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JPH08220464A - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner

Info

Publication number
JPH08220464A
JPH08220464A JP2310395A JP2310395A JPH08220464A JP H08220464 A JPH08220464 A JP H08220464A JP 2310395 A JP2310395 A JP 2310395A JP 2310395 A JP2310395 A JP 2310395A JP H08220464 A JPH08220464 A JP H08220464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
waveguide
substrate
film thickness
voltage
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
JP2310395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Tomono
孝夫 友野
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 Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox 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 Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2310395A priority Critical patent/JPH08220464A/en
Publication of JPH08220464A publication Critical patent/JPH08220464A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide an optical scanner where a large deflection angle is obtained and which has a large number of resolution points. CONSTITUTION: This device is constituted of a light transmissive substrate 1, plural waveguides 2 formed on the surface of a substrate and having an electrooptic effect and film thickness equivalent to a cut-off film thickness and an electrode 4 disposed so as to impress voltage to the waveguide, and possesses plural cut-off switches arrayed in an array state and a controlling means controlling the voltage impressed to each electrode, and controls waveguide light advancing in the wave guide by impressing desired voltage to each electrode and deflecting light in a digital system so that desired light output is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光走査装置に係り、特
にレーザプリンタ、デジタル複写機およびレーザディス
プレイなどに用いられる光走査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device, and more particularly to an optical scanning device used in laser printers, digital copying machines, laser displays and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光を走査させる装置(光偏向器)
としてポリゴンミラー、ガルバノミラーなどが知られて
いる。これらは現在広く普及し、レーザプリンタなどに
応用されている。このような機械的制御による光偏向器
では、振動素子の固有回転数は2.5kHz程度であ
り、もしポリゴンミラーが8面体であるならば,偏向速
度は数10kHzである。しかし広い角度で安定な動作
が可能であり、分割されたレーザビームを用いて高速化
をはかるとともに、また電気的な制御により256階調
を実現している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device for scanning light (optical deflector)
Known polygon mirrors, galvano mirrors, and the like. These are now widely spread and applied to laser printers and the like. In such a mechanically controlled optical deflector, the natural rotation speed of the vibrating element is about 2.5 kHz, and if the polygon mirror is an octahedron, the deflection speed is several tens kHz. However, stable operation is possible in a wide angle, high speed is achieved by using a divided laser beam, and 256 gradations are realized by electrical control.

【0003】このような状況の中で、さらなる高速化を
はかるためには、電気光学的制御と音響光学的制御が考
えられるが、現在レーザ工学(阿座上孝他共著、オーム
社)などにも示されるように、特に電気光学的制御と音
響光学的制御による光偏向器の偏向速度は共に機械的制
御に比べて高速動作が原理上可能である。
Under such circumstances, electro-optical control and acousto-optical control are considered for further speeding up, but they are also shown in laser engineering (co-authored by Takashi Azagami et al., Ohmsha) at present. As described above, in particular, the deflection speed of the optical deflector under the electro-optical control and the acousto-optical control can be higher than the mechanical control in principle.

【0004】しかも、音響光学的光偏向器が数100M
Hzの偏向速度を得ることができるのに対して、電気光
学的光偏向器は数10GHzと最高の偏向速度が見込ま
れる。 従って、偏向速度の高速化をはかる際には、電
気光学的光偏光器が最も有望である。ところで電気光学
的制御による光スイッチは原理上、高速動作が可能であ
るため、通信用光スイッチや情報処理用光スイッチの研
究が盛んである。このような光スイッチとしては、方向
性結合器、マッハチェンダー干渉計、内部全反射(TI
R)スイッチ、カットオフスイッチなどがある。
In addition, an acousto-optical light deflector is several 100M.
While the deflection speed of Hz can be obtained, the electro-optical optical deflector is expected to have the highest deflection speed of several tens GHz. Therefore, the electro-optical light deflector is most promising when increasing the deflection speed. By the way, since an optical switch based on electro-optical control can operate at high speed in principle, research on an optical switch for communication and an optical switch for information processing has been actively conducted. Such optical switches include directional couplers, Mach-Cender interferometers, and total internal reflection (TI).
R) switch, cut-off switch, etc.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気光
学的光偏向器は偏向角度が小さく、さらに光偏向器の性
能を示す解像点数(偏向角をビームの広がりで割った
値)が数点と小さいという問題がある。また、電気光学
的制御による光偏向は高電圧を必要とする。
However, the electro-optical light deflector has a small deflection angle, and the number of resolution points (a value obtained by dividing the deflection angle by the beam spread) indicating the performance of the light deflector is several points. There is a problem of being small. Further, light deflection by electro-optical control requires a high voltage.

【0006】これらの問題点のうち、駆動電圧について
は、導波路化することにより駆動電圧を低く抑えるよう
にした技術が提案されており解決することができる。し
かし、偏向角度が小さい点と、解像点数が少ないという
問題は、依然として解決策が認められていない。
[0006] Among these problems, with respect to the drive voltage, a technique for suppressing the drive voltage to a low level by forming a waveguide has been proposed and can be solved. However, the problem that the deflection angle is small and the number of resolution points is small has not been approved yet.

【0007】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、大きな偏向角度を得ることができるとともに、解像
点数の多い光走査装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical scanning device which can obtain a large deflection angle and has a large number of resolution points.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、透光性の基板
面にカットオフ膜厚に相当する膜厚をもつ導波路を形成
するとともに電極をアレー状に配列して、アレー状のカ
ットオフスイッチを形成し、電極に所望の電圧を印加す
ることにより、ディジタル式に光を偏向させ、各ドット
に対応する解像点数をもつ光走査装置を構成したことに
ある。
According to the present invention, a waveguide having a film thickness corresponding to a cut-off film thickness is formed on a transparent substrate surface, and electrodes are arranged in an array to cut the array. An off-switch is formed and a desired voltage is applied to the electrodes to deflect light in a digital manner, thereby forming an optical scanning device having a number of resolution points corresponding to each dot.

【0009】すなわち本発明の第1の特徴は、透光性の
基板と、前記基板表面に形成された電気光学効果を有
し、カットオフ膜厚に相当する膜厚をもつ複数の導波路
と、前記導波路に電圧を印加するように配設された電極
とからなり、複数個アレー状に配列されたカットオフス
イッチと、前記各電極に印加する電圧を制御する制御手
段とを具備し、前記各電極に所望の電圧を印加すること
により、ディジタル式に光を偏向させ、前記導波路を進
行する導波光を制御し、所望の光出力を得るようにした
ことにある。
That is, the first feature of the present invention is that a transparent substrate and a plurality of waveguides having an electro-optical effect formed on the surface of the substrate and having a film thickness corresponding to a cut-off film thickness. A cutoff switch composed of an electrode arranged to apply a voltage to the waveguide, arranged in an array, and a control means for controlling the voltage applied to each electrode, By applying a desired voltage to each of the electrodes, the light is digitally deflected, the guided light traveling through the waveguide is controlled, and a desired light output is obtained.

【0010】本発明の第2の特徴は、透光性の基板と、
前記基板表面に形成されカットオフ膜厚に相当する膜厚
をもつ導波路と、前記導波路表面を覆うように形成され
た絶縁性薄膜を介して前記導波路を挾むようにそれぞれ
1対づつアレー状に配列された複数対の電極とから構成
されたアレー状のカットオフスイッチ群と、前記各電極
に印加する電圧を制御する制御手段とを具備し、前記各
電極に所望の電圧を印加することにより、ディジタル式
に光を偏向させ、前記導波路を進行する導波光を制御し
て、所望の光出力を得るようにしたことにある。
A second feature of the present invention is that a transparent substrate is provided,
Arrays each having a pair of waveguides formed on the surface of the substrate and having a film thickness corresponding to the cutoff film, and an insulating thin film formed so as to cover the surface of the waveguides so as to sandwich the waveguides. An array-shaped cutoff switch group composed of a plurality of pairs of electrodes arranged in a row, and a control means for controlling the voltage applied to each electrode, and applying a desired voltage to each electrode. Thus, the light is digitally deflected and the guided light traveling through the waveguide is controlled to obtain a desired light output.

【0011】本発明の第3の特徴は、透光性の基板と、
前記基板表面に形成された透光性の第1の電極群と、前
記第1の電極群上に形成された第1の絶縁性薄膜と、前
記第1の絶縁性薄膜上に形成され、カットオフ膜厚に相
当する膜厚をもつ導波路と、前記導波路表面を覆うよう
に形成された第2の絶縁性薄膜と、さらにこの第2の絶
縁性薄膜上に形成された第2の電極群と、前記第1の電
極群と対応する前記第2の電極群との間に印加する電圧
を制御する制御手段とを具備し、前記第1および第2の
電極群の間に所望の電圧を印加することにより、ディジ
タル式に光を偏向させ、第1および第2の電極群のうち
対応する電極対に挾まれた前記導波路を進行する導波光
を制御し、所望の光出力を得るようにしたことをにあ
る。
A third feature of the present invention is that a transparent substrate is provided,
A transparent first electrode group formed on the surface of the substrate, a first insulating thin film formed on the first electrode group, and a cut formed on the first insulating thin film. A waveguide having a film thickness corresponding to the off film thickness, a second insulating thin film formed so as to cover the surface of the waveguide, and a second electrode formed on the second insulating thin film. Group and a control means for controlling a voltage applied between the first electrode group and the corresponding second electrode group, and a desired voltage between the first and second electrode groups. Is applied, the light is digitally deflected, the guided light traveling through the waveguide sandwiched by the corresponding electrode pairs of the first and second electrode groups is controlled, and a desired light output is obtained. There is something I did.

【0012】本発明の第4の特徴は、走査点数に対応し
た数に分岐された分岐導波路と、前記各分岐導波路に電
圧を印加するようにそれぞれ1対づつ配設された電極と
からなる、複数個のカットオフスイッチとを具備したこ
とにある。
A fourth feature of the present invention is that the branch waveguide is branched into a number corresponding to the number of scanning points, and the pair of electrodes are arranged so as to apply a voltage to each of the branch waveguides. It has a plurality of cut-off switches.

【0013】望ましくは、前記透光性の基板の一部にテ
ーパ状の反射面をもつ反射手段を具備し、光の伝搬方向
に対して所定の角度をなす方向に光を取り出すように構
成する。
Desirably, a reflecting means having a tapered reflecting surface is provided on a part of the translucent substrate, and the light is extracted in a direction forming a predetermined angle with respect to the light propagating direction. .

【0014】さらに望ましくは、光の伝搬方向に対して
垂直な方向に光を取り出すようにしている。
More preferably, the light is extracted in a direction perpendicular to the light propagation direction.

【0015】望ましくは、前記制御手段は、前記光出力
の光強度を調節し、階調を得るように構成されている
Preferably, the control means is configured to adjust the light intensity of the light output to obtain gradation.

【0016】[0016]

【作用】ところで、カットオフスイッチで採用されるカ
ットオフ現象は、図1に示すように、導波路2の膜厚を
薄くしていくと光が導波しなくなり、基板1側に放射さ
れる現象である。このとき、導波路の膜厚(カットオフ
膜厚)は基板、導波路、空気層の屈折率によって決定さ
れる。この現象をスイッチに応用したものが、カットオ
フスイッチである。このカットオフスイッチは図2に示
すように例えば電気光学結晶としてのニオブ酸リチウム
(LiNbO3 )基板1上に形成されたチャンネル型導
波路がカットオフ膜厚を持つ。ここで光源は半導体レー
ザ、LEDなどである。この電極に電圧を印加しないと
き導波光はカットオフされて導波路から基板側に放射さ
れる。一方電圧を印加すると屈折率が変化し、カットオ
フ膜厚が大きくなり、カットオフされなくなる。カット
オフスィッチはこの現象を利用して光を分離するように
している。文献によると約30Vの電位差でほぼ完全に
導波路内と外に分離することができる。
The cutoff phenomenon adopted in the cutoff switch is that, as shown in FIG. 1, when the film thickness of the waveguide 2 is reduced, light is no longer guided and is emitted to the substrate 1 side. It is a phenomenon. At this time, the film thickness (cutoff film thickness) of the waveguide is determined by the refractive indices of the substrate, the waveguide, and the air layer. A cut-off switch is an application of this phenomenon to a switch. In this cut-off switch, as shown in FIG. 2, for example, a channel type waveguide formed on a lithium niobate (LiNbO 3 ) substrate 1 as an electro-optic crystal has a cut-off film thickness. Here, the light source is a semiconductor laser, an LED, or the like. When no voltage is applied to this electrode, the guided light is cut off and emitted from the waveguide to the substrate side. On the other hand, when a voltage is applied, the refractive index changes, the cutoff film thickness increases, and the cutoff is not achieved. The cut-off switch utilizes this phenomenon to separate light. According to the literature, it is possible to almost completely separate the inside and outside of the waveguide with a potential difference of about 30V.

【0017】カットオフされたとき、光の進む方向と放
射光のなす角θは約15度程度である(P.K.Tie
n and R.J.Martin Appl.Phy
s.Lett.18,9,398(1971))。
When cut off, the angle θ formed by the emitted light and the traveling direction of the light is about 15 degrees (PK Tie).
n and R. J. Martin Appl. Phy
s. Lett. 18, 9, 398 (1971)).

【0018】本発明の第1では、このカットオフスイッ
チをアレー状に並べて、ディジタル式に光を偏向させれ
ば、各ドットに対応する解像点数をもつ光走査装置とし
て使用することができる。すなわち、図3に示すように
それぞれの電極4で電圧が印加されると基板側に導波光
が出射される。
In the first aspect of the present invention, by arranging the cut-off switches in an array and deflecting light in a digital manner, it can be used as an optical scanning device having a resolution point number corresponding to each dot. That is, as shown in FIG. 3, when a voltage is applied to each electrode 4, guided light is emitted to the substrate side.

【0019】本発明の第2では、導波路表面に絶縁膜を
介して一対の電極を形成し、基板表面に対して平行に電
圧を印加するようにしているため、構造が簡単で製造工
数が少なく、解像点数の大きい光走査装置を提供するこ
とが可能となる。またこの構造では電圧は基板面と平行
な方向に印加され、カットオフは導波路の膜厚に依存す
るため、制御性が高いという効果を奏効する。
In the second aspect of the present invention, a pair of electrodes are formed on the waveguide surface via an insulating film and a voltage is applied in parallel to the substrate surface. Therefore, the structure is simple and the number of manufacturing steps is small. It is possible to provide an optical scanning device having a small number and a large number of resolution points. Further, in this structure, the voltage is applied in the direction parallel to the substrate surface, and the cutoff depends on the film thickness of the waveguide, so that the effect of high controllability is achieved.

【0020】また、本発明の第3では、基板表面に対し
て垂直な方向に電圧を印加するようにしているため、カ
ットオフは導波路の膜厚に依存する。
Further, in the third aspect of the present invention, since the voltage is applied in the direction perpendicular to the substrate surface, the cutoff depends on the film thickness of the waveguide.

【0021】しかしながら図3から明らかなように、1
5度程度の放射角度では導波光の出射面と同じ面からし
か出射できず、解像点間距離は各ドットすなわち電極間
距離のtan15度=0.2679倍に相当し、微細な
ドットを作成することができるが、走査範囲は基板の厚
さ分しかできないため、装置が大型化する。
However, as is clear from FIG.
At an emission angle of about 5 degrees, the light can be emitted only from the same plane as the emission surface of the guided light, and the distance between resolution points corresponds to each dot, that is, tan15 degrees = 0.2679 times the distance between electrodes, and minute dots are created. However, since the scanning range is limited to the thickness of the substrate, the size of the apparatus becomes large.

【0022】そこで望ましくは、前記透光性の基板の一
部にテーパ状の反射面をもつ反射手段を具備し、光の伝
搬方向に対して所定の角度をなす方向に光を取り出すよ
うに構成することにより走査幅を広げることができる。
Therefore, it is desirable that a part of the translucent substrate be provided with a reflecting means having a tapered reflecting surface so that the light is extracted in a direction forming a predetermined angle with respect to the light propagating direction. By doing so, the scanning width can be increased.

【0023】更に望ましくは、光の伝搬方向に対して垂
直な方向に光を取り出すようにしている。かかる構成に
よれば、基板の側面から光を取り出すことができ、小さ
な装置で広範囲の光走査を行うことが可能となる。(光
が進行する結晶基板の長さに相当する走査範囲が可能と
なる。) さらに本発明の第4によれば、走査点数に対応した数に
分岐された分岐導波路を具備し、この各分岐導波路に電
圧を印加するようにそれぞれ1対づつ電極を配設するよ
うにしているため、確実に解像点数を得ることができ
る。
More preferably, the light is extracted in a direction perpendicular to the light propagation direction. With this configuration, light can be extracted from the side surface of the substrate, and it is possible to perform optical scanning over a wide range with a small device. (A scanning range corresponding to the length of the crystal substrate on which light travels is possible.) Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, a branching waveguide branched into a number corresponding to the number of scanning points is provided. Since a pair of electrodes is arranged so as to apply a voltage to the branch waveguides, the number of resolution points can be reliably obtained.

【0024】望ましくはこの制御手段を、前記光出力の
光強度を調節し、階調を得るように構成すれば、容易に
階調をもつ高解像度の出力を高速で得ることができる。
Desirably, if the control means is constructed so as to adjust the light intensity of the light output to obtain gradation, it is possible to easily obtain a high resolution output having gradation.

【0025】このように本発明によれば、小型で走査幅
が大きく高速動作の可能な光走査装置を提供することが
可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a small-sized optical scanning device having a large scanning width and capable of high-speed operation.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。図4は、本発明実施例の光走査装置を示
す図、図5(a) および(b) はその断面図である。図5
(a) は図4のA−A断面図、図5(b) は図4のB−B断
面図である。この光走査装置は、透光性電気光学結晶で
あるLiNbO3 基板1を基板として使用し、この表面
に熱拡散法によりチタンを拡散して形成された、カット
オフ膜厚よりやや厚く、幅3μm のチタン拡散層からな
るチャンネル導波路2と、この表面に形成された、コー
ニング7059と指称されているガラス材料(以下ガラ
ス材料)で構成された膜厚100nmの薄膜からなるバッ
ファ層3と、このバッファ層3表面に、導波路に沿って
両側にアレー状をなして配列された多数対の金電極4
(4a,4b)と、導波路2を伝搬するレーザ光に対し
て10〜70度(材料の屈折率と入射ビームの波長など
から算出される角度)の傾きをなすようにLiNbO3
基板1の裏面側に形成されたテーパ面を覆うアルミニウ
ム層からなる反射膜5とから構成されている。またこの
導波路2の前方には、半導体レーザからなる光源100
と、この光源からの光を、コリメートするコリメートレ
ンズ200などの光学系とが配設され、導波路2に入射
するようになっている。ここでバッファ層は伝送損失を
防ぐために配設されたものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) are sectional views thereof. Figure 5
5A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 4, and FIG. 5B is a sectional view taken along the line BB of FIG. This optical scanning device uses a LiNbO 3 substrate 1 which is a translucent electro-optic crystal as a substrate and is formed by diffusing titanium on this surface by a thermal diffusion method, which is slightly thicker than the cutoff film thickness and has a width of 3 μm. A channel waveguide 2 made of a titanium diffusion layer, a buffer layer 3 made of a glass material called Corning 7059 (hereinafter referred to as a glass material) and having a thickness of 100 nm formed on the surface of the channel waveguide 2. On the surface of the buffer layer 3, a large number of pairs of gold electrodes 4 arranged in array on both sides along the waveguide.
(4a, 4b) and the laser light propagating through the waveguide 2 are inclined at an angle of 10 to 70 degrees (an angle calculated from the refractive index of the material and the wavelength of the incident beam) with LiNbO 3
The reflection film 5 is formed of an aluminum layer that covers the tapered surface formed on the back surface of the substrate 1. In front of the waveguide 2, a light source 100 made of a semiconductor laser is provided.
And an optical system such as a collimator lens 200 for collimating the light from the light source, and the light is incident on the waveguide 2. Here, the buffer layer is provided to prevent transmission loss.

【0027】この装置では、金電極4に電圧を印加して
いないとき、LiNbO3 基板1に入射したレーザ光は
導波路2をそのまま進む。
In this apparatus, when no voltage is applied to the gold electrode 4, the laser light incident on the LiNbO 3 substrate 1 proceeds through the waveguide 2 as it is.

【0028】一方、金電極4(4a,4b)に所定の電
圧V0 を印加したとき、光はカットオフされて基板側に
放射され、反射膜5で反射してレーザ光の進行方向に垂
直な面すなわちA面を貫通するように出力される。この
ように電圧を印加するとON状態となり、出力光によっ
て印字がなされることになる。
On the other hand, when a predetermined voltage V0 is applied to the gold electrodes 4 (4a, 4b), the light is cut off and emitted to the substrate side, reflected by the reflection film 5 and perpendicular to the traveling direction of the laser light. It is output so as to penetrate the surface, that is, the A surface. When the voltage is applied in this way, it is turned on, and printing is performed by the output light.

【0029】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。図6は、本発明実施例の光走査装置を示す図、図
7はその断面図である。この光走査装置は、スラブ型導
波路を用いたもので、ガラス材料からなる透光性のガラ
ス基板11表面に形成された酸化インジウム錫(IT
O)層からなる透光性の第1の電極14と、この上層に
形成された膜厚100nmのガラス材料薄膜からなるバッ
ファ層15と、この上層に形成されたC軸配向のZnO
薄膜からなる導波路16と、さらにこの上層に形成され
た膜厚100nmのガラス材料薄膜からなるバッファ層1
7と、このバッファ層17上に形成されたアルミニウム
層からなる第2の電極18と、基板裏面のテーパ面に形
成されたアルミニウム膜からなる反射鏡19とから構成
されている。またこの導波路16の前方には、半導体レ
ーザからなる光源100と、この光源からの光を、コリ
メートするコリメートレンズ200などの光学系とが配
設され、導波路16に入射するようになっている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing an optical scanning device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a sectional view thereof. This optical scanning device uses a slab type waveguide, and is made of indium tin oxide (IT) formed on the surface of a transparent glass substrate 11 made of a glass material.
O) layer which is a translucent first electrode 14, a buffer layer 15 which is formed on the upper layer and is made of a glass material thin film having a thickness of 100 nm, and a C-axis oriented ZnO layer which is formed on the upper layer.
A waveguide 16 made of a thin film, and a buffer layer 1 made of a glass material thin film having a film thickness of 100 nm and further formed on the waveguide 16.
7, a second electrode 18 made of an aluminum layer formed on the buffer layer 17, and a reflecting mirror 19 made of an aluminum film formed on the taper surface of the back surface of the substrate. Further, in front of the waveguide 16, a light source 100 made of a semiconductor laser and an optical system such as a collimating lens 200 for collimating the light from the light source are arranged so as to enter the waveguide 16. There is.

【0030】次にこの光走査装置の製造方法について説
明する。まず、基板としてガラス材料を使用し、この表
面にスパッタリング法によりITO薄膜を形成し、フォ
トリソグラフィ法によりパターニングして、第1の電極
14を形成する。
Next, a method of manufacturing this optical scanning device will be described. First, a glass material is used as a substrate, an ITO thin film is formed on this surface by a sputtering method, and patterned by a photolithography method to form the first electrode 14.

【0031】次いで、この上層にスパッタリング法によ
りガラス材料薄膜を形成し、バッファ層15とするとと
もにさらに、スパッタリング法により所定の膜厚のZn
O薄膜を形成した後CO2 レーザを用いてアニールを行
うことによりC軸配向のZnO薄膜からなる導波路16
を形成する。このZnO薄膜の膜厚は、ガラス材料とZ
nOとの使用する光源に対する屈折率から決定されるカ
ットオフ膜厚tc である。
Next, a glass material thin film is formed on this upper layer by a sputtering method to form a buffer layer 15, and a Zn film having a predetermined film thickness is further formed by the sputtering method.
After forming an O thin film, annealing is performed using a CO 2 laser to form a waveguide 16 composed of a C-axis oriented ZnO thin film 16.
To form. The thickness of this ZnO thin film is equal to that of the glass material and Z.
The cut-off film thickness t c determined from the refractive index of nO and the light source used.

【0032】この後、さらにこの上層に再びスパッタリ
ング法によりガラス材料薄膜を形成し、フォトリソグラ
フィにより、パターニングし、バッファ層17を得る。
そして、さらに、蒸着法によりアルミニウム層を形成
し、フォトリソグラフィにより電極パターンを形成し第
2の電極18を得る。そして使用する材料の屈折率から
計算される放射角に基づいて基板裏面のテーパ角を決定
し、この角度に基づいて切断すると共に研磨する。
After that, a glass material thin film is formed on the upper layer again by the sputtering method and patterned by photolithography to obtain the buffer layer 17.
Then, an aluminum layer is further formed by a vapor deposition method, and an electrode pattern is formed by photolithography to obtain the second electrode 18. Then, the taper angle of the back surface of the substrate is determined based on the radiation angle calculated from the refractive index of the material used, and cutting and polishing are performed based on this angle.

【0033】最後にこのカット面にアルミニウムなどの
金属薄膜からなる反射鏡19を蒸着し、図6および図7
に示した光走査装置が形成される。次に、この光走査装
置の動作原理について説明する。図7に示すように、光
源100から出射された光はコリメートレンズ200を
介して導波路に入射される。 そしてバッファ層15,
17を介して第1の電極14および第2の電極18の間
に電圧を印加しなければ光はそのまま導波路内を進み、
そのまま矢印Pの方向に進行する。一方電圧を印加する
と光はカットオフされて第1の電極14を通過して基板
側に放射される。放射された光は裏面の反射鏡19で反
射し面に到達してA面から矢印Qの方向に出射される。
Finally, a reflecting mirror 19 made of a metal thin film such as aluminum is vapor-deposited on this cut surface, and the reflection mirror 19 shown in FIGS.
The optical scanning device shown in FIG. Next, the operating principle of this optical scanning device will be described. As shown in FIG. 7, the light emitted from the light source 100 enters the waveguide through the collimator lens 200. And the buffer layer 15,
If no voltage is applied between the first electrode 14 and the second electrode 18 via 17, the light travels in the waveguide as it is,
It proceeds in the direction of arrow P as it is. On the other hand, when a voltage is applied, the light is cut off, passes through the first electrode 14, and is emitted to the substrate side. The radiated light is reflected by the reflecting mirror 19 on the back surface, reaches the surface, and is emitted from the surface A in the direction of arrow Q.

【0034】このようにしてA面の後方に感光体ドラム
を配設しておくと、印字がなされ、解像点数も電極配設
密度に対応して多くなる。
By thus disposing the photosensitive drum behind the surface A, printing is performed and the number of resolution points increases corresponding to the electrode disposition density.

【0035】次に本発明の第3の実施例として、分岐型
導波路を用いた光走査装置について説明する。図8は、
本発明実施例の光走査装置を示す図、図9はその断面図
である。この光走査装置は、分岐型導波路を用いたもの
で、ガラス材料からなる透光性の基板11表面に形成さ
れた、EO効果をもつMNA薄膜(2メチル4ニトロア
ニリン)からなる膜厚tc の結晶薄膜分岐型導波路26
と、この結晶薄膜分岐型導波路26上に形成された膜厚
100nmのガラス材料からなる絶縁性薄膜25と、この
上層に結晶薄膜分岐型導波路26の所定の領域を囲むよ
うに形成された1対の金電極24とから構成され、さら
に基板11の端面にアルミニウムなどの光吸収性薄膜2
9を介して金薄膜からなる反射鏡30を形成したことを
特徴とする。そして半導体レーザからなる光源100
と、この光源からの光を、コリメートするコリメートレ
ンズ200などの光学系とが配設され、導波路26に入
射するようになっている。
Next, as a third embodiment of the present invention, an optical scanning device using a branch type waveguide will be described. Figure 8
FIG. 9 is a diagram showing an optical scanning device of an embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a sectional view thereof. This optical scanning device uses a branched waveguide, and has a film thickness t formed of an MNA thin film (2 methyl 4 nitroaniline) having an EO effect, which is formed on the surface of a transparent substrate 11 made of a glass material. Crystal thin film branch type waveguide 26 of c
An insulating thin film 25 made of a glass material and having a film thickness of 100 nm formed on the crystal thin film branching waveguide 26, and an upper layer formed so as to surround a predetermined region of the crystal thin film branching waveguide 26. It is composed of a pair of gold electrodes 24, and a light absorbing thin film 2 such as aluminum is formed on the end face of the substrate 11.
It is characterized in that a reflecting mirror 30 made of a gold thin film is formed via 9 And a light source 100 composed of a semiconductor laser
And an optical system such as a collimator lens 200 for collimating the light from the light source, and the light is incident on the waveguide 26.

【0036】次にこの光走査装置の製造方法について説
明する。まず、基板としてガラス材料を使用し、この表
面に融液からMNA薄膜を成長させ、フォトリソグラフ
ィ法によりパターニングして、分岐型導波路26を形成
する。このMNA薄膜は融液法または気相法で形成され
る。このMNA膜の膜厚tc は、ガラス材料とMNAと
の使用する光源に対する屈折率から決定されるカットオ
フ膜厚tc である。
Next, a method of manufacturing this optical scanning device will be described. First, a glass material is used as a substrate, an MNA thin film is grown on this surface from a melt, and patterned by a photolithography method to form a branched waveguide 26. This MNA thin film is formed by a melt method or a vapor phase method. The film thickness t c of this MNA film is a cut-off film thickness t c determined from the refractive index of the glass material and MNA with respect to the light source used.

【0037】次いで、この上層にスパッタリング法によ
りガラス材料からなる絶縁性薄膜25を形成するととも
にさらに、蒸着法により金層を形成し、フォトリソグラ
フィにより電極パターンを形成し金電極24を得る。そ
して最後に光出射面の導波路以外の部分にレーザ光を吸
収するための媒体として色ガラスなどの光吸収性薄膜2
9を形成するとともにさらに金薄膜からなる反射鏡30
を形成し、図8および図9に示した光走査装置が形成さ
れる。次に、この光走査装置の動作原理について説明す
る。図9に示すように、光源100から出射された光は
コリメートレンズ200を介して導波路に入射される。
そしてこの導波光は分岐型導波路により4つのチャン
ネルに分枝される。このチャンネルがドット数に対応す
る。
Next, an insulating thin film 25 made of a glass material is formed on the upper layer by a sputtering method, a gold layer is further formed by a vapor deposition method, and an electrode pattern is formed by photolithography to obtain a gold electrode 24. Finally, a light absorbing thin film 2 such as colored glass is used as a medium for absorbing laser light on a portion of the light emitting surface other than the waveguide.
And a reflecting mirror 30 formed of a gold thin film.
And the optical scanning device shown in FIGS. 8 and 9 is formed. Next, the operating principle of this optical scanning device will be described. As shown in FIG. 9, the light emitted from the light source 100 enters the waveguide via the collimator lens 200.
Then, this guided light is branched into four channels by the branch type waveguide. This channel corresponds to the number of dots.

【0038】そして金電極24に電圧を印加すると光は
カットオフされて基板側に放射される。ここには光吸収
性薄膜29を形成するとともにさらに金薄膜からなる反
射鏡30が形成されているため、放射光は外に出ること
無く遮断される。一方電圧を印加しないとそのまま出射
する。このようにしてこの光走査装置では、電圧を印加
すると出力はOFFとなり、印字がなされないことにな
る。
When a voltage is applied to the gold electrode 24, the light is cut off and emitted to the substrate side. Since the light absorbing thin film 29 and the reflecting mirror 30 made of a gold thin film are formed here, the emitted light is blocked without going out. On the other hand, if no voltage is applied, the light is emitted as it is. In this way, in this optical scanning device, the output is turned off when a voltage is applied, and printing is not performed.

【0039】このようにしてA面の後方に感光体ドラム
を配設しておくと、印字がなされ、解像点数も分岐路の
密度に対応して多くすることができる。
By thus disposing the photosensitive drum behind the surface A, printing is performed, and the number of resolution points can be increased corresponding to the density of the branch paths.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高速で、解像点数が大きく、低電圧駆動が可能で信
頼性の高い光走査装置を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a high-speed, high-reliability optical scanning device capable of driving at a low voltage and having high reliability.

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

【図1】本発明実施例の光走査装置の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例の光走査装置の原理説明図FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the optical scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例の光走査装置の原理説明図FIG. 3 is an explanatory view of the principle of the optical scanning device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例の光走査装置を示す図FIG. 4 is a diagram showing an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention.

【図5】同光走査装置の断面図FIG. 5 is a sectional view of the optical scanning device.

【図6】本発明の第2の実施例の光走査装置を示す図FIG. 6 is a diagram showing an optical scanning device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】同光走査装置の断面図FIG. 7 is a sectional view of the optical scanning device.

【図8】本発明の第3の実施例の光走査装置を示す図FIG. 8 is a diagram showing an optical scanning device according to a third embodiment of the present invention.

【図9】同光走査装置の断面図FIG. 9 is a sectional view of the optical scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 LiNbO3 基板 2 チャンネル導波路 3 バッファ層 4 金電極 5 反射膜 11 ガラス基板 14 透光性の第1の電極 15 バッファ層 16 導波路 17 バッファ層 18 第2の電極18 19 反射鏡 100 光源 200 コリメートレンズ1 LiNbO 3 Substrate 2 Channel Waveguide 3 Buffer Layer 4 Gold Electrode 5 Reflective Film 11 Glass Substrate 14 Translucent First Electrode 15 Buffer Layer 16 Waveguide 17 Buffer Layer 18 Second Electrode 18 19 Reflector 100 Light Source 200 Collimating lens

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透光性の基板と、前記基板表面に形成さ
れた電気光学効果を有し、カットオフ膜厚に相当する膜
厚をもつ導波路と、前記導波路に電圧を印加するように
複数個アレー状に配列された電極とからなる、複数個の
カットオフスイッチと、 前記各電極に印加する電圧を制御する制御手段とを具備
し、 前記各電極に所望の電圧を印加することによって、ディ
ジタル式に光を偏向させ、前記導波路を進行する導波光
を制御し、所望の光出力を得るようにしたことを特徴と
する光走査装置。
1. A transparent substrate, a waveguide having an electro-optical effect formed on the surface of the substrate, having a film thickness corresponding to a cut-off film thickness, and applying a voltage to the waveguide. A plurality of cut-off switches, each of which has a plurality of electrodes arranged in an array, and control means for controlling a voltage applied to each of the electrodes, and applying a desired voltage to each of the electrodes. The optical scanning device is characterized by digitally deflecting light to control guided light traveling in the waveguide to obtain a desired optical output.
【請求項2】 透光性の基板と、 前記基板表面に形成されカットオフ膜厚に相当する膜厚
をもつ導波路と、 前記導波路表面を覆うように形成された絶縁性薄膜を介
して前記導波路に沿って前記導波路を挾むようにそれぞ
れ1対づつアレー状に配列された複数対の電極とから構
成されたアレー状のカットオフスイッチ群と、 前記各電極に印加する電圧を制御する制御手段とを具備
し、 前記各電極に所望の電圧を印加することにより、ディジ
タル式に光を偏向させ、前記導波路を進行する導波光を
制御して、所望の光出力を得るようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の光走査装置。
2. A transparent substrate, a waveguide formed on the surface of the substrate and having a film thickness corresponding to a cut-off film thickness, and an insulating thin film formed so as to cover the surface of the waveguide. An array-shaped cut-off switch group including a plurality of pairs of electrodes arranged in an array so as to sandwich the waveguide along the waveguide, and a voltage applied to each electrode is controlled. A control means, by applying a desired voltage to each of the electrodes, the light is digitally deflected, and the guided light traveling through the waveguide is controlled to obtain a desired light output. The optical scanning device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 透光性の基板と、 前記基板表面に形成された透光性の第1の電極群と、 前記第1の電極群上に形成された第1の絶縁性薄膜と、 前記第1の絶縁性薄膜上に形成され、カットオフ膜厚に
相当する膜厚をもつ導波路と、 前記導波路表面を覆うように形成された第2の絶縁性薄
膜と、 前記第2の絶縁性薄膜上に形成された第2の電極群と、 前記第1の電極群と対応する前記第2の電極群との間に
印加する電圧を制御する制御手段とを具備し、 前記第1および第2の電極群の間に所望の電圧を印加す
ることにより、ディジタル式に光を偏向させ、第1およ
び第2の電極群のうち対応する電極対に挾まれた前記導
波路を進行する導波光を制御し、所望の光出力を得るよ
うにしたことを特徴とする請求項1に記載の光走査装
置。
3. A transparent substrate, a transparent first electrode group formed on the surface of the substrate, a first insulating thin film formed on the first electrode group, A waveguide formed on the first insulating thin film and having a film thickness corresponding to a cutoff film thickness, a second insulating thin film formed so as to cover the surface of the waveguide, and the second insulating film. A second electrode group formed on the conductive thin film, and control means for controlling a voltage applied between the first electrode group and the corresponding second electrode group, the first and By applying a desired voltage between the second electrode group, the light is digitally deflected, and the light is guided through the waveguide sandwiched by the corresponding electrode pair of the first and second electrode groups. The optical scanning device according to claim 1, wherein the wave light is controlled to obtain a desired light output.
【請求項4】 透光性の基板と、前記基板表面に形成さ
れた電気光学効果を有し、カットオフ膜厚に相当する膜
厚をもち、走査点数に対応した数に分岐された分岐導波
路と、前記各分岐導波路に電圧を印加するようにそれぞ
れ1対づつ配設された電極とからなる、複数個のカット
オフスイッチと、 前記各電極に印加する電圧を制御する制御手段とを具備
し、 前記各電極に所望の電圧を印加することによって、ディ
ジタル式に光を偏向させ、前記導波路を進行する導波光
を制御し、所望の光出力を得るようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の光走査装置。
4. A light-transmitting substrate, a branch conductor having an electro-optical effect formed on the substrate surface, having a film thickness corresponding to a cut-off film thickness, and being branched into a number corresponding to the number of scanning points. A plurality of cutoff switches each including a waveguide and electrodes arranged in pairs so as to apply a voltage to each of the branch waveguides; and a control unit for controlling the voltage applied to each of the electrodes. By applying a desired voltage to each of the electrodes, the light is digitally deflected, the guided light traveling through the waveguide is controlled, and a desired light output is obtained. The optical scanning device according to claim 1.
【請求項5】 前記透光性の基板の一部にテーパ状の反
射面をもつ反射手段を具備し、 光の伝搬方向に対して所定の角度をなす方向に光を取り
出すように構成したことを特徴とする請求項1乃至4の
いずれかに記載の光走査装置。
5. The light transmissive substrate is provided with a reflection means having a tapered reflection surface on a part thereof, and the light is extracted in a direction forming a predetermined angle with respect to a light propagation direction. The optical scanning device according to any one of claims 1 to 4, wherein:
【請求項6】 前記制御手段は、前記光出力の光強度を
調節し、階調を得るように構成されていることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載の光走査装置。
6. The optical scanning device according to claim 1, wherein the control unit is configured to adjust the light intensity of the light output to obtain gradation.
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