JP2007024636A - 検出装置および方法、走査装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より高精度な位置情報を取得することができるようにする。
【解決手段】 センサ１０１は、軸７２の回動に応じた第１の回動角度を検出し、センサ１０２は、センサ１０１とは異なる位置に設けられ、軸７２の回動に応じた第２の回動角度を検出する。補正回路１０４は、検出した第１の回動角度および第２の回動角度に基づいて、第１の回動角度を補正することで、より高精度な位置情報を取得することができるようになる。本発明は、検出装置または走査装置に適用できる。
【選択図】図６

Description

本発明は検出装置および方法、走査装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、より高精度な位置情報を取得することができるようにした検出装置および方法、走査装置および方法、並びにプログラムに関する。

入射してくる光を走査するガルバノスキャナ（走査装置）は、レーザ加工機、半導体に文字を刻印するレーザマーカ、またはレーザを走査して大気中に射出するレーザショウなどの装置に組み込まれて利用されている。また、ガルバノスキャナは、レーザを光源とするディスプレイに組み込まれて使用されることもある。

従来のガルバノスキャナ１は、図１に示すように、入射した光を反射する走査ミラー１１、走査ミラー１１を回動（回転）させるガルバノモータ１２、および走査ミラー１１の位置情報を計測するロータリエンコーダ１３からなり、ガルバノモータ１２の軸２１に走査ミラー１１が設けられ、さらに、その軸２１の同軸上に、ロータリエンコーダ１３が設けられる。

ガルバノモータ１２は、軸２１を矢印Ａ１に示す方向（図中、左右方向）に往復させるように回動させることによって走査ミラー１１を回動させ、走査ミラー１１に入射した光を走査する。したがって、矢印Ｂ１により示される走査ミラー１１に入射した光は、矢印Ｂ１１乃至矢印Ｂ１３に示すように、走査ミラー１１の回動する角度に応じて、走査ミラー１１において反射される方向が変化する。

ロータリエンコーダ１３は、ガルバノモータ１２の、軸２１の回動の角度を計測し、計測した回動角度をガルバノモータ１２に供給する。すなわち、ロータリエンコーダ１３は、ガルバノモータ１２と走査ミラー１１とを回動させる軸２１と同軸に設けられ、ロータリエンコーダ１３が、走査ミラー１１を回動させる軸２１の角度を検出することにより、走査ミラー１１の角度を検出する。そして、ガルバノモータ１２は、ロータリエンコーダ１３から供給される角度を示す信号に応じて、操作ミラー１１を回動させることになる。

また、ロータリエンコーダ１３の内部には、軸２１の同軸上の軸（回動軸）に、等間隔の格子目盛りが刻まれたスリット円板が取り付けられ、これに相対して同じ間隔の目盛りが刻まれた固定スリットが固定されている。この２つのスリットを挟んで、発光ダイオードとフォトトランジスタとが設けられ、発光ダイオードから出力される光は、この軸が回動することによってスリット１ピッチごとに光路を遮られ回動量（回転量）に比例した回数の明暗を繰り返す。そして、ロータリエンコーダ１３は、この明暗をフォトトランジスタで電気信号として取得し、取得した電気信号の波形整形をして矩形波の信号、すなわち、パルスをガルバノモータ１２に出力する。すなわち、ロータリエンコーダ１３の出力するパルスが、軸２１の同軸上の軸が回動した角度を示す信号となる。

図２は、ロータリエンコーダ１３の内部に設けられるスリット円板の詳細を説明する図である。

図２において、スリット円板３１は、軸２１の同軸上の軸（回動軸）に取り付けられ、そのスリット円板３１上には、等間隔のスリット（格子目盛り）３２が刻まれている。スリット円板３１は、直径が19.00（mm）で、スリット３２の中心が直径16.00（mm）、すなわち、ロータリエンコーダ１３は、１回転で5000パルスを発生する場合、その関係を、5000/360=13.8（パルス/度）、360/5000=0.072（度/パルス）のように表すことができる。また、そのとき、スリット３２の中心における円周の長さは、直径×円周率（π）、すなわち、16×3.14159=50.26（mm）となり、そのとき、スリット３２のそれぞれの間隔は、１回転で5000パルスを発生するので、50.26/5000=10（μm）となる。

なお、図中のＡ乃至Ｄのそれぞれは、説明を分かり易くするために付された、スリット円板３１上の所定の位置を示す記号である。すなわち、スリット円板３１の中心をＯとした場合、Ｏを中心に、Ａから反時計回りに90°回った位置がＢとなり、以下同様に、Ｂから反時計回りに90°回った位置がＣとなり、Ｃから反時計回りに90°回った位置がＤとなり、Ｄから反時計回りに90°回った位置がＡとなるように、Ａ乃至Ｄのそれぞれが付されている。また、ＡとＣとを直線で結んだ軸をＡＣ軸と称し、ＢとＤとを直線で結んだ軸をＢＤ軸と称する。なお、Ａ乃至Ｄのそれぞれは、以下の説明においても同様のものとする。

ところで、ロータリエンコーダ１３を高精度に動作させるためには、ガルバノモータ１２の軸２１と、ロータリエンコーダ１３の軸（回動軸）とを精度よく取り付ける必要があるが、実際には、軸２１に対して、ロータリエンコーダ１３の軸が偏ってしまう、すなわち、偏心することがある。

次に、図３および図４を参照して、スリット円板３１の偏心について説明する。

図３は、ロータリエンコーダ１３が、取り付け時に0.1（mm）（100（μm））偏心した場合を示す図である。すなわち、スリット円板３１上の２本の直線が交差する点は、ロータリエンコーダ１３の軸の位置（すなわち、スリット円板３１の中心）を示し、軸２１に対して、ロータリエンコーダ１３の軸がＡＣ軸方向に0.1（mm）偏心していることになる。また、センサ４１は、上述したように、発光ダイオードやフォトトランジスタから構成され、スリット円板３２の中心に取り付けられた軸の回動した角度を検出する。

このとき、ＡＣ軸上のスリット３２に注目した場合、ＡＣ軸上のスリット３２は、回動軸がＡＣ軸方向に偏心しているためにその影響を受けずに、偏心による誤差はないことになる。また、スリット円板３１を時計回りに回動させる場合、回動とともに偏心による影響を受けはじめ、図３のスリット円盤３１が時計回りに90°回ったとき、すなわち、スリット円盤３１が、図４で示すような状態となったとき、100（μm）偏心するので、その偏心による影響が最も大きくなる。

すなわち、ＡＣ軸方向に100（μm）偏心している場合、図３で示すように、ＡＣ軸上のスリット３２では偏心による誤差は発生せず、それに対して、図４で示すように、ＢＤ軸上のスリット３２では偏心による誤差が最大となり、スリット３２の間の間隔が10（μm）であるので、100（μm）/10（μm）=10（パルス）の誤差が発生する。

ところで、ロータリエンコーダ１３を精度良く取り付けたとしても、アクチュエータ自身の部品寸法精度などから、20（μm）程度の誤差は必ず発生するので、スリット３２の間の間隔が10（μm）の場合、20（μm）/10（μm）=2（パルス）が誤差となる。ガルバノスキャナ１をレーザ加工機、レーザマーカ、またはレーザショウなどの装置に組み込んで使用する場合、その位置制御で許容される誤差は、0.5（%）から1（%）までの間くらいであるが、レーザを光源とするディスプレイに組み込んで使用する場合、0.01（%）程度のより厳しい精度が要求される。例えば、ディスプレイにおいて、横2000画素に対して1/4のずれを許容した場合、１画素あたりの許容される誤差は、1/2000/4=0.0125（%）となり、0.0125（%）程度の精度が要求される。

このように、レーザを光源とするディスプレイに使用するガルバノスキャナ１では、高精度の位置制御を行うために、偏心の影響を極力減らしたロータリエンコーダ１３を実装する必要がある。

また、固定体に対して回転可能になっている回転体の回転を検出するための回転検出装置であって、回転体には、回転体が回転する際に空気の流れに変化を与えるために、回転体の回転方向に沿って凹凸部が形成され、回転体が回転する際に凹凸部が発生する空気の流れの変化が検出される回転検出装置もある（例えば、特許文献１）。

特開２０００−２６６７７４号公報

しかしながら、ロータリエンコーダの軸が偏心した場合、高精度な位置情報を取得できないという問題があった。

例えば、高精度のロータリエンコーダを精度よく動作させるためには、ガルバノモータの軸（回動軸）と、ロータリエンコーダのスリット円板の軸（回動軸）との精度を合わせるために、スリット円板とハブの取り付け、ハブと軸の取り付けを高精度に行う必要があり、その取り付けの精度が悪い場合、偏心することで正確な位置情報を取得できないという問題があった。また、ロータリエンコーダを精度よく動作させるための調整には、顕微鏡やオシロスコープなどの調整用の機器が必要となり、さらに、それらの機器を使用して調整するのに時間がかかるという問題もあった。

さらに、高精度のロータリエンコーダは、取り付け時の作業が複雑なために工数を要するので、コストがかかってしまうため、その用途は高精度の制御を要する産業用に用途が限られてしまっていた。そのため、高精度のロータリエンコーダをディスプレイ、特に、民生用のディスプレイに使用するためには、より安価な、高精度のロータリエンコーダを実現する必要があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、より高精度な位置情報を取得することができるようにするものである。

本発明の一側面（第１の側面）は、回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置において、前記軸の回動に応じた第１の回動角度を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられ、前記軸の回動に応じた第２の回動角度を検出する第２の検出手段と、検出した前記第１の回動角度および前記第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正手段とを備える検出装置である。

前記補正手段には、前記第１の回動角度をS1、前記回動板の中心と前記第１の検出手段および前記第２の検出手段のそれぞれとを結ぶ直線のなす角度をθ、および前記軸が１回転する間に検出した前記第１の回動角度と前記第２の回動角度との差の最大値をSmaxとしたとき、Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）により算出される補正値を、前記第１の回動角度から減じることで、前記第１の回動角度を補正させることができる。

前記第２の検出手段には、前記回動板の中心を基準にして、前記第１の検出手段と所定の角度をなすように設けられるようにすることができる。

本発明の一側面（第１の側面）は、回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置の検出方法において、第１の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップを含む検出方法である。

本発明の一側面（第１の側面）は、回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置の処理を、コンピュータに行わせるプログラムにおいて、第１の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップを含むプログラムである。

本発明の一側面（第１の側面）においては、回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置において、前記軸の回動に応じた第１の回動角度が検出され、前記第１の回転速度が検出される位置とは異なる位置で、前記軸の回動に応じた第２の回動角度が検出され、検出した前記第１の回動角度および前記第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度が補正される。

本発明の一側面（第２の側面）は、光を走査する走査装置において、第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させる駆動手段と、前記第１の軸に設けられ、光を走査するように、入射された光を反射する反射手段と、前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられ、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度を検出する第２の検出手段と、検出した前記第１の回動角度および前記第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正手段とを備え、前記駆動手段は、補正された前記第１の回動角度に基づいて、前記第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させる走査装置である。

前記補正手段には、前記第１の回動角度をS1、前記回動板の中心と前記第１の検出手段および前記第２の検出手段のそれぞれとを結ぶ直線のなす角度をθ、および前記軸が１回転する間に検出した前記第１の回動角度と前記第２の回動角度との差の最大値をSmaxとしたとき、Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）により算出される補正値を、前記第１の回動角度から減じることで、前記第１の回動角度を補正させることができる。

前記第２の検出手段には、前記回動板の中心を基準にして、前記第１の検出手段と所定の角度をなすように設けられるようにすることができる。

本発明の一側面（第２の側面）は、第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させて、前記第１の軸に設けられた反射手段により、入射された光を反射して光を走査する走査装置の走査方法において、第１の検出手段により検出される、前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップを含む走査方法である。

本発明の一側面（第２の側面）は、第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させて、前記第１の軸に設けられた反射手段により、入射された光を反射して光を走査する走査装置の処理を、コンピュータに行わせるプログラムにおいて、第１の検出手段により検出される、前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップを含むプログラムである。

本発明の一側面（第２の側面）においては、光を走査する走査装置において、第１の軸が所定の角度の範囲で往復するように回動され、前記第１の軸に設けられ、光を走査するように、入射された光が反射され、前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度が検出され、前記第１の回転速度が検出される位置とは異なる位置で、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度が検出され、検出した前記第１の回動角度および前記第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度が補正され、補正された前記第１の回動角度に基づいて、前記第１の軸が所定の角度の範囲で往復するように回動される。

本発明によれば、より高精度な位置情報を取得することができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、発明の詳細な説明に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、発明の詳細な説明に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の詳細な説明中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の一側面（第１の側面）の検出装置（例えば、図５のロータリエンコーダ６３）は、軸の回動に応じた第１の回動角度（例えば、検出角度１）を検出する第１の検出手段（例えば、図６のセンサ１０１）と、第１の検出手段とは異なる位置に設けられ、軸の回動に応じた第２の回動角度（例えば、検出角度２）を検出する第２の検出手段（例えば、図６のセンサ１０２）と、検出した第１の回動角度および第２の回動角度に基づいて、第１の回動角度を補正する補正手段（例えば、図６の補正回路）とを備える。

補正手段は、第１の回動角度をS1、回動板の中心と第１の検出手段および第２の検出手段のそれぞれとを結ぶ直線のなす角度をθ、および軸が１回転する間に検出した第１の回動角度と第２の回動角度との差の最大値をSmaxとしたとき、Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）により算出される補正値を、第１の回動角度から減じることで、第１の回動角度を補正することができる。

第２の検出手段は、回動板の中心を基準にして、第１の検出手段と所定の角度をなすように設けられることができる。

本発明の一側面（第１の側面）の検出方法またはプログラムは、第１の検出手段により検出される、軸の回動に応じた第１の回動角度、および第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、第１の回動角度を補正する補正ステップ（例えば、図２１のステップＳ１３の処理）を含む。

本発明の一側面（第１の側面）のプログラムは、記録媒体（例えば、図２２の磁気ディスク２２１）に記録することができる。

本発明の一側面（第２の側面）の走査装置（例えば、図５のガルバノスキャナ５１）は、第１の軸（例えば、図５の軸７１）を所定の角度の範囲で往復するように回動させる駆動手段（例えば、図５のガルバノモータ６２）と、第１の軸に設けられ、光を走査するように、入射された光を反射する反射手段（例えば、図５の走査ミラー６１）と、第１の軸と同軸上の第２の軸（例えば、図５の軸７２）の回動に応じた第１の回動角度（例えば、検出角度１）を検出する第１の検出手段（例えば、図６のセンサ１０１）と、第１の検出手段とは異なる位置に設けられ、第２の軸の回動に応じた第２の回動角度（例えば、検出角度２）を検出する第２の検出手段と（例えば、図６のセンサ１０２）、検出した第１の回動角度および第２の回動角度に基づいて、第１の回動角度を補正する補正手段（例えば、図６の補正回路１０４）とを備え、駆動手段は、補正された第１の回動角度に基づいて、第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させる。

補正手段は、第１の回動角度をS1、回動板の中心と第１の検出手段および第２の検出手段のそれぞれとを結ぶ直線のなす角度をθ、および軸が１回転する間に検出した第１の回動角度と第２の回動角度との差の最大値をSmaxとしたとき、Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）により算出される補正値を、第１の回動角度から減じることで、第１の回動角度を補正することができる。

第２の検出手段は、回動板の中心を基準にして、第１の検出手段と所定の角度をなすように設けられることができる。

本発明の一側面（第２の側面）の走査方法またはプログラムは、第１の検出手段により検出される、第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度、および第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、第２の軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、第１の回動角度を補正する補正ステップ（例えば、図２１のステップＳ１３の処理）を含む。

本発明の一側面（第２の側面）のプログラムは、記録媒体（例えば、図２２の磁気ディスク２２１）に記録することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図５は、本発明を適用したガルバノスキャナ５１の一実施の形態を示すブロック図である。

ガルバノスキャナ５１は、入射してくる光を走査する、本発明の走査装置の一例である。

ガルバノスキャナ５１は、走査ミラー６１、ガルバノモータ６２、ロータリエンコーダ６３、モータ制御回路６４、およびモータ駆動回路６５を含むように構成される。

ガルバノモータ６２は、モータ駆動回路６５から供給される駆動信号により駆動され、所定の範囲の角度で、その範囲内において向きを変えるように軸７１を回動（回転）させる。すなわち、ガルバノモータ６２は、所定の角度の範囲を往復するように軸７１を回動させる。ガルバノモータ６２の軸７１には、走査ミラー６１が装着されている。ガルバノモータ６２の軸７１が回動することによって、走査ミラー６１を回動させることになる。

ロータリエンコーダ６３は、ガルバノモータ６２によって回動される軸７１と同軸上の軸であって、自分に接続されている軸である軸７２の回動する角度（または回転する角度）、すなわち、走査ミラー６１の回動する角度を検出する。そして、ロータリエンコーダ６３は、検出した回動する角度を示す信号（以下、回動角度信号と称する）を生成し、生成した回動角度信号をモータ制御回路６４に供給する。また、ロータリエンコーダ６３は、軸７２の回動した角度を検出する、本発明の検出装置の一例である。

なお、ロータリエンコーダ６３の計測方法は、インクリメンタル方式またはアブソリュート方式のいずれであってもよいが、本発明においては、説明を分かり易くするために、入力軸（例えば軸７２）の角度位置に対応したコード信号を出力するアブソリュート方式によるロータリエンコーダとして説明する。また、ロータリエンコーダ６３の動作原理として、例えば、光電方式、磁気方式、または静電方式などの方式があり、いずれの方式であってもよいが、本発明においては、光電方式によるロータリエンコーダとして説明する。さらに、ロータリエンコーダ６３は、アナログ方式およびデジタル方式のいずれの方式であってもよい。

モータ制御回路６４は、ロータリエンコーダ６３から供給された、回動角度信号を基に、モータ駆動回路６５を制御し、ガルバノモータ６２を駆動させる。

モータ駆動回路６５は、モータ制御回路６４の制御の基に、ガルバノモータ６２を駆動させるための駆動電流を生成し、生成した駆動電流をガルバノモータ６２に供給することにより、ガルバノモータ６２を駆動させて走査ミラー９１を回動させる。例えば、モータ駆動回路６５は、生成した駆動電流をガルバノモータ６２のコイル（図示せず）に供給する。ガルバノモータ６２は、モータ駆動回路６５からの駆動電流に応じて、内蔵しているコイルがＳまたはＮ極の極性を帯びるようにコイルに磁界を発生させて、磁石（図示せず）に装着されている軸７１を回動させる。

なお、図５においては、ロータリエンコーダ６３の軸７２が、ガルバノモータ６２の軸７１の同軸上に接続されている構成としたが、軸７２を設けずに、ガルバノモータ６２の軸７１がロータリエンコーダ６３に直接接続されるような構成としてもよい。

図６は、ロータリエンコーダ６３の詳細を示すブロック図である。

ロータリエンコーダ６３は、センサ１０１、センサ１０２、スリット円板１０３、および補正回路１０４を含むようにして構成される。

センサ１０１は、スリット円板１０３上の所定の位置を検出し、検出した位置を示す信号を補正回路１０４に供給する。例えば、センサ１０１は、スリット円板１０３の中心に設けられる軸７２と、自分およびスリット円板１０３上の所定の位置（例えばＡ）とのそれぞれを結ぶ直線がなす角度（以下、検出角度１と称する）を検出し、検出した検出角度１を補正回路１０４に供給する。

センサ１０１は、発光素子１０１Ａ、レンズ１０１Ｂ、固定スリット１０１Ｃ、および受光素子１０１Ｄを含むようにして構成される。

発光素子１０１Ａは、例えば、発光ダイオードなどから構成される。発光素子１０１Ａは、レンズ１０１Ｂを介して、光をスリット円板１０３に集光させる。

スリット円板１０３は、円形の板であって、その円の中心には軸７２が設けられ、さらに、円板上には等間隔の格子目盛り（後述するスリット１２１）が刻まれている。発光素子１０１Ａ（または後述するセンサ１０２の発光素子１０２Ａ）から出力された光は、軸７２が回動することでスリット円板１０３も回動するので、スリット円板１０３上の後述するスリット１２１によって、スリット１２１の１ピッチごとに光路が遮られ、すなわち、スリット円板１０３（軸７２）の回動量（回動量）に比例した所定の回数の明暗を繰り返す。

受光素子１０１Ｄは、例えば、フォトトランジスタなどから構成される。受光素子１０１Ｄと発光素子１０１Ａとは、スリット円板１０３およびスリット円板１０３に相対して同様の目盛り（スリット）が刻まれている固定スリット１０１Ｃの、２つのスリットを挟むようにして設けられる。

受光素子１０１Ｄは、発光素子１０１Ａから出力された光であって、スリット円板１０３の回動によって明暗を繰り返す光を受光し、この明暗を電気信号として取得する。受光素子１０１Ｄは、取得した電気信号の波形を整形して矩形波の信号であるパルスを生成し、生成したパルス（すなわち検出角度１）を補正回路１０４に供給する。

センサ１０２は、センサ１０１と同様に、スリット円板１０３上の所定の位置を検出し、検出した位置を示す信号を補正回路１０４に供給する。例えば、センサ１０２は、スリット円板１０３の中心に設けられる軸７２と、自分およびスリット円板１０３上の所定の位置（例えばＣ）とのそれぞれを結ぶ直線がなす角度（以下、検出角度２と称する）を検出し、検出した検出角度２を補正回路１０４に供給する。

センサ１０２は、センサ１０１と同様に、発光素子１０２Ａ、レンズ１０２Ｂ、固定スリット１０２Ｃ、および受光素子１０２Ｄを含むようにして構成される。

発光素子１０２Ａは、発光素子１０１Ａと同様に、例えば、発光ダイオードなどから構成され、レンズ１０２Ｂを介して、光をスリット円板１０３に集光させる。

受光素子１０２Ｄは、受光素子１０１Ｄと同様に、例えば、フォトトランジスタなどから構成される。受光素子１０２Ｄと発光素子１０２Ａとは、スリット円板１０３およびスリット円板１０３に相対して同様の目盛り（スリット）が刻まれている固定スリット１０２Ｃの、２つのスリットを挟むようにして設けられる。

受光素子１０２Ｄは、発光素子１０２Ａから出力された光であって、スリット円板１０３の回動によって明暗を繰り返す光を受光し、この明暗を電気信号として取得する。受光素子１０２Ｄは、取得した電気信号の波形を整形して矩形波の信号であるパルスを生成し、生成したパルス（すなわち検出角度２）を補正回路１０４に供給する。

また、詳細は後述するが、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれは、スリット円板１０３の中心に設けられた軸７２と、それら２つのセンサのそれぞれを結ぶ直線とが、例えば、30°，45°，90°，または180°などの所定の角度をなすように設けられる。

補正回路１０４は、センサ１０１から供給される検出角度１およびセンサ１０２から供給される検出角度２を基に、検出角度１に対して、所定の補正の処理を実行し、補正が施された検出角度１（すなわち、軸７２の回動角度を示す回動角度信号）をモータ制御回路６４（図５）に供給する。

ここで、詳細は後述するが、所定の補正の処理とは、ロータリエンコーダ６３のスリット円板１０３の中心に設けられる軸７２が、ガルバノモータ６２の軸７１に対して、偏心している場合に、その偏心による誤差を補正するために行う処理である。この補正の処理によって、軸７１と軸７２との精度を合わせることができるので、ロータリエンコーダ６３を精度よく動作させることができる。

図７は、スリット円板１０３と、センサ１０１およびセンサ１０２との位置関係を説明する図である。

図７で示される例においては、図６の横側から見たスリット円板１０３を、上側から見たスリット円板１０３として表現している。図６に示す場合と同様の部分には、同一の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。また、図７のロータリエンコーダ６３においては、説明を分かり易くするため、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれを、スリット円板１０３と離れた位置に表現しているが、実際には、図６のように、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれは、スリット円板１０３上に設けられる。さらに、図７のロータリエンコーダ６３においては、スリット円板１０３、センサ１０１、およびセンサ１０２のみを表現しているが、実際には、図６によって説明したロータリエンコーダ６３と同様の構成となる。なお、これらのロータリエンコーダ６３の説明については、以下の説明においても同様のものとする。

図７で示される例において、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれは、スリット円板１０３の回動する軸の中心と、それら２つのセンサのそれぞれを結ぶ直線とが180°となるように設けられている。また、スリット円板１０３上の２本の直線が交差する点は、軸７２が設けられている位置を示しており、軸７１に対して、軸７２がＡＣ軸方向に偏心していることを示している。

このように軸７２がＡＣ軸方向に偏心している場合における、センサ１０１が検出する角度（検出角度１）について、図８を参照して説明する。図８は、センサ１０１が検出する角度について説明する図である。

図８で示される例のおいて、軸７２（スリット円板１０３の中心）およびセンサ１０１のそれぞれを結ぶ直線とＡＣ軸とがなす角度をθ1（すなわち検出角度１）とし、軸７１およびセンサ１０１のそれぞれを結ぶ直線とＡＣ軸とがなす角度をθ2（すなわち偏心がない場合の角度（以下、絶対角度と称する））とした場合、図８に示すように、tanθ1=a/b1、tanθ2=a/b2のような関係を得ることができる。ここで、例えば、b1=0.99×b2とした場合、a/tanθ1=0.99×a/tanθ2となり、θ1について解くと、θ1=tan^-1（tanθ2/0.99）のように表すことができる。

すなわち、センサ１０１は、軸７２が、軸７１に対して偏心している場合、例えば、θ1=tan^-1（tanθ2/0.99）の式から、検出角度１（θ1）を検出し、検出した検出角度１（θ1）を補正回路１０４に供給する。また、センサ１０２は、例えば、センサ１０１と同様に、検出角度２を検出し、検出した検出角度２を補正回路１０４に供給する。

次に、図９乃至図１１を参照して、上述した処理を、実際に検出される検出角度１や検出角度２などの具体的な値によって説明する。

図９は、スリット円板１０３の中心とセンサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれをと結ぶ直線のなす角度（センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度）が180°となるように設けられた場合における、それらのセンサが検出する角度の例について説明する図である。

図９の表において、１行目は項目を示し、２行目以降は、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれが検出する値およびそれらの検出された値に基づいて算出された値を示す。すなわち、図９の表は、図７で示されるように、軸７２がＡＣ軸方向に偏心している場合に、スリット円板１０３が反時計回りに回動（回転）したときに検出（算出）されたデータを示す。

また、１列目はその行が何番目のデータであるかを示す番号を示し、２列目は軸７２の偏心がない場合のＡを基点とした反時計回りの角度である絶対角度（15°刻み）を示し、３列目は偏心がある場合のセンサ１０１が検出する角度である検出角度１を示し、４列目は偏心がある場合のセンサ１０２が検出する角度である検出角度２を示す。さらに、５列目はセンサ１０１を基準とした場合のセンサ１０２が検出する角度（以下、相対角度と称する）を示し、６列目はセンサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれが検出する角度の平均の角度（以下、平均角度と称する）を示し、７列目は絶対角度（１列目）と平均角度（６列目）との角度の差（以下、角度差と称する）を示す。

なお、相対角度、平均角度、および角度差のそれぞれの算出方法であるが、相対角度=検出角度２-180°、平均角度=検出角度１+相対角度/2、角度差=絶対角度-平均角度のそれぞれの式によって算出される。

まず、図９の表の３列目を参照して、センサ１０１が検出する検出角度１について説明する。

センサ１０１は、軸７２がＡＣ軸方向に偏心している場合、スリット円板１０３上のＡにおいて、検出角度１=0°を検出する。このとき、絶対角度=0°であり、検出角度１と絶対角度とが一致している（すなわち、ずれが発生していない）。その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度１は、15.1°，30.3°，45.4°，60.5°，75.6°となるので、絶対角度に対するずれが0.1°，0.3°，0.4°，0.5°，0.6°のように増加していく。そして、Ａから反時計回りに90°回動したＢにおいて、検出角度１が90.6°、すなわち、絶対角度とのずれが0.6°となり、その（正の）ずれが最大となる。

その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度１は、105.6°，120.5°，135.4°，150.3°，165.1°となるので、今度は逆にそのずれが、0.6°，0.5°，0.4°，0.3°，0.1°のように減少していく。そして、Ａから反時計回りに180°回動したＣにおいて、検出角度１が180.0°、すなわち、再度、絶対角度とのずれがなくなる。

その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度１は、194.9°，209.7°，224.6°，239.5°，254.4°となるので、そのずれが、-0.1°，-0.3°，-0.4°，-0.5°，-0.6°のように増加していく。そして、Ａから反時計回りに270°回動したＤにおいて、検出角度１が269.4°、すなわち、絶対角度とのずれが-0.6°となり、その（負の）ずれが最大となる。

その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度１は、例えば、284.4°，299.5°，314.6°，329.7°，344.8°となるので、そのずれが、-0.6°，-0.5°，-0.4°，-0.3°，-0.2°のように減少していく。そして、Ａから反時計回りに360°回動した（反時計回りに１回動した）Ａにおいて、検出角度１が360.0°、すなわち、再度、絶対角度とのずれがなくなる。

すなわち、軸７２がＡＣ軸方向に偏心している場合、センサ１０１が検出する検出角度１は、絶対角度と比較して、Ａ（絶対角度=0°）においては絶対角度と一致しているが、Ｂ（絶対角度=90°）においては最大のずれが発生し、またそのずれは絶対角度よりも進んでいる。また、Ｃ（絶対角度=180°）においては、再度、絶対角度と一致しているが、Ｄ（絶対角度=270°）においては最大のずれが発生し、またそのずれは絶対角度よりも遅れている。

次に、図９の表の４列目および５列目を参照して、センサ１０２が検出する検出角度２と相対角度について説明する。

センサ１０２は、軸７２がＡＣ軸方向に偏心している場合、スリット円板１０３上のＣにおいて、検出角度２=180°を検出する。このとき、相対角度=0°であり、絶対角度と一致しているので、ずれは発生していない。その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度２は、194.9°，209.7°，224.6°，239.5°，254.4°となり、その相対角度は、14.9°，29.7°，44.6°，59.5°，74.4°となるので、絶対角度に対するずれが、-0.1°，-0.3°，-0.4°，-0.5°，-0.6°のように増加していく。そして、Ｃから反時計回りに90°回動したＤにおいて、検出角度２が269.4°となり、その相対角度は89.4°、すなわち、絶対角度とのずれが-0.6°となり、その（負の）ずれが最大となる。

その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度２は、284.4°，299.5°，314.6°，329.7°，344.8°となり、その相対角度は、104.4°，119.5°，134.6°，149.7°，164.8°となるので、そのずれが、-0.6°，-0.5°，-0.4°，-0.3°，-0.2°のように減少していく。そして、Ｃから反時計回りに180°回動したＡにおいて、検出角度２が360.0°となり、その相対角度は180.0°、すなわち、再度、絶対角度とのずれがなくなる。

その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度２は、375.1°，390.3°，405.4°，420.5°，435.6°となり、その相対角度は、195.1°，210.3°，225.4°，240.5°，255.6°となるので、そのずれが、0.1°，0.3°，0.4°，0.5°，0.6°のように増加していく。そして、Ｃから反時計回りに270°回動したＢにおいて、検出角度２が450.6°となり、その相対角度は270.6°、すなわち、絶対角度とのずれが0.6°となり、その（正の）ずれが最大となる。

その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、検出角度２は、例えば、465.6°，480.5°，495.4°，510.3°，525.1°となり、その相対角度は、285.6°，300.5°，315.4°，330.3°，345.1°となるので、そのずれが、0.6°，0.5°，0.4°，0.3°，0.2°のように減少していく。そしてＣから反時計回りに360°回動した（反時計回りに１回動した）Ｃにおいて、検出角度２が540.0°となり、その相対角度は360°、すなわち、再度、絶対角度とのずれがなくなる。

すなわち、軸７２がＡＣ軸方向に偏心している場合、センサ１０２が検出する検出角度２から算出した相対角度は、絶対角度と比較して、Ｃ（絶対角度=0°）においては絶対角度と一致しているが、Ｄ（絶対角度=90°）においては最大のずれが発生し、またそのずれは絶対角度よりも遅れている。また、Ａ（絶対角度=180°）においては、再度、絶対角度と一致しているが、Ｂ（絶対角度=270°）においては最大のずれが発生し、またそのずれは絶対角度よりも進んでいる。

また、図９の０乃至２４番目のデータのそれぞれにおいては、検出角度１と検出角度２との平均である平均角度は、絶対角度と一致しているので、０乃至２４番目のデータのすべてにおいて、角度差=0.0°となる。

すなわち、センサ１０１が検出する検出角度１のずれが、絶対角度よりも進んでいる場合、センサ１０２が検出する検出角度２（相対角度）のずれが、絶対角度よりも、検出角度１のずれと同じ量だけ遅れている。また、検出角度１のずれが、絶対角度よりも遅れている場合、検出角度２（相対角度）のずれが、絶対角度よりも、検出角度１のずれと同じ量だけ進んでいる。

したがって、センサ１０１が検出する検出角度１と、センサ１０２が検出する検出角度２との平均値（すなわち平均角度）は、偏心の影響がキャンセルされるので、絶対角度と同じ大きさの角度となる。

図１０は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が180°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する図である。

図１０の表における１乃至５列目のそれぞれは、上述した図９の表における１乃至５列目のそれぞれと同様であり、その説明は適宜省略する。

図１０の表において、１乃至５列目のそれぞれは、図９の表と同様に、番号、絶対角度、検出角度１、検出角度２、および相対角度のそれぞれを示し、６列目は検出角度１（３列目）と相対角度（５列目）との角度の差（以下、検出角度差と称する）を示し、７列目は検出角度１を補正する値（以下、補正値と称する）を示し、８列目は検出角度１（３列目）を補正値（７列目）で補正した角度（以下、補正角度と称する）を示し、９行目は絶対角度（１列目）と補正角度（８列目）との角度の差（以下、角度差と称する）を示す。

まず、図１０の表の６列目を参照して、検出角度差について説明する。

検出角度差は、センサ１０１が検出する検出角度１と、センサ１０２が検出する検出角度２（相対角度）との角度の差であるので、上述したように、絶対角度=90°となる場合（すなわち、センサ１０１がＡの角度を検出し、センサ１０２がＤの角度を検出する場合）に最大の値となり、絶対角度=270°となる場合（すなわち、センサ１０１がＤの角度を検出し、センサ１０２がＢの角度を検出する場合）に最小の値となる。また、絶対角度が、0°，180°，360°である場合、検出角度１と相対角度とが一致するので、その場合、検出角度差は、0.00°となる。

図１１は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が180°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。

図１１において、縦軸は検出角度差（度）の値を示し、縦軸（ｙ軸）の値が大きい（小さい）ほど、絶対角度に対するずれが大きくなる。また、横軸（ｘ軸）は絶対角度（度）を示し、絶対角度の方向は図中左から右に向かう方向となる。すなわち、絶対角度が0°から360°まで変化する間に、スリット円板１０３が反時計回りに１回動することになる。

図１１の曲線は、図１０の表の絶対角度（１列目）と検出角度差（６列目）との関係を示すグラフである。すなわち、絶対角度と検出角度差との関係を示す曲線は、図１０の表のように、例えば、（ｘ，ｙ）=（0°，0.00°），（15°，0.30°），（30°，0.58°），（45°，0.81°），（60°，1.00°），・・・，（330°，-0.58°），（345°，-0.30°），（360°，0.00°）などの関係を満たす曲線となる。

また、図１１の曲線において、検出角度差が最大となるのは、（ｘ，ｙ）=（90°，1.15°）となるときなので、この検出角度差の最大値を基に、７列目の補正値を算出するための式を導くことができる。補正値は、例えば、以下に示す式（１）により算出される。

補正値 = 1.15/2×sin（S1）・・・（１）

なお、S1は、センサ１０１から検出される検出角度１であり、以下の説明においても同様のものとする。

具体的には、式（１）は、センサ１０１およびセンサ１０２とＡＣ軸とが、一直線に並んだ場合（すなわち、S1=0°，180°．360°，・・・の場合）、補正値が0となり、センサ１０１およびセンサ１０２とＡＣ軸とが、直角となる場合（すなわち、S1=90°，450°，810°・・・の場合）、補正値が1.15である検出角度差の最大値の1/2となるように導かれている。また、センサ１０１およびセンサ１０２とＡＣ軸とが、直角となる場合（すなわち、S1=270°，630°，990°・・・の場合）、補正値が-1.15である検出角度差の最大値の1/2となる。

なお、式（１）において、検出角度差の最大値を1/2しているが、これは、1.15である検出角度差の最大値には、センサ１０１およびセンサ１０２の両方の誤差が含まれており、1/2することでセンサ１０１の補正値を算出することができる。

次に、図１０の表の７列目を参照して、検出角度１を補正する値である補正値について説明する。

上述したように、補正値は、検出角度１に応じて、式（１）により算出される。すなわち、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、センサ１０１が検出する検出角度１（例えば、S1=0.0°，15.1°,30.3°，・・・，90.6°，・・・，180°，・・・，269.4°，・・・，329.7°，344,8°，360.0°）を、1.15/2×sin（S1）に代入することで、補正値（例えば、0.00，0.15，0.29，・・・，0.57，・・・，0.00，・・・，-0.57，・・・-0.29，-0.15，0.00）を算出する。

また、図１０の０乃至２４番目のデータのそれぞれにおいては、検出角度１を補正値で補正した補正角度は、絶対角度と一致しているので、０乃至２４番目のデータのすべてにおいて、角度差（絶対角度−補正角度）=0.0°となる。

このように、補正角度と絶対角度とが一致するので、ロータリエンコーダ６３は、軸７２が、軸７１に対して偏心している場合であっても、軸７２の回動する角度を検出することで、走査ミラー６１を回動させる軸７１と同じ角度を検出することができる。

ところで、上述した例においては、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が180°である場合について説明したが、本発明においては、それに限らず、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が、90°，45°，30°などであってもよい。したがって、以下、図１２乃至図２０を参照して、２つのセンサのなす角度が90°，45°，または30°のそれぞれとなる場合について説明する。

まず、図１２乃至図１４を参照して、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が90°である場合について説明する。

図１２は、スリット円板１０３と、センサ１０１およびセンサ１０２との位置関係を説明する図である。図７に示す場合と同様の部分には、同一の符号が付してあり、その説明は省略する。

図１２で示される例において、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれは、スリット円板１０３の回動する軸の中心と、それら２つのセンサのそれぞれを結ぶ直線とが90°となるように設けられている。また、図７と同様に、軸７２（図示せず）は、軸７１に対して、ＡＣ軸方向に偏心している。

次に、図１３を参照して、図１２で示される例のように、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が90°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する。

図１３の表において、１乃至９行目のそれぞれは、図１０の表と同様に、番号、絶対角度、検出角度１、検出角度２、相対角度（ただし、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が90°であるので、相対角度 = 検出角度２-90°）、検出角度差、補正値、補正角度、および角度差のそれぞれを示す。

図１３の表において、センサ１０１が検出する検出角度１（３列目）は、図７と図１２のセンサ１０１の設置された位置は同じであるので、図１０の表の３列目と同一の角度となる。

また、センサ１０２が検出する検出角度２（４列目）から算出した相対角度（５列目）は、図１２のように、センサ１０２がセンサ１０１と90°の角度をなすように配置されているので、Ｂ（絶対角度=0°）において最大のずれ（0.6°-0°=0.6°）が発生する（そのずれは絶対角度よりも進んでいる）。また、相対角度は、Ｃ（絶対角度=90°）においては絶対角度と一致し、Ｄ（絶対角度=180°）においては最大のずれ（179.4°-180°=-0.6°）が発生する（そのずれは絶対角度よりも遅れている）。さらに、相対角度は、Ａ（絶対角度=270°）においては絶対角度と一致している。

検出角度差（６列目）は、センサ１０１が検出する検出角度１と、センサ１０２が検出する検出角度２（相対角度）との角度の差であるので、絶対角度=135°となる場合に最大の値（135.4°-134.6°=0.81°）となり、絶対角度=315°となる場合に最小の値（314.6°-315.4°=-0.82°）となる。また、絶対角度が、45°，225°である場合、検出角度１と相対角度とが一致するので、その場合、検出角度差は、0.00°となる。

図１４は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が90°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。

図１４において、縦軸および横軸のそれぞれは、図１１のグラフと同様であるので、その説明は省略する。

図１４の曲線は、図１３の表の絶対角度（１列目）と検出角度差（６列目）との関係を示すグラフである。すなわち、絶対角度と検出角度差との関係を示す曲線は、図１４の表のように、例えば、（ｘ，ｙ）=（0°，-0.58°），（15°，-0.41°），（30°，-0.21°），（45°，0.00°），（60°，0.21°），・・・，（330°，-0.79），（345°，-0.71°），（360°，-0.58°）などの関係を満たす曲線となる。

また、図１４の曲線において、検出角度差が最大となるのは、（ｘ，ｙ）=（315°，-0.82°）（または、（ｘ，ｙ）=（135°，0.81°）であってもよい）となるときなので、この検出角度差の最大値を基に、７列目の補正値を算出するための式を導くことができる。補正値は、例えば、以下に示す式（２）により算出される。

補正値 = 0.82×/sin(90/2)/2×sin（S1）・・・（２）

具体的には、式（２）において、“0.82/2×sin（S1）”の項は、式（１）と同様に導くことができ、“×/sin(90/2)”の項は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が90°であるので、180°と比較して出力値（検出する角度）の差が小さくなることを補正する項である。

図１３の表に戻り、７列目を参照して、検出角度１を補正する値である補正値について説明する。

上述したように、補正値は、検出角度１に応じて、式（２）により算出される。すなわち、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、センサ１０１が検出する検出角度１（例えば、S1=0.0°，15.1°,30.3°，・・・，90.6°，・・・，180°，・・・，269.4°，・・・，329.7°，344,8°，360.0°）を、0.82×/sin(90/2)/2×sin（S1）に代入することで、補正値（例えば、0.00，0.15，0.29，・・・，0.58，・・・，0.00，・・・，-0.58，・・・-0.29，-0.15，0.00）を算出する。

また、図１３の０乃至２４番目のデータのそれぞれにおいては、検出角度１を補正値で補正した補正角度は、絶対角度と一致しているので、０乃至２４番目のデータのすべてにおいて、角度差（絶対角度−補正角度）=0.0°となる。

次に、図１５乃至図１７を参照して、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が45°である場合について説明する。

図１５は、スリット円板１０３と、センサ１０１およびセンサ１０２との位置関係を説明する図である。図７に示す場合と同様の部分には、同一の符号が付してあり、その説明は省略する。

図１５で示される例において、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれは、スリット円板１０３の回動する軸の中心と、それら２つのセンサのそれぞれを結ぶ直線とが45°となるように設けられている。また、図７と同様に、軸７２（図示せず）は、軸７１に対して、ＡＣ軸方向に偏心している。

次に、図１６を参照して、図１５で示される例のように、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が45°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する。

図１６の表において、１乃至９行目のそれぞれは、図１０の表と同様に、番号、絶対角度、検出角度１、検出角度２、相対角度（ただし、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が45°であるので、相対角度 = 検出角度２-45°）、検出角度差、補正値、補正角度、および角度差のそれぞれを示す。

図１６の表において、センサ１０１が検出する検出角度１（３列目）は、図７と図１５のセンサ１０１の設置された位置は同じであるので、図１０の表の３列目と同一の角度となる。

また、センサ１０２が検出する検出角度２（４列目）から算出した相対角度（５列目）は、図１５のように、センサ１０２がセンサ１０１と45°の角度をなすように配置されているので、絶対角度=45°において最大のずれ（45.6°-45°=0.6°）が発生する（そのずれは絶対角度よりも進んでいる）。また、相対角度は、絶対角度=135°においては絶対角度と一致し、絶対角度=225°においては最大のずれ（224.4°-225°=-0.6°）が発生する（そのずれは絶対角度よりも遅れている）。さらに、相対角度は、絶対角度=315°においては絶対角度と一致している。

検出角度差（６列目）は、センサ１０１が検出する検出角度１と、センサ１０２が検出する検出角度２（相対角度）との角度の差であるので、絶対角度=165°となる場合に最大の値（165.1°-164.7°=0.44°）となり、絶対角度=345°となる場合に最小の値（344.8°-345.3°=-0.44°）となる。

図１７は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が45°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。

図１７において、縦軸および横軸のそれぞれは、図１１のグラフと同様であるので、その説明は省略する。

図１７の曲線は、図１６の表の絶対角度（１列目）と検出角度差（６列目）との関係を示すグラフである。すなわち、絶対角度と検出角度差との関係を示す曲線は、図１６の表のように、例えば、（ｘ，ｙ）=（0°，-0.41°），（15°，-0.35°），（30°，-0.27°），（45°，-0.17°），（60°，-0.06°），・・・，（330°，-0.44），（345°，-0.44°），（360°，-0.41°）などの関係を満たす曲線となる。

また、図１７の曲線において、検出角度差が最大となるのは、（ｘ，ｙ）=（165°，0.44°）（または、（ｘ，ｙ）=（345°，-0.44°）であってもよい）となるときなので、この検出角度差の最大値を基に、７列目の補正値を算出するための式を導くことができる。補正値は、例えば、以下に示す式（３）により算出される。

補正値 = 0.44×/sin(45/2)/2×sin（S1）・・・（３）

具体的には、式（３）において、“0.82/2×sin（S1）”の項は、式（１）と同様に導くことができ、“×/sin(90/2)”の項は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が45°であるので、180°と比較して出力値（検出する角度）の差が小さくなることを補正する項である。

図１６の表に戻り、７列目を参照して、検出角度１を補正する値である補正値について説明する。

上述したように、補正値は、検出角度１に応じて、式（３）により算出される。すなわち、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、センサ１０１が検出する検出角度１（例えば、S1=0.0°，15.1°,30.3°，・・・，90.6°，・・・，180°，・・・，269.4°，・・・，329.7°，344,8°，360.0°）を、0.44×/sin(45/2)/2×sin（S1）に代入することで、補正値（例えば、0.00，0.15，0.29，・・・，0.57，・・・，0.00，・・・，-0.57，・・・-0.29，-0.15，0.00）を算出する。

また、図１６の０乃至２４番目のデータのそれぞれにおいては、検出角度１を補正値で補正した補正角度は、絶対角度と一致しているので、０乃至２４番目のデータのすべてにおいて、角度差（絶対角度−補正角度）=0.0°となる。

次に、図１８乃至図２０を参照して、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が30°である場合について説明する。

図１８は、スリット円板１０３と、センサ１０１およびセンサ１０２との位置関係を説明する図である。図７に示す場合と同様の部分には、同一の符号が付してあり、その説明は省略する。

図１８で示される例において、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれは、スリット円板１０３の回動する軸の中心と、それら２つのセンサのそれぞれを結ぶ直線とが30°となるように設けられている。また、図７と同様に、軸７２（図示せず）は、軸７１に対して、ＡＣ軸方向に偏心している。

次に、図１９を参照して、図１８で示される例のように、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が30°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する。

図１９の表において、１乃至９行目のそれぞれは、図１０の表と同様に、番号、絶対角度、検出角度１、検出角度２、相対角度（ただし、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が30°であるので、相対角度 = 検出角度２-30°）、検出角度差、補正値、補正角度、および角度差のそれぞれを示す。

図１９の表において、センサ１０１が検出する検出角度１（３列目）は、図７と図１８のセンサ１０１の設置された位置は同じであるので、図１０の表の３列目と同一の角度となる。

また、センサ１０２が検出する検出角度２（４列目）から算出した相対角度（５列目）は、図１８のように、センサ１０２がセンサ１０１と30°の角度をなすように配置されているので、絶対角度=60°において最大のずれ（60.6°-60°=0.6°）が発生する（そのずれは絶対角度よりも進んでいる）。また、相対角度は、絶対角度=150°においては絶対角度と一致し、絶対角度=240°においては最大のずれ（239.4°-240°=-0.6°）が発生する（そのずれは絶対角度よりも遅れている）。さらに、相対角度は、絶対角度=330°においては絶対角度と一致している。

検出角度差（６列目）は、センサ１０１が検出する検出角度１と、センサ１０２が検出する検出角度２（相対角度）との角度の差であるので、絶対角度=165°となる場合に最大の値（165.1°-164.9°=0.30°）となり、絶対角度=345°となる場合に最小の値（344.8°-345.1°=-0.30°）となる。また、絶対角度が、75°，255°である場合、検出角度１と相対角度とが一致するので、その場合、検出角度差は、0.00°となる。

図２０は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が30°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。

図２０において、縦軸および横軸のそれぞれは、図１１のグラフと同様であるので、その説明は省略する。

図２０の曲線は、図１９の表の絶対角度（１列目）と検出角度差（６列目）との関係を示すグラフである。すなわち、絶対角度と検出角度差との関係を示す曲線は、図１９の表のように、例えば、（ｘ，ｙ）=（0°，-0.29°），（15°，-0.26°），（30°，-0.21°），（45°，-0.15°），（60°，-0.08°），・・・，（330°，-0.29），（345°，-0.30°），（360°，-0.29°）などの関係を満たす曲線となる。

また、図２０の曲線において、検出角度差が最大となるのは、（ｘ，ｙ）=（165°，0.30°）（または、（ｘ，ｙ）=（345°，-0.30°）であってもよい）となるときなので、この検出角度差の最大値を基に、７列目の補正値を算出するための式を導くことができる。補正値は、例えば、以下に示す式（４）により算出される。

補正値 = 0.30×/sin(30/2)/2×sin（S1）・・・（４）

具体的には、式（４）において、“0.30/2×sin（S1）”の項は、式（１）と同様に導くことができ、“×/sin(30/2)”の項は、センサ１０１とセンサ１０２とのなす角度が30°であるので、180°と比較して出力値（検出する角度）の差が小さくなることを補正する項である。

図１９の表に戻り、７列目を参照して、検出角度１を補正する値である補正値について説明する。

上述したように、補正値は、検出角度１に応じて、式（４）により算出される。すなわち、スリット円板１０３が反時計回りに回動するとともに、センサ１０１が検出する検出角度１（例えば、S1=0.0°，15.1°,30.3°，・・・，90.6°，・・・，180°，・・・，269.4°，・・・，329.7°，344,8°，360.0°）を、0.30×/sin(30/2)/2×sin（S1）に代入することで、補正値（例えば、0.00，0.15，0.29，・・・，0.58，・・・，0.00，・・・，-0.58，・・・-0.29，-0.15，0.00）を算出する。

また、図１９の０乃至２４番目のデータのそれぞれにおいては、検出角度１を補正値で補正した補正角度は、絶対角度と一致しているので、０乃至２４番目のデータのすべてにおいて、角度差（絶対角度−補正角度）=0.0°となる。

ところで、上述した補正値の算出するための式であるが、式（１）乃至式（４）のそれぞれにおいて、スリット円板１０３の中心とセンサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれを結ぶ直線との角度をθとし、ロータリエンコーダ６３を１回転させたときの、検出角度１と相対角度との差である検出角度差の最大値をSmaxとした場合、補正値は、例えば、以下に示す式（５）により算出される。

補正値=Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）・・・（５）

すなわち、式（５）は補正値を算出する一般式となるので、スリット円板１０３の中心とセンサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれを結ぶ直線との角度は、上述した、θ=180°,90°，45°，30°以外の角度であってもよい。換言すれば、偏心している方向がいずれの方向であっても、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれが、スリット円板１０３の軸７２を中心として対称な位置に設置されていれば、２つのセンサのそれぞれが検出する角度の位相がずれるだけで、同様に偏心の影響をキャンセルすることができる。

また、この式（５）によって、補正角度の算出方法を一般化すると、まず、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれと、スリット円板１０３の中心とのなす角度がθである位置に、センサ１０１およびセンサ１０２のそれぞれを配置する。次に、ロータリエンコーダ６３を１回転させたときの、検出角度１と相対角度との差である検出角度差の最大値Smaxを予め算出しておく。そうすることで、θとSmaxとが定数となり、式（５）のパラメータがS1（検出角度１）のみとなるので、スリット円板１０３の回動に応じて、センサ１０１から検出されるS1（検出角度１）を、Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）に代入することで、補正値を算出することができる。そして、検出角度１から補正値を減じることで、補正角度を算出することができる。

したがって、センサ１０１が検出する検出角度１から補正角度を算出することができる。

なお、上述した、例えば、式（５）などの、偏心をキャンセルさせる補正値を算出する計算式であるが、一例であって、その計算式に限定されるものではなく、例えば、位置情報や回転速度を微分または積分した値から計算式を導いてもよい。すなあち、２つのセンサを設けて、その２つのセンサによって検出された情報を基に、偏心をキャンセルすることができる計算式であればよい。

次に、図２１のフローチャートを参照して、ロータリエンコーダ６３による、角度補正の処理について説明する。

ステップＳ１１において、センサ１０１は、スリット円板１０３の回動（回転）する軸７２の中心と、自分およびスリット円板１０３上の所定の位置とのそれぞれを結ぶ直線がなす角度である検出角度１を検出し、検出した検出角度１を補正回路１０４に供給する。

例えば、ステップＳ１１において、センサ１０１は、２つのセンサのなす角度が180°であって、絶対角度=90°である場合、90.6°である検出角度１を検出し、検出した検出角度１を補正回路１０４に供給する。

ステップＳ１２において、センサ１０２は、スリット円板１０３の回動（回転）する軸７２の中心と、自分およびスリット円板１０３上の所定の位置とのそれぞれを結ぶ直線がなす角度である検出角度２を検出し、検出した検出角度２を補正回路１０４に供給する。

例えば、ステップＳ１２において、センサ１０２は、２つのセンサのなす角度が180°であって、絶対角度=90°である場合、269.4°である検出角度２を検出し、検出した検出角度２を補正回路１０４に供給する。

ステップＳ１３において、補正回路１０４は、センサ１０１から供給される検出角度１およびセンサ１０２から供給される検出角度２を基に、検出角度１に対して、所定の補正の処理を実行し、補正を施した検出角度１である補正角度（すなわち、軸７２の回動角度を示す回動角度信号）をモータ制御回路６４に供給して、ステップＳ１１の処理に戻り、上述した処理が繰り返される。

例えば、ステップＳ１３において、補正回路１０４は、２つのセンサのなす角度が180°であって、絶対角度=90°である場合、センサ１０１から供給される90.6°である検出角度１およびセンサ１０２から供給される269.4°である検出角度２を基に、所定の補正の処理を実行する。すなわち、補正回路１０４は、スリット円板１０３が１回動したときに、２つのセンサのなす角度が180°であり、検出角度差の最大値が1.15であることにより、補正値 = 1.15/2×sin（S1）の式を予め導いているので、この式に値を代入することで、補正値=0.57を算出する。そして、補正回路１０４は、算出した補正値を基に、補正角度=90.6°-0.57=90.0°を算出し、算出した90.0°である補正角度をモータ制御回路６４に供給する。その後、スリット円板１０３が反時計回りに回動し、例えば、絶対角度=105°となり、ステップＳ１１に戻り、絶対角度=105°における、上述した処理が繰り返される。

以上のように、本発明によれば、より高精度な位置情報を取得することができる。また、本発明によれば、ロータリエンコーダの軸（回動軸）が偏心していても、２つのセンサによって偏心の影響をキャンセルすることができるので、正確な位置情報を取得することが可能となる。

例えば、ガルバノスキャナ５１は、２つのセンサによって偏心の影響が少なくなり、より高精度の位置制御をすることができるので、画像表示装置（ディスプレイ）、プロジェクタ、プリンタ、またはスキャナなどに組み込むことも可能となる。

また、一般的に、高精度のロータリエンコーダは、取り付け時に複雑な作業が伴うために工数を要するので、非常に高額なものであるが、本発明によれば、取り付け時に偏心していても、２つのセンサによって偏心の影響をキャンセルすることができるので、余計な工数がかからず、安価に、高精度のロータリエンコーダを提供することができる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体からインストールされる。

図２２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するロータリエンコーダ６３の構成の例を示すブロック図である。CPU（Central Processing Unit）２０１は、ROM２０２、または記録部２０８に記録されているプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM２０３には、CPU２０１が実行するプログラムやデータなどが適宜記憶される。これらのCPU２０１、ROM２０２、およびRAM２０３は、バス２０４により相互に接続されている。

CPU２０１にはまた、バス２０４を介して入出力インターフェース２０５が接続されている。入出力インターフェース１０５には、入力部２０６、出力部２０７が接続されている。CPU２０１は、入力部２０６から入力される指令に対応して各種の処理を実行する。そして、CPU２０１は、処理の結果得られたデータを出力部２０７に出力する。

入出力インターフェース２０５に接続されている記録部２０８は、例えばハードディスクなどで構成され、CPU２０１が実行するプログラムや各種のデータを記録する。通信部２０９は、インターネット、その他のネットワークを介して外部の装置と通信する。この例の場合、通信部２０９は、入力画像を取得するか、または出力画像を出力する、外部とのインターフェースとして動作する。

また、通信部２０９を介してプログラムを取得し、記録部２０８に記録してもよい。

入出力インターフェース２０５に接続されているドライブ２１０は、磁気ディスク２２１、光ディスク２２２、光磁気ディスク２２３、または半導体メモリ２２４などが装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータなどを取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じて記録部２０８に転送され、記録される。

一連の処理をさせるプログラムが格納されている記録媒体は、図２２に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク２２１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク１２２（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気ディスク２２３（MD(Mini-Disc)（商標）を含む）、若しくは半導体メモリ２２４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM２０２や、記録部２０８に含まれるハードディスクなどで構成される。

なお、上述した一連の処理を実行させるプログラムは、必要に応じてルータ、モデムなどのインターフェースを介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を介してコンピュータにインストールされるようにしてもよい。

なお、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

ガルバノスキャナの外観を示す図である。 ロータリエンコーダの内部に設けられるスリット円板の詳細を説明する図である。 スリット円板の偏心について説明する図である。 スリット円板の偏心について説明する図である。 本発明を適用したガルバノスキャナの一実施の形態を示すブロック図である。 ロータリエンコーダの詳細を示すブロック図である。 スリット円板とセンサとの位置関係を説明する図である。 センサが検出する角度について説明する図である。 スリット円板の中心と２つのセンサのそれぞれをと結ぶ直線のなす角度が180°となるように設けられた場合における、それらのセンサが検出する角度の例について説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が180°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が180°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。 スリット円板とセンサとの位置関係を説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が90°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が90°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。 スリット円板とセンサとの位置関係を説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が45°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が45°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。 スリット円板とセンサとの位置関係を説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が30°である場合における、それらのセンサが検出する角度に対して行う補正の例について説明する図である。 ２つのセンサのなす角度が30°である場合における、絶対角度と検出角度差との関係を示すグラフである。 角度補正の処理を説明するフローチャートである。 ロータリエンコーダの構成を説明するブロック図である。

符号の説明

５１ ガルバノスキャナ， ６１ 走査ミラー， ６２ ガルバノモータ， ６３ ロータリエンコーダ， ６４ モータ制御回路， ６５ モータ駆動回路， ７１ 軸， ７２ 軸， １０１ センサ， １０２ センサ， １０３ スリット円板， １０４ 補正回路

Claims (10)

1. 回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置において、
   前記軸の回動に応じた第１の回動角度を検出する第１の検出手段と、
   前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられ、前記軸の回動に応じた第２の回動角度を検出する第２の検出手段と、
   検出した前記第１の回動角度および前記第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正手段と
   を備える検出装置。
2. 前記補正手段は、前記第１の回動角度をS1、前記回動板の中心と前記第１の検出手段および前記第２の検出手段のそれぞれとを結ぶ直線のなす角度をθ、および前記軸が１回転する間に検出した前記第１の回動角度と前記第２の回動角度との差の最大値をSmaxとしたとき、
   Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）
   により算出される補正値を、前記第１の回動角度から減じることで、前記第１の回動角度を補正する
   請求項１の検出装置。
3. 前記第２の検出手段は、前記回動板の中心を基準にして、前記第１の検出手段と所定の角度をなすように設けられる
   請求項１の検出装置。
4. 回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置の検出方法において、
   第１の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップ
   を含む検出方法。
5. 回動板の中心に設けられる軸の回動した角度を検出する検出装置の処理を、コンピュータに行わせるプログラムにおいて、
   第１の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップ
   を含むプログラム。
6. 光を走査する走査装置において、
   第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させる駆動手段と、
   前記第１の軸に設けられ、光を走査するように、入射された光を反射する反射手段と、
   前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度を検出する第１の検出手段と、
   前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられ、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度を検出する第２の検出手段と、
   検出した前記第１の回動角度および前記第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正手段と
   を備え、
   前記駆動手段は、補正された前記第１の回動角度に基づいて、前記第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させる
   走査装置。
7. 前記補正手段は、前記第１の回動角度をS1、前記回動板の中心と前記第１の検出手段および前記第２の検出手段のそれぞれとを結ぶ直線のなす角度をθ、および前記軸が１回転する間に検出した前記第１の回動角度と前記第２の回動角度との差の最大値をSmaxとしたとき、
   Smax×sin（θ/2）/2×sin（S1）
   により算出される補正値を、前記第１の回動角度から減じることで、前記第１の回動角度を補正する
   請求項６の走査装置。
8. 前記第２の検出手段は、前記回動板の中心を基準にして、前記第１の検出手段と所定の角度をなすように設けられる
   請求項６の走査装置。
9. 第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させて、前記第１の軸に設けられた反射手段により、入射された光を反射して光を走査する走査装置の走査方法において、
   第１の検出手段により検出される、前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップ
   を含む走査方法。
10. 第１の軸を所定の角度の範囲で往復するように回動させて、前記第１の軸に設けられた反射手段により、入射された光を反射して光を走査する走査装置の処理を、コンピュータに行わせるプログラムにおいて、
    第１の検出手段により検出される、前記第１の軸と同軸上の第２の軸の回動に応じた第１の回動角度、および前記第１の検出手段とは異なる位置に設けられた第２の検出手段により検出される、前記第２の軸の回動に応じた第２の回動角度に基づいて、前記第１の回動角度を補正する補正ステップ
    を含むプログラム。

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