光走査装置
【課題】高い電界を印加する場合でも、歪みが生じていない偏向した光束を得ることができる光走査装置を提供すること。
【解決手段】入射光が透過する光導波路を有する光走査装置であって、前記光導波路は、印加される電界に基づいて屈折率が変化する電気光学素子を含み、前記電気光学素子に所定の周波数の電圧を印加することにより、該電気光学素子の屈折率を変化させ、前記変化した屈折率に対応させて、前記入射光を点滅する、ことを特徴とする光走査装置により上記の課題が達成される。
【解決手段】入射光が透過する光導波路を有する光走査装置であって、前記光導波路は、印加される電界に基づいて屈折率が変化する電気光学素子を含み、前記電気光学素子に所定の周波数の電圧を印加することにより、該電気光学素子の屈折率を変化させ、前記変化した屈折率に対応させて、前記入射光を点滅する、ことを特徴とする光走査装置により上記の課題が達成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学素子を用いた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光束の進行方向を制御して光を走査させる装置として、ポリゴンミラー、ガルバノミラーあるいは電気光学素子を用いた光走査装置が知られている。
【０００３】
ポリゴンミラー及びガルバノミラーを用いた光走査装置では、光の偏向可能な角度（偏向角）が大きいが、光学系（ミラーなど）及び可動部を必要とするため、小型化が難しい場合がある。また、可動部の振動が問題になる場合がある。
【０００４】
一方、電気光学素子を用いた光走査装置では、偏向角は小さいが、電気光学効果（電気光学結晶の屈折率が電界強度に依存して変化する効果）を利用しているため、可動部がなく、高応答性を実現できる。また、小型化も比較的容易である。
【０００５】
特許文献１は、複数の三角形の分極反転ドメインを有する強誘電性基体を用いて、高速のランダムアクセスが可能であると共に、偏向可能な偏向角が大きく、高分解能の電気光学素子に関する技術を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
強誘電体（電気光学素子）を用いた光走査装置は、強誘電体に連続して一方向に電圧を印加することで強誘電体内の電気光学結晶の屈折率を変化させ、電気光学結晶を透過する光を偏向する。このとき、大きな偏向角を得るためには、電気光学結晶に高い電界を印加する必要がある。具体的には、電気光学結晶として用いられているニオブ酸リチウム結晶では、分極反転によるプリズム構造（プリズム幅Ｄ＝２ｍｍ、プリズム長Ｌ＝２０ｍｍ）により光を偏向させる場合において、偏向角度を５°以上とするために、パルス波のパルス幅に対応する時間の間、電圧を一方向に印加し、ニオブ酸リチウム結晶に約１０ｋＶ／ｍｍ以上の電界を印加する。
【０００７】
特許文献１に開示されている技術において、電気光学結晶に高い電界を印加する場合では、空間電荷効果により、結晶内に注入された電子によって陽極からの電界が影響を受け、電極間の電界（電荷分布）が不均一になる場合があった。これにより、電気光学結晶の屈折率が不均一となり、偏向して出射される出射光に歪みが生じ、出射光の品質が保たれない場合があった。
【０００８】
本発明は、高い電界を印加する場合でも、歪みが生じていない偏向した光束を得ることができる光走査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、入射光が透過する光導波路を有する光走査装置であって、前記光導波路は、印加される電界に基づいて屈折率が変化する電気光学素子を含み、前記電気光学素子に所定の周波数の電圧を印加することにより、該電気光学素子の屈折率を変化させ、前記変化した屈折率に対応させて、前記入射光を点滅する、ことを特徴とする光走査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光走査装置において、電気光学素子に印加する電界が高い場合でも、歪みが生じていない偏向した光束を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光偏向器の一例を示す概略構成図である。
【図２】光偏向器の要部の一例を示す概略図である。図（ａ）は、光偏向器の要部の側面図である。図（ｂ）は、光偏向器の要部の平面図である。
【図３】光偏向器の動作の一例を説明する説明図である。図（ａ）は、光偏向器から出射される出射光の照射位置を説明する説明図である。図（ｂ）は、光導波路に印加する電圧の波形及び光源のオン／オフの動作を説明する説明図である。
【図４】光導波路に印加する電圧の波形の比較例を説明する説明図である。図（ａ）は、任意のパルス幅の電圧を印加する場合の比較例を示す説明図である。図（ｂ）は、印加する電圧の中間値がプラスの電圧レベルの場合の比較例を示す説明図である。
【図５】光走査装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】光走査装置の動作の一例を説明する説明図である。図（ａ）は、光走査装置から出射される出射光の光走査位置を説明する説明図である。図（ｂ）は、光導波路に印加する電圧の波形及び光源のオン／オフの動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
電気光学効果により光束の進行方向を偏向する光偏向器を用いて、本発明を詳細に説明する。本発明は、光偏向器以外でも、プリンタ、スキャナ、車載用レーザレーダ、波長可変レーザ、及び、メディカル用レーザ等において用いられる入射光を電気光学効果を用いて偏向し、偏向した光束（入射光）を出射光として照射するものであれば、いずれのものにも用いることができる。
【００１３】
（光偏向器の構成）
図１は、本実施形態の光偏向器の例を示す概略構成図である。
【００１４】
図１において、光偏向器１０は、制御手段１１、入射光手段１２、光導波路１３、電極１４、及び、基板１５を含む。光偏向器１０は、本実施形態では、入射光手段１２から入射された入射光を光導波路１３で偏向し、偏向後の光束（入射光）を出射光として出射する。また、光偏向器１０は、制御手段１１により、電極１４に印加する電圧を制御し、電気光学効果により、光導波路１３の屈折率を変化させ、光導波路１３内を透過する光束を偏向する。ここで、電気光学効果とは、電気光学結晶の屈折率が電界強度に依存して変化する効果をいう。
【００１５】
制御手段１１は、光偏向器１０全体の制御を行う手段である。制御手段１１は、入射光手段１２等の動作を制御する。また、制御手段１１は、電極１４に印加する電圧を制御することにより、光導波路１３の屈折率を制御する。
【００１６】
入射光手段１２は、光を発し、その光を入射光として、光導波路１３に入射する手段である。入射光手段１２は、本実施形態では、光源及び光学系を含む。入射手段１２は、光源が射出する光束（半導体レーザなど）を光学系（レンズ及びミラーなど）により集光し、光導波路１３（後述するコア層）に入射する。
【００１７】
光導波路１３は、入射光手段１２により入射された入射光の進行方向を偏向し、偏向後の光束（入射光）を出射光として出射するものである。光導波路１３は、本実施形態では、コア層１３ｃ及びクラッド層（１３ｕｐ及び１３ｄｗ）を含む。
【００１８】
コア層１３ｃは、電気光学素子として、本実施形態では、強誘電性体により構成される。また、コア層１３ｃは、強誘電性体の一部に自発分極の方向（電気光学結晶の分極軸の方向）が反転した領域（後述する分極反転領域）を有する。クラッド層は、コア層１３ｃから漏れる光を反射する被覆層である。クラッド層は、本実施形態では、上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗを有する。上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗは、コア層１３ｃを被覆するため、入射光の入射方向と交差する方向側のコア層１３ｃの表面上に形成される。
【００１９】
電極１４は、光導波路１３（コア層１３ｃ）に、電圧を印加するものである。電極１４は、本実施形態では、上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗのコア層１３ｃと接する側の反対側（以下、外側という。）の表面に、一対の電極（上部電極層及び下部電極層）として形成される。詳細は後述の（光導波路及び電極の構成）で説明する。
【００２０】
基板１５は、光導波路１３及び電極１４を支持するものである。詳細は後述の（光導波路及び電極の構成）で説明する。
【００２１】
（光導波路及び電極の構成）
光偏向器の光導波路及び電極の構成を、図２（ａ）を用いて、説明する。図２（ａ）は、光偏向器の要部の側面図である。
【００２２】
図２（ａ）において、光偏向器は、光導波路として、光を透過する薄膜導波路であるコア層１３ｃと、コア層から漏れた光を反射するクラッド層（１３ｕｐ及び１３ｄｗ）と、を有する。コア層１３ｃは、自発分極の方向が図中のｚ軸の正方向である正領域１３ｃｐと、光を偏向させるために自発分極の方向を反転（ｚ軸の負方向に）した領域（以下、分極反転領域という。）１３ｃｒと、を有する。クラッド層は、コア層１３ｃの図中のｚ軸方向側の両端面に被覆された上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗを有する。クラッド層は、コア層１３ｃから漏れた光を反射する。
【００２３】
また、光偏向器は、光導波路に電界を印加するための電極として、上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗの外側に形成された上部電極層１４ｕｐ及び下部電極層１４ｄｗを有する。更に、光偏向器は、光導波路及び電極を支持する支持基板１５ｓと、光導波路等と支持基板１５ｓを接着する接着層１５ｇと、を有する。
【００２４】
ここで、コア層１３ｃの材質は、本実施形態では、電気光学素子として、電気光学効果を有する強誘電体のニオブ酸リチウム材料（ＬｉＮｂＯ３）を用いることができる。また、支持基板１５ｓもニオブ酸リチウム材料を用いることができ、光偏向器の熱膨張による損傷を低減することができる。
【００２５】
上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗは、膜厚約１μｍのＴａ２Ｏ５膜またはＳｉＯ２膜を用いることができる。上部電極層１４ｕｐ及び下部電極層１４ｄｗは、膜厚約２００ｎｍのＴｉ膜またはＣｒ膜を用いることができる。
【００２６】
コア層１３ｃは、コア層１３ｃ上に下部クラッド層１３ｄｗ及び下部電極層１４ｄｗを成膜後、コア層１３ｃを上下反転（ｚ軸方向に反転）し、コア層１３ｃの成膜されていない表面を研磨することができる。これにより、コア層１３ｃの膜厚を調整することができる。コア層１３ｃの膜厚は、本実施形態では、約２０μｍとする。研磨後、コア層１３ｃは、コア層１３ｃの研磨した表面上に上部クラッド層１３ｕｐ等を成膜される。
【００２７】
（光束を偏向する動作）
光偏向器が光束の進行方向を偏向する動作を、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の光偏向器の要部の平面図である。
【００２８】
図２（ｂ）より、コア層１３ｃ内の分極反転領域１３ｃｒの形状は、三角形の断面形状（以下、プリズム形状という。）である。また、分極反転領域１３ｃｒは、入射光の進行方向（図中のｙ軸方向）に、複数、配置されている。プリズム形状は、本実施形態では、断面の三角形の高さ（図中のｘ軸方向の長さ）を２ｍｍとし、複数のプリズム形状を有する分極反転領域の全長（図中のｙ軸方向の長さ）を２０ｍｍとする。
【００２９】
次に、光偏向器が光束を偏向する動作について、具体的に説明する。
【００３０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）において、図示しない光源（入射光手段）から発せられた光は、図示しないレンズ等により集光され、入射光Ｂ１として、光導波路のコア層１３ｃに入射される。このとき、入射光Ｂ１は、光束Ｂ２として、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒを伝播する。
【００３１】
ここで、コア層１３ｃの上方及び下方の上部電極層１４ｕｐ及び下部電極層１４ｄｗ間に電圧を印加すると、コア層１３ｃに電界が印加され、コア層１３ｃの電気光学効果により、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒの屈折率が変化する。このとき、正領域１３ｃｐと分極反転領域１３ｃｒとは自発分極の方向が１８０度異なるため、屈折率の変化量が異なる。この結果、コア層１３ｃ内の光束Ｂ２は、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒを透過する際に、正領域１３ｃｐと分極反転領域１３ｃｒとの界面（屈折率の異なる界面）で屈折し、図中のＸＹ平面内で偏向する。
【００３２】
その後、偏向された光束Ｂ２は、出射光Ｂ３として、コア層１３ｃの端面から出射される。
【００３３】
ここで、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒの屈折率差Δｎは、次式となる。
【００３４】
Δｎ＝−１／２×ｒ×ｎ３×Ｖ／ｄ
上記の式において、ｒは電気光学定数（ポッケルス定数）、ｎはコア層１３ｃの屈折率、ｄはコア層１３ｃの厚さ、Ｖはコア層１３ｃに印加する電圧である。
【００３５】
以上より、光偏向器は、コア層（光導波路）に印加する電圧を制御することによって、電気光学効果によりコア層の屈折率を制御し、コア層を透過する光束の進行方向を偏向することができる。
【００３６】
なお、電圧を印加するコア層の領域を上記の分極反転領域のプリズム形状と同様の形状の領域とすることで、コア層内に電圧が印加された領域と印加されていない領域とを形成し、局所的に屈折率を変化させることができる。その結果、電圧が印加された領域と印加されていない領域との界面（屈折率の異なる界面）を透過する光束を屈折させ、光束の進行方向を偏向することもできる。
【００３７】
（光導波路に電圧を印加する動作）
光偏向器が、光導波路に電圧を印加する動作について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、光偏向器から出射される出射光の照射位置を示す。図３（ｂ）は、光偏向器に印加する電圧の波形及び光源の点滅の動作を示す。
【００３８】
図３（ａ）において、光偏向器は、出射光を、任意の時間ごとに、任意の照射位置に照射することができる。具体的には、光偏向器の制御手段は、任意の時間帯（図中のｔ＝０、０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、及び、ｔ３〜）において、任意の照射位置（図中のｘ１、ｘ２、０、−ｘ３、及び、−ｘ１）に、出射光を出射することができる。ここで、図３（ａ）のｘ軸は、図２のｘ軸に対応する。
【００３９】
次に、図３（ａ）の動作中に、光偏向器の制御手段が光導波路に印加する電圧を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）の横軸の経過時間ｔは、図３（ａ）の横軸の経過時間ｔに対応する。また、図３（ｂ）の縦軸の印加電圧Ｖは光導波路（コア層）に印加する電圧である。
【００４０】
図３（ｂ）より、制御手段は、電圧を所定の周波数以上で変化させながら、光導波路に印加する。ここで、所定の周波数は、電界が印加された光導波路内において、空間電荷効果により、光導波路（電気光学結晶）内に注入された電子の分布（電荷分布）が不均一とならない周波数以上の値とすることができる。また、所定の周波数を、数値計算及び実験等により定められる値とすることができる。
【００４１】
図３（ｂ）において、制御手段は、図３（ａ）の横軸の各時間帯（ｔ＝０、ｔ＝０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、及び、ｔ３〜）に対応する照射位置（図３（ａ）のｘ１、ｘ２、０、−ｘ３、及び、−ｘ１の位置）に出射光を照射するため、光偏向器の光源を点滅（点灯及び消灯）する。具体的には、制御手段は、ｔ＝０において、偏向しない出射光を照射するために、印加電圧が０Ｖのタイミングで光源を点灯する。次に、制御手段は、ｔ＝０〜ｔ１の時間帯で、照射位置ｘ１に出射光を照射するために、印加電圧がＶ１のタイミングのみで光源を点灯し、それ以外の電圧のときは光源を消灯する。以下、同様に、ｔ＝ｔ１〜ｔ２等の時間帯で、照射位置−ｘ１等に出射光を照射するため、印加電圧が−Ｖ１等のタイミングのみで光源を点灯する。
【００４２】
この場合、印加する電圧を所定の周波数以上で変化させることにより、電気光学結晶内の電圧勾配の方向が交互に変更されるため、電子が電気光学結晶内に不均一に分布するのを防止し、空間電荷効果が発生するのを抑制することができる。このため、電荷分布が不均一にならず、印加する電界が不均一にならないため、屈折率が一様となり、歪みがない出射光を出射することができる。また、印加する電圧の周波数を高くすることにより、出射光を点灯できるタイミングが増加し、スムーズな光束の照射が可能となる。
【００４３】
以上により、光導波路に所定の周波数以上で電圧を印加し、印加する電圧に対応して光源を点滅することにより、歪みがない出射光を出射し、任意の照射位置に出射光を照射することができる。
【００４４】
次に、図４に、光偏向器に印加する電圧の比較例を示す。図４（ａ）は、任意のパルス幅の電圧を印加する場合の比較例を示す。図４（ｂ）は、印加する電圧の中間値がプラスの電圧レベルの場合の比較例を示す。
【００４５】
図４（ａ）において、任意の照射位置に出射光を照射する場合、パルス幅に対応する時間において、連続して光導波路に電圧が印加される。このため、パルス幅に対応する時間において光導波路に一方向の電界が印加され、空間電荷効果により、電気光学結晶内で不均一な電荷分布が発生し、屈折率が不均一になる場合がある。このとき、出射光に歪みが生じる。
【００４６】
膜厚２０μｍの光導波路の材料にマグネシウムが添加されたニオブ酸リチウム結晶を用いる場合、１ｋＨｚ以上の三角波の波形で±２５０Ｖの電圧を印加するとき、偏向された出射光の形状に歪みは生じない。一方、周波数を１ｋＨｚ未満にすると、偏向された出射光の形状に歪みが生じる。これは、周波数を小さくすると、電気光学結晶内の電子が滞留する時間が確保され、空間電荷効果が生じ易くなるためである。したがって、マグネシウムが添加されたニオブ酸リチウム結晶を用いる場合、光導波路に印加する電圧の波形の周波数は１ｋＨｚ以上とすることが好ましい。
【００４７】
図４（ｂ）において、印加する電圧の中間の電圧レベルがゼロでない場合（図中のプラス側の電圧レベルＶｍの場合）、図４（ａ）と同様に、電気光学結晶内で不均一な電荷分布が発生し、屈折率が不均一になり、出射光に歪みが生じる場合がある。これは、光導波路に電圧を印加することにより、電気光学結晶内に中間の電圧レベルに対応する電圧勾配が存在するため、電気光学結晶内に電子が不必要に滞留するためである。これにより、不均一な電荷分布が電気光学結晶内に形成され、屈折率が不均一になる。
【００４８】
光導波路の材料にマグネシウムが添加されたニオブ酸リチウム結晶を用いる場合、印加する電圧の中間の電圧レベルがゼロでないとき、出射光の歪みが顕著となる。これは、マグネシウムの添加により、空間電荷効果が発生し易くなるからである。したがって、光偏向器の印加する電圧の波形は、図３（ｂ）に示すように、中間の電圧レベルがゼロとなる波形が好ましい。
【００４９】
（実施例）
光走査装置の実施例を用いて、本発明を説明する。本発明は、光走査装置以外でも、プリンタ、スキャナ、車載用レーザレーダ、波長可変レーザ、及び、メディカル用レーザ等において、入射光を電気光学効果を用いて偏向し、偏向した光束（入射光）を出射光として対象物に照射するものであれば、いずれのものにも用いることができる。
【実施例１】
【００５０】
実施例１の光走査装置を用いて、本発明を説明する。
【００５１】
（光走査装置の構成）
本実施例の光走査装置１００の構成を図５に示す。
【００５２】
図５において、光走査装置１００は、光偏向器１１０、制御回路１２１、光源駆動回路１２２、及び、光偏向器駆動回路１２３を含む。光走査装置１００は、本実施例では、光源駆動回路１２２の制御により、光源１１１からの入射光を光導波路１１２に入射する。また、光走査装置１００は、制御回路１２１等の制御により電極Ａ（１１３ａ）等に印加する電圧を制御し、電気光学効果により光導波路１１２の屈折率を変化させる。このとき、光導波路１１２内を透過する光束（入射光）は、進行方向を偏向し、偏向後の光束を出射光として出射（以下、光走査という。）する。
【００５３】
光偏向器１１０の構成は、光偏向器１０（図１）と同様のため、説明を省略する。
【００５４】
制御回路１２１は、光走査の動作を開始するための光走査信号に基づいて、光源１１１の点灯及び消灯のタイミングを制御するための信号（以下、点灯信号という。）を生成し、光源駆動回路１２２に出力する。また、制御回路１２１は、光走査信号に基づいて、電極Ａ（１１３ａ）等に印加する電圧を制御するための信号（以下、印加電圧信号という。）を生成し、光偏向器駆動回路１２３に出力する。
【００５５】
光源駆動回路１２２は、点灯信号に基づいて、光源１１１を点灯及び消灯するタイミングを制御する。光偏向器駆動回路１２３は、印加電圧信号に基づいて、電極Ａ及び電極Ｂ（１１３ａ及び１１３ｂ）に印加する電圧を制御する。
【００５６】
（光走査する動作）
光走査装置が、光走査する動作を、図６を用いて、説明する。図６（ａ）は、光走査装置から出射される出射光の照射位置（以下、光走査位置という。）を示す。図６（ｂ）は、光導波路に印加する電圧の波形及び光源の点滅の動作を示す。
【００５７】
図６（ａ）において、光走査装置は、先ず、制御回路により、光走査信号に基づいて、光走査をする対象物に対応する印加電圧の所定の周波数を決定し、所定の周波数に関する印加電圧信号を光偏向器駆動回路に出力する。このとき、光偏向器駆動回路は、印加電圧信号に基づいて、電極Ａ及び電極Ｂに電圧を印加する。また、光走査装置は、所定の周波数に関する点灯信号を光源駆動回路に出力する。このとき、光源駆動回路は、点灯信号に基づいて、出射光を任意の経過時間（図中の横軸）に任意の光走査位置（図中の縦軸）に照射するため、光源を点灯及び消灯する。
【００５８】
ここで、所定の周波数とは、空間電荷効果により、光導波路内に注入された電子の分布（電荷分布）が不均一とならない周波数の値とすることができる。また、所定の周波数の値を、数値計算又は実験等により定められる光走査する対象物に対応する値とすることができる。
【００５９】
次に、図６（ａ）の動作中に、光走査装置が光導波路に印加する電圧の波形及び光源を点灯及び消灯する動作を図６（ｂ）に示す。ここで、図６（ｂ）の横軸の経過時間ｔは、図６（ａ）の横軸の経過時間ｔに対応する。また、図６（ｂ）の縦軸の印加電圧Ｖは光導波路（コア層）に印加する電圧である。
【００６０】
図６（ｂ）において、光走査装置は、光走査位置を経過時間に対応して変化させる場合、先ず、光導波路に所定の周波数で電圧を印加する。次に、光走査装置は、経過時間に対応する光走査位置に出射光を照射するため、光偏向器の光源を点灯及び消灯する。具体的には、光走査装置は、光源駆動回路の制御により、経過時間ｔ＝０において、偏向しない出射光を照射するために、印加電圧が０Ｖのタイミングで光源を点灯する。次いで、光走査装置は、光走査位置Ｘ１（図６（ａ））に出射光を照射するために、印加電圧がＶ１（図６（ｂ））のタイミングで光源を点灯する。以下、同様に、光走査位置に対応する印加電圧のときに、出射光を照射するため、光源を点灯する。
【００６１】
この場合、印加する電圧を所定の周波数で変化させることによって、電気光学結晶内の電圧勾配の方向が交互に変更されるため、電子が電気光学結晶内に不均一に分布することを防止し、空間電荷効果が発生することを抑制することができる。このため、電荷分布が不均一にならず、印加する電界が不均一にならないため、屈折率が一様となり、歪みがない出射光を出射することができる。また、印加する電圧の周波数を高くすることにより、出射光を点灯できるタイミングが増加し、スムーズな光走査を可能とする。
【００６２】
なお、光走査装置は、常時、高速かつ一定の周波数で光走査する場合においては、光導波路に一定の周波数で電圧を印加し、光源を常時点灯させることで、光走査を行うことも可能である。ここで、一定の周波数とは、１００ｋＨｚ以上の三角波とすることができる。
【００６３】
以上より、光導波路に所定の周波数以上で電圧を印加し、印加する電圧に対応して光源を点灯及び消灯することにより、歪みがない出射光を出射し、任意の光走査位置に出射光を照射する光走査を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ： 光偏向器
１１ ： 制御手段
１２ ： 入射光手段（光源）
１３ ： 光導波路
１３ｃ： コア層（電気光学素子）
１４ ： 電極
１５ ： 基板
１００ ： 光走査装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開平９−１４６１２８
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学素子を用いた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光束の進行方向を制御して光を走査させる装置として、ポリゴンミラー、ガルバノミラーあるいは電気光学素子を用いた光走査装置が知られている。
【０００３】
ポリゴンミラー及びガルバノミラーを用いた光走査装置では、光の偏向可能な角度（偏向角）が大きいが、光学系（ミラーなど）及び可動部を必要とするため、小型化が難しい場合がある。また、可動部の振動が問題になる場合がある。
【０００４】
一方、電気光学素子を用いた光走査装置では、偏向角は小さいが、電気光学効果（電気光学結晶の屈折率が電界強度に依存して変化する効果）を利用しているため、可動部がなく、高応答性を実現できる。また、小型化も比較的容易である。
【０００５】
特許文献１は、複数の三角形の分極反転ドメインを有する強誘電性基体を用いて、高速のランダムアクセスが可能であると共に、偏向可能な偏向角が大きく、高分解能の電気光学素子に関する技術を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
強誘電体（電気光学素子）を用いた光走査装置は、強誘電体に連続して一方向に電圧を印加することで強誘電体内の電気光学結晶の屈折率を変化させ、電気光学結晶を透過する光を偏向する。このとき、大きな偏向角を得るためには、電気光学結晶に高い電界を印加する必要がある。具体的には、電気光学結晶として用いられているニオブ酸リチウム結晶では、分極反転によるプリズム構造（プリズム幅Ｄ＝２ｍｍ、プリズム長Ｌ＝２０ｍｍ）により光を偏向させる場合において、偏向角度を５°以上とするために、パルス波のパルス幅に対応する時間の間、電圧を一方向に印加し、ニオブ酸リチウム結晶に約１０ｋＶ／ｍｍ以上の電界を印加する。
【０００７】
特許文献１に開示されている技術において、電気光学結晶に高い電界を印加する場合では、空間電荷効果により、結晶内に注入された電子によって陽極からの電界が影響を受け、電極間の電界（電荷分布）が不均一になる場合があった。これにより、電気光学結晶の屈折率が不均一となり、偏向して出射される出射光に歪みが生じ、出射光の品質が保たれない場合があった。
【０００８】
本発明は、高い電界を印加する場合でも、歪みが生じていない偏向した光束を得ることができる光走査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、入射光が透過する光導波路を有する光走査装置であって、前記光導波路は、印加される電界に基づいて屈折率が変化する電気光学素子を含み、前記電気光学素子に所定の周波数の電圧を印加することにより、該電気光学素子の屈折率を変化させ、前記変化した屈折率に対応させて、前記入射光を点滅する、ことを特徴とする光走査装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光走査装置において、電気光学素子に印加する電界が高い場合でも、歪みが生じていない偏向した光束を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光偏向器の一例を示す概略構成図である。
【図２】光偏向器の要部の一例を示す概略図である。図（ａ）は、光偏向器の要部の側面図である。図（ｂ）は、光偏向器の要部の平面図である。
【図３】光偏向器の動作の一例を説明する説明図である。図（ａ）は、光偏向器から出射される出射光の照射位置を説明する説明図である。図（ｂ）は、光導波路に印加する電圧の波形及び光源のオン／オフの動作を説明する説明図である。
【図４】光導波路に印加する電圧の波形の比較例を説明する説明図である。図（ａ）は、任意のパルス幅の電圧を印加する場合の比較例を示す説明図である。図（ｂ）は、印加する電圧の中間値がプラスの電圧レベルの場合の比較例を示す説明図である。
【図５】光走査装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】光走査装置の動作の一例を説明する説明図である。図（ａ）は、光走査装置から出射される出射光の光走査位置を説明する説明図である。図（ｂ）は、光導波路に印加する電圧の波形及び光源のオン／オフの動作を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
電気光学効果により光束の進行方向を偏向する光偏向器を用いて、本発明を詳細に説明する。本発明は、光偏向器以外でも、プリンタ、スキャナ、車載用レーザレーダ、波長可変レーザ、及び、メディカル用レーザ等において用いられる入射光を電気光学効果を用いて偏向し、偏向した光束（入射光）を出射光として照射するものであれば、いずれのものにも用いることができる。
【００１３】
（光偏向器の構成）
図１は、本実施形態の光偏向器の例を示す概略構成図である。
【００１４】
図１において、光偏向器１０は、制御手段１１、入射光手段１２、光導波路１３、電極１４、及び、基板１５を含む。光偏向器１０は、本実施形態では、入射光手段１２から入射された入射光を光導波路１３で偏向し、偏向後の光束（入射光）を出射光として出射する。また、光偏向器１０は、制御手段１１により、電極１４に印加する電圧を制御し、電気光学効果により、光導波路１３の屈折率を変化させ、光導波路１３内を透過する光束を偏向する。ここで、電気光学効果とは、電気光学結晶の屈折率が電界強度に依存して変化する効果をいう。
【００１５】
制御手段１１は、光偏向器１０全体の制御を行う手段である。制御手段１１は、入射光手段１２等の動作を制御する。また、制御手段１１は、電極１４に印加する電圧を制御することにより、光導波路１３の屈折率を制御する。
【００１６】
入射光手段１２は、光を発し、その光を入射光として、光導波路１３に入射する手段である。入射光手段１２は、本実施形態では、光源及び光学系を含む。入射手段１２は、光源が射出する光束（半導体レーザなど）を光学系（レンズ及びミラーなど）により集光し、光導波路１３（後述するコア層）に入射する。
【００１７】
光導波路１３は、入射光手段１２により入射された入射光の進行方向を偏向し、偏向後の光束（入射光）を出射光として出射するものである。光導波路１３は、本実施形態では、コア層１３ｃ及びクラッド層（１３ｕｐ及び１３ｄｗ）を含む。
【００１８】
コア層１３ｃは、電気光学素子として、本実施形態では、強誘電性体により構成される。また、コア層１３ｃは、強誘電性体の一部に自発分極の方向（電気光学結晶の分極軸の方向）が反転した領域（後述する分極反転領域）を有する。クラッド層は、コア層１３ｃから漏れる光を反射する被覆層である。クラッド層は、本実施形態では、上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗを有する。上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗは、コア層１３ｃを被覆するため、入射光の入射方向と交差する方向側のコア層１３ｃの表面上に形成される。
【００１９】
電極１４は、光導波路１３（コア層１３ｃ）に、電圧を印加するものである。電極１４は、本実施形態では、上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗのコア層１３ｃと接する側の反対側（以下、外側という。）の表面に、一対の電極（上部電極層及び下部電極層）として形成される。詳細は後述の（光導波路及び電極の構成）で説明する。
【００２０】
基板１５は、光導波路１３及び電極１４を支持するものである。詳細は後述の（光導波路及び電極の構成）で説明する。
【００２１】
（光導波路及び電極の構成）
光偏向器の光導波路及び電極の構成を、図２（ａ）を用いて、説明する。図２（ａ）は、光偏向器の要部の側面図である。
【００２２】
図２（ａ）において、光偏向器は、光導波路として、光を透過する薄膜導波路であるコア層１３ｃと、コア層から漏れた光を反射するクラッド層（１３ｕｐ及び１３ｄｗ）と、を有する。コア層１３ｃは、自発分極の方向が図中のｚ軸の正方向である正領域１３ｃｐと、光を偏向させるために自発分極の方向を反転（ｚ軸の負方向に）した領域（以下、分極反転領域という。）１３ｃｒと、を有する。クラッド層は、コア層１３ｃの図中のｚ軸方向側の両端面に被覆された上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗを有する。クラッド層は、コア層１３ｃから漏れた光を反射する。
【００２３】
また、光偏向器は、光導波路に電界を印加するための電極として、上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗの外側に形成された上部電極層１４ｕｐ及び下部電極層１４ｄｗを有する。更に、光偏向器は、光導波路及び電極を支持する支持基板１５ｓと、光導波路等と支持基板１５ｓを接着する接着層１５ｇと、を有する。
【００２４】
ここで、コア層１３ｃの材質は、本実施形態では、電気光学素子として、電気光学効果を有する強誘電体のニオブ酸リチウム材料（ＬｉＮｂＯ３）を用いることができる。また、支持基板１５ｓもニオブ酸リチウム材料を用いることができ、光偏向器の熱膨張による損傷を低減することができる。
【００２５】
上部クラッド層１３ｕｐ及び下部クラッド層１３ｄｗは、膜厚約１μｍのＴａ２Ｏ５膜またはＳｉＯ２膜を用いることができる。上部電極層１４ｕｐ及び下部電極層１４ｄｗは、膜厚約２００ｎｍのＴｉ膜またはＣｒ膜を用いることができる。
【００２６】
コア層１３ｃは、コア層１３ｃ上に下部クラッド層１３ｄｗ及び下部電極層１４ｄｗを成膜後、コア層１３ｃを上下反転（ｚ軸方向に反転）し、コア層１３ｃの成膜されていない表面を研磨することができる。これにより、コア層１３ｃの膜厚を調整することができる。コア層１３ｃの膜厚は、本実施形態では、約２０μｍとする。研磨後、コア層１３ｃは、コア層１３ｃの研磨した表面上に上部クラッド層１３ｕｐ等を成膜される。
【００２７】
（光束を偏向する動作）
光偏向器が光束の進行方向を偏向する動作を、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の光偏向器の要部の平面図である。
【００２８】
図２（ｂ）より、コア層１３ｃ内の分極反転領域１３ｃｒの形状は、三角形の断面形状（以下、プリズム形状という。）である。また、分極反転領域１３ｃｒは、入射光の進行方向（図中のｙ軸方向）に、複数、配置されている。プリズム形状は、本実施形態では、断面の三角形の高さ（図中のｘ軸方向の長さ）を２ｍｍとし、複数のプリズム形状を有する分極反転領域の全長（図中のｙ軸方向の長さ）を２０ｍｍとする。
【００２９】
次に、光偏向器が光束を偏向する動作について、具体的に説明する。
【００３０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）において、図示しない光源（入射光手段）から発せられた光は、図示しないレンズ等により集光され、入射光Ｂ１として、光導波路のコア層１３ｃに入射される。このとき、入射光Ｂ１は、光束Ｂ２として、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒを伝播する。
【００３１】
ここで、コア層１３ｃの上方及び下方の上部電極層１４ｕｐ及び下部電極層１４ｄｗ間に電圧を印加すると、コア層１３ｃに電界が印加され、コア層１３ｃの電気光学効果により、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒの屈折率が変化する。このとき、正領域１３ｃｐと分極反転領域１３ｃｒとは自発分極の方向が１８０度異なるため、屈折率の変化量が異なる。この結果、コア層１３ｃ内の光束Ｂ２は、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒを透過する際に、正領域１３ｃｐと分極反転領域１３ｃｒとの界面（屈折率の異なる界面）で屈折し、図中のＸＹ平面内で偏向する。
【００３２】
その後、偏向された光束Ｂ２は、出射光Ｂ３として、コア層１３ｃの端面から出射される。
【００３３】
ここで、コア層１３ｃ内の正領域１３ｃｐ及び分極反転領域１３ｃｒの屈折率差Δｎは、次式となる。
【００３４】
Δｎ＝−１／２×ｒ×ｎ３×Ｖ／ｄ
上記の式において、ｒは電気光学定数（ポッケルス定数）、ｎはコア層１３ｃの屈折率、ｄはコア層１３ｃの厚さ、Ｖはコア層１３ｃに印加する電圧である。
【００３５】
以上より、光偏向器は、コア層（光導波路）に印加する電圧を制御することによって、電気光学効果によりコア層の屈折率を制御し、コア層を透過する光束の進行方向を偏向することができる。
【００３６】
なお、電圧を印加するコア層の領域を上記の分極反転領域のプリズム形状と同様の形状の領域とすることで、コア層内に電圧が印加された領域と印加されていない領域とを形成し、局所的に屈折率を変化させることができる。その結果、電圧が印加された領域と印加されていない領域との界面（屈折率の異なる界面）を透過する光束を屈折させ、光束の進行方向を偏向することもできる。
【００３７】
（光導波路に電圧を印加する動作）
光偏向器が、光導波路に電圧を印加する動作について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、光偏向器から出射される出射光の照射位置を示す。図３（ｂ）は、光偏向器に印加する電圧の波形及び光源の点滅の動作を示す。
【００３８】
図３（ａ）において、光偏向器は、出射光を、任意の時間ごとに、任意の照射位置に照射することができる。具体的には、光偏向器の制御手段は、任意の時間帯（図中のｔ＝０、０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、及び、ｔ３〜）において、任意の照射位置（図中のｘ１、ｘ２、０、−ｘ３、及び、−ｘ１）に、出射光を出射することができる。ここで、図３（ａ）のｘ軸は、図２のｘ軸に対応する。
【００３９】
次に、図３（ａ）の動作中に、光偏向器の制御手段が光導波路に印加する電圧を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）の横軸の経過時間ｔは、図３（ａ）の横軸の経過時間ｔに対応する。また、図３（ｂ）の縦軸の印加電圧Ｖは光導波路（コア層）に印加する電圧である。
【００４０】
図３（ｂ）より、制御手段は、電圧を所定の周波数以上で変化させながら、光導波路に印加する。ここで、所定の周波数は、電界が印加された光導波路内において、空間電荷効果により、光導波路（電気光学結晶）内に注入された電子の分布（電荷分布）が不均一とならない周波数以上の値とすることができる。また、所定の周波数を、数値計算及び実験等により定められる値とすることができる。
【００４１】
図３（ｂ）において、制御手段は、図３（ａ）の横軸の各時間帯（ｔ＝０、ｔ＝０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、及び、ｔ３〜）に対応する照射位置（図３（ａ）のｘ１、ｘ２、０、−ｘ３、及び、−ｘ１の位置）に出射光を照射するため、光偏向器の光源を点滅（点灯及び消灯）する。具体的には、制御手段は、ｔ＝０において、偏向しない出射光を照射するために、印加電圧が０Ｖのタイミングで光源を点灯する。次に、制御手段は、ｔ＝０〜ｔ１の時間帯で、照射位置ｘ１に出射光を照射するために、印加電圧がＶ１のタイミングのみで光源を点灯し、それ以外の電圧のときは光源を消灯する。以下、同様に、ｔ＝ｔ１〜ｔ２等の時間帯で、照射位置−ｘ１等に出射光を照射するため、印加電圧が−Ｖ１等のタイミングのみで光源を点灯する。
【００４２】
この場合、印加する電圧を所定の周波数以上で変化させることにより、電気光学結晶内の電圧勾配の方向が交互に変更されるため、電子が電気光学結晶内に不均一に分布するのを防止し、空間電荷効果が発生するのを抑制することができる。このため、電荷分布が不均一にならず、印加する電界が不均一にならないため、屈折率が一様となり、歪みがない出射光を出射することができる。また、印加する電圧の周波数を高くすることにより、出射光を点灯できるタイミングが増加し、スムーズな光束の照射が可能となる。
【００４３】
以上により、光導波路に所定の周波数以上で電圧を印加し、印加する電圧に対応して光源を点滅することにより、歪みがない出射光を出射し、任意の照射位置に出射光を照射することができる。
【００４４】
次に、図４に、光偏向器に印加する電圧の比較例を示す。図４（ａ）は、任意のパルス幅の電圧を印加する場合の比較例を示す。図４（ｂ）は、印加する電圧の中間値がプラスの電圧レベルの場合の比較例を示す。
【００４５】
図４（ａ）において、任意の照射位置に出射光を照射する場合、パルス幅に対応する時間において、連続して光導波路に電圧が印加される。このため、パルス幅に対応する時間において光導波路に一方向の電界が印加され、空間電荷効果により、電気光学結晶内で不均一な電荷分布が発生し、屈折率が不均一になる場合がある。このとき、出射光に歪みが生じる。
【００４６】
膜厚２０μｍの光導波路の材料にマグネシウムが添加されたニオブ酸リチウム結晶を用いる場合、１ｋＨｚ以上の三角波の波形で±２５０Ｖの電圧を印加するとき、偏向された出射光の形状に歪みは生じない。一方、周波数を１ｋＨｚ未満にすると、偏向された出射光の形状に歪みが生じる。これは、周波数を小さくすると、電気光学結晶内の電子が滞留する時間が確保され、空間電荷効果が生じ易くなるためである。したがって、マグネシウムが添加されたニオブ酸リチウム結晶を用いる場合、光導波路に印加する電圧の波形の周波数は１ｋＨｚ以上とすることが好ましい。
【００４７】
図４（ｂ）において、印加する電圧の中間の電圧レベルがゼロでない場合（図中のプラス側の電圧レベルＶｍの場合）、図４（ａ）と同様に、電気光学結晶内で不均一な電荷分布が発生し、屈折率が不均一になり、出射光に歪みが生じる場合がある。これは、光導波路に電圧を印加することにより、電気光学結晶内に中間の電圧レベルに対応する電圧勾配が存在するため、電気光学結晶内に電子が不必要に滞留するためである。これにより、不均一な電荷分布が電気光学結晶内に形成され、屈折率が不均一になる。
【００４８】
光導波路の材料にマグネシウムが添加されたニオブ酸リチウム結晶を用いる場合、印加する電圧の中間の電圧レベルがゼロでないとき、出射光の歪みが顕著となる。これは、マグネシウムの添加により、空間電荷効果が発生し易くなるからである。したがって、光偏向器の印加する電圧の波形は、図３（ｂ）に示すように、中間の電圧レベルがゼロとなる波形が好ましい。
【００４９】
（実施例）
光走査装置の実施例を用いて、本発明を説明する。本発明は、光走査装置以外でも、プリンタ、スキャナ、車載用レーザレーダ、波長可変レーザ、及び、メディカル用レーザ等において、入射光を電気光学効果を用いて偏向し、偏向した光束（入射光）を出射光として対象物に照射するものであれば、いずれのものにも用いることができる。
【実施例１】
【００５０】
実施例１の光走査装置を用いて、本発明を説明する。
【００５１】
（光走査装置の構成）
本実施例の光走査装置１００の構成を図５に示す。
【００５２】
図５において、光走査装置１００は、光偏向器１１０、制御回路１２１、光源駆動回路１２２、及び、光偏向器駆動回路１２３を含む。光走査装置１００は、本実施例では、光源駆動回路１２２の制御により、光源１１１からの入射光を光導波路１１２に入射する。また、光走査装置１００は、制御回路１２１等の制御により電極Ａ（１１３ａ）等に印加する電圧を制御し、電気光学効果により光導波路１１２の屈折率を変化させる。このとき、光導波路１１２内を透過する光束（入射光）は、進行方向を偏向し、偏向後の光束を出射光として出射（以下、光走査という。）する。
【００５３】
光偏向器１１０の構成は、光偏向器１０（図１）と同様のため、説明を省略する。
【００５４】
制御回路１２１は、光走査の動作を開始するための光走査信号に基づいて、光源１１１の点灯及び消灯のタイミングを制御するための信号（以下、点灯信号という。）を生成し、光源駆動回路１２２に出力する。また、制御回路１２１は、光走査信号に基づいて、電極Ａ（１１３ａ）等に印加する電圧を制御するための信号（以下、印加電圧信号という。）を生成し、光偏向器駆動回路１２３に出力する。
【００５５】
光源駆動回路１２２は、点灯信号に基づいて、光源１１１を点灯及び消灯するタイミングを制御する。光偏向器駆動回路１２３は、印加電圧信号に基づいて、電極Ａ及び電極Ｂ（１１３ａ及び１１３ｂ）に印加する電圧を制御する。
【００５６】
（光走査する動作）
光走査装置が、光走査する動作を、図６を用いて、説明する。図６（ａ）は、光走査装置から出射される出射光の照射位置（以下、光走査位置という。）を示す。図６（ｂ）は、光導波路に印加する電圧の波形及び光源の点滅の動作を示す。
【００５７】
図６（ａ）において、光走査装置は、先ず、制御回路により、光走査信号に基づいて、光走査をする対象物に対応する印加電圧の所定の周波数を決定し、所定の周波数に関する印加電圧信号を光偏向器駆動回路に出力する。このとき、光偏向器駆動回路は、印加電圧信号に基づいて、電極Ａ及び電極Ｂに電圧を印加する。また、光走査装置は、所定の周波数に関する点灯信号を光源駆動回路に出力する。このとき、光源駆動回路は、点灯信号に基づいて、出射光を任意の経過時間（図中の横軸）に任意の光走査位置（図中の縦軸）に照射するため、光源を点灯及び消灯する。
【００５８】
ここで、所定の周波数とは、空間電荷効果により、光導波路内に注入された電子の分布（電荷分布）が不均一とならない周波数の値とすることができる。また、所定の周波数の値を、数値計算又は実験等により定められる光走査する対象物に対応する値とすることができる。
【００５９】
次に、図６（ａ）の動作中に、光走査装置が光導波路に印加する電圧の波形及び光源を点灯及び消灯する動作を図６（ｂ）に示す。ここで、図６（ｂ）の横軸の経過時間ｔは、図６（ａ）の横軸の経過時間ｔに対応する。また、図６（ｂ）の縦軸の印加電圧Ｖは光導波路（コア層）に印加する電圧である。
【００６０】
図６（ｂ）において、光走査装置は、光走査位置を経過時間に対応して変化させる場合、先ず、光導波路に所定の周波数で電圧を印加する。次に、光走査装置は、経過時間に対応する光走査位置に出射光を照射するため、光偏向器の光源を点灯及び消灯する。具体的には、光走査装置は、光源駆動回路の制御により、経過時間ｔ＝０において、偏向しない出射光を照射するために、印加電圧が０Ｖのタイミングで光源を点灯する。次いで、光走査装置は、光走査位置Ｘ１（図６（ａ））に出射光を照射するために、印加電圧がＶ１（図６（ｂ））のタイミングで光源を点灯する。以下、同様に、光走査位置に対応する印加電圧のときに、出射光を照射するため、光源を点灯する。
【００６１】
この場合、印加する電圧を所定の周波数で変化させることによって、電気光学結晶内の電圧勾配の方向が交互に変更されるため、電子が電気光学結晶内に不均一に分布することを防止し、空間電荷効果が発生することを抑制することができる。このため、電荷分布が不均一にならず、印加する電界が不均一にならないため、屈折率が一様となり、歪みがない出射光を出射することができる。また、印加する電圧の周波数を高くすることにより、出射光を点灯できるタイミングが増加し、スムーズな光走査を可能とする。
【００６２】
なお、光走査装置は、常時、高速かつ一定の周波数で光走査する場合においては、光導波路に一定の周波数で電圧を印加し、光源を常時点灯させることで、光走査を行うことも可能である。ここで、一定の周波数とは、１００ｋＨｚ以上の三角波とすることができる。
【００６３】
以上より、光導波路に所定の周波数以上で電圧を印加し、印加する電圧に対応して光源を点灯及び消灯することにより、歪みがない出射光を出射し、任意の光走査位置に出射光を照射する光走査を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ： 光偏向器
１１ ： 制御手段
１２ ： 入射光手段（光源）
１３ ： 光導波路
１３ｃ： コア層（電気光学素子）
１４ ： 電極
１５ ： 基板
１００ ： 光走査装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開平９−１４６１２８
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光が透過する光導波路を有する光走査装置であって、
前記光導波路は、印加される電界に基づいて屈折率が変化する電気光学素子を含み、
前記電気光学素子に所定の周波数の電圧を印加することにより、該電気光学素子の屈折率を変化させ、
前記変化した屈折率に対応させて、前記入射光を点滅する、
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記入射光を発する光源を有し、
前記光源は前記入射光を点滅することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光導波路を透過する前記入射光が所望の光走査位置に照射するときの前記屈折率に変化したタイミングで、前記光源は前記入射光を点滅することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光導波路に対向する一対の電極を有し、
前記電気光学素子は、前記一対の電極に対応する位置に配置され、
前記一対の電極に、前記所定の周波数の電圧を印加することにより、前記屈折率を変化させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記電圧は、該電圧の中間の電圧レベルがゼロであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記所定の周波数は、１ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１】
入射光が透過する光導波路を有する光走査装置であって、
前記光導波路は、印加される電界に基づいて屈折率が変化する電気光学素子を含み、
前記電気光学素子に所定の周波数の電圧を印加することにより、該電気光学素子の屈折率を変化させ、
前記変化した屈折率に対応させて、前記入射光を点滅する、
ことを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記入射光を発する光源を有し、
前記光源は前記入射光を点滅することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記光導波路を透過する前記入射光が所望の光走査位置に照射するときの前記屈折率に変化したタイミングで、前記光源は前記入射光を点滅することを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記光導波路に対向する一対の電極を有し、
前記電気光学素子は、前記一対の電極に対応する位置に配置され、
前記一対の電極に、前記所定の周波数の電圧を印加することにより、前記屈折率を変化させる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記電圧は、該電圧の中間の電圧レベルがゼロであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記所定の周波数は、１ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−６１４８８（Ｐ２０１３−６１４８８Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９９１８（Ｐ２０１１−１９９９１８）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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