JPH02266331A - 光ビーム走査装置 - Google Patents
光ビーム走査装置Info
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- JPH02266331A JPH02266331A JP1088915A JP8891589A JPH02266331A JP H02266331 A JPH02266331 A JP H02266331A JP 1088915 A JP1088915 A JP 1088915A JP 8891589 A JP8891589 A JP 8891589A JP H02266331 A JPH02266331 A JP H02266331A
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- crystal display
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ビームを用い情報の記録や再生を行なう光
記録再生装置に関する。
記録再生装置に関する。
従来の光ビーム走査装置としては、例えば、光デイスク
装置に用いられているように光ディスクの回転および光
ピツクアップの直線移動によりディスク上の任意の位置
へビームを集光させている。
装置に用いられているように光ディスクの回転および光
ピツクアップの直線移動によりディスク上の任意の位置
へビームを集光させている。
そのため、ディスクの回転により生じる面プレや偏心誤
差のために走査位置ズレが問題となるが、回転装置およ
び光ピツクアップのサーボ駆動を行うことによりうまく
追従させている。
差のために走査位置ズレが問題となるが、回転装置およ
び光ピツクアップのサーボ駆動を行うことによりうまく
追従させている。
しかし、上記した従来の方法ではサーボ駆動系が必要な
ことや高精度な回転・直線移動機構が必要なことなどの
ために装置が複雑・高価となり、そのほか、走査速度が
遅いこと、耐ノイズ・耐振動性に弱く使用姿勢に制限が
ある等の課題を有していた。
ことや高精度な回転・直線移動機構が必要なことなどの
ために装置が複雑・高価となり、そのほか、走査速度が
遅いこと、耐ノイズ・耐振動性に弱く使用姿勢に制限が
ある等の課題を有していた。
これらの課題を解決するため、本発明の目的は、光ディ
スクのような光記録媒体および光ピツクアップを静止さ
せたままの状態で光記録媒体の任意の位置にビームを集
光させることのできる光ビーム走査装置を提供すること
にある。
スクのような光記録媒体および光ピツクアップを静止さ
せたままの状態で光記録媒体の任意の位置にビームを集
光させることのできる光ビーム走査装置を提供すること
にある。
上記目的を達成させるため、本発明は２次元光変調器と
これに平行光を照射させるためのレーザー光源およびレ
ンズ、変調器により強度変調された光を集光するための
レンズ、そして集光された光を平面波に変調するだめの
空間光変調器（例えば、ホログラム、液晶ディスプレイ
など）、平面波を微小なビーム径処するためのレンズ径
から構成され、２次元光変調器における強度変調量を変
化させることによりレーザービームの走査を行なう。
これに平行光を照射させるためのレーザー光源およびレ
ンズ、変調器により強度変調された光を集光するための
レンズ、そして集光された光を平面波に変調するだめの
空間光変調器（例えば、ホログラム、液晶ディスプレイ
など）、平面波を微小なビーム径処するためのレンズ径
から構成され、２次元光変調器における強度変調量を変
化させることによりレーザービームの走査を行なう。
〈実施例１〉
以下、本発明による実施例を図面を基に説明する。第１
ａ図は本発明による光ビーム走査方法を示したものであ
る。点光源１かも出たレーザービームは、レンズ３によ
り平行光線になりじゃへい板５を照射する。しゃへい板
５はレンズ７の物体焦点面に位置しており、ここには液
晶ディスプレイ９とピンホール１１があり、例えば、液
晶デイスフレイ９には像ｇを作画しておく。光はピンホ
ール１１および液晶ディスプレイ９以外の部分から後方
（図ではしゃへい板５の右側）へは進まないようＫなっ
ている。こうするとレンズ７の像焦点面には、像ｇの振
幅透過率分布のフーリエ変換ＧＫ比例した振幅分布をも
つ波面とピンホール１１からの平面波がやってくる。そ
こで、この位置に片面１７ａに感光材料を塗布しである
透明板を置き、両波による干渉縞を記録したホログラム
１７を作成する。
ａ図は本発明による光ビーム走査方法を示したものであ
る。点光源１かも出たレーザービームは、レンズ３によ
り平行光線になりじゃへい板５を照射する。しゃへい板
５はレンズ７の物体焦点面に位置しており、ここには液
晶ディスプレイ９とピンホール１１があり、例えば、液
晶デイスフレイ９には像ｇを作画しておく。光はピンホ
ール１１および液晶ディスプレイ９以外の部分から後方
（図ではしゃへい板５の右側）へは進まないようＫなっ
ている。こうするとレンズ７の像焦点面には、像ｇの振
幅透過率分布のフーリエ変換ＧＫ比例した振幅分布をも
つ波面とピンホール１１からの平面波がやってくる。そ
こで、この位置に片面１７ａに感光材料を塗布しである
透明板を置き、両波による干渉縞を記録したホログラム
１７を作成する。
次に、液晶ディスプレイ９に像ｇを作画し、ピンホール
１１を閉じた状態でホログラム１７を再生する。すると
レンズ１９の像焦点面にあるスクリーン２１には点像２
３が結像される。この点像２３は、液晶ディスプレイ９
における像ｇの移動に伴い移動することから、像ｇを動
かすことにより光ビームが走査されることになる。ここ
で、液晶ディスプレイ９は第１ｂ図に示すように列電極
２と行電極４のマトリックスにより制御されるものであ
り、１つの列電極と１つの行電極で液晶を挟む部分が１
つの変調素子６を構成しているものとする。
１１を閉じた状態でホログラム１７を再生する。すると
レンズ１９の像焦点面にあるスクリーン２１には点像２
３が結像される。この点像２３は、液晶ディスプレイ９
における像ｇの移動に伴い移動することから、像ｇを動
かすことにより光ビームが走査されることになる。ここ
で、液晶ディスプレイ９は第１ｂ図に示すように列電極
２と行電極４のマトリックスにより制御されるものであ
り、１つの列電極と１つの行電極で液晶を挟む部分が１
つの変調素子６を構成しているものとする。
像の作成・移動は電気的な制御により行なうため、メカ
ニカルな動作を一切必要とせずに光ビームの走査を行な
うことができる。液晶ディスプレイ９に従来のツィステ
ッドネマチック型を用いると応答速度は数十ミリ秒とな
ってしまうため、ここには特に応答速度忙優れている強
誘電性液晶を用いることが望ましく、これにより一走査
を数マイクロ秒程度で行なうことが可能となる。
ニカルな動作を一切必要とせずに光ビームの走査を行な
うことができる。液晶ディスプレイ９に従来のツィステ
ッドネマチック型を用いると応答速度は数十ミリ秒とな
ってしまうため、ここには特に応答速度忙優れている強
誘電性液晶を用いることが望ましく、これにより一走査
を数マイクロ秒程度で行なうことが可能となる。
本発明における空間光変調器としては、たとえば透明な
ガラス板に感光材を塗布しここに干渉縞を記録したもの
、すなわちホログラムが有効である。これは、上述した
走査光学系をそのまま用い実際に作成することができる
。そのほか、ホログラムの代わりに列電極と行電極のマ
トリックスにより制御される液晶ディスプレイで、１つ
ノ行電極と１つの列電極で液晶を挟む部分が１つの変調
素子を構成するものを用い、ここに計算によって求めら
れた干渉縞を表示することＫよっても変調を行なうこと
ができる。この方法は、実際にホログラムを作成する場
合に比べて雑音やセツティング誤差による影響が入らな
い高精度な変調が行えること、結像させる点像を鮮明に
するために低周波数領域をおさえるように変調機能を調
整することが容易にできること等の利点がある。
ガラス板に感光材を塗布しここに干渉縞を記録したもの
、すなわちホログラムが有効である。これは、上述した
走査光学系をそのまま用い実際に作成することができる
。そのほか、ホログラムの代わりに列電極と行電極のマ
トリックスにより制御される液晶ディスプレイで、１つ
ノ行電極と１つの列電極で液晶を挟む部分が１つの変調
素子を構成するものを用い、ここに計算によって求めら
れた干渉縞を表示することＫよっても変調を行なうこと
ができる。この方法は、実際にホログラムを作成する場
合に比べて雑音やセツティング誤差による影響が入らな
い高精度な変調が行えること、結像させる点像を鮮明に
するために低周波数領域をおさえるように変調機能を調
整することが容易にできること等の利点がある。
また、結像される点像な明るくするため、空間光変調器
において位相変調のみを行ない回折効率を高めることが
有効である。これＫは、ホログラム作成の際に感光材料
にフォトレジストを用いたり、液晶ディスプレイ素子を
用いた場合には干渉縞の位相成分のみを表示することで
実現できる。
において位相変調のみを行ない回折効率を高めることが
有効である。これＫは、ホログラム作成の際に感光材料
にフォトレジストを用いたり、液晶ディスプレイ素子を
用いた場合には干渉縞の位相成分のみを表示することで
実現できる。
そのほか、ホログラムに体積ホログラムを用いて回折効
率を高めることができる。これには感光材料の厚さを１
０ミクロン程度に厚くしておけばよい。それぞれの回折
効率は、通常の振幅変調で６％程度、位相変調では３０
％以上、体積ホログラムを用いた位相変調では５０％以
上にも達する。
率を高めることができる。これには感光材料の厚さを１
０ミクロン程度に厚くしておけばよい。それぞれの回折
効率は、通常の振幅変調で６％程度、位相変調では３０
％以上、体積ホログラムを用いた位相変調では５０％以
上にも達する。
〈実施例２〉
第２図は本発明による光ビームの走査方法を示したもの
である。実施例１で述べたのと同じ光学系にて、液晶デ
ィスプレイ９で作成する像の種類Ｋｉ（ｉ＝１．２．３
．、、ｎ）およびピンホール１１の位置δ１（ｉ＝１．
２．３．、、ｎ）を変えながら干渉縞を作成しそれぞれ
の干渉縞を重ねて記録したホログラム１７を作成する。
である。実施例１で述べたのと同じ光学系にて、液晶デ
ィスプレイ９で作成する像の種類Ｋｉ（ｉ＝１．２．３
．、、ｎ）およびピンホール１１の位置δ１（ｉ＝１．
２．３．、、ｎ）を変えながら干渉縞を作成しそれぞれ
の干渉縞を重ねて記録したホログラム１７を作成する。
次に、ピンホール１１を閉じた状態で液晶ディスプレイ
９に像ｋｍを作画し、ホログラム１７を再生する。する
とスクリーン２１にはピンホールδｍの位置に対応して
点像２６が結像される。つまり、液晶ディスプレイ９で
作画する像の種類を変えることにより光ビームが走査さ
れることになる。
９に像ｋｍを作画し、ホログラム１７を再生する。する
とスクリーン２１にはピンホールδｍの位置に対応して
点像２６が結像される。つまり、液晶ディスプレイ９で
作画する像の種類を変えることにより光ビームが走査さ
れることになる。
実施例１では像の位置を、実施例２では像の種類を変え
ることにより光ビームを走査しているが、この組合せに
より走査することも可能である。また、第３図に示すよ
うに、液晶ディスプレイ９で同時に２つ以上の像を作画
することにより一度に複数の場所を走査することも可能
である。
ることにより光ビームを走査しているが、この組合せに
より走査することも可能である。また、第３図に示すよ
うに、液晶ディスプレイ９で同時に２つ以上の像を作画
することにより一度に複数の場所を走査することも可能
である。
〈実施例３〉
第４図は本発明を光カードメモリ装置に用いた例である
。液晶ディスプレイ６１で表示する画像は画像メモ１７
６３ Ｋ格納されている。ＣＰＯ３５により走査場所に
応じた画像の種類、表示位置が選択され像が瞬時に表示
されるようになっている。
。液晶ディスプレイ６１で表示する画像は画像メモ１７
６３ Ｋ格納されている。ＣＰＯ３５により走査場所に
応じた画像の種類、表示位置が選択され像が瞬時に表示
されるようになっている。
ホログラム６７には実施例１および実施例２で述べたよ
うに、液晶ディスプレイ３１において作画した数種類の
像およびピンホールによる干渉縞が多重記録されている
。光カード３９の記録領域は光を反射するように表面処
理が行なわれており、また、ある一定レベル以上の強度
の光が照射された部分では反射光の強度に変化が生じる
ようになっている。
うに、液晶ディスプレイ３１において作画した数種類の
像およびピンホールによる干渉縞が多重記録されている
。光カード３９の記録領域は光を反射するように表面処
理が行なわれており、また、ある一定レベル以上の強度
の光が照射された部分では反射光の強度に変化が生じる
ようになっている。
この光学系にて、半導体レーザ４１から出たレーザービ
ームはレンズ４６により平行光線となり液晶ディスプレ
イ６１に照射され、ここに作画された像のフーリエ変換
像がレンズ４５によりホログラム３７に結像され、そし
てレンズ４７により光カード６９にビームが結像される
。光カード３９により強度変調された反射光の一部は同
じ経路を戻り、ビームスプリッタ４９およびレンズ５１
によりフォトダイオード５３に導かれ、読み取りが行な
われることＫなる。
ームはレンズ４６により平行光線となり液晶ディスプレ
イ６１に照射され、ここに作画された像のフーリエ変換
像がレンズ４５によりホログラム３７に結像され、そし
てレンズ４７により光カード６９にビームが結像される
。光カード３９により強度変調された反射光の一部は同
じ経路を戻り、ビームスプリッタ４９およびレンズ５１
によりフォトダイオード５３に導かれ、読み取りが行な
われることＫなる。
光カードに書き込む場合にはレーザービームの出力を一
部レベル以上に上げればよい。
部レベル以上に上げればよい。
具体例として、゛例えば３６０Ｘ３．６０ドツト、寸法
５４Ｘ５４ｍｍで電極のマトリックス駆動による強誘電
性液晶ディスプレイを用い、そのうちの１２Ｘ１２ドツ
トのエリアで像を作成することにする。
５４Ｘ５４ｍｍで電極のマトリックス駆動による強誘電
性液晶ディスプレイを用い、そのうちの１２Ｘ１２ドツ
トのエリアで像を作成することにする。
これにより、１つの像を移動させることで約１．２×１
０５箇所へビームを走査することができ、その動作速度
は一走査につき数マイクロ秒程度となる。
０５箇所へビームを走査することができ、その動作速度
は一走査につき数マイクロ秒程度となる。
そして、互いに相関関係の弱い像を３５種類用いれば１
．２Ｘ１０’ Ｘ３５＝４．２Ｘ１０’、すなわち０．
５ Ｍ Ｂ程度の容量をもつ光カードを走査することが
可能となる。このとき画像を記憶させておくメモリ容量
は４０ＫＢ程度必要である。
．２Ｘ１０’ Ｘ３５＝４．２Ｘ１０’、すなわち０．
５ Ｍ Ｂ程度の容量をもつ光カードを走査することが
可能となる。このとき画像を記憶させておくメモリ容量
は４０ＫＢ程度必要である。
また、光学マスクには寸法５０Ｘ５０Ｘ厚さ５ ｍｍの
体積位相ホログラムを用い、高回折効率が得られるよう
にする。レンズはすべて直径５０ ｍｍ、焦点距離５０
ｍｍのものを用いる。光カードの寸法は８５．７Ｘ５４
ｍｍ （内記録領域３７．５ Ｘ ２４ ｍｍ ）とし
、ビット径ＩＯμｍ、ピットピッチ１５μｍで穴をあけ
ることにより記録を行なう。これらの要素から組み立て
られる走査装置はわずか３００Ｘ１００Ｘ７０ ｎ＋ｍ
の直方体の中に収まることになる。
体積位相ホログラムを用い、高回折効率が得られるよう
にする。レンズはすべて直径５０ ｍｍ、焦点距離５０
ｍｍのものを用いる。光カードの寸法は８５．７Ｘ５４
ｍｍ （内記録領域３７．５ Ｘ ２４ ｍｍ ）とし
、ビット径ＩＯμｍ、ピットピッチ１５μｍで穴をあけ
ることにより記録を行なう。これらの要素から組み立て
られる走査装置はわずか３００Ｘ１００Ｘ７０ ｎ＋ｍ
の直方体の中に収まることになる。
ここでは液晶ディスプレイで作成する像を移動させてい
るが、必要に応じては液晶ディスプレイそのものを移動
させてもよい。
るが、必要に応じては液晶ディスプレイそのものを移動
させてもよい。
本発明による媒体静止型光ビーム走査装置は、光記録媒
体および光ピツクアップを静止させた状態で光ビームの
走査を行なうことができるため、高精度な回転・直線移
動機構や複雑なサーボ駆動を必要としない。そのため装
置が小型・軽量化でき、また耐ノイズ・耐振動性に優れ
使用姿勢にも制限がない。そのうえ、光の並列性を活か
した並列走査も可能である。
体および光ピツクアップを静止させた状態で光ビームの
走査を行なうことができるため、高精度な回転・直線移
動機構や複雑なサーボ駆動を必要としない。そのため装
置が小型・軽量化でき、また耐ノイズ・耐振動性に優れ
使用姿勢にも制限がない。そのうえ、光の並列性を活か
した並列走査も可能である。
第１ａ図、第１ｂ図、第２図、第３図は、本発明による
一実施例を示し、第１ａ図、第２図、第３図は光路図、
第１ｂ図は電極パターン図、であり、第４図は本発明に
よる光カードメモリ装置を示す光路図である。 １・・・・・・光源、６．７．１９・・・・・・レンズ
、９・・・・・・液晶ディスプレイ、１７・・・・・・
ホログラム。 第２図 に： 第３図 第１ａ図 第１ｂＷｌ 第４図
一実施例を示し、第１ａ図、第２図、第３図は光路図、
第１ｂ図は電極パターン図、であり、第４図は本発明に
よる光カードメモリ装置を示す光路図である。 １・・・・・・光源、６．７．１９・・・・・・レンズ
、９・・・・・・液晶ディスプレイ、１７・・・・・・
ホログラム。 第２図 に： 第３図 第１ａ図 第１ｂＷｌ 第４図
Claims (4)
- （１）レーザー光源から放射される光を微小なビーム径
に絞りかつ走査を行なう装置であって、位置的に強度変
調量の異なる２次元光変調器と、そこに平行光を照射さ
せるための光源およびレンズと、強度変調された光を集
光するためのレンズと、そのレンズ系の像焦点面に配置
され、集光された光を平面波に変換するための空間光変
調器と、その平面波を微小なビーム径にするためのレン
ズとから構成され、２次元光変調器における強度変調量
を変化させることによって走査を行なう光ビーム走査装
置。 - （２）請求項１記載の２次元光変調器は、列電極と行電
極のマトリックスにより制御される液晶ディスプレイで
あり、１つの列電極と１つの行電極の交点が１つの強度
変調素子を構成することを特徴とする光ビーム走査装置
。 - （３）請求項１記載の空間光変調器は、ホログラムによ
って構成されていることを特徴とする光ビーム走査装置
。 - （４）請求項１記載の空間光変調器は、列電極と行電極
のマトリックスにより制御される液晶ディスプレイであ
り、１つの列電極と１つの行電極で液晶を挟む部分が１
つの変調素子を構成することを特徴とする光ビーム走査
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088915A JP2801257B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 光ビーム走査装置 |
| GB9007498A GB2231679B (en) | 1989-04-07 | 1990-04-03 | Optical beam scanning apparatus |
| US07/503,930 US5187600A (en) | 1989-04-07 | 1990-04-04 | Apparatus for scanning an optical recording medium with a beam of light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1088915A JP2801257B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 光ビーム走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266331A true JPH02266331A (ja) | 1990-10-31 |
| JP2801257B2 JP2801257B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=13956228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1088915A Expired - Fee Related JP2801257B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 光ビーム走査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5187600A (ja) |
| JP (1) | JP2801257B2 (ja) |
| GB (1) | GB2231679B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5126869A (en) * | 1990-12-03 | 1992-06-30 | Raytheon Company | Two-dimensional, phased-array optical beam steerer |
| KR100200840B1 (ko) * | 1995-02-25 | 1999-06-15 | 윤종용 | 속응답 광변조장치 |
| US5986781A (en) | 1996-10-28 | 1999-11-16 | Pacific Holographics, Inc. | Apparatus and method for generating diffractive element using liquid crystal display |
| GB9703160D0 (en) * | 1997-02-15 | 1997-04-02 | Ncr Int Inc | Document imaging device |
| JP4389812B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2009-12-24 | 株式会社デンソーウェーブ | 光学情報読取装置 |
Citations (1)
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| JPS6183523A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-28 | Olympus Optical Co Ltd | ホログラフイツク光偏向器 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FI74154C (fi) * | 1985-06-20 | 1987-12-10 | Eero Byckling | Foerfarande foer bestrykning av laserstraole medelst icke-mekaniska avlaenkningsdon. |
| US4815035A (en) * | 1986-04-08 | 1989-03-21 | Trw Inc. | Scrolling liquid crystal spatial light modulator |
| US4772101A (en) * | 1986-11-07 | 1988-09-20 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Remotely controllable real-time optical processor |
| NL8801164A (nl) * | 1987-06-10 | 1989-01-02 | Philips Nv | Weergeefinrichting voor gebruik in reflectie. |
| US4899224A (en) * | 1987-07-03 | 1990-02-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Recording apparatus and method utilizing an array of liquid crystal cells |
| GB2209089B (en) * | 1987-08-26 | 1991-07-03 | Sony Corp | Optical recording and/or reproducing apparatus. |
| US5026145A (en) * | 1987-09-24 | 1991-06-25 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Exposure apparatus |
| EP0320011B1 (en) * | 1987-12-10 | 1996-06-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| JP2627071B2 (ja) * | 1988-01-26 | 1997-07-02 | キヤノン株式会社 | 光変調素子 |
| JPH01273268A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-01 | Pioneer Electron Corp | 情報記録再生方法 |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1088915A patent/JP2801257B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-04-03 GB GB9007498A patent/GB2231679B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-04 US US07/503,930 patent/US5187600A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183523A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-28 | Olympus Optical Co Ltd | ホログラフイツク光偏向器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2231679B (en) | 1993-09-15 |
| GB9007498D0 (en) | 1990-05-30 |
| US5187600A (en) | 1993-02-16 |
| GB2231679A (en) | 1990-11-21 |
| JP2801257B2 (ja) | 1998-09-21 |
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