating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7381086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuharu Nozaki
野崎 信春
Hiroshi Nishihara
西原 浩
Toshiaki Suhara
敏明 栖原
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP7381086A priority Critical patent/JPS62231227A/en
Publication of JPS62231227A publication Critical patent/JPS62231227A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices
    • G02F1/335Acousto-optical deflection devices having an optical waveguide structure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the efficiency of utilizing light and to permit precision scanning by providing a converging diffraction grating which makes the guided light advancing in a optical waveguide into parallel light, generates a surface acoustic wave in the optical waveguide, generates a surface acoustic wave in the optical waveguide, changes the frequency continuously, emits the deflected and guided light to the outside of the waveguide and focuses the same into an optical guide space and forming such grating of one among specific materials. CONSTITUTION:The converging diffraction grating 14 is provided on the outside of the optical waveguide 11 in order to emit the deflected and guided light 13 to the outside of the waveguide and to focus the same in the space on the outside of the waveguide. The converging diffraction grating is formed of one material among TiO2, Nb2O5, Ta2O5, Si, Ge, and a-Si. The converging diffraction grating 14 is formed by coating a positive type electron resist on the surface of the waveguide 11, depositing a thin Au film by evaporation thereon, drawing a grating pattern with electron rays, removing the thin Au film, developing the resist, depositing a Ti film thereon, lifting off Ti, and thermally oxidizing the Ti in an N2 or O2 atmosphere to form the grating of TiO2. The diffraction efficiency is thoroughly improved and the efficiency of utilizing the light of a light source is considerably improved by specifying the material of the converging diffraction grating in the above-mentioned manner.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は光走査装置、特に詳細には光導波路に表面弾性
波を発生させ、この表面弾性波の回折作用によって導波
光を偏向させて光走査を行なうようにした光走査装置に
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, and more particularly, to an optical scanning device that generates surface acoustic waves in an optical waveguide, deflects the guided light by the diffraction effect of the surface acoustic waves, and performs optical scanning. The present invention relates to an optical scanning device configured to perform the following operations.

(従来の技術) 周知の通り従来より、感光体を光で走査して、該感光体
に連続調画像や白黒の2値画像を記録するようにした光
走査記録装置が種々提供されている。また、原稿を光で
走査し、該原稿からの透過光、反射光あるいは発光光を
光電的に検出して、該原稿に記録されている画像を読み
取るようにした光走査読取装置も種々提供されている。
(Prior Art) As is well known, various optical scanning recording apparatuses have been conventionally provided which scan a photoreceptor with light and record a continuous tone image or a black and white binary image on the photoreceptor. Various optical scanning reading devices are also available that scan a document with light and photoelectrically detect transmitted light, reflected light, or emitted light from the document to read images recorded on the document. ing.

このようむ光走査記録装置や光走査読取装置において、
記録光あるいは読取光を2次元的に偏向走査させる光走
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 (電気光学光偏向器)やAOD (ff19
1光学光偏向器)など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、 ■液晶素子アレイやPLZT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、画像信りに応じて、
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、さらには ■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る。
In such optical scanning recording devices and optical scanning reading devices,
Conventional optical scanning devices that deflect and scan recording light or reading light two-dimensionally include: (1) A device that deflects and scans a light beam using a mechanical optical deflector such as a galvanometer mirror or a polygon mirror (rotating polygon mirror); (2) EOD (electro-optic optical deflector) and AOD (ff19
(1) A device that deflects and scans a light beam using an optical deflector using an optical deflection element, such as an optical deflector (1). A device that combines a shutter array such as a liquid crystal element array or a PLZT array with a linear light source, and Connect the drive circuit individually and depending on the image quality,
0N10FF are selected and opened at the same time to perform line sequential scanning.Furthermore, a large number of light emitting elements such as LEDs are arranged in parallel in a row, and a drive circuit is individually connected to each light emitting element to respond to image signals. Te0N1
There are known devices that perform line-sequential scanning by selecting 0FF and emitting light at the same time.

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wA′MIi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。
However, the mechanical optical deflector described in ■ above is weak against vibrations.
Further, it has the disadvantage that mechanical durability is low and wA'MIi is troublesome. 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やAOD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振って偏向させるために、装
置が大型になりやすいという問題がある。特に上記EO
Dや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さらに光学系が大きくな
りがちである。
Furthermore, even in the case of an optical scanning device using an EOD or an AOD described in (2), there is a problem in that the device tends to be large because the light beam is waved and deflected in the same manner as described above. Especially the above EO
Since the optical deflection angle of D and AOD cannot be made large, the optical system tends to be even 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.

そこで光導波路内を進む導波光を表面弾性波(3AW:
5LJrfaC8ACOuSt 1CWaVe)によっ
て偏向させ、そしてこの偏向の角度を変化させることに
よって光を走査させるようにした光走査5Aiが考えら
れている。この光走査装置は、 表面弾性波が伝播可能な材料から形成された光導波路と
、 上記光導波路内を進む導波光を平行光とする光学系と、 上記導波光の光路に交わる方向に進行して該導波光を偏
向させる表面弾性波を光導波路において発生させる手段
と、 この表面弾性波発生手段を、連続的に周波数が変化する
表面弾性波を発生するように駆動する駆動回路とからな
るものであり、このような光走査装置は、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、しかもある程度小型に形成されるものとな
る。
Therefore, the guided light traveling inside the optical waveguide is converted into a surface acoustic wave (3AW:
An optical scanning system 5Ai has been considered in which the light is deflected by the angle 5LJrfaC8ACOuSt 1CWaVe) and the light is scanned by changing the angle of this deflection. This optical scanning device includes an optical waveguide formed of a material through which surface acoustic waves can propagate, an optical system that converts guided light traveling in the optical waveguide into parallel light, and a parallel light beam that travels in a direction intersecting the optical path of the guided light. means for generating a surface acoustic wave in an optical waveguide that deflects the guided light; and a drive circuit for driving the surface acoustic wave generating means to generate a surface acoustic wave whose frequency changes continuously. Such an optical scanning device has excellent durability and vibration resistance, is easy to adjust, has high light utilization efficiency, is capable of precise scanning, and can be formed in a relatively small size.

しかし上記のような光走査装置にあっては、偏向された
導波光を光導波路外に出射させるためにプリズムカプラ
ー等の光学素子が設けられ、さらには光導波路外に出射
された走査光を感光体あるいは読取原稿上において集束
させるための集束レンズが設けられるため、十分な小型
化が達成され得ないという問題があった。また上記プリ
ズムカプラーを用いる場合には、プリズム底面と光導波
路との間のギャップを精密に調整する必要があるので、
そのための高価な微調整機構が必要となり、またプリズ
ムカプラーも高価であるので、光走査5A置は1!!1
11Iなものとなプてしまう。
However, in the above-mentioned optical scanning device, an optical element such as a prism coupler is provided in order to emit the polarized guided light out of the optical waveguide, and furthermore, an optical element such as a prism coupler is provided to emit the deflected guided light out of the optical waveguide. Since a focusing lens is provided for focusing on the body or the document to be read, there is a problem in that sufficient miniaturization cannot be achieved. Furthermore, when using the above prism coupler, it is necessary to precisely adjust the gap between the prism bottom and the optical waveguide.
An expensive fine adjustment mechanism is required for this purpose, and the prism coupler is also expensive, so the optical scanning position of 5A is 1! ! 1
It turns out to be 11I.

また上述の調整作業に加え、光導波路と集束レンズとの
相対位置を精密に調整する作業も必要になるので、上記
光走査装置は調整が極めて面倒なものとなる。そしてこ
のように多くの調整作業を必要とするから、この種の光
走査装置は信頼性も低いものとなっていた。
Furthermore, in addition to the above-mentioned adjustment work, it is also necessary to precisely adjust the relative positions of the optical waveguide and the focusing lens, making the adjustment of the optical scanning device extremely troublesome. Since such a large amount of adjustment work is required, this type of optical scanning device has low reliability.

さらに上記プリズムカプラーを用いて導波光を光導波路
外に出射させる場合、出射光の形状が、プリズム底陵と
平行な方向には平行光束、垂直な方向には発散光束とな
ってしまうので、走査光を円形スポットに絞るためには
通常の球面レンズ以外の特殊な集束レンズが必要になる
という問題もある。
Furthermore, when the guided light is emitted out of the optical waveguide using the prism coupler mentioned above, the shape of the emitted light becomes a parallel light beam in the direction parallel to the prism base and a diverging light beam in the perpendicular direction. Another problem is that a special focusing lens other than a normal spherical lens is required to focus the light into a circular spot.

ざらに上記プリズムカプラーや集束レンズ等を用いる場
合、これらの光学素子や光導波路端面に欠損が生じると
走査ビームスポットの形状に影響が及び(特に光導波路
端面から光を出射させる場合には、この端面の欠損がそ
のまま走査ビームスポットの欠けにつながる)、精密走
査が不可能になる、という不具合もある。
In general, when using the prism coupler, focusing lens, etc. mentioned above, if defects occur in these optical elements or the end face of the optical waveguide, the shape of the scanning beam spot will be affected (particularly when emitting light from the end face of the optical waveguide, this There is also the problem that a defect in the end face directly leads to a chip in the scanning beam spot), making precise scanning impossible.

(発明の目的) そこで本発明は、以上述べた種々の問題を解消すること
ができる光走査装置を提供することを目的とするもので
ある。
(Objective of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide an optical scanning device that can solve the various problems described above.

(51明の構成) 本発明の光走査装置は、前述のような光導波路と、導波
光を平行光とする光学系と、表面弾性波発生手段と、駆
動回路とからなる光走査装置において、 偏向された導波光を光導波路外に出射させるとともに該
導波路外の空間において集束させるために、光導波路の
表面に集光性回折格子(FGC:Focusing  
Grating  Coupler)を設け、そしてこ
の集光性回折格子をTiO2、Nbz Os 、Taz
 Os 、ZrO2、CeO2、ZnS、B iz  
03  、Zn5e、CdS%AS2 33  、AS
z  Ses  、As445ets  54oGea
  、Sbz  83  、CdTe、3 i、Ge、
a −Siのうちの1つの材料から形成したことを特徴
とするものである。
(Configuration of 51 Light) The optical scanning device of the present invention includes the above-described optical waveguide, an optical system that converts the guided light into parallel light, a surface acoustic wave generating means, and a drive circuit. A focusing diffraction grating (FGC) is installed on the surface of the optical waveguide in order to emit the polarized waveguide light outside the optical waveguide and focus it in the space outside the waveguide.
A grating coupler) is provided, and this light-collecting diffraction grating is made of TiO2, NbzOs, Taz
Os, ZrO2, CeO2, ZnS, Biz
03, Zn5e, CdS%AS2 33, AS
z Ses , As445ets 54oGea
, Sbz 83 , CdTe, 3i, Ge,
It is characterized by being formed from one of the following materials: a-Si.

(作  用) 表面弾性波による導波光の偏向については従来から知ら
れているが、ここで簡単に説明する。第1図に示すよう
に、例えば交叉くし形電極対(IDT:Tnter  
Digital  Transducer)15によっ
て発生されて光導波路11を伝播する表面弾性波12の
進行方向と、導波光13の進行方向とがなす角(Bra
aa角)をθとすると、前述の音響光学相互作用による
導波光13の偏向角δば、δ−2θとなる。そして導波
光13の波長、実効屈折率をλ、Neとし、表面弾性波
12の波長、周波数、速度をそれぞれA、f、Vとすれ
ば、 2θ−2Sin’ (λ/2Ne−△)ソλ/Ne・八 一λ ・ f/Ne−v となり、20つまりδは表面弾性波の周波数fにほぼ比
例する。そこで電極対15に印加する交番電圧の周波数
を連続的に変化させて、表面弾性波12の周波数を連続
的に変化させれば、偏向角δが連続的に変化するように
なる。したがってこの導波光13を光導波路11外に取
り出せば、その光は1次元的に走査するようになる。
(Function) The deflection of guided light by surface acoustic waves has been known for some time, but will be briefly explained here. As shown in FIG. 1, for example, interdigitated electrode pairs (IDT: Tnter
The angle (Bra
aa angle) is θ, the deflection angle δ of the guided light 13 due to the acousto-optic interaction described above becomes δ−2θ. If the wavelength and effective refractive index of the guided light 13 are λ and Ne, and the wavelength, frequency, and velocity of the surface acoustic wave 12 are A, f, and V, respectively, then 2θ−2Sin' (λ/2Ne−△)soλ /Ne·81λ·f/Ne−v, and 20, that is, δ is approximately proportional to the frequency f of the surface acoustic wave. Therefore, if the frequency of the alternating voltage applied to the electrode pair 15 is continuously changed to continuously change the frequency of the surface acoustic wave 12, the deflection angle δ will be continuously changed. Therefore, if this guided light 13 is taken out of the optical waveguide 11, the light will scan one-dimensionally.

一方集光性回折格子(FGC)14は、曲りとチャープ
を有する回折格子であり、光導波路11内の平面波と、
該光導波路11外の空間の一点に焦点を有する球面波と
を直接結合する。したがって上述のように偏向された導
波光13の光路において光導波路表面に、この集光性回
折格子14を設けておけば、偏向された光は光導波路1
1外に取り出され、しかも該光導波路11外の空間にお
いて集束される。
On the other hand, the condensing diffraction grating (FGC) 14 is a diffraction grating that has bends and chirps, and is a diffraction grating that has a curve and a chirp, and is a diffraction grating that combines a plane wave in the optical waveguide 11 with a
A spherical wave having a focal point at a point in space outside the optical waveguide 11 is directly coupled. Therefore, if this condensing diffraction grating 14 is provided on the surface of the optical waveguide in the optical path of the guided wave 13 deflected as described above, the deflected light will pass through the optical waveguide 1.
1 and is focused in a space outside the optical waveguide 11.

そこでこの光の集束位置に感光体31を配置すれば、こ
の感光体31は集束された円形のビームスポットによっ
て1次元的に走査されるようになる。なおこのような集
光性回折格子については、例えば電子通信学会技術研究
報告MW83−88の47〜54ページ等に詳しく記載
されている。
Therefore, if the photoreceptor 31 is placed at a position where this light is focused, the photoreceptor 31 will be one-dimensionally scanned by the focused circular beam spot. Note that such a condensing diffraction grating is described in detail in, for example, IEICE technical research report MW83-88, pages 47 to 54.

ところで、−上述のような集光性回折格子を用いて導波
光を光導波路外に出射させる場合、光源の光利用効率を
高めるために、回折効率を十分に高めることが望まれる
。回折格子の長さしに亘る導波光から放射光への回折効
率PQは、 Pq  (L)−Pq  (”)[1−exp(−2α
L)]で与えられる。ここでPq  (oo)は、l−
+ooとしたときの、注目している(光走査に利用する
)次数qの放射光へのパワー分配比、αは放射損失係数
である。そしてパワー分配比に関しては、ΣPQ(”)
−1 なる保存則が成り立つ。
By the way, when guided light is emitted out of the optical waveguide using the above-mentioned condensing diffraction grating, it is desirable to sufficiently increase the diffraction efficiency in order to increase the light utilization efficiency of the light source. The diffraction efficiency PQ from the guided light to the emitted light over the length of the diffraction grating is Pq (L)-Pq ('')[1-exp(-2α
L)]. Here, Pq (oo) is l-
+oo, the power distribution ratio to the radiation light of order q of interest (used for optical scanning), α is the radiation loss coefficient. And regarding the power distribution ratio, ΣPQ('')
-1 holds true.

以上から明らかなように、ある限られた長さしの回折格
子における回折効率を高めるには、αを大きくすればよ
い。しかしながら、従来よりこの種の光導波路用に好適
に用いられてきたLiNbO3等の高屈折率材料からな
る基板を用いる場合、上記αを大きくとることは極めて
困難である。そこで本発明者らは、回折効率が格子材料
の屈折率にどのように依存しているか調べたところ、第
7図に示すような結果が得られた。なおこの第7図の特
性は、Ti拡散LiNbO3光導波路上に、導波方向の
長さ21mに形成された集光性回折格子における特性で
ある。この第7図から明らかなように回折効率は、回折
格子材料の屈折率増大に応じて急激に向上する。従来こ
の種の回折格子の材料として広範に用いられてきた5i
NX(屈折率2.0)を用いた場合、回折効率は20%
に満たないが、例えば屈折率2.5前後の材料を用いて
集光性回折格子を形成1れば、50〜70%程度の高い
回折効率が得られる。
As is clear from the above, in order to increase the diffraction efficiency in a diffraction grating of a certain limited length, α can be increased. However, when using a substrate made of a high refractive index material such as LiNbO3, which has traditionally been suitably used for this type of optical waveguide, it is extremely difficult to increase the above α. Therefore, the present inventors investigated how the diffraction efficiency depends on the refractive index of the grating material, and obtained the results shown in FIG. 7. The characteristics shown in FIG. 7 are the characteristics of a condensing diffraction grating formed on a Ti-diffused LiNbO3 optical waveguide with a length of 21 m in the waveguide direction. As is clear from FIG. 7, the diffraction efficiency rapidly improves as the refractive index of the diffraction grating material increases. 5i, which has been widely used as a material for this type of diffraction grating,
When using NX (refractive index 2.0), the diffraction efficiency is 20%
However, if a light-collecting diffraction grating is formed using a material with a refractive index of around 2.5, a high diffraction efficiency of about 50 to 70% can be obtained.

そこで本発明装置においては、先に挙げた高屈折率(2
,1以上)の材料から集光性回折格子を形成する。それ
により上述の通り回折効率が高められ、光源の光利用効
率が向上する。以下に、上記材料それぞれの屈折率を示
ず。
Therefore, in the device of the present invention, the above-mentioned high refractive index (2
, 1 or more). As a result, the diffraction efficiency is increased as described above, and the light utilization efficiency of the light source is improved. The refractive index of each of the above materials is not shown below.

く材料〉      く屈折率〉 く測定波長〉Ti 
O22,2〜2.7  550nmTa2 0s   
        2.1〜2.2    633〃Nb
205          2.1〜2.3    6
33 rtZ r Oz             2
.1        550〃Ce 02      
       2.2         550〃Z 
n S              2.35    
    550/FB  i 2 03       
   2.45       550nZ n S e
             2,58        
633++CdS               2.
6         600゜ΔS2  S3    
       2,61        633#AS
2 8G3         2.89       
1153#△S 4QS e ta 340 G e 
1@  2,28      1060Iy3 b2 
S3          3,0        58
9〃CdTe           3.O5IR8i
               3.5       
1 RGe               4.0  
     1Ra−8i            3.
43       1R(実施態様) 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明の詳細な説
明する。
Material〉 Refractive index〉 Measurement wavelength〉 Ti
O22,2~2.7 550nmTa20s
2.1~2.2 633〃Nb
205 2.1-2.3 6
33 rtZ r Oz 2
.. 1 550〃Ce 02
2.2 550〃Z
nS 2.35
550/FB i2 03
2.45 550nZ n S e
2,58
633++CdS 2.
6 600°ΔS2 S3
2,61 633#AS
2 8G3 2.89
1153#△S 4QS e ta 340 G e
1@2,28 1060Iy3 b2
S3 3,0 58
9〃CdTe 3. O5IR8i
3.5
1 RGe 4.0
1Ra-8i 3.
43 1R (Embodiments) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.

第1図および第2図は、本発明の第1実施態様による光
走査v4置10を示すものである。この光走査装W11
0は一例として光走査記録装置に適用されたものであり
、この記録装置は該光走査装置10と、副走査手段とし
てのエンドレスベルト装置30と、変調回路40とを備
えている。まず光走査装置10について詳しく説明する
。この光走査装V!410は、細長い基板16上に形成
された光導波路11と、この光導波路11の側端部に設
けられた交叉くし形電極対15と、この電極対15に交
番電圧を印加する駆動回路17と、上記光導波路11の
一端面11a(エンドレスベルト装置30と反対側の端
面)に直接結合された半導体レーザ1Bと、この半導体
レーザ18を駆動するレーザ駆動回路20とを有してい
る。そして上記一端面11aに近い位置において光導波
路11には導波路レンズ19が形成され、また上記一端
面11aと反対側の端面1N)に近い位置において光導
波路11の表面には、曲りとチャープを有する集光性回
折格子14が形成されている。
1 and 2 show an optical scanning v4 arrangement 10 according to a first embodiment of the invention. This optical scanning device W11
0 is applied to an optical scanning recording device as an example, and this recording device includes the optical scanning device 10, an endless belt device 30 as a sub-scanning means, and a modulation circuit 40. First, the optical scanning device 10 will be explained in detail. This optical scanning device V! Reference numeral 410 includes an optical waveguide 11 formed on an elongated substrate 16, a pair of crossed comb-shaped electrodes 15 provided at the side ends of the optical waveguide 11, and a drive circuit 17 that applies an alternating voltage to the pair of electrodes 15. , has a semiconductor laser 1B directly coupled to one end surface 11a (end surface opposite to the endless belt device 30) of the optical waveguide 11, and a laser drive circuit 20 for driving the semiconductor laser 18. A waveguide lens 19 is formed on the optical waveguide 11 at a position close to the one end surface 11a, and a curve and chirp are formed on the surface of the optical waveguide 11 at a position near the end surface 1N opposite to the one end surface 11a. A light-collecting diffraction grating 14 is formed.

本実施態様においては一例として、基板16にLtNb
o3ウェハを用い、このウェハの表面にTi拡散膜を設
けることにより光導波路11を形成している。なお基板
1Gとしてその他LiTaO3、昔ナファイア、Si等
からなる結晶性基板が用いられてもよい。また光導波路
11も上記のTi拡散に限らず、塞板16上にその他の
材料をスパッタ、蒸着する等して形成することもできる
。なお光導波路については、例えばティー タミール(
T、 Tam1r)編[インチグレイテッド オプテイ
クス(Integrated  0ptics)Jb(
トピックス イン アプライド フィジックス(Top
ics  in  Applied  Physics
)第7巻)スプリンガー フエアラーグ(Spr i 
nger−1/’er I ag)刊(1975);西
原、春名、栖原共著「光集積回路」オーム社刊(198
5)等の成著に詳細な記述があり、本発明では光導波路
11としてこれら公知の光導波路のいずれをも使用でき
る。ただし、この光導波路11は、上記Ti拡散膜等、
後述する表面弾性波が伝播可能な材料から形成されなけ
ればならない。
In this embodiment, as an example, LtNb is used on the substrate 16.
The optical waveguide 11 is formed by using an o3 wafer and providing a Ti diffusion film on the surface of this wafer. Note that other crystalline substrates made of LiTaO3, Naphire, Si, etc. may also be used as the substrate 1G. Furthermore, the optical waveguide 11 is not limited to the Ti diffusion described above, but may also be formed by sputtering or vapor depositing other materials on the closing plate 16. Regarding optical waveguides, for example, T. Tamir (
T, Tam1r) [Integrated Optics] Jb (
Topics in Applied Physics (Top
ics in Applied Physics
) Volume 7) Springer Verlag (Spri
nger-1/'er I ag) (1975); Nishihara, Haruna, and Suhara co-authored "Optical Integrated Circuits" published by Ohmsha (1988)
5), etc., and any of these known optical waveguides can be used as the optical waveguide 11 in the present invention. However, this optical waveguide 11 is made of the above-mentioned Ti diffusion film, etc.
It must be made of a material through which surface acoustic waves (described later) can propagate.

また光導波路は2層以上の積層構造を有していてもよい
。木兄間装Uにおいて特に好ましい光導波路として、1
−iNbo3系光導波路光導波路iTaO5系光導波路
が挙げられる。ここでrLiNb03系光導波路」ある
いはrLiTao3LiTaO5系光導波路iNbO3
あるいはL r TaO3それ自体からなる光波路と、
LfNり03あるいはL + TaO3に適当な処理を
施してその屈折率を高めた光導波路の両方を意味する。
Further, the optical waveguide may have a laminated structure of two or more layers. 1 as a particularly preferable optical waveguide in the Kinoe interlayer U.
-iNbo3-based optical waveguide; iTaO5-based optical waveguide. Here, rLiNb03-based optical waveguide" or rLiTao3LiTaO5-based optical waveguide iNbO3
Or an optical wave path consisting of L r TaO3 itself,
It means both an optical waveguide made of LfN 03 or L + TaO3 which has been subjected to appropriate treatment to increase its refractive index.

後者の具体例として、例えば上記Ti拡散LtNbO3
、Ti拡散L i TaO3プロトンによりliの一部
を置換したL I N b Q 3等が挙げられる。
As a specific example of the latter, for example, the above Ti-diffused LtNbO3
, L I N b Q 3 in which part of li is replaced by Ti-diffused L i TaO3 protons.

本実施態様における導波路レンズ19は一例としてプロ
トン交換形導波路フレネルレンズであるが、このような
導波路レンズ19は、上記光導波路11の表面に5iN
X膜を堆積し、その表面にポジ型電子線レジストを塗布
し、さらにその上にAu導電用薄膜を蒸着し、フレネル
レンズパターンを電子線描画し、AU薄薄膜剥離用現像
て得られたレジストパターンをイオンエツチングして5
iNX膜に転写し、レジストを剥離後公知のプロトン交
換を行なって形成することができる。
The waveguide lens 19 in this embodiment is, for example, a proton exchange waveguide Fresnel lens, but such a waveguide lens 19 has a surface of the optical waveguide 11 with a 5iN
A resist obtained by depositing an X film, applying a positive electron beam resist on its surface, further depositing an Au conductive thin film on top of it, drawing a Fresnel lens pattern with an electron beam, and developing the AU thin film for peeling. Ion-etch the pattern 5
It can be formed by transferring it to an iNX film, peeling off the resist, and then performing a known proton exchange.

集光性回折格子14は、光導波路11の表面にポジ型電
子線レジストを塗布し、その上にAu1ll!Jを蒸着
し、グレーティングパターンを電子線描画した後AuR
1膜を除去し、レジスト現像後Ti膜を堆積し、次いで
Tiリフトオフ後NzW囲気中、02雰囲気中等でTi
を熱酸化させることにより、T i O2の格子を形成
することができる。
The condensing diffraction grating 14 is made by applying a positive electron beam resist to the surface of the optical waveguide 11, and applying Au1ll! on top of the positive electron beam resist. After depositing J and electron beam drawing of the grating pattern, AuR
1 film is removed, a Ti film is deposited after resist development, and then Ti is removed in a NzW atmosphere, a 02 atmosphere, etc. after Ti lift-off.
By thermally oxidizing T i O2, a lattice of T i O2 can be formed.

交叉くし形電極対15は、例えば光導波路11の表面に
ポジ型電子線レジストを塗布し、さらにその上にAu導
電用薄膜を蒸着し、電極パターンを電子線描画し、AL
J薄膜を剥離後現像を行ない、次いでCr1il膜、A
l11膜を蒸着後、有機溶媒中でリフトオフを行なうこ
とによって形成することができる。
The interdigitated electrode pair 15 is formed by, for example, applying a positive electron beam resist to the surface of the optical waveguide 11, further depositing an Au conductive thin film thereon, and drawing an electrode pattern with an electron beam.
After peeling off the J thin film, development was performed, and then the Cr1il film and A
It can be formed by performing lift-off in an organic solvent after depositing the 111 film.

なお電極対15は、基板16や光導波路11が圧電性を
有する材料からなる場合には、直接光導波路11内ある
いは基板16上にgum!L、ても表面弾性波12を発
生させることができるが、そうでない場合又は圧電性が
弱い場合は基板16あるいは光導波路11の一部に例え
ばZnO等からなる圧電性i!!膜を蒸着、スパッタ等
によって形成し、そこに電極対15を設置すればよい。
Note that when the substrate 16 and the optical waveguide 11 are made of a piezoelectric material, the electrode pair 15 is directly attached to the inside of the optical waveguide 11 or on the substrate 16. L, it is possible to generate the surface acoustic wave 12, but if this is not the case or if the piezoelectricity is weak, the substrate 16 or a part of the optical waveguide 11 is made of piezoelectric i! ! A film may be formed by vapor deposition, sputtering, etc., and the electrode pair 15 may be placed there.

前述の半導体レーザ18は光導波路11の一端面(光入
射端面)11aから該光導波路11内に向けてレーザビ
ーム(放射ビーム)13′を射出する。この放射ビーム
13′は導波路レンズ19によって平行ビーム13とさ
れ、このビーム13は光導波路11内において導波モー
ドで矢印入方向に進行する。なお半導体レーザ18を上
記のように光入射端面11aに直接結合せずに、レンズ
やカプラープリズム、回折格子(グレーティングカプラ
ー)等を介して、光導波路11内にビーム13′を入射
させるようにしてもよい。ここで特に回折格子を用いる
場合、それを導波路表面に形成された集光性回折格子と
すれば光導波路11内に入射するビーム13′を平行ビ
ームとすることができ、上記導波路レンズ19に代える
ことができる。しかしこの実施態様におけるように半導
体レーザ1Bを光入射端面11aに直接結合し、放射ビ
ーム13°を平行ビーム化するために導波路レンズ19
を用いれば、光走査部10は極めて小型で、かつ信頼性
の高いものとなりうる。また走査光を発生する光源も上
述の半導体レーザ18に限らず、その他例えばガスレー
ザや固体レーザ等が用いられてもよい。
The aforementioned semiconductor laser 18 emits a laser beam (radiation beam) 13' from one end surface (light incident end surface) 11a of the optical waveguide 11 into the optical waveguide 11. This radiation beam 13' is converted into a parallel beam 13 by a waveguide lens 19, and this beam 13 travels in the direction of the arrow in the waveguide mode within the optical waveguide 11. Note that the beam 13' is made to enter the optical waveguide 11 via a lens, coupler prism, diffraction grating (grating coupler), etc., instead of directly coupling the semiconductor laser 18 to the light incident end face 11a as described above. Good too. In particular, when a diffraction grating is used here, if it is a condensing diffraction grating formed on the surface of the waveguide, the beam 13' entering the optical waveguide 11 can be made into a parallel beam, and the waveguide lens 19 It can be replaced by However, in this embodiment, the semiconductor laser 1B is directly coupled to the light incident end face 11a, and the waveguide lens 19 is used to convert the radiation beam 13° into a parallel beam.
If this is used, the optical scanning section 10 can be extremely small and highly reliable. Furthermore, the light source that generates the scanning light is not limited to the above-described semiconductor laser 18, and other sources such as a gas laser or a solid-state laser may also be used.

上記構造の光走査記録装置によって画像記録を行なう際
、感光体31はエンドレスベルト装置30により、第1
図の矢印Y方向に移送される。そして半導体レーザ18
はレーザ駆動回路20により、レーザど−ム13′を射
出するように駆動され、それとともに電極対15には駆
動回路17から連続的に周波数が変化する交番電圧が印
加される。なおレーザ駆動回路20は変調回路40によ
って制御され、画像信q 3に応じて光出力を変えるよ
うに(1なわちビーム13′の強度や、ビーム13゛を
パルス状に射出する場合はパルス数やパルス幅を変える
ように)半導体レーザ18を駆動する。
When recording an image using the optical scanning recording device having the above structure, the photoreceptor 31 is moved to the first position by the endless belt device 30.
It is transported in the direction of arrow Y in the figure. and semiconductor laser 18
is driven by a laser drive circuit 20 to emit a laser beam 13', and at the same time, an alternating voltage whose frequency changes continuously is applied to the electrode pair 15 from a drive circuit 17. The laser drive circuit 20 is controlled by a modulation circuit 40 so as to change the optical output according to the image signal q3 (1, that is, the intensity of the beam 13', or the number of pulses when emitting the beam 13' in a pulsed manner). The semiconductor laser 18 is driven so as to change the pulse width and pulse width.

電極対15に上述のような電圧印加がなされることによ
り、光導波路11の表面を表面弾性波12が第1図の矢
印B方向に進行する。電極対15は、この表面弾性波1
2が前記導波光(平行ビーム)13の光路に交わる方向
に進行するように配設されている。
By applying the voltage as described above to the electrode pair 15, the surface acoustic wave 12 travels on the surface of the optical waveguide 11 in the direction of arrow B in FIG. The electrode pair 15 is connected to the surface acoustic wave 1.
2 is arranged so as to travel in a direction intersecting the optical path of the guided light (parallel beam) 13.

したがって導波光13は、表面弾性波12を横切るよう
に進行するが、その際該導波光13は前述したように表
面弾性波12によって偏向される。そして電極対15に
は上述のような電圧が印加されるから、表面弾性波12
の周波数がM続的に変化するようになり、その結果導波
光13の偏向角は連続的に変化する。こうして偏向され
た導波光13は、曲りとチャープを有する集光性回折格
子14により基板16側に回折されて光導波路11外に
出射し、該基板16を通過して、斜めにカットされた端
面16cから基板16外に出射する(第2図参照)。そ
れとともに導波光13は集光性回折格子14の作用によ
り、光導波路11外の空間において円形のスポットPに
集束される。上述の通り導波光13の偏向角は連続的に
変化するので、このビームスポットPは、第1図の矢印
X方向に1次元的に走査する。先に述べた通り、上記ス
ポットPに集束する導波光13すなわちレーザビーム1
3′は画像信号Sに応じて変調されているので、感光体
31にはこのビームスポットPにより、画像信号Sが担
持する連続調画像が1主走査ライン分記録される。それ
とともにエンドレスベルト装置30がビームスポットP
の走査と同期をとって駆動され、感光体31が矢印Y方
向に移送されて副走査がなされるので、該感光体31に
は画像信号Sが担持する2次元画像が記録される。
Therefore, the guided light 13 travels across the surface acoustic wave 12, but the guided light 13 is deflected by the surface acoustic wave 12 as described above. Since the above voltage is applied to the electrode pair 15, the surface acoustic wave 12
The frequency of the waveguide light 13 changes continuously, and as a result, the deflection angle of the guided light 13 changes continuously. The guided light 13 deflected in this way is diffracted toward the substrate 16 by the condensing diffraction grating 14 having bends and chirps, exits the optical waveguide 11, passes through the substrate 16, and passes through the obliquely cut end surface. The light is emitted to the outside of the substrate 16 from 16c (see FIG. 2). At the same time, the guided light 13 is focused to a circular spot P in the space outside the optical waveguide 11 by the action of the condensing diffraction grating 14 . As described above, since the deflection angle of the guided light 13 changes continuously, this beam spot P scans one-dimensionally in the direction of the arrow X in FIG. As mentioned earlier, the guided light 13 focused on the spot P, that is, the laser beam 1
3' is modulated according to the image signal S, so that the continuous tone image carried by the image signal S is recorded on the photoreceptor 31 by this beam spot P for one main scanning line. At the same time, the endless belt device 30 moves to the beam spot P.
The photoreceptor 31 is driven in synchronization with the scanning, and the photoreceptor 31 is moved in the direction of the arrow Y to perform sub-scanning, so that a two-dimensional image carried by the image signal S is recorded on the photoreceptor 31.

1主走査ライン分の画像信号SとビームスポットPの主
走査との同期をとるためには、この画像信@Sに含まれ
るブランキング信号sbをトリガ信号として用いて、電
極対15への電圧印加タイミングをfIlI御ずればよ
い。またこのプラン−1゛ング信sbによりエンドレス
ベルト装jff30の駆動タイミングを制御することに
より、上記主走査と副走査との同期をとることができる
In order to synchronize the image signal S for one main scanning line with the main scanning of the beam spot P, the blanking signal sb included in this image signal @S is used as a trigger signal to control the voltage applied to the electrode pair 15. The application timing can be controlled by fIlI. Furthermore, by controlling the drive timing of the endless belt device jff30 using this planning signal sb, the main scanning and sub-scanning can be synchronized.

ここで、前記半導体レーザ18等の光源の光利用効率を
高めるために、集光性回折格子14の回折効率が高いこ
とが望まれる。そこで本発明装置においては集光性回折
格子14を、T i Q2を始めとする前述の^屈折率
材料のうちの1つから形成する。
Here, in order to increase the light utilization efficiency of the light source such as the semiconductor laser 18, it is desired that the diffraction efficiency of the condensing diffraction grating 14 is high. Therefore, in the device of the present invention, the condensing diffraction grating 14 is formed from one of the above-mentioned refractive index materials, including T i Q2.

既述の通り、これらの材料によって集光性回折格子14
を形成すれば、その回折効率が高められ、光源の光利用
効率が向上する。例えば以上述べた構成の光走査装置1
0において、集光性回折格子14を前述のようにしてT
 i Ozから形成した場合、50〜70%程度の回折
効率が得られる。
As mentioned above, these materials can be used to form the light-collecting diffraction grating 14.
If formed, the diffraction efficiency will be increased, and the light utilization efficiency of the light source will be improved. For example, the optical scanning device 1 having the configuration described above
0, the converging diffraction grating 14 is adjusted as described above to
When formed from iOz, a diffraction efficiency of about 50 to 70% can be obtained.

なお前記実施態様においては、画像信号Sに応じて半導
体レーザ18を直接変調しているが、半導体レー#F1
8から一定強度のレーデビームを射出させ、該半導体レ
ーザ18と光導波路11との間に介設したAOM (音
響光学光変WA器)や、EOM(電気光学光変調器)等
の外部変調器によりレーザビームを変調するようにして
もよい。さらには電極対15に印加する電圧の大きさを
変えることによって、表面弾性波12により回折される
光の強度を変えることができるので、該印加電圧の大き
さを画像信号Sに応じて制御することにより、導波光1
3を強度変調することもできる。また変調方式もレーザ
ビームの強度変調に限らず、レーザビームをパルス状に
射出させ、画像信号Sに応じてこのバルスの幅やパルス
数を変調するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the semiconductor laser 18 is directly modulated according to the image signal S, but the semiconductor laser #F1
A Radhe beam of a constant intensity is emitted from the semiconductor laser 18 and the optical waveguide 11 by an external modulator such as an AOM (acousto-optic optical modulator) or an EOM (electro-optic optical modulator). The laser beam may also be modulated. Furthermore, by changing the magnitude of the voltage applied to the electrode pair 15, the intensity of the light diffracted by the surface acoustic wave 12 can be changed, so the magnitude of the applied voltage is controlled according to the image signal S. By this, the guided light 1
3 can also be intensity modulated. Further, the modulation method is not limited to the intensity modulation of the laser beam, and the laser beam may be emitted in a pulsed manner, and the width of the pulse or the number of pulses may be modulated in accordance with the image signal S.

さらにこの実施態様においては、感光体31に連続調画
像を記録するようにしているが、画像信号に応じて半導
体レーザ18を0N−OFF制御することにより、白黒
の2値画像を記録することも勿論可能である。
Further, in this embodiment, a continuous tone image is recorded on the photoreceptor 31, but a black and white binary image can also be recorded by controlling the semiconductor laser 18 on and off according to the image signal. Of course it is possible.

以上説明した実施!11様においては、導波光13は集
光性回折格子14によって基板16側に回折されるよう
になっているが、第3図に示す第2実施態様の光走査装
置50におけるように、導波光13が基板16とは反対
側に回折されて直接空気中に出射するように集光性回折
格子14を形成してもよい。また長い主走査幅が求めら
れる場合には、以上述べた構造の光走査機構を同一基板
上に複数並設し、何本かの走査ビームによる各走査線を
合成して1本の主走査線を構成するようにしてもよい。
Implementation as explained above! 11, the guided light 13 is diffracted toward the substrate 16 by the condensing diffraction grating 14, but as in the optical scanning device 50 of the second embodiment shown in FIG. The condensing diffraction grating 14 may be formed so that the light beam 13 is diffracted to the side opposite to the substrate 16 and directly emitted into the air. In addition, when a long main scanning width is required, multiple optical scanning mechanisms having the structure described above are installed in parallel on the same substrate, and each scanning line from several scanning beams is combined to form a single main scanning line. may be configured.

次に第4.5図を参照して、本発明の第3実施態様につ
いて説明する。なおこの第4.5図において、前記第1
.2図中の要素と同等の要素には同番号を付し、それら
についての説明は特に必要の無い限り省略する(以下、
同様)。この第3実施態様の光走査装置70において、
基板16の底面16aにはガラスブロック60が接合さ
れている。このガラスブロック60は、上記基板1Gに
接合される側の表面60aと、この表面6Qaに対向す
る表面6Qbにそれぞれ光反射層61a、61bを有し
ている。これらの光反射1i61a、61bは例えば蒸
着ミラー等からなるものである。そして先に述べたよう
な高屈折率材料から形成された集光性回折格子14は、
導波光13の1次回折光が基板16側に回折するように
形成され、また基板16の半導体レーザ18取付側の端
面16bに対向する端面1GGは、図中上方を向くよう
に斜めに形成されている。したがって、回折された光1
3は上記端面16cにおいて全反射し、ガラスブロック
60内に入射する。なお当然ながら端面16cの斜めカ
ット角度は、上述の全反射が生じるような角度に設定さ
れ、またガラスブロック60の表面60aにおいて、上
記光13が入射する範囲には光反射層61aが形成され
ていない。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.5. In addition, in this Figure 4.5, the first
.. Elements that are equivalent to those in Figure 2 are given the same numbers, and their explanations are omitted unless particularly necessary (hereinafter,
similar). In the optical scanning device 70 of this third embodiment,
A glass block 60 is bonded to the bottom surface 16a of the substrate 16. This glass block 60 has light reflecting layers 61a and 61b on a surface 60a on the side to be joined to the substrate 1G and on a surface 6Qb opposite to this surface 6Qa, respectively. These light reflections 1i61a, 61b are made of, for example, vapor-deposited mirrors. The condensing diffraction grating 14 made of the high refractive index material mentioned above is
It is formed so that the first-order diffracted light of the guided light 13 is diffracted toward the substrate 16 side, and the end surface 1GG of the substrate 16 opposite to the end surface 16b on the side where the semiconductor laser 18 is attached is formed obliquely so as to face upward in the figure. There is. Therefore, the diffracted light 1
3 is totally reflected at the end surface 16c and enters the glass block 60. Naturally, the oblique cut angle of the end face 16c is set to an angle that causes the above-mentioned total reflection, and a light reflecting layer 61a is formed in the area on the surface 60a of the glass block 60 where the light 13 is incident. do not have.

上記のようにしてガラスブロック60内に入射した光1
3は相対向する2つの光反射1161a、61bとの闇
で反射を繰り返し、部分的に光反Q4wJ61 bが除
かれた表面60bからガラスブロック60外に出射する
。したがってこの場合も、ガラスブロック60から出射
した光13の集束スポットPによって照射される位置に
感光体31を配置し、前述の副走査を行なわせれば、こ
の感光体31は上記スポットPによって2次元的に走査
され、画像信号Sが担持する画像がこの感光体31に記
録される。そしてこの光走査装置70においては、上述
のようにガラスブロック60内に走査光の折返し光路を
形成したから、ガラスブロック60を含んで装置全体を
小型に形成しても、表面弾性波12によって偏向される
部分から感光体31までの光路長を十分長く設定するこ
とができ、長い主走査幅を確保することが可能になる。
Light 1 entering the glass block 60 as described above
Q4wJ61b is repeatedly reflected in the darkness with the two opposing light reflections 1161a and 61b, and is emitted to the outside of the glass block 60 from the surface 60b from which the light reflection Q4wJ61b is partially removed. Therefore, in this case as well, if the photoreceptor 31 is placed at a position irradiated by the focused spot P of the light 13 emitted from the glass block 60 and the above-mentioned sub-scanning is performed, the photoreceptor 31 will be moved two-dimensionally by the spot P. The image carried by the image signal S is recorded on the photoreceptor 31. In this optical scanning device 70, since the optical path of the scanning light is folded within the glass block 60 as described above, even if the entire device including the glass block 60 is made compact, the surface acoustic waves 12 can deflect the scanning light. The optical path length from the portion to the photoreceptor 31 can be set sufficiently long, and a long main scanning width can be ensured.

なおガラスブロック60内における折返し光路の長さを
より長くするために、そして端面16cで反射した光1
3をより効率良くガラスブロック60内に入射させるた
めに、当然ながら、光13ができるだけ小さな入射角で
ガラスブロック60内に入射するように、端面16cの
斜めカット角度を設定するのが好ましい。また勿論なが
ら上記折返し光路の光路長は、光13が、スポットPに
集束する前にガラスブロック60から出射するように設
定する必要がある。
Note that in order to make the length of the reflected optical path within the glass block 60 longer, and the light 1 reflected at the end surface 16c.
In order to make the light 13 enter the glass block 60 more efficiently, it is of course preferable to set the oblique cut angle of the end surface 16c so that the light 13 enters the glass block 60 at the smallest possible incident angle. Also, of course, the optical path length of the above-mentioned folded optical path needs to be set so that the light 13 exits from the glass block 60 before being focused on the spot P.

次に第6図を参照して、本発明の第4実施態様について
説明する。この第4実IM態様による光走査装置80に
おいて、基板16の端面16cは上記第4.5図の装置
におけるのと反対向きに斜めカットされており、ここに
ガラスブロック60が接合されている。この場合端面1
6cの斜めカッl−角度は、上記光13ができるだけ小
さな入射角でガラスブロック60内に入射するように設
定される。そのようにすれば、集光性回折格子14にお
いて回折された光(1次回折光)13が効率良くガラス
ブロック6o内に入射し、またガラスブロック60内の
折返し光路の光路長が十分長く設定されうる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the optical scanning device 80 according to the fourth actual IM mode, the end surface 16c of the substrate 16 is cut obliquely in the opposite direction to that in the device shown in FIG. 4.5, and the glass block 60 is bonded thereto. In this case, end face 1
The diagonal angle 6c is set so that the light 13 enters the glass block 60 at the smallest possible angle of incidence. By doing so, the light (first-order diffracted light) 13 diffracted by the condensing diffraction grating 14 efficiently enters the glass block 6o, and the optical path length of the reflected optical path within the glass block 60 is set to be sufficiently long. sell.

以上のように構成された光走査装@80においても、ガ
ラスブロック60内において折返し光路が形成され、前
記第4.5図に示した装置におけるのと同様の効果が1
りられる。
In the optical scanning device @80 configured as above, a folded optical path is also formed within the glass block 60, and the same effect as in the device shown in FIG. 4.5 can be obtained.
You can get rid of it.

なお副走査手段としては前記エンドレスベルト装置30
に限らず、例えば回転ドラム等、その他の公知のものが
用いられてもよい。勿論、この副走査手段は感光体を移
動させるものの他、静置された感光体の表面に沿って光
走査5A置を移動させるものであってもよい。特に本発
明の光走査装置は、機械的作動部分を持たない簡単な構
造となっているので、容易に光走査装置を移動させるこ
とができる。
Note that the endless belt device 30 serves as the sub-scanning means.
For example, other known devices such as a rotating drum may be used. Of course, this sub-scanning means may be one that moves the photoreceptor, or one that moves the optical scanning unit 5A along the surface of the photoreceptor that is placed still. In particular, the optical scanning device of the present invention has a simple structure without any mechanically operating parts, so it can be easily moved.

以上、光走査記録5A置に適用された実施態様装置につ
いて説明したが、本発明の光走査装置はこのような記録
装置に限らず、前述したような光走査読取装置において
、読取光としての光ビームを2次元的に偏向走査するた
めに利用することも勿論可能である。
The embodiment device applied to the optical scanning recording device 5A has been described above, but the optical scanning device of the present invention is not limited to such a recording device, but can also be used in the optical scanning reading device as described above. Of course, it is also possible to use the beam for two-dimensional deflection scanning.

(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
光源を使用して光走査を行なうものであるから、前記L
EDアレイ等にみられる光源の発光強度バラツキの問題
が無く、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、機械的作動要素
を用いずに光走査を行なうものであるから、耐久性、耐
振動性に優れたものとなる。しかも本発明装置は、導波
光を光導波路外に出射させるためのプリズムカプラーや
、走査光を集束させるための集束レンズ等を必要としな
いので、極めて小型で、また調整も容易で、しかも安価
に形成されるものとなる。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, the optical scanning device of the present invention performs optical scanning using a single light source.
There is no problem of variations in the emission intensity of the light source, which is seen in ED arrays, etc., and precise scanning is possible, and the light utilization efficiency of the light source is also improved. Furthermore, since the optical scanning device of the present invention performs optical scanning without using mechanical operating elements, it has excellent durability and vibration resistance. Moreover, the device of the present invention does not require a prism coupler for emitting the guided light out of the optical waveguide or a focusing lens for focusing the scanning light, so it is extremely compact, easy to adjust, and inexpensive. It becomes what is formed.

さらに本発明の光走査装置は、導波光を光導波路外に出
射させそして集束させるために、冗長性を有する集光性
回折格子を用いているから、この回折格子部分に多少の
欠損があっても集束スポット形状に影響が及ぶことがな
く、常に所定形状のビームスポットで精密な光走査を行
なうことが可能となる。しかも本発明装置は集光性回折
格子の材料を特定したことにより、その回折効率を十分
に高めることができ、したがって光源の光利用効率は大
いに向上する。
Furthermore, since the optical scanning device of the present invention uses a redundant focusing diffraction grating in order to emit the guided light out of the optical waveguide and focus it, there may be some defects in this diffraction grating. This does not affect the shape of the focused spot, making it possible to always perform precise optical scanning with a beam spot of a predetermined shape. Moreover, in the device of the present invention, by specifying the material of the light-concentrating diffraction grating, its diffraction efficiency can be sufficiently increased, and therefore the light utilization efficiency of the light source can be greatly improved.

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

第1図および第2図はそれぞれ、本発明の第1実施態様
装置を示す概略斜視図と側面図、第3図は本発明の第2
実施態様装置を示す概略側面図、 第4図および第5図はそれぞれ、本発明の第3実施態様
装置を示す概略斜視図と側面図、第6図は本発明の第4
実施態様装置を示す側面図、 WS7図は本発明に係る集光性回折格子の材料の屈折率
と回折効率との関係を示すグラフである。 10.50.70.80・・・光走査装置 11・・・
光導波路12・・・表面弾性波    13・・・導波
光14・・・集光性回折格子  15・・・交叉くし形
電極対16・・・基板       16a・・・基板
の底面16b1c・・・基板の端面 17・・・駆動回
路18・・・半導体レーザ   19・・・導波路レン
ズ20・・・レーデ駆動回路  60・・・ガラスブロ
ック60a、b・・・ガラスブロックの表面61a、b
・・・光反rJ4層  P・・・ビームスポット屁f/
T李
1 and 2 are respectively a schematic perspective view and a side view showing a first embodiment of the device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic perspective view and a side view of a device according to a first embodiment of the present invention
4 and 5 are respectively a schematic perspective view and a side view showing a third embodiment device of the present invention, and FIG. 6 is a schematic side view showing a fourth embodiment device of the present invention.
Figure WS7 is a side view showing the embodiment device. Figure WS7 is a graph showing the relationship between the refractive index and diffraction efficiency of the material of the light-concentrating diffraction grating according to the present invention. 10.50.70.80... Optical scanning device 11...
Optical waveguide 12... Surface acoustic wave 13... Guided light 14... Focusing diffraction grating 15... Cross-comb electrode pair 16... Substrate 16a... Bottom surface of substrate 16b1c... Substrate End face of 17... Drive circuit 18... Semiconductor laser 19... Waveguide lens 20... Radical drive circuit 60... Glass block 60a, b... Glass block surface 61a, b
...Light anti-rJ4 layer P...Beam spot fart f/
T Lee

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)表面弾性波が伝播可能な材料から形成された光導
波路と、 前記光導波路内を進む導波光を平行光とする光学系と、 前記導波光の光路に交わる方向に進行して該導波光を偏
向させる表面弾性波を前記光導波路において発生させる
手段と、 この表面弾性波発生手段を、連続的に周波数が変化する
表面弾性波を発生するように駆動する駆動回路と、 前記光導波路の表面に形成され、偏向された導波光を該
光導波路外に出射させるとともに該光導波路外の空間に
おいて集束させる集光性回折格子とからなり、 前記集光性回折格子が、TiO_2、Nb_2O_5、
Ta_2O_5、ZrO_2、CeO_2、ZnS、B
i_2O_3、ZnSe、CdS、As_2S_3、A
S_2Se3、As_4_0Se_■S_4_0Ge_
■、Sb_2S_3、CdTe、Si、Ge、a−Si
のうちの1つから形成されていることを特徴とする光走
査装置。
(1) an optical waveguide formed of a material through which surface acoustic waves can propagate; an optical system that converts guided light traveling in the optical waveguide into parallel light; means for generating a surface acoustic wave that deflects wave light in the optical waveguide; a drive circuit that drives the surface acoustic wave generating means to generate a surface acoustic wave whose frequency changes continuously; It consists of a light focusing diffraction grating that is formed on the surface and makes the polarized guided light exit the optical waveguide and focuses it in the space outside the optical waveguide, and the light focusing diffraction grating is composed of TiO_2, Nb_2O_5,
Ta_2O_5, ZrO_2, CeO_2, ZnS, B
i_2O_3, ZnSe, CdS, As_2S_3, A
S_2Se3, As_4_0Se_■S_4_0Ge_
■, Sb_2S_3, CdTe, Si, Ge, a-Si
An optical scanning device characterized in that it is formed from one of the following.
(2)前記光学系が、前記光導波路に形成された導波路
レンズあるいは集光性回折格子からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の光走査装置。
(2) The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical system comprises a waveguide lens or a condensing diffraction grating formed in the optical waveguide.
(3)前記光導波路が、LiNbO_3系光導波路ある
いはLiTaO_3系光導波路であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項記載の光走査装置。
(3) The optical scanning device according to claim 1 or 2, wherein the optical waveguide is a LiNbO_3-based optical waveguide or a LiTaO_3-based optical waveguide.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60140324A (en) * 1983-12-28 1985-07-25 Hitachi Ltd Optical scanner
JPS60188932A (en) * 1984-03-08 1985-09-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical path switching device

Patent Citations (2)

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