JP2009109305A - 共振周波数および最大光学振り角の測定方法 - Google Patents

共振周波数および最大光学振り角の測定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】共振周波数および最大光学振り角をすばやく測定できるようにする。
【解決手段】ＭＥＭＳミラー素子１０の駆動周波数ｆで駆動してレーザビームをジッタセンサ３１ａ，３１ｂに入光させ、レーザビームの１往復走査で出力される４つのジッタ信号のそれぞれの時間間隔を測定することにより、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算する。駆動周波数ｆを分解能Δｆずつ増加または減少させる毎に、光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ），ΘＣＷ（ｆ）を計算して、前回より光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ），ΘＣＷ（ｆ）が小さくなると、前回の駆動周波数ｆを共振周波数ｆ０とし、共振周波数ｆ０のときにジッタセンサ３１ａ，３１ｂ間のそれぞれの時間間隔より最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０），ΘＣＷ（ｆ０）を計算する。
【選択図】図１

Description

本発明は共振周波数および最大光学振り角の測定方法に関し、特にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）ミラー素子検査装置における共振周波数（レーザビームの走査角が最大値となる駆動周波数）および最大光学振り角（共振周波数における反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角）の測定方法に関する。
ＭＥＭＳミラー素子によるレーザビームの反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）は、ＭＥＭＳミラー素子の駆動周波数ｆに応じて変化することが知られている。また、駆動周波数ｆを設定値分（共振周波数測定分解能。以下、単に分解能という）Δｆずつ増加または減少させていくと、ある駆動周波数ｆ０のときに反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）がそれ以上大きくならない反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）が生じることが知られている。以下、反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）が生じる駆動周波数を、共振周波数ｆ０という。
従来のＭＥＭＳミラー素子検査装置では、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を測定するときには、一対のジッタセンサの位置を少しずつ移動させ、レーザビームが入光するか入光しないかの境界のジッタセンサの位置を測定することにより、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を測定していた。このため、共振周波数ｆ０ならびに反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）を確定するためには、駆動周波数ｆを分解能Δｆずつ増加または減少させながら反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）の測定を繰り返し、最大となる反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）と決定し、そのときの駆動周波数を共振周波数ｆ０としていた（例えば、非特許文献１参照）。なお、ＭＥＭＳミラー素子は、共振周波数ｆ０で駆動して使用することが仕様上推奨されている。
エーエルティー株式会社、ＭＥＭＳスキャナ計測システムＡＬＴ−９Ａ４４カタログ、［online］、［平成１９年１０月１１日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.alt.co.jp/pdf/alt9a44.pdf）
しかし、上述した従来のＭＥＭＳミラー素子の共振周波数および最大光学振り角の測定方法では、一対のジッタセンサの位置を少しずつ移動させ、レーザビームが入光するか入光しないかの境界のジッタセンサの位置を測定することにより、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を測定することを、駆動周波数ｆを分解能Δｆずつ増加または減少させながら繰り返し、前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ＋Δｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ＋Δｆ）が小さくなった場合に前回の駆動周波数ｆを共振周波数ｆ０と決定し、共振周波数ｆ０での反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）としていたので、共振周波数ｆ０ならびに反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）の測定に長時間を要するという問題点があった。このため、ＭＥＭＳミラー素子をレーザビームの走査に使用するレーザプリンタ等の機器の生産現場では、共振周波数ｆ０ならびに反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）の測定に長時間がかかり、ＭＥＭＳミラー素子の組み込みや調整に支障が生じていた。
本発明の目的は、上述の点に鑑み、受光素子の位置を移動させずに、共振周波数ならびに反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角をすばやく測定できるようにした共振周波数および最大光学振り角の測定方法を提供することにある。
課題を解決するための手段および発明の効果
請求項１記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法は、レーザビームが入射するＭＥＭＳミラー素子を駆動周波数で駆動することにより前記レーザビームを前記ＭＥＭＳミラー素子で反射させて走査させる工程と、前記駆動周波数を分解能ずつ増加または減少させる毎に、前記ＭＥＭＳミラー素子のレーザビームの１往復走査の間に前記レーザビームの走査可能範囲内の任意の位置に配置された第１受光素子および第２受光素子から出力される４つの受光信号のそれぞれの時間間隔を測定する工程と、前記４つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて今回の駆動周波数での前記レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算する工程と、前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角が小さくなった場合に前回の駆動周波数を共振周波数と決定する工程と、前記ＭＥＭＳミラー素子を前記共振周波数で駆動して前記第１受光素子および前記第２受光素子から出力される４つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて前記ＭＥＭＳミラー素子による前記レーザビームの反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算する工程と、を含むことを特徴する。請求項１に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法によれば、ＭＥＭＳミラー素子により走査されるレーザビームの走査可能範囲内の任意の位置に第１受光素子および第２受光素子を固定的に配置し、ＭＥＭＳミラー素子の駆動周波数を分解能ずつ増加または減少させて第１受光素子および第２受光素子にレーザビームを入光させ、ＭＥＭＳミラー素子のレーザビームの１往復走査の間に第１受光素子および第２受光素子から出力される４つの受光信号のそれぞれの時間間隔を測定し、測定された４つの時間間隔に基づいて反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算し、前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角が小さくなった場合に前回の駆動周波数を共振周波数と決定し、ＭＥＭＳミラー素子を共振周波数で駆動して第１受光素子および第２受光素子から出力される４つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいてＭＥＭＳミラー素子によるレーザビームの反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算することにより、反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角をすばやく測定することができるという効果がある。
請求項２記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法は、レーザビームが入射するＭＥＭＳミラー素子を駆動周波数で駆動することにより前記レーザビームを前記ＭＥＭＳミラー素子で反射させて走査させる工程と、前記駆動周波数を分解能ずつ増加または減少させる毎に、前記ＭＥＭＳミラー素子のレーザビームの１往復走査の間に前記レーザビームの走査可能範囲内の任意の位置に配置された第１受光素子，第２受光素子および第３受光素子から出力される６つの受光信号のそれぞれの時間間隔を測定する工程と、前記６つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて今回の駆動周波数での前記レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算する工程と、前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角が小さくなった場合に前回の駆動周波数を共振周波数とする工程と、前記ＭＥＭＳミラー素子を前記共振周波数で駆動して前記第１受光素子，前記第２受光素子および前記第３受光素子から出力される６つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて前記ＭＥＭＳミラー素子による前記レーザビームの反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算する工程と、を含むことを特徴する。請求項２記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法によれば、ＭＥＭＳミラー素子により走査されるレーザビームの走査可能範囲内の任意の位置に第１受光素子，第２受光素子および第３受光素子を固定的に配置し、ＭＥＭＳミラー素子の駆動周波数を分解能ずつ増加または減少させて第１受光素子，第２受光素子および第３受光素子にレーザビームを入光させ、ＭＥＭＳミラー素子のレーザビームの１往復走査の間に第１受光素子，第２受光素子および第３受光素子から出力される６つの受光信号のそれぞれの時間間隔を測定し、前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角が小さくなった場合に前回の駆動周波数を共振周波数とし、ＭＥＭＳミラー素子を共振周波数で駆動して第１受光素子，第２受光素子および第３受光素子から出力される６つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいてＭＥＭＳミラー素子によるレーザビームの反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算することにより、反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角をすばやく測定することができるという効果がある。
請求項３記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法は、請求項２記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法において、前記６つの受光信号のそれぞれの時間間隔の２番目と３番目とを比較し、２番目の時間間隔が３番目の時間間隔よりも小さければ前記レーザビームが時計方向に走査していると判断し、２番目の時間間隔が３番目の時間間隔よりも大きければ前記レーザビームが反時計方向に走査していると判断することを特徴とする。請求項３記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法によれば、６つの受光信号のそれぞれの時間間隔の２番目と３番目とを比較し、２番目の時間間隔が３番目の時間間隔よりも小さければレーザビームが時計方向に走査していると判断し、２番目の時間間隔が３番目の時間間隔よりも大きければレーザビームが反時計方向に走査していると判断することにより、走査開始時にレーザビームが時計方向の走査から開始したか、あるいは反時計方向の走査から開始したかを知ることができ、測定誤りが発生することが抑制される。
請求項４記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法において、前記レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算する工程が、前記レーザビームの走査角がほぼ正弦波になるために半径の位置での円弧状の等速円運動であると仮定して反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算することを特徴とする。請求項４記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法によれば、レーザビームの走査角がほぼ正弦波になるために半径の位置での円弧状の等速円運動と仮定して、共振周波数ならびに反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算することにより、レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角位置まで受光素子を移動させることなしに、反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角をすばやく測定することができるという効果がある。
共振周波数ならびに反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角をすばやく測定するという目的を、受光素子を移動させずに、レーザビームの走査角がほぼ正弦波になるために半径の位置での円弧状の等速円運動であると仮定して、共振周波数ならびに反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算することにより達成した。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１および図２は、本発明の実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されたＭＥＭＳミラー素子検査装置の光学系の構成を示す平面図および側面図である。図３は、本発明の実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されるＭＥＭＳミラー素子検査装置の光学系の要部を示す要部平面図である。このＭＥＭＳミラー素子検査装置は、ウォブル（ｗｏｂｂｌｅ），ジッタ（ｊｉｔｔｅｒ），共振周波数ｆ０，反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０），温度，湿度等を測定するものであり、ＭＥＭＳミラー素子１０と、レーザダイオード（ＬＤ）２０と、コリメータレンズ２１と、受光素子でなる第１ジッタセンサ３１ａ（本発明の第１受光素子に相当）と、受光素子でなる第２ジッタセンサ３１ｂ（本発明の第２受光素子または第３受光素子に相当）と、受光素子でなるウォブルセンサ４１（本発明の第２受光素子に相当）と、円弧状リニアガイド７０と、角度目盛板８０とを含んで構成されている。
円弧状リニアガイド７０は、円弧状レール７１と、基端部が円弧状レール７１上に摺動自在に搭載された第１スライダ７２，第２スライダ７３および第３スライダ７４とを備えて構成されている。
角度目盛板８０は、円弧状リニアガイド７０の円弧状レール７１より半径の小さい円弧帯状板で形成され、その表面に角度目盛が刻設あるいは印刷されており、上面から見て円弧状レール７１と同心的に配置されている。
ＭＥＭＳミラー素子１０は、円弧状リニアガイド７０の円弧状レール７１の仮想中心点の上方位置に面倒れ角φ／２（図２参照）となるように、ウォブルセンサ４１に相対するように配置されている。ＭＥＭＳミラー素子１０のミラー面は、ＭＥＭＳミラー素子１０に駆動信号を与えない停止状態では、水平面内で見てウォブルセンサ４１の受光面に対して平行となっている。
レーザダイオード２０は、ＭＥＭＳミラー素子１０とウォブルセンサ４１とを結ぶ直線を含む垂直面内にＭＥＭＳミラー素子１０とウォブルセンサ４１とを結ぶ直線である基準線Ｌ０に対してＭＥＭＳミラー素子１０から見て仰角φ（図２参照）となる位置に配置されている。
コリメータレンズ２１は、レーザダイオード２０から出射されるレーザ光を絞ってレーザビームとしてＭＥＭＳミラー素子１０に入射させる役目をする。
ウォブルセンサ４１は、円弧状リニアガイド７０の円弧状レール７１に摺動自在に搭載された第２ガイド７３の内端部（図示せず）に、ＭＥＭＳミラー素子１０と同一水平面内に、かつＭＥＭＳミラー素子１０から距離Ｌとなるように固着されている。ウォブルセンサ４１は、パルス幅の時間変化が可能な三角スリットタイプのものであり、上下方向に移動可能な電動ステージ４２（図２参照）上に取り付けられている。電動ステージ４２が上方に移動すると、ウォブルセンサ４１から出力される出力信号（ウォブル信号）のパルス幅時間が長くなり、下方に移動すると、ウォブルセンサ４１から出力される出力信号（ウォブル信号）のパルス幅時間が短くなるようになっている。なお、ＭＥＭＳミラー素子１０の面倒れ角φ／２を測定しない場合は、ウォブルセンサ４１は省略することができる。
第１ジッタセンサ３１ａは、円弧状リニアガイド７０の円弧状レール７１に摺動自在に搭載された第１ガイド７２の内端部（図示せず）に、ウォブルセンサ４１と同一水平面内に、かつＭＥＭＳミラー素子１０から同一距離Ｌとなるように固着されている。図１の例では、第１ジッタセンサ３１ａは、ＭＥＭＳミラー素子１０とウォブルセンサ４１を結ぶ直線である基準線Ｌ０を中心として反時計方向に４５°の光学振れ角位置にある直線である第１配置線Ｌ１上に配置されている。
第２ジッタセンサ３１ｂは、円弧状リニアガイド７０の円弧状レール７１に摺動自在に搭載された第３ガイド７４の内端部（図示せず）に、ウォブルセンサ４１と同一水平面内に、かつＭＥＭＳミラー素子１０から同一距離Ｌとなるように固着されている。図１の例では、第２ジッタセンサ３１ｂは、ＭＥＭＳミラー素子１０とウォブルセンサ４１を結ぶ直線である直線Ｌ０を中心として時計方向に４５°の光学振れ角位置にある直線である第２配置線Ｌ２上に配置されている。
図４を参照すると、本実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されるＭＥＭＳミラー素子検査装置の回路系は、ＭＥＭＳミラー素子１０と、ＭＥＭＳミラー素子１０に任意の波形の駆動信号を出力する任意波形発生器１１と、レーザダイオード（ＬＤ）２０と、第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂを含むジッタセンサ部３０と、ウォブルセンサ４１および電動ステージ４２を含むウォブルセンサ部４０と、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）部５０と、モータ／キーボード等からなる入出力装置６０とから、その主要部が構成されている。
ＰＣ部５０は、第１ジッタセンサ３１ａ，第２ジッタセンサ３１ｂおよびウォブルセンサ４１に接続されるＴＩＡ（Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ）ボード５２と、電動ステージ４２に接続されるモータ制御ボード５３と、レーザダイオード２０に接続されるＤＩＯ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ボード５４と、任意波形発生器１１，ＴＩＡボード５２，モータ制御ボード５３，ＤＩＯボード５４およびモニタ／キーボード等の入出力装置６０に接続されるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）ボード５１とを含んで構成されている。なお、ＣＰＵボード５１は、図示しないＣＰＵ，プログラム格納用のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ワークエリアや各種カウンタ等が割り当てられるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ），Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）等を備えて構成されている。
ＴＩＡボード５２は、４つのチャンネルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有する時間測定装置であり、チャンネルＡ，Ｂを通じてウォブルセンサ４１の出力信号（以下、ウォブル信号という）を入力し、ウォブル信号のパスル幅に相当する時間（図７のｔ１２，ｔ２３等参照）を測定する。また、ＴＩＡボード５２は、チャンネルＣを通じて第１ジッタセンサ３１ａの出力信号（以下、第１ジッタ信号という）を入力し、チャンネルＤを通じて第２ジッタセンサ３１ｂの出力信号（以下、第２ジッタ信号という）を入力して、第１ジッタ信号間の時間間隔（図７のｔ２１等参照），ウォブル信号のパルス幅時間（図７のｔ１２，ｔ２３等参照）および第２ジッタ信号と第１ジッタ信号との時間間隔（図７のｔ１４等参照）を測定する。
モータ制御ボード５３は、電動ステージ４２を駆動することによりウォブルセンサ４１を上下動する。ウォブルセンサ４１を上下動することにより、ウォブル信号のパルス幅時間が変動する。
ＤＩＯボード５４は、ＣＰＵボード５１からの制御信号によりレーザダイオード２０に通電してレーザ光を出射させる。
図５は、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）の計算を説明する図である。図５で見て、ＭＥＭＳミラー素子１０とウォブルセンサ４１とを結ぶ直線（走査角θ＝０）を基準線Ｌ０とし、ＭＥＭＳミラー素子１０と第１ジッタセンサ３１ａとを結ぶ直線（第１配置角θ１）を第１配置線Ｌ１とし、ＭＥＭＳミラー素子１０と第２ジッタセンサ３１ｂとを結ぶ直線（第２配置角θ２）を第２配置線Ｌ２とする。反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）は、基準線Ｌ０を基準として測定され、反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ）および時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ）は、第１配置線Ｌ１および第２配置線Ｌ２を基準として測定される。反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）に対応する時間がＴＣＣＷ（ｆ）およびＴＣＷ（ｆ）であり、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）に対応する円弧長がＲＣＣＷ（ｆ）およびＲＣＷ（ｆ）である。反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ）および時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ）に対応する時間がｔＣＣＷ（ｆ）およびｔＣＷ（ｆ）であり、反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ）および時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ）に対応する円弧長がｒＣＣＷ（ｆ）およびｒＣＷ（ｆ）である。第１配置角θ１および第２配置角θ２に対応する時間がｔ１およびｔ２であり、第１配置角θ１および第２配置角θ２に対応する円弧長がｒ１およびｒ２である。
図６は、反時計方向の差分円弧長ｒＣＣＷ（ｆ）と反時計方向の差分時間間隔ｔＣＣＷ（ｆ）との間に成り立つ関係を説明する図である。ＭＥＭＳミラー素子１０の反射によるレーザビームの走査角θは、ほぼ正弦波になるので、距離Ｌの位置で円弧状の等速円運動をするものと仮定すると、振幅円弧長２Ｒ（ｆ）＝ＲＣＣＷ（ｆ）＋ＲＣＷ（ｆ）として、Ｒ（ｆ）−ｒＣＣＷ（ｆ）＝ＲＣＣＷ（ｆ）ｃｏｓ（ωｔＣＣＷ（ｆ））の関係が成り立つ。
図７（ａ）および（ｂ）は、第１ジッタ信号，ウォブル信号および第２ジッタ信号のタイミングを示すタイミングチャートである。本実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法では、ウォブル信号のパルス幅時間が第１ジッタ信号または第２ジッタ信号の時間間隔より短いことに着目し、短い時間間隔が開始から２番目に生じるか３番目に生じるかに基づいて、レーザビームが時計方向に走査中であるか反時計方向に走査中であるかをソフトウェア的に判定する方法を採用する。図７（ａ）に示すように、第１ジッタセンサ３１ａのトリガで時計方向走査を開始するときには、第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号→ウォブルセンサ４１からのウォブル信号→第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号→第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号→ウォブルセンサ４１からのウォブル信号→第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号となる。このため、機械的に必ずウォブル信号のパルス幅時間が小さくなるので、２番目の時間間隔ｔ１２と３番目の時間間隔ｔ１３とを比較し、小さい２番目の時間間隔ｔ１２の方がウォブル信号のパルス幅時間であり、レーザビームは時計方向の走査であると判定する。一方、図７（ｂ）に示すように、第１ジッタセンサ３１ａのトリガで反時計方向走査を開始するときには、第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号→第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号→ウォブルセンサ４１からのウォブル信号→第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号→第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号→ウォブルセンサ４１からのウォブル信号→第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号となる。このため、機械的に必ずウォブル信号のパルス幅時間が小さくなるので、２番目の時間間隔ｔ２２と３番目の時間間隔ｔ２３とを比較し、小さい３番目の時間間隔ｔ２３の方がウォブル信号のパルス幅時間であり、レーザビームは反時計方向の走査であると判定する。
図８は、本実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法の処理を示すフローチャートである。
次に、このように構成された実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法の動作について、図１〜図８を参照しながら説明する。
まず、作業者は、モニタ／キーボード等の入出力装置６０を通じて測定条件を入力する（図８のＳ１０１）。
すると、ＣＰＵボード５１は、初期設定を行う（図８のＳ１０２）。具体的には、例えば、ＤＩＯボード５４の出力信号の全ビットをクリアする。この結果、レーザダイオード２０への通電がオフされる。
次に、作業者は、モニタ／キーボード等の入出力装置６０を通じて作業者ＩＤを入力する（図８のＳ１０３）。
続いて、作業者は、モニタ／キーボード等の入出力装置６０を通じてスタートボタンを押下する（図８のＳ１０４）。
すると、ＣＰＵボード５１は、作業者ＩＤをチェックする（図８のＳ１０５）。作業者ＩＤが未入力または誤入力のときには、ＣＰＵボード５１は、測定を中止する。
正しい作業者ＩＤが入力されると、ＣＰＵボード５１は、図示しない温度センサおよび湿度センサにより温度および湿度を測定する（図８のＳ１０６）。
次に、ＣＰＵボード５１は、ＤＩＯボード５４を通じてレーザダイオード２０への通電をオンにする（図８のＳ１０７）。すると、レーザダイオード２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２１によりレーザビームに絞り込まれてＭＥＭＳミラー素子１０に入射される。ＭＥＭＳミラー素子１０に入射されたレーザビームは、ＭＥＭＳミラー素子１０で反射されてウォブルセンサ４１に入射されることになる。
続いて、ＣＰＵボード５１は、タイマ（図示せず）により、１００ｍｓｅｃを待つ（図８のＳ１０８）。これは、レーザダイオード２０への通電後にレーザダイオード２０のレーザ光出力が安定するのを待つためである。
次に、ＣＰＵボード５１は、任意波形発生器１１を通じてＭＥＭＳミラー素子１０に所定の波形，デューティ比，駆動周波数ｆ，および電圧の駆動信号を出力する（図８のＳ１０９）。すると、ＭＥＭＳミラー素子１０は、駆動周波数ｆでミラー面の振り角運動を開始し、レーザビームが走査される。ＭＥＭＳミラー素子１０により走査されたレーザビームは、距離Ｌの位置に設置した第１ジッタセンサ３１ａ，第２ジッタセンサ３１ｂおよびウォブルセンサ４１に入光される。
続いて、ＣＰＵボード５１は、ＴＩＡボード５２のチャンネルＣ，Ｄを通じて第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号および第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号の入力をチェックする（図８のＳ１１０）。この際、ウォブルセンサ４１からのウォブル信号の入力もチェックされ、図７（ａ）に示すように、２番目の時間間隔ｔ１２と３番目の時間間隔ｔ１３とを比較し、２番目の時間間隔ｔ１２の方が小さければ、レーザビームは時計方向の走査であると判定する。一方、図７（ｂ）に示すように、２番目の時間間隔ｔ２２と３番目の時間間隔ｔ２３とを比較し、３番目の時間間隔ｔ２３の方が小さければ、レーザビームは反時計方向の走査であると判定する。
次に、 ＣＰＵボード５１は、任意波形発生器１１を通じてＭＥＭＳミラー素子１０に出力される駆動周波数ｆを分解能Δｆ分だけ上げる（または下げる）（図８のＳ１１１）。すると、ＭＥＭＳミラー素子１０は、駆動周波数ｆ＋Δｆでミラー面の振り角運動を行い、レーザビームの走査角速度ωが速くなる。
続いて、ＣＰＵボード５１は、ＴＩＡボード５２のチャンネルＣ，Ｄを通じて第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号および第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号の入力をチェックする（図８のＳ１１２）。
次に、ＣＰＵボード５１は、第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号および第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号の入力があるかどうかを判定する（図８のＳ１１３）。
第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号および第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号が無ければ（図８のＳ１１３：Ｎｏ）、ＣＰＵボード５１は、ステップＳ１１１に制御を戻して、駆動周波数ｆを分解能Δｆだけ上げる（または下げる）。すると、レーザビームの走査角速度ωがさらに速くなる。
第１ジッタ信号および第２ジッタ信号の入力が有れば（図８のＳ１１３：Ｙｅｓ）、ＣＰＵボード５１は、第１ジッタセンサ３１ａからの第１ジッタ信号および第２ジッタセンサ３１ｂからの第２ジッタ信号の入力を行い（図８のＳ１１４）、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算する（図８のＳ１１５）。なお、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）の計算の詳細については、後述する。
次に、 ＣＰＵボード５１は、任意波形発生器１１を通じてＭＥＭＳミラー素子１０に出力される駆動周波数ｆを分解能Δｆだけ上げる（または下げる）（図８のＳ１１６）。すると、ＭＥＭＳミラー素子１０は、駆動周波数ｆ＋Δｆでミラー面の振り角運動を行い、レーザビームの走査角速度ωが速くなる。
続いて、ＣＰＵボード５１は、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ＋Δｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ＋Δｆ）を計算する（図８のＳ１１７）。
次に、ＣＰＵボード５１は、今回計算した反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ＋Δｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ＋Δｆ）が前回計算した反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）よりも小さいかどうかを判定し（図８のＳ１１８）、小さくなければ（図８のＳ１１８：Ｎｏ）、ステップＳ１１６に制御を戻して、駆動周波数ｆを分解能Δｆだけ上げる（または下げる）。すると、レーザビームの走査角速度ωがさらに速くなる。
今回計算した反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ＋Δｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ＋Δｆ）が前回計算した反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）よりも小さければ（図８のＳ１１８：Ｙｅｓ）、ＣＰＵボード５１は、前回計算した反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）のときの駆動周波数ｆを共振周波数ｆ０と決定する（図８のＳ１１９）。
次に、ＣＰＵボード５１は、共振周波数ｆ０にてウォブルおよびジッタを測定する（図８のＳ１２０）。なお、ウォブルおよびジッタの測定については、本発明とは直接関係ないので、これらの詳細な説明は割愛する。
続いて、ＣＰＵボード５１は、任意波形発生器１１を通じてＭＥＭＳミラー素子１０の駆動を停止し（図８のＳ１２１）、タイマ（図示せず）により１０００ｍｓｅｃ待つ（図８のＳ１２２）。これは、ＭＥＭＳミラー素子１０の完全な停止を待機するためである。
１０００ｍｓｅｃが経過すると、ＣＰＵボード５１は、ＤＩＯボード５４を通じてレーザダイオード２０への通電をオフする（図８のＳ１２３）。
この後、ＣＰＵボード５１は、ウォブル，ジッタ，共振周波数ｆ０，反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）を計算し（図８のＳ１２４）、計算結果が測定条件を満足するかどうかを判定する（図８のＳ１２５）。
計算結果が測定条件を満足するのであれば（図８のＳ１２５：Ｙｅｓ）、ＣＰＵボード５１は、 モニタ／キーボード等の入出力装置６０に「ＯＫ」を表示して（図８のＳ１２６）、データを、例えばＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ Ｓｅｐａｒａｔｅｄ Ｖａｌｕｅｓ）形式等で自動的に保存し（図８のＳ１２７）、測定を終了する。自動保存されるデータとして、ウォブル，ジッタ，反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０），共振周波数ｆ０，温度，湿度等がある。
計算結果が測定条件を満足しなければ（図８のＳ１２５：Ｎｏ）、ＣＰＵボード５１は、 モニタ／キーボード等の入出力装置６０に「ＮＧ」を表示して（図８のＳ１２８）、測定を終了する。
次に、図８のステップＳ１１５およびＳ１１７で行われる反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）の計算について詳細に説明する。
図５の反時計方向の差分円弧長ｒＣＣＷ（ｆ）は、距離Ｌおよび反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ）を用いて式（１）のように表せる。
ｒＣＣＷ（ｆ）＝２πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）／３６０） ・・・（１）
同じように、図５の振幅円弧長２Ｒ（ｆ）＝ＲＣＣＷ（ｆ）＋ＲＣＷ（ｆ）は、距離Ｌ，反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ），時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ），第１配置角θ１および第２配置角θ２を用いて下式のように表せる。
２Ｒ（ｆ）＝２πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）／３６０
上式を整理すると、式（２）となる。
Ｒ（ｆ）＝πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）／３６０ ・・・（２）
レーザビームが振幅円弧長２Ｒ（ｆ）＝ＲＣＣＷ（ｆ）＋ＲＣＷ（ｆ）を直径とする円周上を等速運動すると仮定し、図６のように定義すると、余弦の長さＲ（ｆ）−ｒＣＣＷ（ｆ）について、下式が成立する。
Ｒ（ｆ）−ｒＣＣＷ（ｆ）＝Ｒ（ｆ）ｃｏｓ（ωｔＣＣＷ（ｆ））
上式を整理すると、式（３）となる。
ｒＣＣＷ（ｆ）＝Ｒ（ｆ）−Ｒ（ｆ）ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））
＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝×Ｒ（ｆ） ・・・（３）
式（３）に式（１）および式（２）を代入すると、下式となる。
２πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）／３６０）＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝×πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）／３６０
上式を整理すると、下式が得られる。
２θＣＣＷ（ｆ）＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）
さらに、上式を整理すると、下式となる。
θＣＣＷ（ｆ）＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝／｛１＋ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝×（θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）
ここで、Ａを下式と置く。
Ａ＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝／｛１＋ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝
すると、式（４）が得られる。
θＣＣＷ（ｆ）＝Ａ×（θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２） ・・・（４）
次に、時計方向の差分円弧長ｒＣＷ（ｆ）は、反時計方向の差分円弧長ｒＣＣＷ（ｆ）と同様に、距離Ｌおよび時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ）を用いて式（５）のように表せる。
ｒＣＷ（ｆ）＝２πＬ×（θＣＷ（ｆ）／３６０） ・・・（５）
すでに説明したように、図５の振幅円弧長２Ｒ（ｆ）＝ＲＣＣＷ（ｆ）＋ＲＣＷ（ｆ）は、距離Ｌ，反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ），時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ），第１配置角θ１および第２配置角θ２を用いて下式のように表せる。
２Ｒ（ｆ）＝２πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）／３６０
上式を整理すると、すでに説明した式（２）が得られる。
Ｒ（ｆ）＝πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）／３６０ ・・・（２）
レーザビームが振幅円弧長２Ｒ（ｆ）＝ＲＣＣＷ（ｆ）＋ＲＣＷ（ｆ）を直径とする円周上を等速運動すると仮定し、図６と同様に定義すると、余弦の長さＲ（ｆ）−ｒＣＷ（ｆ）について、下式が成立する。
Ｒ（ｆ）−ｒＣＷ（ｆ）＝Ｒ（ｆ）ｃｏｓ（ωｔＣＷ（ｆ））
上式を整理すると、式（６）が成り立つ。
ｒＣＷ（ｆ）＝Ｒ（ｆ）−Ｒ（ｆ）ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））
＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝×Ｒ（ｆ） ・・・（６）
式（６）に式（５）および式（２）を代入すると、下式となる。
２πＬ×（θＣＷ（ｆ）／３６０）＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝×πＬ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）／３６０
上式を整理すると、下式が得られる。
２θＣＷ（ｆ）＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝×（θＣＣＷ（ｆ）＋θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）
さらに上式を整理すると、下式となる。
θＣＷ（ｆ）＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝／｛１＋ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝×（θＣＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）
ここで、Ｂを下式と置く。
Ｂ＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝／｛１＋ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝
すると、式（７）が得られる。
θＣＷ（ｆ）＝Ｂ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２） ・・・（７）
式（４）に式（７）を代入すると、以下となる。
θＣＣＷ（ｆ）＝Ａ×（θＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２） ・・・（４）
＝Ａ×｛Ｂ×（θＣＣＷ（ｆ）＋θ１＋θ２）＋θ１＋θ２｝
＝ＡＢθＣＣＷ（ｆ）＋Ａ（１＋Ｂ）（θ１＋θ２）
上式を整理すると、式（８）が得られる。
θＣＣＷ（ｆ）＝Ａ（１＋Ｂ）（θ１＋θ２）／（１−ＡＢ） ・・・（８）
ただし、ＡおよびＢは、以下である。
Ａ＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝／｛１＋ｃｏｓ（２πｆｔＣＣＷ（ｆ））｝
Ｂ＝｛１−ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝／｛１＋ｃｏｓ（２πｆｔＣＷ（ｆ））｝
これにより、式（８）に測定した時間間隔ｔＣＣＷ（ｆ），ｔＣＷ（ｆ）を代入すれば、反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ）が求まる。
さらに、式（７）に時間間隔ｔＣＣＷ（ｆ），ｔＣＷ（ｆ）と反時計方向の差分振り角θＣＣＷ（ｆ）とを代入すれば、時計方向の差分振り角θＣＷ（ｆ）が求まる。
最終的に、反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）は、以下のように計算できる。
ΘＣＣＷ（ｆ）＝θＣＣＷ（ｆ）＋θ１
ΘＣＷ（ｆ）＝θＣＷ（ｆ）＋θ２
なお、反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）は、ＭＥＭＳミラー素子１０を共振周波数ｆ０で駆動して第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂから出力される４つのジッタ信号のそれぞれの時間間隔に基づいて計算された反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）の値である。
本実施例によれば、ＭＥＭＳミラー素子１０の駆動周波数ｆを分解能Δｆずつ増加または減少させて第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂにレーザビームを入光させ、ＭＥＭＳミラー素子１０のレーザビームの１往復走査の間に第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂから出力される４つのジッタ信号のそれぞれの時間間隔を測定し、測定された４つの時間間隔に基づいて反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算し、前回の駆動周波数ｆのときの反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）が小さくなった場合に前回の駆動周波数ｆを共振周波数ｆ０と決定し、ＭＥＭＳミラー素子１０を共振周波数ｆ０で駆動して第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂから出力される４つのジッタ信号のそれぞれの時間間隔に基づいてＭＥＭＳミラー素子１０によるレーザビームの反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）を計算することにより、反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）をすばやく測定することができる。
ところで、上記実施例では、第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂをＭＥＭＳミラー素子１０から距離Ｌの位置に固定的に配置した場合を例にとって説明したが、第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂを固定的に配置する位置は、ＭＥＭＳミラー素子１０により走査されるレーザビームの走査可能範囲内であれば、任意の位置とすることができる。このようにしても、第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂの位置さえ分かっていれば、類似する演算過程によって反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算し、共振周波数ｆ０を決定して、反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）をすばやく測定することができることはいうまでもない。
また、上記実施例では、ＭＥＭＳミラー素子１０の駆動周波数ｆを分解能Δｆずつ増加または減少させて第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂにレーザビームを入光させ、ＭＥＭＳミラー素子１０のレーザビームの１往復走査の間に第１ジッタセンサ３１ａおよび第２ジッタセンサ３１ｂから出力される４つのジッタ信号のそれぞれの時間間隔を測定し、測定された４つの時間間隔に基づいて反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算するようにしたが、ＭＥＭＳミラー素子１０の駆動周波数ｆを分解能Δｆずつ増加または減少させて第１ジッタセンサ３１ａ，ウォブルセンサ４１および第２ジッタセンサ３１ｂにレーザビームを入光させ、ＭＥＭＳミラー素子１０のレーザビームの１往復走査の間に第１ジッタセンサ３１ａ，ウォブルセンサ４１および第２ジッタセンサ３１ｂから出力される６つの出力信号のそれぞれの時間間隔を測定し、測定された６つの時間間隔に基づいて反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算するようにすることもできる。このようにしても、第１ジッタセンサ３１ａ，ウォブルセンサ４１および第２ジッタセンサ３１ｂの位置さえ分かっていれば、類似する演算過程によって反時計方向の光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ）および時計方向の光学振り角ΘＣＷ（ｆ）を計算し、共振周波数ｆ０を決定して、反時計方向の最大光学振り角ΘＣＣＷ（ｆ０）および時計方向の最大光学振り角ΘＣＷ（ｆ０）をすばやく測定することができることはいうまでもない。
以上、本発明の実施例を説明したが、これはあくまで例示にすぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
例えば、実施例では本発明の共振周波数および最大光学振り角の測定方法をＭＥＭＳミラー素子検査装置に適用した場合を例にとって説明したが、共振型光スキャナ検査装置にも、本発明が同様に適用できることはいうまでもない。
本発明の実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されたＭＥＭＳミラー素子検査装置の光学系の構成を示す平面図。 本発明の実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されたＭＥＭＳミラー素子検査装置の光学系の構成を示す側面図。 本発明の実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されたＭＥＭＳミラー素子検査装置の光学系の構成を示す要部平面図。 本発明の実施例に係る共振周波数および最大光学振り角の測定方法が適用されたＭＥＭＳミラー素子検査装置の回路系の構成を示す回路ブロック図。 反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角の計算を説明する図。 反時計方向の差分円弧長と反時計方向の差分時間との間に成り立つ関係を説明する図。 （ａ）および（ｂ）は、第１ジッタ信号，ウォブル信号および第２ジッタ信号のタイミングを示すタイミングチャート。 測定シーケンスを示すフローチャート。
符号の説明
１０ ＭＥＭＳミラー素子
２０ レーザダイオード（ＬＤ）
２１ コリメータレンズ
３１ａ 第１ジッタセンサ（第１受光素子）
３１ｂ 第２ジッタセンサ（第２受光素子または第３受光素子）
４１ ウォブルセンサ（第２受光素子）
７０ 円弧状リニアガイド
７１ 円弧状レール
７２ 第１スライダ
７３ 第２スライダ
７４ 第３スライダ
８０ 角度目盛板

Claims (4)

  1. レーザビームが入射するＭＥＭＳミラー素子を駆動周波数で駆動することにより前記レーザビームを前記ＭＥＭＳミラー素子で反射させて走査させる工程と、
    前記駆動周波数を分解能ずつ増加または減少させる毎に、前記ＭＥＭＳミラー素子のレーザビームの１往復走査の間に前記レーザビームの走査可能範囲内の任意の位置に配置された第１受光素子および第２受光素子から出力される４つの受光信号のそれぞれの時間間隔を測定する工程と、
    前記４つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて今回の駆動周波数での前記レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算する工程と、
    前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角が小さくなった場合に前回の駆動周波数を共振周波数と決定する工程と、
    前記ＭＥＭＳミラー素子を前記共振周波数で駆動して前記第１受光素子および前記第２受光素子から出力される４つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて前記ＭＥＭＳミラー素子による前記レーザビームの反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算する工程と、
    を含むことを特徴する共振周波数および最大光学振り角の測定方法。
  2. レーザビームが入射するＭＥＭＳミラー素子を駆動周波数で駆動することにより前記レーザビームを前記ＭＥＭＳミラー素子で反射させて走査させる工程と、
    前記駆動周波数を分解能ずつ増加または減少させる毎に、前記ＭＥＭＳミラー素子のレーザビームの１往復走査の間に前記レーザビームの走査可能範囲内の任意の位置に配置された第１受光素子，第２受光素子および第３受光素子から出力される６つの受光信号のそれぞれの時間間隔を測定する工程と、
    前記６つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて今回の駆動周波数での前記レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算する工程と、
    前回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角より今回の駆動周波数のときの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角が小さくなった場合に前回の駆動周波数を共振周波数とする工程と、
    前記ＭＥＭＳミラー素子を前記共振周波数で駆動して前記第１受光素子，前記第２受光素子および前記第３受光素子から出力される６つの受光信号のそれぞれの時間間隔に基づいて前記ＭＥＭＳミラー素子による前記レーザビームの反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算する工程と、
    を含むことを特徴する共振周波数および最大光学振り角の測定方法。
  3. 前記６つの受光信号のそれぞれの時間間隔の２番目と３番目とを比較し、２番目の時間間隔が３番目の時間間隔よりも小さければ前記レーザビームが時計方向に走査していると判断し、２番目の時間間隔が３番目の時間間隔よりも大きければ前記レーザビームが反時計方向に走査していると判断する請求項２記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法。
  4. 前記レーザビームの反時計方向の光学振り角および時計方向の光学振り角を計算する工程が、前記レーザビームの走査角がほぼ正弦波になるために半径の位置での円弧状の等速円運動であると仮定して反時計方向の最大光学振り角および時計方向の最大光学振り角を計算する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の共振周波数および最大光学振り角の測定方法。
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