JP2004029094A - 光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】リサジュー走査によって光を入出力する光走査装置において、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入出力を可能とする。
【解決手段】光走査装置用の光入出力制御装置であって、光走査部１の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に分割した各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換回路２２と、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスに対応する光入出力の目標位置に対する光入出力の実行の未済、済のフラグを読出し又は書込むフラグテーブル２４と、上記各格子状ブロック内の中央部に形成された光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力してその内部か否かを判断する領域内／外判定回路２５と、上記フラグテーブル２４及び領域内／外判定回路２５からの出力信号のアンドをとって光入出力のタイミング信号を出力するＡＮＤ回路２６とを備えたものである。
【選択図】 図１
【解決手段】光走査装置用の光入出力制御装置であって、光走査部１の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に分割した各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換回路２２と、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスに対応する光入出力の目標位置に対する光入出力の実行の未済、済のフラグを読出し又は書込むフラグテーブル２４と、上記各格子状ブロック内の中央部に形成された光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力してその内部か否かを判断する領域内／外判定回路２５と、上記フラグテーブル２４及び領域内／外判定回路２５からの出力信号のアンドをとって光入出力のタイミング信号を出力するＡＮＤ回路２６とを備えたものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサジュー図形に従った軌跡に沿って２次元走査を行うリサジュー走査によって光を出力し、又は走査対象からの光を入力するタイミングを制御する光走査装置用の光入出力制御装置に関し、詳しくは、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光走査装置における２次元の光走査には、ラスター走査とリサジュー走査とがある。一般的には、ラスター走査が用いられるが、Ｘ方向の周波数とＹ方向の周波数との比が大きく取れず、ラスター走査が困難な場合は、リサジュー走査が用いられる。
そして、リサジュー走査によってＸ，Ｙ方向の２次元の光出力又は光入力を行うには、図１２に示すようなリサジュー図形に従った軌跡に沿って２次元走査を行い、その走査軌跡の上で例えば一定の時間間隔毎に順次光出力又は光入力の点を決めて行き、Ｘ，Ｙ方向の光出力又は光入力を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなリサジュー走査による２次元の光出力又は光入力では、ラスター走査に比べて走査線が縦横に入り組んでいるので、光出力又は光入力の方法が複雑になる。また、図１２に示すように、リサジュー図形に従ったＸ，Ｙ方向の走査軌跡の間隔が中心部では粗く、周辺部に行くに従って密になっているため、一定の時間間隔毎に順次光出力又は光入力の点を決めて行くと、周辺部では光出力又は光入力の点が重なることが多くなり、中心部ではＸ，Ｙ方向の必要な点に光出力又は光入力が行われないことがある。したがって、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力ができないことがあった。
【０００４】
さらに、図１３及び図１４に示すように、リサジュー走査において、Ｘ軸方向の周波数Ｆｘ及びＹ軸方向の周波数Ｆｙ並びにリサジュー周波数Ｆｌが同一でも、光出力又は光入力を行う時間間隔ｔを少し変化しただけで、光出力又は光入力の点が大きく変わることがある。例えば、図１３に示すｔ＝１／１２ｋＨｚの時間間隔に対して、図１４に示すｔ＝１／１２．３４ｋＨｚのように時間間隔をわずかに変えただけで、光出力又は光入力の点が大きく変わる。これは、図１３に示すｔ＝１／１２ｋＨｚのように整数分の一の時間間隔とすると、最大公約数を共通に持った状態となり、複数の点が重なって結果として光出力又は光入力の点がまばらになってしまうからである。したがって、特に図１３に示す場合は、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力ができないことがあった。
【０００５】
これらの状態に対して、リサジュー走査の走査軌跡に対して、Ｘ，Ｙ方向の正しいマス目の光出力又は光入力の点になるように予め光出力又は光入力のタイミングを求めておく方法もあるが、この場合は、膨大なシミュレーション計算を必要とするものであり、実施が困難となる。さらに、図１３及び図１４に示すような光出力又は光入力点の偏在に対して、例えば専用の光学レンズで補正する方法もあるが、そのような補正レンズの開発には、莫大な費用がかかり、コスト高となる。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明による光走査装置用の光入出力制御装置は、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部に対し、光源から光を出力し、又は走査対象からの光を入力するタイミングを制御する光走査装置用の光入出力制御装置であって、上記所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御するものである。
【０００８】
このような構成により、光走査部で２次元走査する所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【０００９】
また、第２の発明による光走査装置用の光入出力制御装置は、反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換手段と、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力してそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込むフラグ記憶手段と、上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力し、該光入出力有効領域の内部か否かを判断する領域内外判定手段と、上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力する光入出力信号出力手段と、を備えたものである。
【００１０】
このような構成により、反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、座標変換手段で所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換し、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力して、フラグ記憶手段によりそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込み、上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力して、領域内外判定手段で上記光入出力有効領域の内部か否かを判断し、光入出力信号出力手段により上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【００１１】
そして、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段を備えたものである。このタイマ手段により、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うことで、例えばレーザダイオード等の光源を用いて目標位置に光出力を行う場合に、上記光源の点灯に必要な時間間隔が取れる。
【００１２】
さらに、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段を備えたものである。このカウンタ手段により、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力することで、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割した総ての格子状ブロックについて光出力又は光入力を洩れなく行うことができる。
【００１３】
また、第３の発明による光走査装置は、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部と、この光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させる駆動回路と、上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出する光源と、この光源から上記可動板の反射面に対して光を出力するタイミングを制御する光入出力制御装置と、を備えて成る光走査装置において、上記光入出力制御装置として、前述の各手段のいずれかの光入出力制御装置を用いたものである。
【００１４】
このような構成により、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光源から上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出し、光走査部で可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光出力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力のタイミングを制御する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力を可能とする描画装置が得られる。
【００１５】
さらに、第４の発明による光走査装置は、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部と、この光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させる駆動回路と、上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力する受光部と、この受光部から出力される受光信号を入力するタイミングを制御する光入出力制御装置と、を備えて成る光走査装置において、上記光入出力制御装置として、前述の各手段のいずれかの光入出力制御装置を用いたものである。
【００１６】
このような構成により、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光走査部により可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、受光部で上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光入力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光入力のタイミングを制御する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入力を可能とする撮像装置が得られる。
【００１７】
なお、上記光走査部は、基板に対し直交する二軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を２次元方向に走査し得る２次元半導体ガルバノミラーから成るものとしてもよい。これにより、光走査部を一つの２次元半導体ガルバノミラーで構成できる。
【００１８】
また、上記光走査部は、基板に対し一軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を１次元方向に走査し得る１次元半導体ガルバノミラーを、それぞれの可動板を直交する二軸方向に揺動可能に複数個組み合わせて構成したものとしてもよい。これにより、光走査部を二つの１次元半導体ガルバノミラーで構成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置の実施の形態を示すブロック図である。この光走査装置は、レーザ光等の光ビームの進行方向を２次元に振って所定領域をリサジュー走査により走査するもので、例えば対象面に画像を形成する描画装置として構成した例を示しており、電磁駆動型の光走査部１と、駆動回路２と、光源３と、走査変位検出センサ４と、光入出力制御装置５とを備えて成る。なお、図１において、符号６は、外部装置と各種の情報を送受する入出力インターフェイスを示している。
【００２０】
上記光走査部１は、レーザ光等の光ビームの進行方向を２次元に振って所定領域をリサジュー走査により走査する２次元スキャナとなるもので、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査するように構成されている。この光走査部１としては、本出願人により提案されて特許され、特許第２７２２３１４号公報に掲載された半導体製造技術を用いて製造される２次元の半導体ガルバノミラーを用いるのが好適である。
【００２１】
ここで、上記半導体ガルバノミラーの基本的な構成について簡単に説明する。半導体ガルバノミラーは、例えば図２に示すように、半導体基板１０に、枠状の外側可動板１１及びその内側に配置され中央部にミラー１２を有する矩形状の内側可動板１３からなる可動部１４と、上記外側可動板１１を揺動可能に軸支するＹ軸トーションバー１５ａ，１５ｂと、該Ｙ軸トーションバー１５ａ，１５ｂに対して軸方向が直交し上記内側可動板１３を揺動可能に軸支するＸ軸トーションバー１６ａ，１６ｂとを一体形成し、上記外側可動板１１及び内側可動板１３の各周縁部にそれぞれＹ軸駆動コイル１７及びＸ軸駆動コイル１８を形成し、これら各駆動コイル１７，１８に磁界を作用させる一対のＸ軸側永久磁石１９ａ，１９ｂ及び一対のＹ軸側永久磁石２０ａ，２０ｂが上記半導体基板１０を挟んで対向配置されている。なお、符号２１は、Ｘ軸駆動コイル１８に電流を供給する電極端子を示し、符号２２は、Ｙ軸駆動コイル１７に電流を供給する電極端子を示している。
【００２２】
このような半導体ガルバノミラーは、上記外側可動板１１及び内側可動板１３の各周縁部に設けられたＹ軸駆動コイル１７及びＸ軸駆動コイル１８に流す駆動電流と、上記Ｘ軸側永久磁石１９ａ，１９ｂ及びＹ軸側永久磁石２０ａ，２０ｂの磁界により上記可動部１４にローレンツ力が働いて、該可動部１４の内側可動板１３が２次元方向（Ｘ，Ｙの二軸方向）に揺動する。そして、上記内側可動板１３に設けられたミラー１２にレーザ光等の光ビームを入射することにより、レーザ光が２次元的に走査され、例えば２次元レーザレーダ等として応用できる。なお、上記ミラー１２は、内側可動板１３の表面又は裏面或いは両面に設けてもよい。
【００２３】
駆動回路２は、上記光走査部１に駆動信号を供給して可動部１４の外側可動板１１及び内側可動板１３を直交する二軸方向に揺動させるもので、入出力インターフェイス６から出力される開始信号を入力して、Ｙ軸駆動コイル１７及びＸ軸駆動コイル１８に所定のタイミングで上記可動部１４を駆動するための交流電流を供給するようになっている。
【００２４】
光源３は、上記光走査部１の内側可動板１３のミラー１２に対して光を射出するもので、例えば所定の波長のレーザ光を発振するレーザダイオード等から成り、後述の光入出力制御装置５からの出力信号で動作する光源ドライバ７からの駆動信号により点灯するようになっている。そして、上記光源３から射出された光ビームは、上記光走査部１のミラー１２で２次元に走査されて投影面に照射され、画像を形成する。
【００２５】
走査変位検出センサ４は、上記光走査部１の外側可動板１１及び内側可動板１３の走査状態を検知して、該外側可動板１１及び内側可動板１３による光走査が正弦的に変化する振れ角に同期する走査同期信号を検出するものである。
【００２６】
そして、光入出力制御装置５は、上記光源３から上記内側可動板１３のミラー１２に対して光を出力するタイミングを制御するもので、２次元走査する所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御する手段を備えて成る。すなわち、図１に示すように、位置信号発生回路２１と、座標変換回路２２と、アドレス変換回路２３と、フラグテーブル２４と、領域内／外判定回路２５と、ＡＮＤ回路２６と、インターバルタイマ２７と、カウンタ２８とを備えて成る。なお、図３は、図１に示す光入出力制御装置５の具体的な構成例を示したものである。
【００２７】
上記位置信号発生回路２１は、前記走査変位検出センサ４で検知して出力された外側可動板１１及び内側可動板１３の正弦的に変化する振れ角に同期する走査同期信号を入力し、該走査同期信号を基にしてミラー１２の反射による光の投影面上で光点が等間隔になるように補正されたＸ，Ｙ方向の位置信号を発生するものである。
【００２８】
座標変換回路２２は、上記位置信号発生回路２１から出力される光走査部１の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、後述の図４に示す所定領域Ａの全体をＸ，Ｙ方向に連続するＮ×Ｎ個の格子状に分割して各格子状ブロックＢに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換手段となるもので、図３に示すように、Ｘカウンタ２９と、Ｙカウンタ３０と、Ｘカウンタ２９に接続された第１のエクスクルーシブＯＲ回路３１と、Ｙカウンタ３０に接続された第２のエクスクルーシブＯＲ回路３２とから成る。なお、上記位置信号発生回路２１から出力される光走査部１の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号は、上記Ｘカウンタ２９及びＹカウンタ３０にそれぞれ入力する。また、そのＸカウンタ２９及びＹカウンタ３０には、２次元走査のためのＸ走査方向信号とＹ走査方向信号とがそれぞれ入力するようになっている。
【００２９】
そして、上記Ｘカウンタ２９及びＹカウンタ３０により、図４に示す所定領域Ａの全体がＸ方向にＮ個に分割され、Ｙ方向にＮ個に分割された格子状のブロックＢに分割されて、この各格子状ブロックＢに対応するＸ，Ｙ座標に変換される。このとき、上記Ｘカウンタ２９及びＹカウンタ３０の下位２ビットを用いて、図４（ａ）に示すように、各格子状ブロックＢの内部が例えば４×４の小ブロックに更に分割され、その中央部の２×２のブロック領域に光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域Ｄが形成されて、その座標信号が第１のエクスクルーシブＯＲ回路３１及び第２のエクスクルーシブＯＲ回路３２から出力されるようになっている。
【００３０】
アドレス変換回路２３は、上記座標変換回路２２で変換されたＸ，Ｙ座標を入力してＸ，Ｙアドレスに変換するもので、図３に示すように、その内部でアドレスバスを切り替えてＸアドレス、Ｙアドレスを出力するようになっている。
【００３１】
フラグテーブル２４は、上記アドレス変換回路２３で変換されたＸ，Ｙアドレスを入力してそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込むフラグ記憶手段となるもので、図３に示すように、例えばスタティックＲＡＭから成る。なお、後述のＡＮＤ回路２６から光出力又は光入力の実行のタイミング信号Ｓ１が出力されたら、そのタイミング信号Ｓ１が図３に示すフラグ書換用ロジック３３を介して上記フラグテーブル２４に送られ、いま光出力又は光入力が実行された目標位置に対応するフラグを、“０”から「済」を表す“１”に書き換えるように制御する。
【００３２】
領域内／外判定回路２５は、上記座標変換回路２２から出力され、上記分割された各格子状ブロックＢの内部の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域ＤのＸ，Ｙ座標を入力し、該光入出力有効領域Ｄの内部か否かを判断する領域内外判定手段となるもので、図３に示すように、前記第１のエクスクルーシブＯＲ回路３１及び第２のエクスクルーシブＯＲ回路３２からの出力を入力してその論理積をとるＡＮＤ回路から成る。
【００３３】
ＡＮＤ回路２６は、上記フラグテーブル２４及び領域内／外判定回路２５からの信号を入力しそのアンドをとって光出力又は光入力の信号を出力する光入出力信号出力手段となるもので、領域内／外判定回路２５から図４に示す光入出力有効領域Ｄの内部にリサジュー走査による走査軌跡Ｃが入っているとの判定信号と、フラグテーブル２４から図４に示す光出力又は光入力の実行の「未済」のフラグを表す“０”を読み出した信号のアンドをとって、図３に示すように、光出力又は光入力（この場合は光出力のみ）のタイミング信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００３４】
また、インターバルタイマ２７は、上記ＡＮＤ回路２６からのタイミング信号Ｓ１を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段となるもので、目標位置に光出力又は光入力を行う場合に、例えば光源３としてのレーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔ｔ（例えば１／１５ｋＨｚ＝６６．６７μｓ程度）を置いてから、次の光出力又は光入力の実行のための点灯許可を行うようになっている。これにより、確実に光源３を点灯して光出力又は光入力を行うことができる。
【００３５】
この場合は、インターバルタイマ２７は、上記ＡＮＤ回路２６から出力されたタイミング信号Ｓ１を入力してタイマをリセットし、このタイミングから所定時間が経過したところで点灯の許可信号をＡＮＤ回路２６に送る。そして、上記ＡＮＤ回路２６は、領域内／外判定回路２５からの判定信号と、フラグテーブル２４からの「未済」のフラグを表す“０”の読出し信号と、上記点灯の許可信号とのアンドをとって次回の光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００３６】
さらに、カウンタ２８は、上記ＡＮＤ回路２６からのタイミング信号Ｓ１を入力して、図４に示す各格子状ブロックＢ毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックＢのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段となるもので、図４に示すＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの数に対応させて“Ｎ×Ｎ”の数字をセットしておき、目標位置に光出力又は光入力を実行する度にフラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“１”に書き換えるのを検出して、そのカウント値を１ずつ減算して行き、上記カウンタ２８の数字が０になったら光出力又は光入力の終了信号を出力するようになっている。
【００３７】
なお、図１に示す光走査装置は描画装置の例を示しているので、この場合は、入出力インターフェイス６から、投影面に画像を形成するための描画像データをフラグテーブル２４に送って書き込む必要がある。すなわち、図４（ｂ）に示すフラグテーブル２４に対し、描画像データに応じて画像形成のために光出力の目標位置となるところ（画像領域）には「未済」を表す“０”のフラグを書き込み、光出力の目標位置とならないところ（画像領域外）には「済」を表す“１”のフラグを書き込んでおく。このとき、上記フラグテーブル２４に“０”のフラグを書き込む度に、カウンタ２８にその書込み信号を送ってカウント値を１ずつ増やしてカウントアップしておき、描画像データ分のカウント値としておく。
【００３８】
なお、図１に示す光源ドライバ７は、上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１を入力して、レーザダイオード等の光源３に駆動信号を送出するものである。また、図３に示すＣＰＵ３４は、フラグテーブル２４の「未済」、「済」のフラグを書き換えるためにフラグ書換用ロジック３３に制御信号を送ったり、クリアするときにアドレス変換回路２３からのアドレスデータを上記フラグ書換用ロジック３３に送ったり、カウンタ２８からの終了信号を入力して他の制御系をコントロールするものである。
【００３９】
次に、このように構成された光走査装置の全体的な動作について、図４及び図５を参照して説明する。図４において、画像を形成する所定領域Ａの全体がＸ，Ｙ方向に連続する格子状のブロックＢに分割されている。例えば、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれＮ個に分割し、全体でＮ×Ｎ個に分割されている。そして、この分割された各格子状ブロックＢを光出力又は光入力の目標位置とし、リサジュー走査による走査軌跡Ｃが上記目標位置としての何れかの格子状ブロックＢに入ったことを検出して、当該目標位置に光出力又は光入力を行う。
【００４０】
このとき、図４（ａ）に示すように、各格子状ブロックＢの内部が例えば４×４の小ブロックに更に分割され、その中央部の２×２のブロック領域に光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域Ｄが形成されており、この光入出力有効領域Ｄの内部に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して、該走査軌跡Ｃが目標位置に入ったことを検出する。図４では、光入出力有効領域Ｄ１に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して、目標位置に入ったことを検出する。なお、格子状ブロックＢの内部を走査軌跡Ｃが通ったとしても、その周辺部にて上記光入出力有効領域Ｄの外部を通る走査軌跡Ｃは無視する。これは、各格子状ブロックＢ内の周辺部を走査軌跡Ｃが通った場合は光出力又は光入力の目標位置に入ったとはしないで、リサジュー走査の互いに接近した走査軌跡Ｃによっては座標を配置しないようにするためである。
【００４１】
次に、上記走査軌跡Ｃが上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置に光出力又は光入力を行うには、図４（ｂ）に示すフラグテーブル２４に、Ｎ×Ｎ個の各格子状ブロックＢ毎に光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを立て、このフラグを参照して光出力又は光入力を実行すると共に、そのフラグを順次「済」に更新する。上記フラグテーブル２４は、各格子状ブロックＢ内の各光入出力有効領域Ｄ毎にフラグが立てられ、光出力又は光入力の実行が「未済」の場合は“０”が、「済」の場合は“１”が書き込まれている。これは、同一の格子状ブロックＢ内に重複して光出力又は光入力が行われないようにするためである。
【００４２】
図４の例では、同図（ａ）に示す光入出力有効領域Ｄ１に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して目標位置に入ったことを検出し、同図（ｂ）に示すフラグテーブル２４の上記光入出力有効領域Ｄ１に対応するアドレスのフラグを参照すると“０”であるので、光出力又は光入力の実行が「未済」であると判断して、この目標位置に光出力又は光入力を実行する。これにより、上記光入出力有効領域Ｄ１が含まれた格子状ブロックＢに光出力又は光入力の実行が済んだので、フラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“０”から“１”に書き換える。
【００４３】
また、上記目標位置に光出力又は光入力を行うには、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に行う。図４の例では、同図（ａ）に示す光入出力有効領域Ｄ１で示される目標位置に光出力又は光入力を行う際は、それより前に光出力又は光入力を実行したタイミングから所定時間、例えば光源３としてのレーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔（例えば１／１５ｋＨｚ＝６６．６７μｓ程度）を置いてから、次の光出力又は光入力の実行を行うようにする。なお、今回の光出力又は光入力の実行からその次の光出力又は光入力の実行までの間も所定の時間間隔を置く。これにより、目標位置に光入出力を行う場合に、確実に光源を点灯して光出力を行うことができる。
【００４４】
一方、図５の例では、リサジュー走査による或る回の走査軌跡Ｃが上述の光入出力有効領域Ｄ１を通って他の光入出力有効領域Ｄ２に向かって進んだときの処理を示している。この場合は、同図（ａ）に示す光入出力有効領域Ｄ１に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して目標位置に入ったことを検出し、同図（ｂ）に示すフラグテーブル２４の上記光入出力有効領域Ｄ１に対応するアドレスのフラグを参照すると“１”であるので、光出力又は光入力の実行が「済」であると判断し、スキップして光出力又は光入力の実行をしない。
【００４５】
その後、上記走査軌跡Ｃは光入出力有効領域Ｄ２に入る。このとき、図５（ｂ）に示すフラグテーブル２４の上記光入出力有効領域Ｄ２に対応するアドレスのフラグを参照すると“０”であるので、光出力又は光入力の実行が「未済」であると判断して、この目標位置に光出力又は光入力を実行する。これにより、上記光入出力有効領域Ｄ２が含まれた格子状ブロックＢに光出力又は光入力の実行が済んだので、フラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“０”から“１”に書き換える。
【００４６】
このようにして、Ｘ，Ｙ方向の所定領域Ａの全体について、リサジュー走査を行って総ての目標位置に光出力又は光入力を行う。このとき、各格子状ブロックＢ毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックＢのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する。例えば、図１に示すカウンタ２８にＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの数に対応させて“Ｎ×Ｎ”の数字をセットしておき、目標位置に光出力又は光入力を実行する度にフラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“１”に書き換えるのを検出して、そのカウント値を１ずつ減算して行き、上記カウンタ２８の数字が０になったら光出力又は光入力の終了信号を出力すればよい。
【００４７】
これにより、図４及び図５に示すように、画像形成の所定領域Ａの全体についてＸ，Ｙ方向に連続する各格子状ブロックＢ毎にその中央部に光出力又は光入力を行うと共に、同じ格子状ブロックＢ内には重ねて光出力又は光入力を実行することなく、Ｘ，Ｙ方向の２次元の光出力又は光入力を行うことができる。このことから、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力が実行される。
【００４８】
次に、図１及び図３に示す光入出力制御装置５の具体的な動作について、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。まず、図６において、図４に示す所定領域Ａの１面について光出力又は光入力を開始する。初めに、フラグテーブル２４をリセットすると共に、カウンタ２８をリセットする（ステップＳ１）。次に、インターバルタイマ２７で計測するタイマ値が、例えば光源３としてのレーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔として予め設定された値ｔよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００４９】
インターバルタイマ２７で計測するタイマ値が時間間隔ｔよりも小さいときは、ステップＳ２での監視を繰り返す。そして、計測するタイマ値が時間間隔ｔ以上となったときは、レーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔を経過したので、点灯の許可信号を出力してステップＳ３に進む。
【００５０】
ステップＳ３では、領域内／外判定回路２５で、図４（ａ）に示すリサジュー走査による走査軌跡Ｃが目標位置としての何れかの格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄの内部に入ったか否かを判断する。上記走査軌跡Ｃが何れの光入出力有効領域Ｄの内部にも入っていないときは、“ＮＯ”側に進んで監視を繰り返す。そして、図４に示す光入出力有効領域Ｄ１内に走査軌跡Ｃが入ったときは、“ＹＥＳ”側に進んでステップＳ４に入る。
【００５１】
ステップＳ４では、図４（ｂ）又は図５（ｂ）に示すように、フラグテーブル２４を参照する。そして、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄについて立てられたフラグが“０”又は“１”であるかを判断する（ステップＳ５）。図５（ｂ）に示すように、フラグが“１”であるときは、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄ１には既に光出力又は光入力の実行が「済」となっているので、光出力又は光入力をスキップしてステップＳ３に戻る。
【００５２】
一方、図４（ｂ）に示すように、フラグが“０”であるときは、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄ１には光出力又は光入力の実行が「未済」であるので、結合子「１」を介して図７に示すステップＳ６に入る。
【００５３】
このステップＳ６では、ＡＮＤ回路２６が、領域内／外判定回路２５からの光入出力有効領域Ｄ１内に走査軌跡Ｃが入ったとの判定信号と、フラグテーブル２４からの「未済」のフラグを表す“０”の読出し信号と、前記インターバルタイマ２７から出力された点灯の許可信号とのアンドをとって、光出力又は光入力の実行のタイミング信号Ｓ１を出力する。このＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、光源ドライバ７に送られ、光源３を駆動して光出力を行う。これにより、図４（ａ）に示すように、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄ１に光出力又は光入力が実行される。
【００５４】
上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、前記インターバルタイマ２７へ送られ、そのタイマ値をリセットする（ステップＳ７）。これにより、次回の光出力又は光入力の実行許可の時間計測が再スタートする。
【００５５】
また、上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、フラグ書換用ロジック３３を介してフラグテーブル２４へ送られ、図４（ｂ）に示すように、当該格子状ブロックＢの光入出力有効領域Ｄ１に対応して立てられたフラグを“１”に書き換える（ステップＳ８）。これにより、上記格子状ブロックＢの光入出力有効領域Ｄ１には、重ねて光出力又は光入力がされないこととなる。
【００５６】
さらに、上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、カウンタ２８へ送られ、そのカウント値を減算する（ステップＳ９）。即ち、図４に示すＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの数に対応させてセットされた“Ｎ×Ｎ”の数字を１ずつ減算して行く。
【００５７】
そして、カウンタ２８のカウント値が“０”か否かを判断する（ステップＳ１０）。カウント値が“０”より大きい場合は、まだ処理は終わっていないので、結合子「２」を介して図６のステップＳ１に戻り、上記の処理を繰り返す。カウント値が“０”になった場合は、図４に示すＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの全体について光出力又は光入力が終了したので、画像形成の１面の終了信号を出力する（ステップＳ１１）。
【００５８】
これにより、図８に示すように、図４に示す所定領域Ａの全体についてＸ，Ｙ方向に連続する各格子状ブロックＢ毎にその中央部に光出力を行うと共に、同じ格子状ブロックＢ内には重ねて光出力を実行することなく、Ｘ，Ｙ方向の２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力を実行することができる。
【００５９】
このようにして、図４に示す画像形成の所定領域Ａの１面について光出力又は光入力が終了するので、結合子「３」を介して図６の開始のステップに戻り、次の画像形成の所定領域Ａの１面について光出力又は光入力の処理を開始すればよい。
【００６０】
なお、図４に示す各格子状ブロックＢ内の中央部に形成される光入出力有効領域Ｄ１の形状は、正方形に限られず、図９に示すように、菱形の光入出力有効領域Ｄａでもよいし、円形の光入出力有効領域Ｄｂでもよいし、或いは十字形の光入出力有効領域Ｄｃでもよい。これらの光入出力有効領域Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの場合は、正方形の光入出力有効領域に比べて四方の隅部が削られた形をしているので、光出力又は光入力の目標位置を限定することができ、各格子状ブロックＢ内の中央部に光出力又は光入力をする精度を高くすることができる。このことから、２次元走査の全面にわたってより等間隔に近い光出力又は光入力を実行することができる。
【００６１】
図１０は、本発明による光走査装置の他の実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、例えば走査対象についてその画像を撮影する撮像装置として構成した例を示しており、図１に示す光源３及び光源ドライバ７の代わりに、光センサ３５を備えたものである。この光センサ３５は、光走査部１の内側可動板１３のミラー１２で走査対象を走査した光を入力して受光信号を出力する受光部となるもので、例えばフォトダイオード等から成る。
【００６２】
そして、図１０において、画像メモリ３６は、上記光センサ３５から出力される受光信号を所定の記憶領域に画像データとして記録するものである。また、インターフェイス３７は、上記画像メモリ３６から読み出した画像データを外部装置に送出する接続手段である。それ以外の構成は、基本的に図１に示す光走査装置と同様である。
【００６３】
次に、図１０のように構成された光走査装置の動作について簡単に説明する。まず、光走査部１及び光入出力制御装置５の動作は、図１に示す光走査装置と基本的に同じである。ここで、座標変換回路２２から出力される所定領域Ａ（図４参照）に関するＸ，Ｙの座標情報が直接画像メモリ３６へ送られ、上記光センサ３５から出力される受光信号を書き込むべき場所を示している。この状態で、ＡＮＤ回路２６からは、光出力又は光入力（この場合は光入力のみ）のタイミング信号Ｓ２が出力される。このタイミング信号Ｓ２は、上記画像メモリ３６へ光センサ３５からの受光信号を取り込むサンプリングクロックとなるもので、このサンプリングクロックにより画像メモリ３６へ光センサ３５からの受光信号を書き込むタイミングを制御する。
【００６４】
このような動作により、光走査部１の内側可動板１３のミラー１２で走査対象を走査した光を入力した光センサ３５の受光信号を、光入出力制御装置５から出力されるタイミング信号Ｓ２のタイミングで画像メモリ３６へ書き込むことにより、図８に示すように、図４に示す所定領域Ａの全体についてＸ，Ｙ方向に連続する各格子状ブロックＢ毎にその中央部に光入力を行うと共に、同じ格子状ブロックＢ内には重ねて光入力を実行することなく、Ｘ，Ｙ方向の２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入力を実行することができる。
なお、上記光センサ３５の受光側にシャッタを設け、このシャッタを上記光入出力制御装置５から出力されるタイミング信号Ｓ２により開閉して、光センサ３５の受光信号を画像メモリ３６へ書き込むようにしてもよい。
【００６５】
図１１は、光走査部１の他の実施形態を示す説明図であり、具体例としての１次元の半導体ガルバノミラーの基本的な構成を示す分解斜視図である。この半導体ガルバノミラー４０は、シリコン基板４１の内側に、トーションバー４２と該トーションバー４２により支持された可動板４３とをシリコン基板４１に一体に設け、可動板４３の上面には、その周辺に平面コイル４４を設け、該平面コイル４４で囲まれた略中央にミラー４５を設け、シリコン基板４１を枠状の絶縁基板４６上に載置してある。そして、上記シリコン基板４１の対向する側面に、Ｎ極、Ｓ極を対向させて永久磁石４７が配置されている。なお、符号４８は、平面コイル４４と電気的に接続する電極端子を示している。
【００６６】
この半導体ガルバノミラー４０は、上記電極端子４８から平面コイル４４に交流電流を流すと、可動板４３の両端にフレミングの左手の法則に従って電磁力が働き、該可動板４３はトーションバー４２を中心に周期的に図中の矢印Ａ，Ｂ方向に揺動する。そして、このような１次元の半導体ガルバノミラー４０を、それぞれの可動板４３を直交するＸ，Ｙの二軸方向に揺動可能に２個組み合わせて、光走査部１を構成してもよい。この場合は、二つの可動板４３のＸ軸揺動と、Ｙ軸揺動とが別個に行われるので、それぞれの駆動コイルに発生する逆起電力が相互に作用したり混合することなく、悪影響を与えることがない。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る光走査装置用の光入出力制御装置によれば、光走査部で２次元走査する所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【００６８】
また、請求項２に係る光走査装置用の光入出力制御装置によれば、反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、座標変換手段で所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換し、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力して、フラグ記憶手段によりそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込み、上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力して、領域内外判定手段で上記光入出力有効領域の内部か否かを判断し、光入出力信号出力手段により上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【００６９】
また、請求項３に係る発明によれば、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段を備えたことにより、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うことで、例えばレーザダイオード等の光源を用いて目標位置に光出力を行う場合に、上記光源の点灯に必要な時間間隔が取って確実に光源を点灯することができる。
【００７０】
さらに、請求項４に係る発明によれば、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段を備えたことにより、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力することで、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割した総ての格子状ブロックについて光出力又は光入力を洩れなく行うことができる。
【００７１】
また、請求項５に係る光走査装置によれば、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光源から上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出し、光走査部で可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光出力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力のタイミングを制御することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力を可能とする描画装置が得られる。
【００７２】
そして、請求項６に係る光走査装置によれば、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光走査部により可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、受光部で上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光入力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光入力のタイミングを制御することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入力を可能とする撮像装置が得られる。
【００７３】
なお、請求項７に係る発明によれば、上記光走査部は、基板に対し直交する二軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を２次元方向に走査し得る２次元半導体ガルバノミラーから成るものとしたことにより、光走査部を一つの２次元半導体ガルバノミラーで構成できる。したがって、光走査部の構成を簡単とすることができる。
【００７４】
また、請求項８に係る発明によれば、上記光走査部は、基板に対し一軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を１次元方向に走査し得る１次元半導体ガルバノミラーを、それぞれの可動板を直交する二軸方向に揺動可能に複数個組み合わせて構成したことにより、光走査部を二つの１次元半導体ガルバノミラーで構成できる。この場合は、二つの可動板のＸ軸揺動と、Ｙ軸揺動とが別個に行われるので、それぞれの駆動コイルに発生する逆起電力が相互に作用したり混合することなく、悪影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置の実施の形態を示すブロック図であり、例えば対象面に画像を形成する描画装置として構成した例を示している。
【図２】上記光走査装置における光走査部の具体例としての２次元の半導体ガルバノミラーの基本的な構成を示す平面図である。
【図３】図１に示す光入出力制御装置の具体的な構成例を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る光入出力制御装置における或るタイミングの動作説明図である。
【図５】上記光入出力制御装置における他のタイミングの動作説明図である。
【図６】上記光入出力制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】同じく上記光入出力制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明に係る光入出力制御装置の動作により光出力又は光入力された光点の配置例を示す説明図である。
【図９】図４に示す各格子状ブロック内の中央部に形成される光入出力有効領域の形状の他の例を示す説明図である。
【図１０】本発明による光走査装置の他の実施形態を示すブロック図であり、例えば走査対象についてその画像を撮影する撮像装置として構成した例を示している。
【図１１】光走査部の他の実施形態を示す説明図であり、具体例としての１次元の半導体ガルバノミラーの基本的な構成を示す分解斜視図である。
【図１２】リサジュー図形に従った軌跡に沿って２次元走査を行うリサジュー走査を示す説明図である。
【図１３】従来のリサジュー走査において、Ｘ軸方向の周波数及びＹ軸方向の周波数並びにリサジュー周波数が同一でも、光出力又は光入力を行う時間間隔を少し変化しただけで、光入出力の点が大きく変わることを示す説明図である。
【図１４】同じく従来のリサジュー走査において、Ｘ軸方向の周波数及びＹ軸方向の周波数並びにリサジュー周波数が同一でも、光出力又は光入力を行う時間間隔を少し変化しただけで、光入出力の点が大きく変わることを示す説明図である。
【符号の説明】
１…光走査部
２…駆動回路
３…光源
４…走査変位検出センサ
５…光入出力制御装置
７…光源ドライバ
１２，４５…ミラー
１４…可動部
４３…可動板
２１…位置信号発生回路
２２…座標変換回路
２３…アドレス変換回路
２４…フラグテーブル
２５…領域内／外判定回路
２６…ＡＮＤ回路
２７…インターバルタイマ
２８…カウンタ
３３…フラグ書換用ロジック
３５…光センサ
３６…画像メモリ
Ａ…所定領域
Ｂ…格子状ブロック
Ｃ…リサジュー走査の走査軌跡
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…光入出力有効領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサジュー図形に従った軌跡に沿って２次元走査を行うリサジュー走査によって光を出力し、又は走査対象からの光を入力するタイミングを制御する光走査装置用の光入出力制御装置に関し、詳しくは、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光走査装置における２次元の光走査には、ラスター走査とリサジュー走査とがある。一般的には、ラスター走査が用いられるが、Ｘ方向の周波数とＹ方向の周波数との比が大きく取れず、ラスター走査が困難な場合は、リサジュー走査が用いられる。
そして、リサジュー走査によってＸ，Ｙ方向の２次元の光出力又は光入力を行うには、図１２に示すようなリサジュー図形に従った軌跡に沿って２次元走査を行い、その走査軌跡の上で例えば一定の時間間隔毎に順次光出力又は光入力の点を決めて行き、Ｘ，Ｙ方向の光出力又は光入力を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなリサジュー走査による２次元の光出力又は光入力では、ラスター走査に比べて走査線が縦横に入り組んでいるので、光出力又は光入力の方法が複雑になる。また、図１２に示すように、リサジュー図形に従ったＸ，Ｙ方向の走査軌跡の間隔が中心部では粗く、周辺部に行くに従って密になっているため、一定の時間間隔毎に順次光出力又は光入力の点を決めて行くと、周辺部では光出力又は光入力の点が重なることが多くなり、中心部ではＸ，Ｙ方向の必要な点に光出力又は光入力が行われないことがある。したがって、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力ができないことがあった。
【０００４】
さらに、図１３及び図１４に示すように、リサジュー走査において、Ｘ軸方向の周波数Ｆｘ及びＹ軸方向の周波数Ｆｙ並びにリサジュー周波数Ｆｌが同一でも、光出力又は光入力を行う時間間隔ｔを少し変化しただけで、光出力又は光入力の点が大きく変わることがある。例えば、図１３に示すｔ＝１／１２ｋＨｚの時間間隔に対して、図１４に示すｔ＝１／１２．３４ｋＨｚのように時間間隔をわずかに変えただけで、光出力又は光入力の点が大きく変わる。これは、図１３に示すｔ＝１／１２ｋＨｚのように整数分の一の時間間隔とすると、最大公約数を共通に持った状態となり、複数の点が重なって結果として光出力又は光入力の点がまばらになってしまうからである。したがって、特に図１３に示す場合は、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力ができないことがあった。
【０００５】
これらの状態に対して、リサジュー走査の走査軌跡に対して、Ｘ，Ｙ方向の正しいマス目の光出力又は光入力の点になるように予め光出力又は光入力のタイミングを求めておく方法もあるが、この場合は、膨大なシミュレーション計算を必要とするものであり、実施が困難となる。さらに、図１３及び図１４に示すような光出力又は光入力点の偏在に対して、例えば専用の光学レンズで補正する方法もあるが、そのような補正レンズの開発には、莫大な費用がかかり、コスト高となる。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明による光走査装置用の光入出力制御装置は、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部に対し、光源から光を出力し、又は走査対象からの光を入力するタイミングを制御する光走査装置用の光入出力制御装置であって、上記所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御するものである。
【０００８】
このような構成により、光走査部で２次元走査する所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【０００９】
また、第２の発明による光走査装置用の光入出力制御装置は、反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換手段と、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力してそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込むフラグ記憶手段と、上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力し、該光入出力有効領域の内部か否かを判断する領域内外判定手段と、上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力する光入出力信号出力手段と、を備えたものである。
【００１０】
このような構成により、反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、座標変換手段で所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換し、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力して、フラグ記憶手段によりそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込み、上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力して、領域内外判定手段で上記光入出力有効領域の内部か否かを判断し、光入出力信号出力手段により上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【００１１】
そして、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段を備えたものである。このタイマ手段により、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うことで、例えばレーザダイオード等の光源を用いて目標位置に光出力を行う場合に、上記光源の点灯に必要な時間間隔が取れる。
【００１２】
さらに、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段を備えたものである。このカウンタ手段により、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力することで、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割した総ての格子状ブロックについて光出力又は光入力を洩れなく行うことができる。
【００１３】
また、第３の発明による光走査装置は、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部と、この光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させる駆動回路と、上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出する光源と、この光源から上記可動板の反射面に対して光を出力するタイミングを制御する光入出力制御装置と、を備えて成る光走査装置において、上記光入出力制御装置として、前述の各手段のいずれかの光入出力制御装置を用いたものである。
【００１４】
このような構成により、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光源から上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出し、光走査部で可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光出力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力のタイミングを制御する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力を可能とする描画装置が得られる。
【００１５】
さらに、第４の発明による光走査装置は、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部と、この光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させる駆動回路と、上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力する受光部と、この受光部から出力される受光信号を入力するタイミングを制御する光入出力制御装置と、を備えて成る光走査装置において、上記光入出力制御装置として、前述の各手段のいずれかの光入出力制御装置を用いたものである。
【００１６】
このような構成により、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光走査部により可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、受光部で上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光入力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光入力のタイミングを制御する。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入力を可能とする撮像装置が得られる。
【００１７】
なお、上記光走査部は、基板に対し直交する二軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を２次元方向に走査し得る２次元半導体ガルバノミラーから成るものとしてもよい。これにより、光走査部を一つの２次元半導体ガルバノミラーで構成できる。
【００１８】
また、上記光走査部は、基板に対し一軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を１次元方向に走査し得る１次元半導体ガルバノミラーを、それぞれの可動板を直交する二軸方向に揺動可能に複数個組み合わせて構成したものとしてもよい。これにより、光走査部を二つの１次元半導体ガルバノミラーで構成できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置の実施の形態を示すブロック図である。この光走査装置は、レーザ光等の光ビームの進行方向を２次元に振って所定領域をリサジュー走査により走査するもので、例えば対象面に画像を形成する描画装置として構成した例を示しており、電磁駆動型の光走査部１と、駆動回路２と、光源３と、走査変位検出センサ４と、光入出力制御装置５とを備えて成る。なお、図１において、符号６は、外部装置と各種の情報を送受する入出力インターフェイスを示している。
【００２０】
上記光走査部１は、レーザ光等の光ビームの進行方向を２次元に振って所定領域をリサジュー走査により走査する２次元スキャナとなるもので、反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査するように構成されている。この光走査部１としては、本出願人により提案されて特許され、特許第２７２２３１４号公報に掲載された半導体製造技術を用いて製造される２次元の半導体ガルバノミラーを用いるのが好適である。
【００２１】
ここで、上記半導体ガルバノミラーの基本的な構成について簡単に説明する。半導体ガルバノミラーは、例えば図２に示すように、半導体基板１０に、枠状の外側可動板１１及びその内側に配置され中央部にミラー１２を有する矩形状の内側可動板１３からなる可動部１４と、上記外側可動板１１を揺動可能に軸支するＹ軸トーションバー１５ａ，１５ｂと、該Ｙ軸トーションバー１５ａ，１５ｂに対して軸方向が直交し上記内側可動板１３を揺動可能に軸支するＸ軸トーションバー１６ａ，１６ｂとを一体形成し、上記外側可動板１１及び内側可動板１３の各周縁部にそれぞれＹ軸駆動コイル１７及びＸ軸駆動コイル１８を形成し、これら各駆動コイル１７，１８に磁界を作用させる一対のＸ軸側永久磁石１９ａ，１９ｂ及び一対のＹ軸側永久磁石２０ａ，２０ｂが上記半導体基板１０を挟んで対向配置されている。なお、符号２１は、Ｘ軸駆動コイル１８に電流を供給する電極端子を示し、符号２２は、Ｙ軸駆動コイル１７に電流を供給する電極端子を示している。
【００２２】
このような半導体ガルバノミラーは、上記外側可動板１１及び内側可動板１３の各周縁部に設けられたＹ軸駆動コイル１７及びＸ軸駆動コイル１８に流す駆動電流と、上記Ｘ軸側永久磁石１９ａ，１９ｂ及びＹ軸側永久磁石２０ａ，２０ｂの磁界により上記可動部１４にローレンツ力が働いて、該可動部１４の内側可動板１３が２次元方向（Ｘ，Ｙの二軸方向）に揺動する。そして、上記内側可動板１３に設けられたミラー１２にレーザ光等の光ビームを入射することにより、レーザ光が２次元的に走査され、例えば２次元レーザレーダ等として応用できる。なお、上記ミラー１２は、内側可動板１３の表面又は裏面或いは両面に設けてもよい。
【００２３】
駆動回路２は、上記光走査部１に駆動信号を供給して可動部１４の外側可動板１１及び内側可動板１３を直交する二軸方向に揺動させるもので、入出力インターフェイス６から出力される開始信号を入力して、Ｙ軸駆動コイル１７及びＸ軸駆動コイル１８に所定のタイミングで上記可動部１４を駆動するための交流電流を供給するようになっている。
【００２４】
光源３は、上記光走査部１の内側可動板１３のミラー１２に対して光を射出するもので、例えば所定の波長のレーザ光を発振するレーザダイオード等から成り、後述の光入出力制御装置５からの出力信号で動作する光源ドライバ７からの駆動信号により点灯するようになっている。そして、上記光源３から射出された光ビームは、上記光走査部１のミラー１２で２次元に走査されて投影面に照射され、画像を形成する。
【００２５】
走査変位検出センサ４は、上記光走査部１の外側可動板１１及び内側可動板１３の走査状態を検知して、該外側可動板１１及び内側可動板１３による光走査が正弦的に変化する振れ角に同期する走査同期信号を検出するものである。
【００２６】
そして、光入出力制御装置５は、上記光源３から上記内側可動板１３のミラー１２に対して光を出力するタイミングを制御するもので、２次元走査する所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御する手段を備えて成る。すなわち、図１に示すように、位置信号発生回路２１と、座標変換回路２２と、アドレス変換回路２３と、フラグテーブル２４と、領域内／外判定回路２５と、ＡＮＤ回路２６と、インターバルタイマ２７と、カウンタ２８とを備えて成る。なお、図３は、図１に示す光入出力制御装置５の具体的な構成例を示したものである。
【００２７】
上記位置信号発生回路２１は、前記走査変位検出センサ４で検知して出力された外側可動板１１及び内側可動板１３の正弦的に変化する振れ角に同期する走査同期信号を入力し、該走査同期信号を基にしてミラー１２の反射による光の投影面上で光点が等間隔になるように補正されたＸ，Ｙ方向の位置信号を発生するものである。
【００２８】
座標変換回路２２は、上記位置信号発生回路２１から出力される光走査部１の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、後述の図４に示す所定領域Ａの全体をＸ，Ｙ方向に連続するＮ×Ｎ個の格子状に分割して各格子状ブロックＢに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換手段となるもので、図３に示すように、Ｘカウンタ２９と、Ｙカウンタ３０と、Ｘカウンタ２９に接続された第１のエクスクルーシブＯＲ回路３１と、Ｙカウンタ３０に接続された第２のエクスクルーシブＯＲ回路３２とから成る。なお、上記位置信号発生回路２１から出力される光走査部１の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号は、上記Ｘカウンタ２９及びＹカウンタ３０にそれぞれ入力する。また、そのＸカウンタ２９及びＹカウンタ３０には、２次元走査のためのＸ走査方向信号とＹ走査方向信号とがそれぞれ入力するようになっている。
【００２９】
そして、上記Ｘカウンタ２９及びＹカウンタ３０により、図４に示す所定領域Ａの全体がＸ方向にＮ個に分割され、Ｙ方向にＮ個に分割された格子状のブロックＢに分割されて、この各格子状ブロックＢに対応するＸ，Ｙ座標に変換される。このとき、上記Ｘカウンタ２９及びＹカウンタ３０の下位２ビットを用いて、図４（ａ）に示すように、各格子状ブロックＢの内部が例えば４×４の小ブロックに更に分割され、その中央部の２×２のブロック領域に光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域Ｄが形成されて、その座標信号が第１のエクスクルーシブＯＲ回路３１及び第２のエクスクルーシブＯＲ回路３２から出力されるようになっている。
【００３０】
アドレス変換回路２３は、上記座標変換回路２２で変換されたＸ，Ｙ座標を入力してＸ，Ｙアドレスに変換するもので、図３に示すように、その内部でアドレスバスを切り替えてＸアドレス、Ｙアドレスを出力するようになっている。
【００３１】
フラグテーブル２４は、上記アドレス変換回路２３で変換されたＸ，Ｙアドレスを入力してそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込むフラグ記憶手段となるもので、図３に示すように、例えばスタティックＲＡＭから成る。なお、後述のＡＮＤ回路２６から光出力又は光入力の実行のタイミング信号Ｓ１が出力されたら、そのタイミング信号Ｓ１が図３に示すフラグ書換用ロジック３３を介して上記フラグテーブル２４に送られ、いま光出力又は光入力が実行された目標位置に対応するフラグを、“０”から「済」を表す“１”に書き換えるように制御する。
【００３２】
領域内／外判定回路２５は、上記座標変換回路２２から出力され、上記分割された各格子状ブロックＢの内部の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域ＤのＸ，Ｙ座標を入力し、該光入出力有効領域Ｄの内部か否かを判断する領域内外判定手段となるもので、図３に示すように、前記第１のエクスクルーシブＯＲ回路３１及び第２のエクスクルーシブＯＲ回路３２からの出力を入力してその論理積をとるＡＮＤ回路から成る。
【００３３】
ＡＮＤ回路２６は、上記フラグテーブル２４及び領域内／外判定回路２５からの信号を入力しそのアンドをとって光出力又は光入力の信号を出力する光入出力信号出力手段となるもので、領域内／外判定回路２５から図４に示す光入出力有効領域Ｄの内部にリサジュー走査による走査軌跡Ｃが入っているとの判定信号と、フラグテーブル２４から図４に示す光出力又は光入力の実行の「未済」のフラグを表す“０”を読み出した信号のアンドをとって、図３に示すように、光出力又は光入力（この場合は光出力のみ）のタイミング信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００３４】
また、インターバルタイマ２７は、上記ＡＮＤ回路２６からのタイミング信号Ｓ１を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段となるもので、目標位置に光出力又は光入力を行う場合に、例えば光源３としてのレーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔ｔ（例えば１／１５ｋＨｚ＝６６．６７μｓ程度）を置いてから、次の光出力又は光入力の実行のための点灯許可を行うようになっている。これにより、確実に光源３を点灯して光出力又は光入力を行うことができる。
【００３５】
この場合は、インターバルタイマ２７は、上記ＡＮＤ回路２６から出力されたタイミング信号Ｓ１を入力してタイマをリセットし、このタイミングから所定時間が経過したところで点灯の許可信号をＡＮＤ回路２６に送る。そして、上記ＡＮＤ回路２６は、領域内／外判定回路２５からの判定信号と、フラグテーブル２４からの「未済」のフラグを表す“０”の読出し信号と、上記点灯の許可信号とのアンドをとって次回の光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１を出力するようになっている。
【００３６】
さらに、カウンタ２８は、上記ＡＮＤ回路２６からのタイミング信号Ｓ１を入力して、図４に示す各格子状ブロックＢ毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックＢのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段となるもので、図４に示すＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの数に対応させて“Ｎ×Ｎ”の数字をセットしておき、目標位置に光出力又は光入力を実行する度にフラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“１”に書き換えるのを検出して、そのカウント値を１ずつ減算して行き、上記カウンタ２８の数字が０になったら光出力又は光入力の終了信号を出力するようになっている。
【００３７】
なお、図１に示す光走査装置は描画装置の例を示しているので、この場合は、入出力インターフェイス６から、投影面に画像を形成するための描画像データをフラグテーブル２４に送って書き込む必要がある。すなわち、図４（ｂ）に示すフラグテーブル２４に対し、描画像データに応じて画像形成のために光出力の目標位置となるところ（画像領域）には「未済」を表す“０”のフラグを書き込み、光出力の目標位置とならないところ（画像領域外）には「済」を表す“１”のフラグを書き込んでおく。このとき、上記フラグテーブル２４に“０”のフラグを書き込む度に、カウンタ２８にその書込み信号を送ってカウント値を１ずつ増やしてカウントアップしておき、描画像データ分のカウント値としておく。
【００３８】
なお、図１に示す光源ドライバ７は、上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１を入力して、レーザダイオード等の光源３に駆動信号を送出するものである。また、図３に示すＣＰＵ３４は、フラグテーブル２４の「未済」、「済」のフラグを書き換えるためにフラグ書換用ロジック３３に制御信号を送ったり、クリアするときにアドレス変換回路２３からのアドレスデータを上記フラグ書換用ロジック３３に送ったり、カウンタ２８からの終了信号を入力して他の制御系をコントロールするものである。
【００３９】
次に、このように構成された光走査装置の全体的な動作について、図４及び図５を参照して説明する。図４において、画像を形成する所定領域Ａの全体がＸ，Ｙ方向に連続する格子状のブロックＢに分割されている。例えば、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれＮ個に分割し、全体でＮ×Ｎ個に分割されている。そして、この分割された各格子状ブロックＢを光出力又は光入力の目標位置とし、リサジュー走査による走査軌跡Ｃが上記目標位置としての何れかの格子状ブロックＢに入ったことを検出して、当該目標位置に光出力又は光入力を行う。
【００４０】
このとき、図４（ａ）に示すように、各格子状ブロックＢの内部が例えば４×４の小ブロックに更に分割され、その中央部の２×２のブロック領域に光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域Ｄが形成されており、この光入出力有効領域Ｄの内部に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して、該走査軌跡Ｃが目標位置に入ったことを検出する。図４では、光入出力有効領域Ｄ１に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して、目標位置に入ったことを検出する。なお、格子状ブロックＢの内部を走査軌跡Ｃが通ったとしても、その周辺部にて上記光入出力有効領域Ｄの外部を通る走査軌跡Ｃは無視する。これは、各格子状ブロックＢ内の周辺部を走査軌跡Ｃが通った場合は光出力又は光入力の目標位置に入ったとはしないで、リサジュー走査の互いに接近した走査軌跡Ｃによっては座標を配置しないようにするためである。
【００４１】
次に、上記走査軌跡Ｃが上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置に光出力又は光入力を行うには、図４（ｂ）に示すフラグテーブル２４に、Ｎ×Ｎ個の各格子状ブロックＢ毎に光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを立て、このフラグを参照して光出力又は光入力を実行すると共に、そのフラグを順次「済」に更新する。上記フラグテーブル２４は、各格子状ブロックＢ内の各光入出力有効領域Ｄ毎にフラグが立てられ、光出力又は光入力の実行が「未済」の場合は“０”が、「済」の場合は“１”が書き込まれている。これは、同一の格子状ブロックＢ内に重複して光出力又は光入力が行われないようにするためである。
【００４２】
図４の例では、同図（ａ）に示す光入出力有効領域Ｄ１に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して目標位置に入ったことを検出し、同図（ｂ）に示すフラグテーブル２４の上記光入出力有効領域Ｄ１に対応するアドレスのフラグを参照すると“０”であるので、光出力又は光入力の実行が「未済」であると判断して、この目標位置に光出力又は光入力を実行する。これにより、上記光入出力有効領域Ｄ１が含まれた格子状ブロックＢに光出力又は光入力の実行が済んだので、フラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“０”から“１”に書き換える。
【００４３】
また、上記目標位置に光出力又は光入力を行うには、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に行う。図４の例では、同図（ａ）に示す光入出力有効領域Ｄ１で示される目標位置に光出力又は光入力を行う際は、それより前に光出力又は光入力を実行したタイミングから所定時間、例えば光源３としてのレーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔（例えば１／１５ｋＨｚ＝６６．６７μｓ程度）を置いてから、次の光出力又は光入力の実行を行うようにする。なお、今回の光出力又は光入力の実行からその次の光出力又は光入力の実行までの間も所定の時間間隔を置く。これにより、目標位置に光入出力を行う場合に、確実に光源を点灯して光出力を行うことができる。
【００４４】
一方、図５の例では、リサジュー走査による或る回の走査軌跡Ｃが上述の光入出力有効領域Ｄ１を通って他の光入出力有効領域Ｄ２に向かって進んだときの処理を示している。この場合は、同図（ａ）に示す光入出力有効領域Ｄ１に走査軌跡Ｃが入ったのを検出して目標位置に入ったことを検出し、同図（ｂ）に示すフラグテーブル２４の上記光入出力有効領域Ｄ１に対応するアドレスのフラグを参照すると“１”であるので、光出力又は光入力の実行が「済」であると判断し、スキップして光出力又は光入力の実行をしない。
【００４５】
その後、上記走査軌跡Ｃは光入出力有効領域Ｄ２に入る。このとき、図５（ｂ）に示すフラグテーブル２４の上記光入出力有効領域Ｄ２に対応するアドレスのフラグを参照すると“０”であるので、光出力又は光入力の実行が「未済」であると判断して、この目標位置に光出力又は光入力を実行する。これにより、上記光入出力有効領域Ｄ２が含まれた格子状ブロックＢに光出力又は光入力の実行が済んだので、フラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“０”から“１”に書き換える。
【００４６】
このようにして、Ｘ，Ｙ方向の所定領域Ａの全体について、リサジュー走査を行って総ての目標位置に光出力又は光入力を行う。このとき、各格子状ブロックＢ毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックＢのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する。例えば、図１に示すカウンタ２８にＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの数に対応させて“Ｎ×Ｎ”の数字をセットしておき、目標位置に光出力又は光入力を実行する度にフラグテーブル２４の対応するアドレスのフラグを“１”に書き換えるのを検出して、そのカウント値を１ずつ減算して行き、上記カウンタ２８の数字が０になったら光出力又は光入力の終了信号を出力すればよい。
【００４７】
これにより、図４及び図５に示すように、画像形成の所定領域Ａの全体についてＸ，Ｙ方向に連続する各格子状ブロックＢ毎にその中央部に光出力又は光入力を行うと共に、同じ格子状ブロックＢ内には重ねて光出力又は光入力を実行することなく、Ｘ，Ｙ方向の２次元の光出力又は光入力を行うことができる。このことから、２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力が実行される。
【００４８】
次に、図１及び図３に示す光入出力制御装置５の具体的な動作について、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。まず、図６において、図４に示す所定領域Ａの１面について光出力又は光入力を開始する。初めに、フラグテーブル２４をリセットすると共に、カウンタ２８をリセットする（ステップＳ１）。次に、インターバルタイマ２７で計測するタイマ値が、例えば光源３としてのレーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔として予め設定された値ｔよりも小さいか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００４９】
インターバルタイマ２７で計測するタイマ値が時間間隔ｔよりも小さいときは、ステップＳ２での監視を繰り返す。そして、計測するタイマ値が時間間隔ｔ以上となったときは、レーザダイオード等が点灯するのに必要な時間間隔を経過したので、点灯の許可信号を出力してステップＳ３に進む。
【００５０】
ステップＳ３では、領域内／外判定回路２５で、図４（ａ）に示すリサジュー走査による走査軌跡Ｃが目標位置としての何れかの格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄの内部に入ったか否かを判断する。上記走査軌跡Ｃが何れの光入出力有効領域Ｄの内部にも入っていないときは、“ＮＯ”側に進んで監視を繰り返す。そして、図４に示す光入出力有効領域Ｄ１内に走査軌跡Ｃが入ったときは、“ＹＥＳ”側に進んでステップＳ４に入る。
【００５１】
ステップＳ４では、図４（ｂ）又は図５（ｂ）に示すように、フラグテーブル２４を参照する。そして、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄについて立てられたフラグが“０”又は“１”であるかを判断する（ステップＳ５）。図５（ｂ）に示すように、フラグが“１”であるときは、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄ１には既に光出力又は光入力の実行が「済」となっているので、光出力又は光入力をスキップしてステップＳ３に戻る。
【００５２】
一方、図４（ｂ）に示すように、フラグが“０”であるときは、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄ１には光出力又は光入力の実行が「未済」であるので、結合子「１」を介して図７に示すステップＳ６に入る。
【００５３】
このステップＳ６では、ＡＮＤ回路２６が、領域内／外判定回路２５からの光入出力有効領域Ｄ１内に走査軌跡Ｃが入ったとの判定信号と、フラグテーブル２４からの「未済」のフラグを表す“０”の読出し信号と、前記インターバルタイマ２７から出力された点灯の許可信号とのアンドをとって、光出力又は光入力の実行のタイミング信号Ｓ１を出力する。このＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、光源ドライバ７に送られ、光源３を駆動して光出力を行う。これにより、図４（ａ）に示すように、当該格子状ブロックＢ内の光入出力有効領域Ｄ１に光出力又は光入力が実行される。
【００５４】
上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、前記インターバルタイマ２７へ送られ、そのタイマ値をリセットする（ステップＳ７）。これにより、次回の光出力又は光入力の実行許可の時間計測が再スタートする。
【００５５】
また、上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、フラグ書換用ロジック３３を介してフラグテーブル２４へ送られ、図４（ｂ）に示すように、当該格子状ブロックＢの光入出力有効領域Ｄ１に対応して立てられたフラグを“１”に書き換える（ステップＳ８）。これにより、上記格子状ブロックＢの光入出力有効領域Ｄ１には、重ねて光出力又は光入力がされないこととなる。
【００５６】
さらに、上記ＡＮＤ回路２６から出力された光出力又は光入力のタイミング信号Ｓ１は、カウンタ２８へ送られ、そのカウント値を減算する（ステップＳ９）。即ち、図４に示すＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの数に対応させてセットされた“Ｎ×Ｎ”の数字を１ずつ減算して行く。
【００５７】
そして、カウンタ２８のカウント値が“０”か否かを判断する（ステップＳ１０）。カウント値が“０”より大きい場合は、まだ処理は終わっていないので、結合子「２」を介して図６のステップＳ１に戻り、上記の処理を繰り返す。カウント値が“０”になった場合は、図４に示すＮ×Ｎ個の格子状ブロックＢの全体について光出力又は光入力が終了したので、画像形成の１面の終了信号を出力する（ステップＳ１１）。
【００５８】
これにより、図８に示すように、図４に示す所定領域Ａの全体についてＸ，Ｙ方向に連続する各格子状ブロックＢ毎にその中央部に光出力を行うと共に、同じ格子状ブロックＢ内には重ねて光出力を実行することなく、Ｘ，Ｙ方向の２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力を実行することができる。
【００５９】
このようにして、図４に示す画像形成の所定領域Ａの１面について光出力又は光入力が終了するので、結合子「３」を介して図６の開始のステップに戻り、次の画像形成の所定領域Ａの１面について光出力又は光入力の処理を開始すればよい。
【００６０】
なお、図４に示す各格子状ブロックＢ内の中央部に形成される光入出力有効領域Ｄ１の形状は、正方形に限られず、図９に示すように、菱形の光入出力有効領域Ｄａでもよいし、円形の光入出力有効領域Ｄｂでもよいし、或いは十字形の光入出力有効領域Ｄｃでもよい。これらの光入出力有効領域Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの場合は、正方形の光入出力有効領域に比べて四方の隅部が削られた形をしているので、光出力又は光入力の目標位置を限定することができ、各格子状ブロックＢ内の中央部に光出力又は光入力をする精度を高くすることができる。このことから、２次元走査の全面にわたってより等間隔に近い光出力又は光入力を実行することができる。
【００６１】
図１０は、本発明による光走査装置の他の実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、例えば走査対象についてその画像を撮影する撮像装置として構成した例を示しており、図１に示す光源３及び光源ドライバ７の代わりに、光センサ３５を備えたものである。この光センサ３５は、光走査部１の内側可動板１３のミラー１２で走査対象を走査した光を入力して受光信号を出力する受光部となるもので、例えばフォトダイオード等から成る。
【００６２】
そして、図１０において、画像メモリ３６は、上記光センサ３５から出力される受光信号を所定の記憶領域に画像データとして記録するものである。また、インターフェイス３７は、上記画像メモリ３６から読み出した画像データを外部装置に送出する接続手段である。それ以外の構成は、基本的に図１に示す光走査装置と同様である。
【００６３】
次に、図１０のように構成された光走査装置の動作について簡単に説明する。まず、光走査部１及び光入出力制御装置５の動作は、図１に示す光走査装置と基本的に同じである。ここで、座標変換回路２２から出力される所定領域Ａ（図４参照）に関するＸ，Ｙの座標情報が直接画像メモリ３６へ送られ、上記光センサ３５から出力される受光信号を書き込むべき場所を示している。この状態で、ＡＮＤ回路２６からは、光出力又は光入力（この場合は光入力のみ）のタイミング信号Ｓ２が出力される。このタイミング信号Ｓ２は、上記画像メモリ３６へ光センサ３５からの受光信号を取り込むサンプリングクロックとなるもので、このサンプリングクロックにより画像メモリ３６へ光センサ３５からの受光信号を書き込むタイミングを制御する。
【００６４】
このような動作により、光走査部１の内側可動板１３のミラー１２で走査対象を走査した光を入力した光センサ３５の受光信号を、光入出力制御装置５から出力されるタイミング信号Ｓ２のタイミングで画像メモリ３６へ書き込むことにより、図８に示すように、図４に示す所定領域Ａの全体についてＸ，Ｙ方向に連続する各格子状ブロックＢ毎にその中央部に光入力を行うと共に、同じ格子状ブロックＢ内には重ねて光入力を実行することなく、Ｘ，Ｙ方向の２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入力を実行することができる。
なお、上記光センサ３５の受光側にシャッタを設け、このシャッタを上記光入出力制御装置５から出力されるタイミング信号Ｓ２により開閉して、光センサ３５の受光信号を画像メモリ３６へ書き込むようにしてもよい。
【００６５】
図１１は、光走査部１の他の実施形態を示す説明図であり、具体例としての１次元の半導体ガルバノミラーの基本的な構成を示す分解斜視図である。この半導体ガルバノミラー４０は、シリコン基板４１の内側に、トーションバー４２と該トーションバー４２により支持された可動板４３とをシリコン基板４１に一体に設け、可動板４３の上面には、その周辺に平面コイル４４を設け、該平面コイル４４で囲まれた略中央にミラー４５を設け、シリコン基板４１を枠状の絶縁基板４６上に載置してある。そして、上記シリコン基板４１の対向する側面に、Ｎ極、Ｓ極を対向させて永久磁石４７が配置されている。なお、符号４８は、平面コイル４４と電気的に接続する電極端子を示している。
【００６６】
この半導体ガルバノミラー４０は、上記電極端子４８から平面コイル４４に交流電流を流すと、可動板４３の両端にフレミングの左手の法則に従って電磁力が働き、該可動板４３はトーションバー４２を中心に周期的に図中の矢印Ａ，Ｂ方向に揺動する。そして、このような１次元の半導体ガルバノミラー４０を、それぞれの可動板４３を直交するＸ，Ｙの二軸方向に揺動可能に２個組み合わせて、光走査部１を構成してもよい。この場合は、二つの可動板４３のＸ軸揺動と、Ｙ軸揺動とが別個に行われるので、それぞれの駆動コイルに発生する逆起電力が相互に作用したり混合することなく、悪影響を与えることがない。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る光走査装置用の光入出力制御装置によれば、光走査部で２次元走査する所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【００６８】
また、請求項２に係る光走査装置用の光入出力制御装置によれば、反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、座標変換手段で所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換し、該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力して、フラグ記憶手段によりそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込み、上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力して、領域内外判定手段で上記光入出力有効領域の内部か否かを判断し、光入出力信号出力手段により上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力又は光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力又は光入力を可能とする。
【００６９】
また、請求項３に係る発明によれば、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段を備えたことにより、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うことで、例えばレーザダイオード等の光源を用いて目標位置に光出力を行う場合に、上記光源の点灯に必要な時間間隔が取って確実に光源を点灯することができる。
【００７０】
さらに、請求項４に係る発明によれば、上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段を備えたことにより、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力することで、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割した総ての格子状ブロックについて光出力又は光入力を洩れなく行うことができる。
【００７１】
また、請求項５に係る光走査装置によれば、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光源から上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出し、光走査部で可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光出力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力のタイミングを制御することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光出力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光出力を可能とする描画装置が得られる。
【００７２】
そして、請求項６に係る光走査装置によれば、駆動回路で光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させ、光走査部により可動板を直交する二軸方向に揺動して反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査し、受光部で上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力し、光入出力制御装置により、Ｘ，Ｙ方向に連続する格子状に分割された各格子状ブロックを光入力の目標位置とし、２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光入力のタイミングを制御することができる。これにより、リサジュー走査においても、上記分割された各格子状ブロックを目標位置とし、この目標位置にて光入力を行うことで２次元走査の全面にわたって等間隔に近い光入力を可能とする撮像装置が得られる。
【００７３】
なお、請求項７に係る発明によれば、上記光走査部は、基板に対し直交する二軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を２次元方向に走査し得る２次元半導体ガルバノミラーから成るものとしたことにより、光走査部を一つの２次元半導体ガルバノミラーで構成できる。したがって、光走査部の構成を簡単とすることができる。
【００７４】
また、請求項８に係る発明によれば、上記光走査部は、基板に対し一軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を１次元方向に走査し得る１次元半導体ガルバノミラーを、それぞれの可動板を直交する二軸方向に揺動可能に複数個組み合わせて構成したことにより、光走査部を二つの１次元半導体ガルバノミラーで構成できる。この場合は、二つの可動板のＸ軸揺動と、Ｙ軸揺動とが別個に行われるので、それぞれの駆動コイルに発生する逆起電力が相互に作用したり混合することなく、悪影響を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光走査装置用の光入出力制御装置及びこれを用いた光走査装置の実施の形態を示すブロック図であり、例えば対象面に画像を形成する描画装置として構成した例を示している。
【図２】上記光走査装置における光走査部の具体例としての２次元の半導体ガルバノミラーの基本的な構成を示す平面図である。
【図３】図１に示す光入出力制御装置の具体的な構成例を示したブロック図である。
【図４】本発明に係る光入出力制御装置における或るタイミングの動作説明図である。
【図５】上記光入出力制御装置における他のタイミングの動作説明図である。
【図６】上記光入出力制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】同じく上記光入出力制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明に係る光入出力制御装置の動作により光出力又は光入力された光点の配置例を示す説明図である。
【図９】図４に示す各格子状ブロック内の中央部に形成される光入出力有効領域の形状の他の例を示す説明図である。
【図１０】本発明による光走査装置の他の実施形態を示すブロック図であり、例えば走査対象についてその画像を撮影する撮像装置として構成した例を示している。
【図１１】光走査部の他の実施形態を示す説明図であり、具体例としての１次元の半導体ガルバノミラーの基本的な構成を示す分解斜視図である。
【図１２】リサジュー図形に従った軌跡に沿って２次元走査を行うリサジュー走査を示す説明図である。
【図１３】従来のリサジュー走査において、Ｘ軸方向の周波数及びＹ軸方向の周波数並びにリサジュー周波数が同一でも、光出力又は光入力を行う時間間隔を少し変化しただけで、光入出力の点が大きく変わることを示す説明図である。
【図１４】同じく従来のリサジュー走査において、Ｘ軸方向の周波数及びＹ軸方向の周波数並びにリサジュー周波数が同一でも、光出力又は光入力を行う時間間隔を少し変化しただけで、光入出力の点が大きく変わることを示す説明図である。
【符号の説明】
１…光走査部
２…駆動回路
３…光源
４…走査変位検出センサ
５…光入出力制御装置
７…光源ドライバ
１２，４５…ミラー
１４…可動部
４３…可動板
２１…位置信号発生回路
２２…座標変換回路
２３…アドレス変換回路
２４…フラグテーブル
２５…領域内／外判定回路
２６…ＡＮＤ回路
２７…インターバルタイマ
２８…カウンタ
３３…フラグ書換用ロジック
３５…光センサ
３６…画像メモリ
Ａ…所定領域
Ｂ…格子状ブロック
Ｃ…リサジュー走査の走査軌跡
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…光入出力有効領域
Claims (8)
- 反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部に対し、光源から光を出力し、又は走査対象からの光を入力するタイミングを制御する光走査装置用の光入出力制御装置であって、
上記所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割し、この分割された各格子状ブロックを光出力又は光入力の目標位置とし、上記２次元走査による走査軌跡が上記目標位置に入ったことを検出して、その目標位置にて光出力又は光入力のタイミングを制御することを特徴とする光走査装置用の光入出力制御装置。 - 反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部に対し、光源から光を出力し、又は走査対象からの光を入力するタイミングを制御する光走査装置用の光入出力制御装置であって、
上記光走査部の２次元走査のＸ，Ｙ方向の位置信号を入力し、所定領域の全体をＸ，Ｙ方向に連続する格子状に分割して各格子状ブロックに対応するＸ，Ｙ座標に変換する座標変換手段と、
該変換されたＸ，Ｙ座標をアドレスに変換したＸ，Ｙアドレスを入力してそのアドレスに対応する光出力又は光入力の目標位置に対する光出力又は光入力の実行の「未済」、「済」のフラグを読み出し又は書き込むフラグ記憶手段と、
上記座標変換手段から出力され、各格子状ブロック内の中央部に形成された光出力又は光入力の有効点であると判断するための光入出力有効領域のＸ，Ｙ座標を入力し、該光入出力有効領域の内部か否かを判断する領域内外判定手段と、
上記フラグ記憶手段及び領域内外判定手段からの出力信号のアンドをとって光出力又は光入力のタイミング信号を出力する光入出力信号出力手段と、
を備えたことを特徴とする光走査装置用の光入出力制御装置。 - 上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、前回の光出力又は光入力の実行のタイミングから所定時間が経過した後に次の光出力又は光入力の実行許可を行うタイマ手段を備えたことを特徴とする請求項２記載の光走査装置用の光入出力制御装置。
- 上記光入出力信号出力手段からのタイミング信号を入力して、各格子状ブロック毎に立てた光出力又は光入力の実行のフラグの更新を順次カウントして行き、全格子状ブロックのフラグが「済」に更新された時に光出力又は光入力を終了する終了信号を出力するカウンタ手段を備えたことを特徴とする請求項２又は３記載の光走査装置用の光入出力制御装置。
- 反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部と、
この光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させる駆動回路と、
上記光走査部の可動板の反射面に対して光を射出する光源と、
この光源から上記可動板の反射面に対して光を出力するタイミングを制御する光入出力制御装置と、
を備えて成る光走査装置において、
上記光入出力制御装置として、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光入出力制御装置を用いたことを特徴とする光走査装置。 - 反射面が形成された可動板を直交する二軸方向に揺動し、上記反射面に入射される光の進行方向を振って所定領域内を２次元走査する光走査部と、
この光走査部に駆動信号を供給して可動板を直交する二軸方向に揺動させる駆動回路と、
上記光走査部の可動板の反射面からの光を入力して受光信号を出力する受光部と、
この受光部から出力される受光信号を入力するタイミングを制御する光入出力制御装置と、
を備えて成る光走査装置において、
上記光入出力制御装置として、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光入出力制御装置を用いたことを特徴とする光走査装置。 - 上記光走査部は、基板に対し直交する二軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を２次元方向に走査し得る２次元半導体ガルバノミラーから成ることを特徴とする請求項５又は６記載の光走査装置。
- 上記光走査部は、基板に対し一軸方向に揺動可能に軸支された可動板に反射面を有し、該可動板を揺動して反射面に照射される光の進行方向を１次元方向に走査し得る１次元半導体ガルバノミラーを、それぞれの可動板を直交する二軸方向に揺動可能に複数個組み合わせて構成したことを特徴とする請求項５又は６記載の光走査装置。
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-
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