JPH01183204A - High frequency sweep device - Google Patents
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- JPH01183204A JPH01183204A JP796388A JP796388A JPH01183204A JP H01183204 A JPH01183204 A JP H01183204A JP 796388 A JP796388 A JP 796388A JP 796388 A JP796388 A JP 796388A JP H01183204 A JPH01183204 A JP H01183204A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、周波数が掃引された高周波を出力する高周波
掃引装置、特に詳細には小型、安価の電圧制御発振器を
用いた上で周波数確度も高められるようにした高周波掃
引装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention provides a high frequency sweep device that outputs a high frequency wave whose frequency has been swept. The present invention relates to a high-frequency sweeping device that is configured to have a high frequency.
(従来の技術)
例えば光走査記録装置や光走査読取装置等において光ビ
ームを偏向させる光偏向装置として、従来より、ガルバ
ノメータミラーやポリゴンミラー等の機械式光偏向器や
、EOD (電気光学光偏向器) 、AOD (音響光
学光偏向器)が多く用いられている。しかし機械式光偏
向器においては、耐久性に難がある、大型化しやすいと
いった問題があり、一方EODやAODにおいては、光
偏向角が大きく取れないのでビーム光路が長くなり、光
走査記録装置等の大型化を招くといった問題がある。(Prior Art) For example, mechanical optical deflectors such as galvanometer mirrors and polygon mirrors and EOD (electro-optic optical deflectors) have been used as optical deflection devices for deflecting light beams in optical scanning recording devices, optical scanning reading devices, etc. AOD (acousto-optic optical deflector) is widely used. However, mechanical optical deflectors have problems such as poor durability and tend to be bulky.On the other hand, EOD and AOD do not have a large optical deflection angle, so the beam optical path becomes long, and optical scanning recording devices etc. There is a problem in that it leads to an increase in size.
上述のような問題を解消しうる光偏向装置として近時、
先導波路を用いる光偏向装置が注目されている。この光
偏向装置は、表面弾性波が伝播可能な材料から形成され
たスラブ状の先導波路と、この光導波路内を導波する光
ビームと交わる方向に進行して周波数が連続的に変化す
る表面弾性波を該光導波路において発生させる手段(例
えば交叉くし形電極対と、この電極対に周波数が連続的
に変化する高周波の交番電圧を印加するドライバとから
構成される)とを有するものである。この光偏向装置に
おいては、先導波路内を導波する光ビームが表面弾性波
との音響光学相互作用によりブラッグ回折し、そしてこ
の回折角は表面弾性波周波数に応じて変化するので、表
面弾性波周波数を上述のように変えることにより、光ビ
ームを先導波路内において連続的に偏向させることがで
きる。こうして偏向させた光ビームは、例えば先導波路
の表面に形成した回折格子(グレーティングカプラ)や
プリズムカプラ等によって先導波路外に出射させること
ができる。なおこのような光偏向装置については、例え
ば特開昭62−77761号公報に詳しい記載がなされ
ている。Recently, as an optical deflection device that can solve the above-mentioned problems,
Optical deflection devices using a guiding waveguide are attracting attention. This optical deflection device consists of a slab-shaped leading waveguide made of a material that allows surface acoustic waves to propagate, and a surface whose frequency changes continuously as it travels in the direction intersecting the light beam guided inside the optical waveguide. A means for generating an elastic wave in the optical waveguide (for example, composed of a pair of crossed comb-shaped electrodes and a driver that applies a high-frequency alternating voltage whose frequency changes continuously to the pair of intersecting comb-shaped electrodes). . In this optical deflection device, the light beam guided in the guide waveguide undergoes Bragg diffraction due to acousto-optic interaction with the surface acoustic wave, and this diffraction angle changes depending on the surface acoustic wave frequency, so the surface acoustic wave By varying the frequency as described above, the light beam can be continuously deflected within the guide wavepath. The light beam deflected in this manner can be emitted out of the leading waveguide by, for example, a diffraction grating (grating coupler) or a prism coupler formed on the surface of the leading waveguide. Further, such a light deflecting device is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-77761.
一方、例えば本願出願人による特願昭62−18077
9号明細書に示されるように、上述の光偏向装置と同様
に光導波路において連続的に周波数が変化する表面弾性
波を進行させて、光ビームの波長を測定する光スペクト
ラムアナライザーも提案されている。この光スペクトラ
ムアナライザーは、光導波路を導波する光ビームが表面
弾性波によって回折する際、その回折角が前述のように
表面弾性波周波数に応じて変化するとともに該光ビーム
の波長にも応じて変化することを利用し、光ビームが所
定角度回折したときの表面弾性波周波数に基づいて該光
ビームの波長を求めるように構成されたものである。On the other hand, for example, Japanese Patent Application No. 62-18077 filed by the applicant of the present application
As shown in Specification No. 9, an optical spectrum analyzer that measures the wavelength of a light beam by propagating a surface acoustic wave whose frequency changes continuously in an optical waveguide, similar to the above-mentioned optical deflection device, has also been proposed. There is. In this optical spectrum analyzer, when a light beam guided through an optical waveguide is diffracted by a surface acoustic wave, the diffraction angle changes depending on the surface acoustic wave frequency as described above, and also changes depending on the wavelength of the light beam. The wavelength of the light beam is determined based on the surface acoustic wave frequency when the light beam is diffracted at a predetermined angle.
以上述べた光導波路を用いる光偏向装置や光スペクトラ
ムアナライザーにおいては、光ビームの走査精度を高め
るため、あるいは光波長分析の精度を高めるために、表
面弾性波の周波数確度を十分に高くすることが必要であ
る。先に述べた通りこの表面弾性波は一般に、交叉くし
形電極対に掃引された高周波の交番電圧を印加すること
によって発生させるようにしているので、この場合、電
極対に印加する高周波の周波数確度を高めれば、必然的
に表面弾性波の周波数確度が向上する。In the optical deflection devices and optical spectrum analyzers that use the optical waveguides described above, it is necessary to sufficiently increase the frequency accuracy of surface acoustic waves in order to improve the scanning accuracy of the optical beam or the accuracy of optical wavelength analysis. is necessary. As mentioned earlier, this surface acoustic wave is generally generated by applying a swept high-frequency alternating voltage to a pair of intersecting comb-shaped electrodes, so in this case, the frequency accuracy of the high frequency applied to the pair of electrodes is Increasing the frequency accuracy of surface acoustic waves will inevitably improve.
掃引された高周波を発生する高周波掃引装置として、よ
り具体的には、入力される電圧信号の値に応じて周波数
が変化する高周波を出力する電圧制御発振器(V CO
: Voltage ControlledOsci
l 1ator )と、この電圧制御発振器に漸増あ
るいは漸減する電圧信号を入力する信号発生源とからな
るものが従来より広く用いられている。このような高周
波掃引装置は、上記電圧制御発振器が比較的安価で、ま
た小型でもあるので、シンセサイザー等と比べれば光偏
向装置や光スペクトラムアナライザーの小型化、コスト
ダウンを図る上で有利である。More specifically, a high-frequency sweep device that generates a swept high-frequency wave is a voltage-controlled oscillator (VCO) that outputs a high-frequency wave whose frequency changes depending on the value of an input voltage signal.
: Voltage ControlledOsci
Conventionally, a device consisting of a voltage controlled oscillator (l 1ator ) and a signal generation source that inputs a gradually increasing or decreasing voltage signal to this voltage controlled oscillator has been widely used. Such a high frequency sweep device is advantageous in reducing the size and cost of an optical deflection device and an optical spectrum analyzer compared to a synthesizer, etc., since the voltage controlled oscillator is relatively inexpensive and compact.
(発明が解決しようとする課題)
しかしその反面上記電圧制御発振器は、シンセサイザー
等と比べると周波数安定性が劣り、そのため前述の周波
数確度が低いという問題を有している。すなわちこの電
圧制御発振器は、周囲温度や制御電圧の変化等により、
一般には数MHz〜数10MHz程度の不安定性を有す
る。例えば前述の光偏向装置を光走査記録装置に適用す
る場合、表面弾性波周波数すなわち交叉くし形電極対に
印加する高周波の周波数が500〜100100Oの間
で掃引されるとすると、周波数掃引範囲は500MHz
であるから、解像点数2000点を得るためには、
500MHz/2000=0.25MHzの周波数確度
が要求される。従来、上述のように周波数安定性が低い
電圧制御発振器を用いる場合は、このような要求を満た
すことは不可能であった。(Problem to be Solved by the Invention) However, on the other hand, the above voltage controlled oscillator has inferior frequency stability compared to a synthesizer or the like, and therefore has the problem of low frequency accuracy as described above. In other words, this voltage controlled oscillator is
Generally, it has instability of about several MHz to several tens of MHz. For example, when the above-mentioned optical deflection device is applied to an optical scanning recording device, if the surface acoustic wave frequency, that is, the frequency of the high frequency applied to the interdigitated electrode pair is swept between 500 and 100,100 O, the frequency sweep range is 500 MHz.
Therefore, in order to obtain 2000 resolution points, a frequency accuracy of 500 MHz/2000=0.25 MHz is required. Conventionally, it has been impossible to satisfy such requirements when using a voltage controlled oscillator with low frequency stability as described above.
そこで本発明は、電圧制御発振器を用いた上で、周波数
確度も上記の値程度まで十分に高めることができる高周
波掃引装置を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high frequency sweep device that uses a voltage controlled oscillator and can sufficiently increase frequency accuracy to the above value.
(課題を解決するための手段)
本発明の高周波掃引装置は、電圧制御発振器と、前述し
たようにこの電圧制御発振器に漸増あるいは漸減する電
圧信号を入力する信号発生源に加えて、
電圧制御発振器に接続されて、該発振器が出力する高周
波を通過させる第1の状態と、この通過を制限する第2
の状態とを選択的にとりうる高周波出力制限手段と、
上記高周波の周波数を測定する周波数測定手段と、
この周波数測定手段の出力を受け、該手段が測定した周
波数が第1の設定値に達したとき上記高周波出力制限手
段を上記第1の状態に設定し、この周波数が第2の設定
値に達したとき高周波出力制限手段を上記第2の状態に
設定する制御回路とを設けたことを特徴とするものであ
る。(Means for Solving the Problems) The high frequency sweep device of the present invention includes, in addition to a voltage controlled oscillator and a signal generation source that inputs a voltage signal that gradually increases or decreases to the voltage controlled oscillator as described above, a voltage controlled oscillator. a first state that allows the high frequency output from the oscillator to pass, and a second state that limits this passing.
a high frequency output limiting means that can selectively take a state of 1; a frequency measuring means for measuring the frequency of the high frequency; and receiving the output of the frequency measuring means, the frequency measured by the means has reached a first set value. and a control circuit that sets the high frequency output limiting means to the first state when the frequency reaches a second set value, and sets the high frequency output limiting means to the second state when the frequency reaches a second set value. That is.
(作 用)
上述のように電圧制御発振器から出力される高周波の周
波数を実際に測定し、この11!J定値が第1の設定値
に達したとき該高周波を高周波出力制限手段から出力さ
せ、第2の設定値に達したときその出力を制限すれば、
この出力制限手段からは、正確に第1の設定値と第2の
設定値との間で周波数掃引された高周波が出力されるよ
うになる。そして、電圧制御発振器が出力する高周波の
周波数の不安定さは、入力電圧信号対出力周波数の特性
曲線が平行移動する形のものであるから、上述のように
周波数の上限値と下限値とを正確に抑えれば、これらの
値の範囲においても、該周波数は常に路間−の特性で変
化するものとなる。(Function) As mentioned above, the frequency of the high frequency output from the voltage controlled oscillator was actually measured, and this 11! If the high frequency is outputted from the high frequency output limiting means when the J constant value reaches the first set value, and the output is limited when the J constant value reaches the second set value,
The output limiting means outputs a high frequency wave whose frequency is accurately swept between the first set value and the second set value. The instability of the high frequency output from the voltage controlled oscillator is caused by a parallel shift in the characteristic curve of the input voltage signal versus the output frequency. If the frequency is accurately suppressed, the frequency will always change with the characteristic between the paths even within these value ranges.
(実 施 例)
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
第1図は本発明の一実施例による高周波掃引装置50を
示すものであり、また第2図と第3図はこの高周波掃引
装置50によって掃引させた高周波を受けて光ビームを
偏向させる光偏向装置10を示している。まず第2図お
よび第3図を参照して、光偏向装置IOについて説明す
る。この光偏向装置lOは一例として光走査記録装置を
構成するものであり、透明基板16上に形成されたスラ
ブ状先導波路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(I nter D 1g1
tal T ransducer、以下IDTと称す
る)15と、この光導波路11の表面において互いに離
して設けられた光入射用線状回折格子(LlnearG
ratlng Coupler:以下LGCと称する
)20および光出射用LGC21とを有している。また
基板IBの先導波路tiと反対側の表面lea上には、
光入射用プリズム30と、光出射用プリズム31が取り
付けられている。光入射用プリズム30は断面三角形状
のもので、第1の光通過面30aと第2の光通過面30
bを有し、上記第1の光通過面30aが基板表面tea
に強く押圧されることにより、あるいは高屈折率の接着
剤を用いる等により、該表面16aに密着固定されてい
る。光出射用プリズム31も上記光入射用プリズム30
と同様の形状とされ、第1の光通過面318%第2の光
通過面Blbを有し、上述と同様にして基板表面lea
に固定されている。FIG. 1 shows a high frequency sweeping device 50 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show an optical deflection device that deflects a light beam by receiving the high frequency waves swept by this high frequency sweeping device 50. A device 10 is shown. First, the optical deflection device IO will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. This optical deflection device IO constitutes an optical scanning recording device as an example, and includes a slab-shaped leading waveguide 11 formed on a transparent substrate 16 and intersecting comb-shaped electrodes provided at the side ends of this optical waveguide 11. Pair (Inter D 1g1
transducer (hereinafter referred to as IDT) 15, and a linear diffraction grating (LlnearG) for light incidence provided spaced apart from each other on the surface of this optical waveguide 11.
It has a ratlng coupler (hereinafter referred to as LGC) 20 and a light emitting LGC 21. Moreover, on the surface lea on the opposite side to the leading waveguide ti of the substrate IB,
A light input prism 30 and a light output prism 31 are attached. The light entrance prism 30 has a triangular cross section, and has a first light passing surface 30a and a second light passing surface 30.
b, and the first light passing surface 30a is the substrate surface tea.
It is tightly fixed to the surface 16a by being strongly pressed against it or by using an adhesive with a high refractive index. The light output prism 31 is also the light input prism 30.
It has the same shape as the first light passing surface 318% and the second light passing surface Blb, and the substrate surface lea
is fixed.
本実施例においては一例として、基板18ELiNbO
,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Uを形成している。なお基板te
としてその他サファイア、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、基板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、Ta1r)編「イ
ンチ−グレイテッド オブティク7. (I nteg
rated 0ptlcs)J()ビックス イン ア
プライド フィジックス(Topics 1n Ap
pHed Physlcs)第7巻)スブリンガー
フェアラーグ(S prlnger−Verlag)刊
(1975);西原、音名、栖原共著「光集積回路」オ
ーム社刊(1985)等の成著に詳細な記述があり、本
発明では先導波路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。ただしこの先導波路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
ら形成される。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。In this embodiment, as an example, the substrate 18ELiNbO
, wafer is used, and an optical waveguide U is formed by providing a Ti diffusion film on the surface of this wafer. Note that the substrate te
Alternatively, a crystalline substrate made of sapphire, Si, etc. may be used. Furthermore, the optical waveguide 11 is not limited to the above-mentioned Ti diffusion, but can also be formed by sputtering, vapor depositing, or the like other materials on the substrate 16. Regarding optical waveguides, see, for example, Inch-Grated Obtique 7.
rated 0ptlcs) J() Bix in Applied Physics (Topics 1n Ap
pHed Physlcs) Volume 7) Sbringer
Detailed descriptions can be found in published works such as Sprlnger-Verlag (1975); Nishihara, Onna, and Suhara co-authors ``Optical Integrated Circuits'' published by Ohmsha (1985). Any of the following optical waveguides can be used. However, this guide wave path 11 is formed from a material such as the above-mentioned Ti diffusion film that allows surface acoustic waves to propagate, which will be described later. Further, the optical waveguide may have a laminated structure of two or more layers.
記録光を発する半導体レーザ18は、光入射用プリズム
30の第2の光通過面30bに向けて垂直に光ビーム(
レーザビーム) 13を射出するように配置されている
。発散ビームであるこの光ビーム13は、コリメーター
レンズ25によって平行ビームとされた上で上記第2の
光通過面30bから光入射用プリズム30内に入射し、
その第1の光通過面30aを通過して基板lB内に入射
し、光導波路llを透過して、その表面に形成された前
記LGC20の部分に入射する。それにより光ビーム1
3はこのLGC20で回折して先導波路11内に入射し
、該光導波路11内を導波モードで矢印A方向に進行す
る。The semiconductor laser 18 that emits recording light emits a light beam (
It is arranged so as to emit a laser beam) 13. This light beam 13, which is a diverging beam, is made into a parallel beam by a collimator lens 25, and then enters the light entrance prism 30 from the second light passing surface 30b,
The light passes through the first light passing surface 30a and enters the substrate 1B, passes through the optical waveguide 11, and enters the portion of the LGC 20 formed on the surface thereof. Thereby light beam 1
3 is diffracted by this LGC 20, enters the leading waveguide 11, and travels in the direction of arrow A within the optical waveguide 11 in a waveguide mode.
画像記録を行なう際には、例えばエンドレスベルト等の
移送手段22上に感光体23がセットされる。When recording an image, the photoreceptor 23 is set on a transport means 22 such as an endless belt.
そして半導体レーザlBはレーザ駆動回路19により、
レーザビーム13を射出するように駆動され、それとと
もにIDT15には、高周波掃引装置50から連続的に
周波数が変化する高周波の交番電圧が印加される(なお
、この高周波の発生については後に詳述する)。またレ
ーザ駆動回路19は変調回路24によって制御され、画
像信号Sに応じて光出力を変えるように(すなわち光ビ
ーム13の強度や、光ビーム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。Then, the semiconductor laser IB is driven by the laser drive circuit 19.
The IDT 15 is driven to emit a laser beam 13, and at the same time, a high frequency alternating voltage whose frequency changes continuously is applied from a high frequency sweep device 50 to the IDT 15 (the generation of this high frequency will be described in detail later). ). The laser drive circuit 19 is controlled by a modulation circuit 24 to change the optical output according to the image signal S (i.e., the intensity of the light beam 13, the number of pulses and the pulse width when emitting the light beam 13 in a pulsed manner). ) the semiconductor laser 18 is driven so as to change the
IDT15は、線幅が少しずつ変えられた多数の電極指
が並設されてなるものであり、このIDT15に上述の
ような電圧印加がなされることにより、表面弾性波12
が発生する。この表面弾性波12は光導波路11の表面
を第3図の矢印B方向に進行する。The IDT 15 is made up of a large number of electrode fingers arranged in parallel with line widths that are changed little by little, and by applying the above-mentioned voltage to the IDT 15, the surface acoustic wave 12 is generated.
occurs. This surface acoustic wave 12 travels on the surface of the optical waveguide 11 in the direction of arrow B in FIG.
IDT15は、この表面弾性波12が導波光(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。したがって導波光13°は、表面弾性波1
2を横切るように進行するが、その際該導波光13°は
表面弾性波12との音響光学相互作用によりブラッグ(
B ragg)回折する。The IDT 15 is arranged so that the surface acoustic wave 12 travels in a direction intersecting the 13° optical path of the guided light (parallel beam). Therefore, the guided light 13° is the surface acoustic wave 1
At this time, the guided light 13° undergoes a Bragg (
Bragg) Diffraction.
表面弾性波による導波光のブラッグ回折については従来
から知られているが、ここで簡単に説明する。先導波路
11を伝播する表面弾性波12の進行方向と、導波光1
3°の進行方向とがなす角(Bragg角)をθとする
と、表面弾性波12との音響光学トロ互作用による導波
光13’ の偏向角(回折角)δは、δ−2θとなる。Bragg diffraction of guided light by surface acoustic waves has been known for some time, but will be briefly explained here. The traveling direction of the surface acoustic wave 12 propagating in the leading waveguide 11 and the guided light 1
If the angle (Bragg angle) formed by the 3° traveling direction is θ, then the deflection angle (diffraction angle) δ of the guided light 13' due to the acousto-optic interaction with the surface acoustic wave 12 is δ-2θ.
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AS
fSvとすれば、2θ−25in−1(λ/ (2Ne
@A)1シλ/(Ne@A)
一λ・f/(Ne−v)
となり、2θつまりδは表面弾性波12の周波数fにほ
ぼ比例する。前述の通り高周波掃引装置50はIDT1
5に、周波数が連続的に変化する交番電圧を印加するの
で、表面弾性波12の周波数が連続的に変化し、上記偏
向角δが連続的に変化するようになる。つまりこの導波
光13°は矢印Cで示す通り、回折角が連続的に変化す
るように回折、偏向する。このようにして偏向した導波
光13°は、LGC21により回折して光導波路11か
ら基板16側に出射する。こうして先導波路11から出
射して外部光となった光ビーム13“は、光出射用プリ
ズム31の第1の光通過面31aを通過して該プリズム
31内に入射し、第2の光通過面atbを垂直に通過し
てプリズム外に出射する。The wavelength of the guided light 13° and the effective refractive index are λ and Ne, and the wavelength, frequency, and speed of the surface acoustic wave 12 are AS, respectively.
If fSv, 2θ-25in-1(λ/ (2Ne
@A) 1 λ/(Ne@A) 1λ·f/(Ne−v), and 2θ, that is, δ is approximately proportional to the frequency f of the surface acoustic wave 12. As mentioned above, the high frequency sweep device 50 is the IDT1.
Since an alternating voltage whose frequency changes continuously is applied to 5, the frequency of the surface acoustic wave 12 changes continuously, and the deflection angle δ changes continuously. In other words, as shown by arrow C, this guided light 13° is diffracted and deflected so that the diffraction angle changes continuously. The guided light beam 13° thus deflected is diffracted by the LGC 21 and output from the optical waveguide 11 to the substrate 16 side. In this way, the light beam 13'' emitted from the leading waveguide 11 and turned into external light passes through the first light passing surface 31a of the light emitting prism 31, enters the prism 31, and enters the second light passing surface. The light passes through the atb vertically and exits the prism.
上述のようにして先導波路11外に出射した光ビーム1
3’は、例えばfθレンズからなる走査レンズ2Bを通
過して小さなビームスポットQに絞られ、感光体23上
を矢印U方向に走査(主走査)する。The light beam 1 emitted to the outside of the guiding waveguide 11 as described above
The beam 3' passes through a scanning lens 2B made of, for example, an fθ lens, is focused into a small beam spot Q, and scans (main scans) the photoreceptor 23 in the direction of arrow U.
それとともに感光体23が、移送手段22により上記主
走査の方向と略直角な矢印V方向に移送されて副走査が
なされるので、感光体23は光ビーム13“により2次
元的に走査される。前述したようにこの光ビーム13“
は画像信号Sに基づいて変調されているので、感光体2
3上にはこの画像信号Sが担う画像が記録される。At the same time, the photoreceptor 23 is transferred by the transfer means 22 in the direction of arrow V, which is substantially perpendicular to the main scanning direction, to perform sub-scanning, so that the photoreceptor 23 is two-dimensionally scanned by the light beam 13''. .As mentioned above, this light beam 13"
is modulated based on the image signal S, so the photoreceptor 2
3, an image carried by this image signal S is recorded.
なお1主走査ライン分の画像信号Sと光ビーム13″の
主走査との同期をとるためには、この画像信号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、
IDT15への電圧印加タイミングを制御すればよい。Note that in order to synchronize the image signal S for one main scanning line with the main scanning of the light beam 13'', the blanking signal sb included in this image signal S is used as a trigger signal.
The timing of voltage application to the IDT 15 may be controlled.
またこのブランキング信号sbにより移送手段22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。Furthermore, by controlling the driving timing of the transfer means 22 using this blanking signal sb, the main scanning and sub-scanning can be synchronized.
ここで、IDT15に印加される交番電圧の周波数が所
定のflからft (fl <ftとする)の間で正
確に掃引されれば、光ビーム13”の偏向角範囲が一定
になってその感光体23上における走査領域(走査始点
と終点との間の範囲)は一定に保たれるが、この周波数
掃引範囲が変動してしまうと、上記走査領域が変動して
記録画像が歪んでしまう。以下、このような不具合の発
生を防止できるようにした点について説明する。第1図
に示すように高周波掃引装置50は、後述する減衰器5
9の状態を制御する制御回路としてのコンパレータ51
、マイクロプロセッサ等のCPU (中央処理装置)5
2、カウンター53、ROM54、D/A変換器55、
先に述べたような電圧制御発振器5B、この電圧制御発
振器5BとD/A変換器55との間に挿入されたCR回
路57、分岐器58、減衰器59および分周器60から
構成されている。光ビームの偏向に際しては、まずCP
U52がカウンター53にスタートをかけてクロックパ
ルスを送り始める。カウンター53はこのクロックパル
スをカウントして、そのカウント値を示すディジタル信
号SdをROM54に送る。Here, if the frequency of the alternating voltage applied to the IDT 15 is accurately swept between a predetermined value fl to ft (assuming fl < ft), the deflection angle range of the light beam 13'' becomes constant and its photosensitive Although the scan area (range between the scan start point and end point) on the body 23 is kept constant, if this frequency sweep range changes, the scan area changes and the recorded image becomes distorted. Hereinafter, we will explain how the occurrence of such problems can be prevented.As shown in FIG.
Comparator 51 as a control circuit that controls the state of 9.
, CPU (central processing unit) such as a microprocessor 5
2, counter 53, ROM 54, D/A converter 55,
It is composed of the voltage controlled oscillator 5B as described above, a CR circuit 57 inserted between the voltage controlled oscillator 5B and the D/A converter 55, a brancher 58, an attenuator 59, and a frequency divider 60. There is. When deflecting a light beam, first CP
U52 starts the counter 53 and begins sending clock pulses. The counter 53 counts these clock pulses and sends a digital signal Sd indicating the count value to the ROM 54.
ROM54は電圧制御発振器5Bの非線形性等を補正す
るテーブルを構成しており、この非線形性が補正される
ようにディジタル信号Sdが変換されて出力される。こ
の変換信号Sd’ はD/A変換器55に送られて、ア
ナログの電圧信号Svに変換される。この電圧信号Sv
は前記クロックパルスのカウント値に対応するものであ
り、このカウント値は漸次増大するから、該電圧信号S
vは時間とともに漸次レベルが増大するものとなる。こ
の電圧信号SvはCR回路57によって平滑化された上
で、電圧制御発振器58に入力される。電圧制御発振器
5Bは第4図に示すような特性で、上記電圧信号Svの
値Vに対応した周波数fの高周波RF(交番電圧)を出
力する。この高周波RFは分岐器58によって分岐され
、減衰器59に送られるとともに、分周器BOに送られ
る。分周器60は高周波RFの周波数fを1/Mに分周
し、その周波数f/Mを示す信号Sfをコンパレータ5
1に送る。このコンパレータ51には、IDT15に印
加する高周波の最低周波数f1と最高周波数f2を各々
1/M倍した第1の設定値(下限値) Fs −ft
/Mtおよび第2の設定値(上限値)F2−f2/Mが
設定されており、該コンパレータ51は上記信号Sfが
示す周波数が第1の設定値F1に達したときゲート開信
号GOを減衰器59に送って、この減衰器59を減衰率
O(ゼロ)dBの状態にする。それにより高周波RFは
この減衰器59を通過してIDT15に送られ、前述の
ように表面弾性波12を発生させる。このときの高周波
RFの周波数fは、上記から明らかな通り最低周波数f
lである。その後電圧信号Svが漸増するのに従って、
高周波RFの周波数fは次第に増大し、それにより導波
光13°の偏向角が次第に増大する。The ROM 54 constitutes a table for correcting nonlinearity, etc. of the voltage controlled oscillator 5B, and the digital signal Sd is converted and outputted so that this nonlinearity is corrected. This conversion signal Sd' is sent to the D/A converter 55 and converted into an analog voltage signal Sv. This voltage signal Sv
corresponds to the count value of the clock pulse, and since this count value gradually increases, the voltage signal S
The level of v gradually increases over time. This voltage signal Sv is smoothed by the CR circuit 57 and then input to the voltage controlled oscillator 58. The voltage controlled oscillator 5B has characteristics as shown in FIG. 4, and outputs a high frequency RF (alternating voltage) having a frequency f corresponding to the value V of the voltage signal Sv. This high frequency RF is branched by a splitter 58, sent to an attenuator 59, and also sent to a frequency divider BO. The frequency divider 60 divides the frequency f of the high frequency RF into 1/M, and sends a signal Sf indicating the frequency f/M to the comparator 5.
Send to 1. This comparator 51 has a first set value (lower limit value) that is the lowest frequency f1 and highest frequency f2 of the high frequency applied to the IDT 15, each multiplied by 1/M.
/Mt and a second set value (upper limit) F2-f2/M are set, and the comparator 51 attenuates the gate open signal GO when the frequency indicated by the signal Sf reaches the first set value F1. The signal is sent to the attenuator 59 to set the attenuator 59 to a state with an attenuation rate of O (zero) dB. Thereby, the high frequency RF passes through this attenuator 59 and is sent to the IDT 15, generating the surface acoustic wave 12 as described above. As is clear from the above, the frequency f of the high frequency RF at this time is the lowest frequency f
It is l. Thereafter, as the voltage signal Sv gradually increases,
The frequency f of the high frequency RF gradually increases, and thereby the deflection angle of the guided light 13° gradually increases.
こうして高周波RFの周波数fが次第に増大して行き、
前記最高周波数f2に達すると、コンパレータ51に入
力される信号Sfが示す周波数が前記第2の設定値F2
に達する。この状態になるとコンパレータ51はゲート
閉信号Gcを減衰器59に送って、この減衰器59を減
衰率最大の状態に設定する。それにより高周波RFはI
DT15に送られなくなり、あるいは非常に低レベルの
状態で送られるようになり、表面弾性波12の発生がそ
こで停止される。以上説明のようにして、IDT15に
送られる高周波RFは、いかなる場合も前記最低周波数
f1から最高周波数f2の間で周波数が連続的に変化す
るものとなる。したがって表面弾性波12の周波数は、
常にこの最低周波数flから最高周波数f2の間で連続
的に変化するようになり、導波光13°の偏向角範囲が
一定に保たれる。In this way, the frequency f of the high frequency RF gradually increases,
When the maximum frequency f2 is reached, the frequency indicated by the signal Sf input to the comparator 51 becomes the second set value F2.
reach. When this state is reached, the comparator 51 sends the gate close signal Gc to the attenuator 59, and sets the attenuator 59 to the state with the maximum attenuation rate. As a result, the high frequency RF
It is no longer sent to the DT 15, or is sent at a very low level, and the generation of the surface acoustic wave 12 is stopped there. As explained above, the frequency of the high frequency RF sent to the IDT 15 changes continuously between the lowest frequency f1 and the highest frequency f2 in any case. Therefore, the frequency of the surface acoustic wave 12 is
It always changes continuously between the lowest frequency fl and the highest frequency f2, and the deflection angle range of the guided light 13° is kept constant.
すなわち第4図に示す電圧制御発振器5Bの特性が、例
えば周囲温度変化等によって破線表示のように変化して
も、実際に高周波RFの周波数fがfl、ftとなった
ときに減衰器59を操作しているから、常にf1〜f2
の間で周波数が掃引された高周波RFがIDT15に送
られるようになる。In other words, even if the characteristics of the voltage-controlled oscillator 5B shown in FIG. 4 change as indicated by the broken line due to changes in ambient temperature, for example, the attenuator 59 is not activated when the frequency f of the high-frequency RF becomes fl or ft. Since it is being operated, it is always f1 to f2.
High frequency RF whose frequency has been swept between 1 and 2 is now sent to the IDT 15.
ちなみに、もし電圧制御発振器5Bへの入力電圧Vをv
1〜v2の値をとるように制御することによって高周波
RFの周波数範囲を設定する場合は、第4図の特性が破
線表示のように変動してしまった場合、IDT15に送
られる高周波RFの周波数範囲は同図に示すfl’ 〜
f2°の範囲に変動してしまう。また第4図に示す特性
の変動は、特性曲線が図中上下に平行移動する形のもの
であるから、上述のように高周波RFの最低周波数f1
と最高周波数f2を抑えさえすれば、その間の周波数変
化特性はいかなる場合も路間−となる。By the way, if the input voltage V to the voltage controlled oscillator 5B is v
When setting the frequency range of the high-frequency RF by controlling it to take a value of 1 to v2, if the characteristics in Fig. 4 fluctuate as shown by the broken line, the frequency of the high-frequency RF sent to the IDT 15 changes. The range is fl' shown in the figure
It fluctuates within a range of f2°. Furthermore, the characteristic fluctuation shown in FIG. 4 is such that the characteristic curve moves vertically in parallel in the figure, so as mentioned above, the lowest frequency f1 of the high frequency RF
As long as the maximum frequency f2 and f2 are suppressed, the frequency change characteristics between them will be - in any case.
コンパレータ51は、上述のようにゲート閉信号Gcを
出力すると同時に、CPU52に偏向終了を示す信号S
eを送る。CPU52はこの信号Seを受けると前述し
たクロックパルスの出力を停止し、それとともにカウン
ター53をリセットする。その後CPU52は、前記ブ
ランキング信号sbの入力に応じたタイミングでクロッ
クパルスの出力を開始し、以後は以上述べた動作が繰り
返されて、光ビーム13’の偏向が繰り返される。なお
第5図に、IDT15に送られる高周波RFの周波数f
の時間経過に伴なう変化の様子を示す。The comparator 51 outputs the gate close signal Gc as described above, and at the same time outputs the signal S indicating the end of deflection to the CPU 52.
Send e. Upon receiving this signal Se, the CPU 52 stops outputting the aforementioned clock pulse and resets the counter 53 at the same time. Thereafter, the CPU 52 starts outputting clock pulses at a timing corresponding to the input of the blanking signal sb, and thereafter the operations described above are repeated, and the deflection of the light beam 13' is repeated. In addition, FIG. 5 shows the frequency f of the high frequency RF sent to the IDT 15.
This shows the changes over time.
以上の説明から明らかな通り、電圧制御発振器56に入
力される電圧信号Svの値は、該発振器56が、前記最
低周波数f1よりもやや低い周波数から掃引開始するよ
うに設定される。この掃引開始の周波数を最低周波数f
1よりもどの程度低く設定するかは、電圧制御発振器5
Bの特性変動がどの程度生じうるかを把握し、それに応
じて適当に定めればよい。また光ビーム13”の偏向速
度は、CPU52から出力させる前記クロックパルスの
周波数を麦えることによって適当に定めることができる
。As is clear from the above description, the value of the voltage signal Sv input to the voltage controlled oscillator 56 is set so that the oscillator 56 starts sweeping from a frequency slightly lower than the lowest frequency f1. The frequency at which this sweep starts is the lowest frequency f
How much lower than 1 to set is determined by the voltage controlled oscillator 5.
It is sufficient to grasp the extent to which the characteristic variation of B may occur, and to appropriately determine it accordingly. Further, the deflection speed of the light beam 13'' can be appropriately determined by adjusting the frequency of the clock pulse outputted from the CPU 52.
先に述べたように最低周波数f、−500MH21最高
周波数fz−1000MHzとして周波数掃引範囲を5
00MHzとすると、解像点数2000点を得るために
は、少なくとも0. 25MHzステップで周波数掃引
する必要があり、周波数確度は6桁要求される。現在の
ところ、コンパレータ51としては8桁以上の精度を有
するものが提供されているので、上記の要求は十分病た
されうる。また分周器60が例えば1/160分周器で
あるとすると、コンパレータ51には最大で6.25M
Hz (=1000/160)の信号が入力されること
になるが、この程度の値ならばコンパレータ51は前述
の処理を十分正確に実行可能である。As mentioned earlier, the frequency sweep range is 5 with the lowest frequency f, -500MHz21 and the highest frequency fz-1000MHz.
00MHz, in order to obtain 2000 resolution points, at least 0.0MHz is required. It is necessary to sweep the frequency in 25 MHz steps, and a frequency accuracy of 6 digits is required. At present, comparators 51 having an accuracy of eight digits or more are available, so the above requirement can be met. Further, if the frequency divider 60 is, for example, a 1/160 frequency divider, the comparator 51 has a maximum of 6.25M.
A signal of Hz (=1000/160) is input, but if the value is around this level, the comparator 51 can execute the above-mentioned processing with sufficient accuracy.
以上説明した実施例においては、高周波RFの周波数を
漸増するように掃引させているが、その反対にこの周波
数を漸減するように掃引させ、該周波数が所定の最大周
波数となったときに高周波RFが高周波出力制限手段(
上記実施例では減衰器59)を通過するようにし、所定
の最小周波数となったときに上記出力制限手段において
高周波RFの通過を制限するようにしても構わない。In the embodiment described above, the frequency of the high frequency RF is swept so as to gradually increase, but on the contrary, this frequency is swept so as to gradually decrease, and when the frequency reaches a predetermined maximum frequency, the high frequency RF is the high frequency output limiting means (
In the above embodiment, the high frequency RF may be passed through the attenuator 59), and when the frequency reaches a predetermined minimum frequency, the output limiting means may limit the passage of the high frequency RF.
また以上説明した実施例の高周波掃引装置50は光偏向
装置に適用されたものであるが、本発明の高周波掃引装
置は前述した光スペクトラムアナラ 。Further, the high frequency sweep device 50 of the embodiment described above is applied to an optical deflection device, but the high frequency sweep device of the present invention is applied to the above-mentioned optical spectrum analyzer.
イザーを始め、正確な周波数範囲の高周波を必要とする
あらゆる装置に適用可能である。It can be applied to any device that requires high frequencies in a precise frequency range, including isers.
(発明の効果)
以上詳細に説明した通り本発明の高周波掃引装置は、電
圧制御発振器から出力される高周波の周波数を実際にn
1定し、この191定値が第1の設定値に達したとき該
高周波を制限手段から出力させ、第2の設定値に達した
ときその出力を制限するようにしているので、該高周波
掃引装置から高周波を受ける装置には、常に上記第1お
よび第2の設定値の間で正確に周波数掃引された高周波
が送られるようになる。したがってこの高周波掃引装置
を前述の導波路型光偏向器に適用すれば走査精度を十分
に高めることができ、また前記光スペクトラムアナライ
ザーに適用すれば光波長分析の精度を十分に高めること
ができる。また本発明の高周波掃引装置は、電圧制御発
振器を用いるものであるから、シンセサイザー等と比べ
れば極めて安価かつ小型に形成可能である。(Effects of the Invention) As explained in detail above, the high frequency sweep device of the present invention actually changes the frequency of the high frequency output from the voltage controlled oscillator to n.
1 constant, and when this 191 constant value reaches the first set value, the high frequency is output from the limiting means, and when the second set value is reached, the output is limited, so that the high frequency sweep device A high frequency wave whose frequency is accurately swept between the first and second setting values is always sent to the device receiving the high frequency wave from the above. Therefore, if this high frequency sweep device is applied to the above-mentioned waveguide type optical deflector, the scanning accuracy can be sufficiently increased, and if it is applied to the above-mentioned optical spectrum analyzer, the accuracy of optical wavelength analysis can be sufficiently increased. Furthermore, since the high frequency sweep device of the present invention uses a voltage controlled oscillator, it can be made extremely inexpensive and compact compared to a synthesizer or the like.
第1図は本発明の一実施例による高周波掃引装置を示す
ブロック図、
第2図と第3図はそれぞれ、上記高周波掃引装置を用い
た光偏向装置を示す側面図と概略斜視図、第4図は本発
明に係る電圧制御発振器の入力信号電圧対出力周波数の
関係を示すグラフ、第5図は上記高周波掃引装置による
高周波の周波数掃引特性を示すグラフである。
lO・・・光偏向装置 11・・・光導波路12
・・・表面弾性波 13・・・光ビーム13’
・・・導波光
13”・・・光導波路から出射した光ビーム15・・・
IDT 50・・・高周波掃引装置51・
・・コンパレータ52・・・CPU53・・・カウンタ
ー 55・・・D/A変換器56・・・電圧制御
発振器 59・・・減衰器60・・・分周器
第1図FIG. 1 is a block diagram showing a high frequency sweep device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are a side view and a schematic perspective view showing an optical deflection device using the above high frequency sweep device, respectively, and FIG. The figure is a graph showing the relationship between the input signal voltage and the output frequency of the voltage controlled oscillator according to the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the frequency sweep characteristics of high frequencies by the above-mentioned high frequency sweep device. lO... Optical deflection device 11... Optical waveguide 12
...Surface acoustic wave 13...Light beam 13'
... Waveguide light 13" ... Light beam 15 emitted from the optical waveguide...
IDT 50...High frequency sweep device 51.
... Comparator 52 ... CPU 53 ... Counter 55 ... D/A converter 56 ... Voltage controlled oscillator 59 ... Attenuator 60 ... Frequency divider Fig. 1
Claims (1)
波を出力する電圧制御発振器と、 この電圧制御発振器に漸増あるいは漸減する電圧信号を
入力する信号発生源と、 前記電圧制御発振器に接続されて、前記高周波を通過さ
せる第1の状態と、この通過を制限する第2の状態とを
選択的にとりうる高周波出力制限手段と、 前記高周波の周波数を測定する周波数測定手段と、 この周波数測定手段の出力を受け、該手段が測定した周
波数が第1の設定値に達したとき前記高周波出力制限手
段を前記第1の状態に設定し、この周波数が第2の設定
値に達したとき前記高周波出力制限手段を前記第2の状
態に設定する制御回路とからなる高周波掃引装置。[Scope of Claims] A voltage controlled oscillator that outputs a high frequency whose frequency changes depending on the value of an input voltage signal, a signal generation source that inputs a voltage signal that gradually increases or decreases to the voltage controlled oscillator, and the voltage a high frequency output limiting means connected to a controlled oscillator and capable of selectively taking a first state in which the high frequency passes through and a second state in which the passage is restricted; and a frequency measuring means for measuring the frequency of the high frequency. , upon receiving the output of the frequency measuring means, when the frequency measured by the means reaches a first setting value, the high frequency output limiting means is set to the first state, and this frequency becomes a second setting value; and a control circuit that sets the high frequency output limiting means to the second state when the high frequency output limiter reaches the second state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP796388A JPH01183204A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | High frequency sweep device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP796388A JPH01183204A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | High frequency sweep device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01183204A true JPH01183204A (en) | 1989-07-21 |
Family
ID=11680126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP796388A Pending JPH01183204A (en) | 1988-01-18 | 1988-01-18 | High frequency sweep device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01183204A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50134353A (en) * | 1974-04-10 | 1975-10-24 |
-
1988
- 1988-01-18 JP JP796388A patent/JPH01183204A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50134353A (en) * | 1974-04-10 | 1975-10-24 |
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