JP3371474B2 - Vibration optical element amplitude controller - Google Patents

Vibration optical element amplitude controller

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JP3371474B2
JP3371474B2 JP18543993A JP18543993A JP3371474B2 JP 3371474 B2 JP3371474 B2 JP 3371474B2 JP 18543993 A JP18543993 A JP 18543993A JP 18543993 A JP18543993 A JP 18543993A JP 3371474 B2 JP3371474 B2 JP 3371474B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、振動光学要素の振幅制
御装置の制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for an amplitude control device for a vibrating optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の入射した光線を振動させて射出す
るレゾナントミラーのような振動光学要素の振幅制御装
置に関する技術としては、例えば図8及び図9に示すよ
うなものがある。図8に示すものは、予め定めた増幅率
により補正するものであり、正弦波発生回路1から出力
した正弦波は増幅率が可変な増幅回路2で増幅され、適
当な増幅率で増幅されてから、ミラー駆動回路3で駆動
出力に変換され、光源4から射出しレゾナントミラー5
に入射した光は、レゾナントミラー5の振動角度に応じ
た振幅で振動しながら反射していた。増幅回路2の増幅
率は増幅率制御回路6により制御されており、増幅率制
御回路6は温度等の条件変化に応じてレゾナントミラー
5ができるだけ安定して振動するよう増幅回路2の増幅
率を決めていた。
2. Description of the Related Art Conventional techniques relating to an amplitude control device for a vibrating optical element such as a resonant mirror that vibrates and emits an incident light beam are shown in FIGS. 8 and 9, for example. FIG. 8 shows that the sine wave output from the sine wave generation circuit 1 is amplified by the amplification circuit 2 whose amplification factor is variable and is amplified by an appropriate amplification factor. Is converted into a driving output by the mirror driving circuit 3 and emitted from the light source 4 and the resonant mirror 5
The light incident on was reflected while vibrating with an amplitude according to the vibration angle of the resonant mirror 5. The amplification factor of the amplification circuit 2 is controlled by the amplification factor control circuit 6, and the amplification factor control circuit 6 adjusts the amplification factor of the amplification circuit 2 so that the resonant mirror 5 vibrates as stably as possible according to a change in conditions such as temperature. I had decided.

【0003】図9に示すものは、レゾナントミラー5に
スポット光を照射、反射波の振幅を検出してその結果に
より補正するものである。すなわち、正弦波発生回路1
から出力した正弦波は、増幅率が可変な増幅回路2で増
幅され、適当な増幅率で増幅されてからミラー駆動回路
3で駆動出力に変換され、レゾナントミラー5が振動駆
動され、スポット光の光源4からレゾナントミラー5に
入射した光はレゾナントミラー5の振動角度に応じた振
幅で振動しながら反射していた。設定された反射光の振
幅の両端にディテクタ8が配置され、ディテクタ8の出
力を受けた比較回路9は設定値と比較して信号強度出力
をCPU10に出力し、CPU10は比較回路9の出力
を基準として増幅回路2が適当な増幅率になるよう制御
する。これらの設定値は、温度などの環境変化によって
固有振動数が変動するので、これを補正する手段が付置
されている。
FIG. 9 shows that the resonant mirror 5 is irradiated with spot light, the amplitude of the reflected wave is detected, and the amplitude is corrected based on the result. That is, the sine wave generation circuit 1
The sine wave output from is amplified by the amplification circuit 2 having a variable amplification rate, amplified by an appropriate amplification rate, and then converted into a drive output by the mirror drive circuit 3, and the resonant mirror 5 is oscillated and driven to generate spot light. The light incident on the resonant mirror 5 from the light source 4 was reflected while vibrating at an amplitude according to the vibration angle of the resonant mirror 5. The detectors 8 are arranged at both ends of the set amplitude of the reflected light, and the comparator circuit 9 receiving the output of the detector 8 outputs the signal intensity output to the CPU 10 in comparison with the set value, and the CPU 10 outputs the output of the comparator circuit 9. As a reference, the amplification circuit 2 is controlled to have an appropriate amplification factor. Since natural frequencies of these set values fluctuate due to changes in the environment such as temperature, means for correcting the natural frequencies are provided.

【0004】このような従来の技術の内、前者は、あら
かじめ定めた増幅率により補正しているが、条件変化に
対してあらかじめ定める増幅回路2の増幅率の設定精度
を向上させるのが困難であり、制御信号に対してレゾナ
ントミラー5の振幅が正確に設定した通りにならず、制
御精度が悪いという問題点があった。
Of the above conventional techniques, the former is corrected by a predetermined amplification factor, but it is difficult to improve the precision of setting the amplification factor of the amplification circuit 2 which is predetermined with respect to a change in conditions. However, there is a problem in that the amplitude of the resonant mirror 5 does not exactly follow the control signal and the control accuracy is poor.

【0005】また、後者は、振幅の両端に走査端検出用
のディテクタ8が配置され、最低2個の複数のディテク
タが必要であった。そして振幅の設定が固定的であり、
複数の振幅を変更設定しようとすると複数のディテクタ
を順次配置しなければならず、部材の配置が煩雑で処理
も複雑になるという問題点があった。
In the latter case, the detectors 8 for detecting the scanning end are arranged at both ends of the amplitude, and at least two detectors are required. And the amplitude setting is fixed,
If a plurality of amplitudes are to be changed and set, a plurality of detectors must be sequentially arranged, and there is a problem that the arrangement of members is complicated and the processing becomes complicated.

【0006】これらの問題点を解決し、レゾナントミラ
ーの振幅を正確に制御し、かつ複数の振幅の設定が容易
にできる振動光学要素の振幅制御装置及び制御方法が特
開平5−127109号(特願平3─291723号)
公報に開示されている。この技術は図10に示すよう
に、光源4、マスク12、ディテクタ13及び計時回路
14を用いて振動光学要素の振幅に対応する時間間隔を
検出し、制御部15において、検出した時間間隔をあら
かじめ求めてある基準時間と比較して補正するものであ
る。
Japanese Patent Laid-Open No. 5-127109 (Patent Document 5) discloses an amplitude control device and control method for an oscillating optical element which solves these problems, can accurately control the amplitude of a resonant mirror, and can easily set a plurality of amplitudes. (Heihei 3-291723)
It is disclosed in the official gazette. As shown in FIG. 10, this technique uses a light source 4, a mask 12, a detector 13, and a timing circuit 14 to detect a time interval corresponding to the amplitude of a vibrating optical element, and a control unit 15 detects the detected time interval in advance. The correction is made by comparing with the reference time that has been obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし特開平5−12
7109号に開示された技術は、制御系において時間遅
れが発生して応答性が低く、振動光学要素の振幅を正確
に安定させることが困難であり、又温度変化、光学的あ
るいは電気的なノイズ等の外乱による影響等を受けやす
いという問題点があった。
However, Japanese Patent Laid-Open No. 5-12
The technique disclosed in Japanese Patent No. 7109 has a low responsiveness due to a time delay in the control system, it is difficult to accurately stabilize the amplitude of the vibrating optical element, and the temperature change, optical or electrical noise There was a problem that it was easily affected by disturbances such as.

【0008】本発明は上記の課題に鑑み、外乱や制御系
の遅延による影響を抑制し、レゾナントミラーの振幅を
正確かつ安定に制御し、又容易に振幅の変更設定が可能
な振動光学要素の振幅制御装置を提供することを目的と
する。
In view of the above problems, the present invention provides a vibrating optical element that suppresses the effects of disturbance and delay of the control system, controls the amplitude of the resonant mirror accurately and stably, and can easily change and set the amplitude. It is an object to provide an amplitude control device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、光源から入射
する光線を可変の振幅で振動させて射出する振動光学要
素と、前記振動光学要素を駆動する駆動手段と、前記駆
動手段を駆動する正弦波を発生する正弦波発生回路と、
前記正弦波を可変な増幅率で増幅して前記駆動手段に出
力する増幅回路と、前記振動光学要素から射出する光線
を、前記振動に対応して変調する変調手段と、前記変調
手段により変調された光線を検出し、検出信号を出力す
る検出手段と、前記検出信号が所定の強度となる時点間
の時間間隔を計測する計時手段と、前記時間間隔の計測
値信号を受けて、前記増幅率を制御する増幅率制御信号
を前記増幅回路に出力する増幅率制御手段とを具備し、
前記増幅率を制御することにより前記振幅の制御を行う
振動光学要素の振幅制御装置において、前記増幅率制御
手段は、複数の前記時間間隔の計測値の積算値を算出
し、積算値信号を出力する積算手段と、前記振幅に対応
する判定値を記憶し、判定値信号を出力する記憶手段
と、前記積算値信号及び前記判定値信号を受け、両者の
大小関係を判定し、その判定結果に基づき前記増幅回路
に前記増幅率制御信号を出力する判定手段とからなるも
のである。
According to the present invention, a vibrating optical element for vibrating a light beam incident from a light source with a variable amplitude and emitting the vibrating optical element, driving means for driving the vibrating optical element, and driving the driving means. A sine wave generation circuit that generates a sine wave,
An amplification circuit that amplifies the sine wave with a variable amplification factor and outputs the amplified sine wave to the driving unit, a modulation unit that modulates a light beam emitted from the vibrating optical element in response to the vibration, and a modulation unit that modulates the light beam. Detecting means for detecting a light beam and outputting a detection signal, a time measuring means for measuring a time interval between the time points at which the detection signal has a predetermined intensity, and a gain factor for receiving a measurement value signal of the time interval. And an amplification factor control means for outputting an amplification factor control signal for controlling the
In the amplitude control device for a vibrating optical element that controls the amplitude by controlling the amplification factor, the amplification factor control means calculates an integrated value of a plurality of measurement values at the time intervals and outputs an integrated value signal. And a storage unit that stores a determination value corresponding to the amplitude and outputs a determination value signal, receives the integration value signal and the determination value signal, determines the magnitude relationship between the two, and determines the determination result. Based on the determination circuit, the amplification circuit outputs the amplification factor control signal to the amplification circuit.

【0010】又、前記判定手段は、所定の前記振幅ごと
に、大きい順に第1、第2、第3及び第4の判定値を記
憶し、前記増幅率制御手段は、前記積算値が前記第2の
判定値と前記第3の判定値の間にあると判定されたとき
は、前記増幅率を維持するように、前記積算値が前記第
1の判定値を超えると判定されたときは、前記増幅率を
減少するように、前記積算値が前記第4の判定値に満た
ないと判定されたときは、前記増幅率を増大するように
それぞれ増幅率制御信号を前記増幅回路に出力し、前記
積算値が前記第1の判定値と前記第2の判定値の間にあ
るか、又は前記第3の判定値と前記第4の判定値の間に
あると判定されたときは、前記増幅率を変更する増幅率
制御信号を出力しないことが好ましい。
The determining means stores the first, second, third and fourth determination values in descending order for each of the predetermined amplitudes, and the amplification factor control means stores the integrated value in the first to second order. When it is determined that it is between the determination value of 2 and the third determination value, when it is determined that the integrated value exceeds the first determination value so as to maintain the amplification factor, When it is determined that the integrated value is less than the fourth determination value so as to decrease the amplification factor, each outputs an amplification factor control signal to the amplification circuit to increase the amplification factor, When it is determined that the integrated value is between the first determination value and the second determination value, or between the third determination value and the fourth determination value, the amplification It is preferable not to output the amplification factor control signal for changing the ratio.

【0011】[0011]

【作用】光源からの光線が振動光学要素により振動する
と、その振幅に対応した時間間隔が計測される。時間間
隔は積算の後、あらかじめ設定された判定値と比較した
判定結果に基づいて増幅率が可変に制御され、振動光学
要素の振動の振幅、即ち光線の走査範囲が制御される。
When the light beam from the light source vibrates by the vibrating optical element, the time interval corresponding to its amplitude is measured. After integration of the time intervals, the amplification factor is variably controlled based on the determination result obtained by comparing with the preset determination value, and the amplitude of vibration of the vibrating optical element, that is, the scanning range of the light beam is controlled.

【0012】[0012]

【実施例】本発明の第1の実施例を図1乃至図5により
説明する。図1にブロック図を示すように、光源4はレ
ーザ光11を射出する光源である。レゾナントミラー5
はレーザ光11を可変の振幅で振動させて射出する振動
光学要素である。正弦波発生回路1はレゾナントミラー
5の共振周波数の正弦波を発生させる回路、増幅回路2
は増幅率が可変で、正弦波を増幅してミラー駆動回路3
に出力する回路、ならびにミラー駆動回路3はレゾナン
トミラー5を駆動し振動させる回路である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the block diagram of FIG. 1, the light source 4 is a light source that emits a laser beam 11. Resonant mirror 5
Is an oscillating optical element that oscillates and emits the laser light 11 with a variable amplitude. The sine wave generation circuit 1 is a circuit for generating a sine wave having a resonance frequency of the resonant mirror 5, and an amplification circuit 2
Has a variable amplification factor and amplifies the sine wave to drive the mirror drive circuit 3
And a mirror drive circuit 3 are circuits for driving and vibrating the resonant mirror 5.

【0013】レゾナントミラー5で反射したレーザ光1
1の光路上にマスク12が配設され、レーザ光11の光
束は図示されていない集光レンズにより、マスク12上
にスポット光を形成するようになっている。マスク12
は、その一定位置で一方向に移動するレーザ光11を遮
断し、又その位置を反対方向に移動するレーザ光11を
通過させて、透過光に強度変調を与える遮断板である。
ディテクタ13はマスク12を透過したレーザ光11を
受光する位置に配設された光電変換素子である。
Laser light 1 reflected by the resonant mirror 5
A mask 12 is arranged on the optical path 1 of the laser light, and the light flux of the laser light 11 forms spot light on the mask 12 by a condenser lens (not shown). Mask 12
Is a blocking plate that blocks the laser light 11 that moves in one direction at the fixed position and allows the laser light 11 that moves in the opposite direction at the position to pass therethrough, and gives intensity modulation to the transmitted light.
The detector 13 is a photoelectric conversion element arranged at a position for receiving the laser beam 11 transmitted through the mask 12.

【0014】計時回路14はディテクタ13から検出信
号を受け、マスク12の上記した一定位置をレーザ光1
1のスポット光がある方向に移動した時点から、次に再
び同方向に移動する時点までの時間間隔を計測する回路
である。制御部15は時間間隔の計測値を積算し、得ら
れた積算値に基づき増幅回路の増幅率を制御する増幅率
制御信号を出力する。
The clock circuit 14 receives the detection signal from the detector 13 and moves the laser beam 1 to the above-mentioned fixed position of the mask 12.
This is a circuit that measures the time interval from the time point when one spot light moves in a certain direction to the time point when it moves again in the same direction. The control unit 15 integrates the measurement values of the time intervals and outputs an amplification factor control signal for controlling the amplification factor of the amplification circuit based on the obtained integration value.

【0015】制御部15は、複数の時間間隔の計測値の
積算値を算出し、積算値信号を出力する積算回路16、
スポット光19の振幅の基準時間に対応する判定値を記
憶し、判定値信号を出力するメモリ17及び積算値信号
及び前記判定値信号を受け、両者の大小関係を判定し、
その判定結果に基づき増幅回路に増幅率制御信号を出力
する判定回路18から構成されている。
The control unit 15 calculates an integrated value of the measured values at a plurality of time intervals and outputs an integrated value signal,
The determination value corresponding to the reference time of the amplitude of the spot light 19 is stored, the determination value signal is output to the memory 17, the integrated value signal and the determination value signal are received, and the magnitude relationship between the two is determined.
The determination circuit 18 is configured to output an amplification factor control signal to the amplification circuit based on the determination result.

【0016】次にマスク12について詳述する。図2に
示すように、マスク12は透明板21の中央部に設けら
れた遮断部22と透過部23とから構成されている。遮
断部22と透過部23との境界24a、24bは、スポ
ット光19の走査する方向に対して直角の方向に設けら
れている。境界24aと境界24bとの間の遮断部22
が制御すべきスポット光19の振幅に対応している。境
界24aと境界24bとの間の遮断部22の幅が異なる
マスクにより、異なる振幅に対応できる。
Next, the mask 12 will be described in detail. As shown in FIG. 2, the mask 12 is composed of a blocking portion 22 and a transmitting portion 23 provided in the central portion of the transparent plate 21. Boundaries 24 a and 24 b between the blocking portion 22 and the transmitting portion 23 are provided in a direction perpendicular to the scanning direction of the spot light 19. Blocking portion 22 between the boundary 24a and the boundary 24b
Corresponds to the amplitude of the spot light 19 to be controlled. Different amplitudes can be accommodated by masks having different widths of the blocking portion 22 between the boundaries 24a and 24b.

【0017】次に動作について説明する 正弦発生回路1はレゾナントミラー5の共振周波数の正
弦波を発振し、正弦発生回路1から出力した正弦波は増
幅回路2で適当な増幅率で増幅されてからミラー駆動回
路3に入力する。ミラー駆動回路3はレゾナントミラー
5を駆動するのに適切な出力をレゾナントミラー5に入
力し、レゾナントミラー5は正弦波により共振周波数で
振動駆動される。レーザ光11はレゾナントミラー5の
振動角度に応じた振幅で振動しながら反射する。レーザ
光11は集光されてスポット光19となる。
The operation of the sine generation circuit 1 which will be described below oscillates a sine wave having the resonance frequency of the resonant mirror 5, and the sine wave output from the sine generation circuit 1 is amplified by the amplification circuit 2 with an appropriate amplification factor. Input to the mirror drive circuit 3. The mirror drive circuit 3 inputs an output suitable for driving the resonant mirror 5 to the resonant mirror 5, and the resonant mirror 5 is oscillated by a sine wave at a resonance frequency. The laser light 11 is reflected while vibrating with an amplitude according to the vibration angle of the resonant mirror 5. The laser light 11 is condensed to become spot light 19.

【0018】スポット光19は、マスク12に入射しマ
スク12上を、マスク12の境界24a、24bを越え
ながら透過部23の位置a1と位置a2の間を水平方向
に往復運動しながら振動する。スポット光19は、境界
24aの外側の透過部23の位置a1では透過し、境界
24aの内側の遮断部22の位置a3では透過せず、境
界24bを越えて外側の透過部23の位置a2では再び
透過する。スポット光19が境界24a、24bを越え
るごとに透過と遮断が反復され、透過光はディテクタ1
3に入射する。
The spot light 19 is incident on the mask 12 and vibrates on the mask 12 while reciprocating in the horizontal direction between the positions a1 and a2 of the transmitting portion 23 while crossing the boundaries 24a and 24b of the mask 12. The spot light 19 is transmitted at the position a1 of the transmitting portion 23 outside the boundary 24a, is not transmitted at the position a3 of the blocking portion 22 inside the boundary 24a, and is beyond the position a2 of the transmitting portion 23 outside the boundary 24b. Re-transparent. Each time the spot light 19 crosses the boundaries 24a and 24b, transmission and blocking are repeated, and the transmitted light is detected by the detector 1
It is incident on 3.

【0019】したがって、マスク12を透過するレーザ
光11の強度は、スポット光19が境界24a、24b
を越えるごとに強弱が反復し、透過光を受けてディテク
タ13から出力する検出信号の大きさは、マスク12上
を移動するスポット光の位置に対応して変動する。図3
に時間t−検出信号強度Iの関係を示すように、スポッ
ト光19が遮断部22を照射している時は、検出信号強
度Iは0であり、スポット光19が透過部23を照射し
ている時は、検出信号強度IはI1 である。スポット光
19が境界24aと境界24bを越えるごとに検出信号
強度Iが変化する。参照強度I0 を設け、検出信号強度
IがI1 となる時間間隔即ち光線が遮断部22を横断す
る時間である時間間隔を計測することができる。時間間
隔の情報は計時回路14から積算回路16に出力する。
Therefore, the intensity of the laser light 11 which passes through the mask 12 is such that the spot light 19 is at the boundaries 24a and 24b.
The intensity of the detection signal is repeated each time the intensity exceeds, and the magnitude of the detection signal output from the detector 13 upon reception of the transmitted light varies depending on the position of the spot light moving on the mask 12. Figure 3
As shown in the time t-detection signal intensity I relationship, the detection signal intensity I is 0 when the spot light 19 is illuminating the blocking portion 22, and the spot light 19 illuminates the transmitting portion 23. The detected signal strength I is I 1 when the power is on. The detection signal intensity I changes each time the spot light 19 crosses the boundaries 24a and 24b. By providing the reference intensity I 0 , it is possible to measure the time interval at which the detection signal intensity I becomes I 1 , that is, the time interval at which the light beam crosses the blocking unit 22. Information on the time interval is output from the time counting circuit 14 to the integrating circuit 16.

【0020】計時回路14からの時間間隔の情報を受け
て積算回路16は、時間間隔をあらかじめ定められた回
数積算して積算時間を求め、判定回路17によりあらか
じめ設定され記憶されている判定値に基づき判定を行
う。
Upon receipt of the information on the time interval from the time counting circuit 14, the integrating circuit 16 integrates the time interval a predetermined number of times to obtain the integrated time, and the integrated value is set to the judgment value preset and stored by the judging circuit 17. Based on the judgment.

【0021】制御部15におけるこの処理を図4に示す
フローチャートにより説明する。ステップ1で処理が開
始し,ステップ2で積算値をクリアする。ステップ3で
計時回路14から時間間隔の計時値が入力し、ステップ
4で積算値が計算される。積算値は式1に従って予め定
められた指定回数分繰り返し求める。 In+1 =In −(In ×w)+(T×w) ・・(1) ただし、 In+1 :(n+1)回積算した積算値 In : n回積算した積算値 T :(n+1)回目に検出した時間間隔 w :重み係数
This processing in the control unit 15 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The process starts in step 1, and the integrated value is cleared in step 2. In step 3, the time value of the time interval is input from the time counting circuit 14, and in step 4, the integrated value is calculated. The integrated value is repeatedly obtained by a predetermined specified number of times according to the equation 1. I n + 1 = I n − (I n × w) + (T × w) (1) where I n + 1 : (n + 1) integrated value I n : n integrated value T : (N + 1) th time interval w detected: weighting coefficient

【0022】ステップ5で指定回数分積算したか否かを
見る。指定回数分積算したらステップ6に進み、否であ
れば指定回数になるまで、ステップ3、ステップ4を繰
り返す。ステップ6で積算値が判定値j3より大きいか
否かを見て、積算値が判定値j3より大きければ、ステ
ップ7に進み、否であればステップ12に進む。ステッ
プ7で積算値が判定値j2より大きいか否かを見て、積
算値が判定値j2より大きければ、ステップ8に進み、
否であればステップ11に進む。ステップ8で積算値が
判定値j1より大きいか否かを見て、積算値が判定値j
1より大きければ、ステップ9に進み、否であればステ
ップ10に進む。ステップ9で積算値が範囲r1にある
ことを判定し、記憶する。ステップ10で積算値が範囲
r2にあることを判定し、記憶する。ステップ11で積
算値が範囲r3にあることを判定し、記憶する。ステッ
プ12で積算値が判定値j4より大きいか否かを見て、
積算値が判定値j4より大きければ、ステップ13に進
み、否であればステップ14に進む。ステップ13で積
算値が範囲r4にあることを判定し、記憶する。ステッ
プ14で積算値が範囲r5にあることを判定し、記憶す
る。
In step 5, it is checked whether or not the specified number of times has been integrated. After the specified number of times is integrated, the process proceeds to step 6, and if not, steps 3 and 4 are repeated until the specified number of times is reached. In step 6, whether or not the integrated value is larger than the judgment value j3 is checked. If the integrated value is larger than the judgment value j3, the process proceeds to step 7, and if not, the process proceeds to step 12. In step 7, it is checked whether the integrated value is larger than the judgment value j2. If the integrated value is larger than the judgment value j2, the process proceeds to step 8,
If not, go to step 11. In step 8, it is checked whether the integrated value is larger than the judgment value j1 and the integrated value is judged to be the judgment value j.
If it is larger than 1, the process proceeds to step 9, and if not, the process proceeds to step 10. In step 9, it is determined that the integrated value is within the range r1 and stored. In step 10, it is determined that the integrated value is within the range r2 and stored. In step 11, it is determined that the integrated value is within the range r3 and stored. At step 12, it is checked whether the integrated value is larger than the judgment value j4,
If the integrated value is larger than the judgment value j4, the process proceeds to step 13, and if not, the process proceeds to step 14. In step 13, it is determined that the integrated value is within the range r4 and stored. In step 14, it is determined that the integrated value is within the range r5, and it is stored.

【0023】上記した判定値j1、判定値j2、判定値
j3、判定値j4、判定値j5は、図5に示すように、
次の通りに設定されている。判定値j1は範囲r1の下
限及び範囲r2の上限、判定値j2は範囲r2の下限及
び範囲r3の上限、判定値j3は範囲r3の下限及び範
囲r4の上限、判定値j4は範囲r4の下限及び範囲r
5の上限を判断する値である。
The above judgment values j1, j2, j3, j4 and j5 are as shown in FIG.
It is set as follows. The judgment value j1 is the lower limit of the range r1 and the upper limit of the range r2, the judgment value j2 is the lower limit of the range r2 and the upper limit of the range r3, the judgment value j3 is the lower limit of the range r3 and the upper limit of range r4, and the judgment value j4 is the lower limit of the range r4. And range r
It is a value for determining the upper limit of 5.

【0024】範囲r3は振幅が正常な範囲、範囲r1は
振幅が過大な範囲、範囲r5は振幅が過小な範囲であ
る。又、範囲r2は振幅が正常な範囲から外れているが
過大ではなく、範囲r4は振幅が正常な範囲から外れて
いるが過小ではなく、それぞれ直ちに制御すると制御過
多となるので制御を停止する不感帯の範囲である。
The range r3 is a normal amplitude range, the range r1 is an excessive amplitude range, and the range r5 is an excessive amplitude range. In addition, the range r2 is out of the normal range but not excessively large, and the range r4 is out of the normal range but not too small. Immediately controlling each of them causes excessive control so that the dead zone for stopping the control. Is the range.

【0025】そして、判定回路18は、積算値が範囲r
3にあると判定されたときは増幅率を維持するように、
積算値が範囲r1にあるとると判定されたときは増幅率
を減少するように、積算値が範囲r5にあるとると判定
されたときは増幅率を増大するようにそれぞれ増幅率制
御信号を増幅回路に出力し、積算値が範囲r2にある
か、又は範囲r4にあると判定されたときは前記増幅率
制御信号を変更しない。
Then, the decision circuit 18 determines that the integrated value is in the range r.
When it is determined to be 3, the amplification factor is maintained,
The amplification factor control signal is amplified so that the amplification factor is decreased when it is determined that the integrated value is in the range r1, and the amplification factor is increased when it is determined that the integrated value is in the range r5. When output to the circuit and the integrated value is determined to be in the range r2 or the range r4, the amplification factor control signal is not changed.

【0026】増幅回路2は判定回路18からの増幅率制
御信号に基づき増幅率を増減し、適切な増幅率で正弦波
発生回路1の出力を増幅する。ミラー駆動回路3は補正
された増幅率に基づきレゾナントミラー5を駆動し、レ
ゾナントミラー5は正確な振幅で振動する。所定時間ご
とに制御を行うことにより、レゾナントミラー5の振幅
は正確に保たれる。
The amplification circuit 2 increases or decreases the amplification factor based on the amplification factor control signal from the determination circuit 18, and amplifies the output of the sine wave generation circuit 1 with an appropriate amplification factor. The mirror drive circuit 3 drives the resonant mirror 5 based on the corrected amplification factor, and the resonant mirror 5 vibrates with an accurate amplitude. The amplitude of the resonant mirror 5 is accurately maintained by performing the control every predetermined time.

【0027】本実施例において、光を遮断するマスクを
使用したが、光を反射し又は強度以外の変調を光に与え
るように構成したマスクを使用することもできる。又振
幅の両端で透過するマスクを図2に示したが、遮断部と
透過部を逆に配置してもよい。なお、本実施例によれ
ば、判定値及びマスクを変更することで振幅の変更を行
うことができる。なお、本実施例によれば、振幅を直接
検知しており、最新の計測値に重みをつけて時間間隔を
積算した積算値で比較しているから、外乱の影響を受け
ることが少ない。又不感帯を設定しているから、制御過
多に陥ることがない。
In this embodiment, a mask that blocks light is used, but it is also possible to use a mask configured to reflect light or to give light a modulation other than intensity. Although a mask that transmits light at both ends of the amplitude is shown in FIG. 2, the blocking portion and the transmitting portion may be arranged in reverse. According to the present embodiment, the amplitude can be changed by changing the judgment value and the mask. According to the present embodiment, the amplitude is directly detected and the latest measured value is weighted and compared with the integrated value obtained by integrating the time intervals, so that the influence of disturbance is small. Moreover, since the dead zone is set, there is no excessive control.

【0028】次に第2の実施例について、図6及び図7
により説明する。マスク25は、透過部26に一定の周
期で刻線を列設したリニアスケールであり、刻線部分が
反射部27を形成している。スポット光19は列設され
た刻線上横切るように移動する。スポット光19が位置
c1、c2の間の振幅で振動すると、図7に示すよう
に、位置c1、c2に対応する時間に検出信号d1、d
2が発生する。又反射部27を形成する刻線と刻線間の
透過部とで、交互に透過と反射が繰り返される。参照強
度I01及びI02を設け、その間の強度の検出信号を出力
すると、刻線に対応した走査信号eとなる。走査信号e
は例えば画像情報入力用の走査クロック信号の形成に利
用される。検出信号d1、d2から時間間隔の積算値を
算出し、所定の判定値と比較して、増幅率制御信号を増
幅回路に出力して、振幅の制御が行われる。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS.
Will be described. The mask 25 is a linear scale in which engraved lines are arranged in a row in the transmissive part 26 at a constant period, and the engraved part forms the reflective part 27. The spot light 19 moves so as to cross the line of markings arranged in a row. When the spot light 19 oscillates with an amplitude between the positions c1 and c2, as shown in FIG. 7, the detection signals d1 and d are generated at the times corresponding to the positions c1 and c2.
2 occurs. In addition, transmission and reflection are alternately repeated in the engraved line forming the reflection part 27 and the transmissive part between the engraved lines. When the reference intensities I 01 and I 02 are provided and the intensity detection signal between them is output, the scanning signal e corresponding to the engraved line is obtained. Scanning signal e
Is used to form a scan clock signal for inputting image information, for example. The integrated value of the time interval is calculated from the detection signals d1 and d2, compared with a predetermined judgment value, and the amplification factor control signal is output to the amplification circuit to control the amplitude.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明により、振動光学要素から射出さ
れる光線をマスクに入射させ、マスクの両端で周期的に
生じる光量変化の時間間隔を制御するようにしたので、
振動光学要素の振幅を直接監視するから高い精度で振幅
を検出できる。振幅は時間間隔として検出され、時間間
隔を最新の値に重みをつけて積算して判定値と比較して
いるから外乱の影響を受けることが少ない。又、判定値
をあらかじめ不感帯を含んで設定し、比較判定を行うか
ら制御系の遅延による影響が抑制され、制御過多に陥ら
ず、安定度の高い制御をすることができる。そして簡単
な構成で部材の配置も容易であり、判定値を所定振幅ご
とに変更設定して振幅を変更し、制御することができ
る。
As described above, according to the present invention, the light beam emitted from the vibrating optical element is made incident on the mask, and the time interval of the light amount change periodically generated at both ends of the mask is controlled.
Since the amplitude of the vibrating optical element is directly monitored, the amplitude can be detected with high accuracy. The amplitude is detected as a time interval, and the time interval is weighted to the latest value and integrated, and compared with the determination value, so that it is less affected by disturbance. Further, since the judgment value is set in advance including the dead zone and the comparison judgment is performed, the influence of the delay of the control system is suppressed, and the control with a high degree of stability can be performed without causing excessive control. The members can be easily arranged with a simple configuration, and the determination value can be changed and set for each predetermined amplitude to change and control the amplitude.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例の振動光学要素の振幅制御装置の
ブロック図。
FIG. 1 is a block diagram of an amplitude control device for a vibrating optical element according to a first embodiment.

【図2】第1の実施例に使用するマスクの平面図。FIG. 2 is a plan view of a mask used in the first embodiment.

【図3】第1の実施例における時間−検出出力強度図。FIG. 3 is a time-detection output intensity diagram in the first embodiment.

【図4】第1の実施例における振幅制御のフローチャー
ト。
FIG. 4 is a flowchart of amplitude control in the first embodiment.

【図5】第1の実施例における判定値の設定を示す図。FIG. 5 is a diagram showing setting of judgment values in the first embodiment.

【図6】第2の実施例に使用するマスクの平面図。FIG. 6 is a plan view of a mask used in the second embodiment.

【図7】第2の実施例における時間−検出出力強度図。FIG. 7 is a time-detection output intensity diagram in the second embodiment.

【図8】従来の振動光学要素の振幅制御装置のブロック
図。
FIG. 8 is a block diagram of a conventional amplitude control device for a vibrating optical element.

【図9】従来の振動光学要素の振幅制御装置のブロック
図。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional amplitude control device for an oscillating optical element.

【図10】従来の振動光学要素の振幅制御装置のブロッ
ク図。
FIG. 10 is a block diagram of a conventional amplitude control device for a vibrating optical element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・正弦波発生回路 2・・・・増幅回路 3・・・・ミラー駆動回路 4・・・・光源 5・・・・レゾナントミラー 6・・・・増幅率制御回路 11・・・・レーザ光 12・・・・マスク 13・・・・ディテクタ 14・・・・計測回路 15・・・・制御部 16・・・・積算回路 17・・・・メモリ 18・・・・判定回路 19・・・・スポット光 21・・・・透明板 22・・・・遮断部 23・・・・透過部 24a、24b・・・・境界 1 ... Sine wave generator 2 ... Amplifying circuit 3 ... Mirror drive circuit 4 ... Light source 5 ... Resonant mirror 6 ... Amplification factor control circuit 11 ... Laser light 12 ... Mask 13 ... Detector 14 ... Measuring circuit 15 ... Control unit 16 ... Integration circuit 17 ... Memory 18 ... Determination circuit 19 ... Spot light 21 ... Transparent plate 22 ··· Blocking unit 23 ... Transparent part 24a, 24b ... Boundary

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源から入射する光線を可変の振幅で振動
させて射出する振動光学要素と、前記振動光学要素を駆
動する駆動手段と、前記駆動手段を駆動する正弦波を発
生する正弦波発生回路と、前記正弦波を可変な増幅率で
増幅して前記駆動手段に出力する増幅回路と、前記振動
光学要素から射出する光線を、前記振動に対応して変調
する変調手段と、前記変調手段により変調された光線を
検出し、検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号
が所定の強度となる時点間の時間間隔を計測する計時手
段と、前記時間間隔の計測値信号を受けて、前記増幅率
を制御する増幅率制御信号を前記増幅回路に出力する増
幅率制御手段とを具備し、前記増幅率を制御することに
より前記振幅の制御を行う振動光学要素の振幅制御装置
において、 前記増幅率制御手段は、複数の前記時間間隔の計測値の
積算値を算出し、積算値信号を出力する積算手段と、前
記振幅に対応する判定値を記憶し、判定値信号を出力す
る記憶手段と、前記積算値信号及び前記判定値信号を受
け、両者の大小関係を判定し、その判定結果に基づき前
記増幅回路に前記増幅率制御信号を出力する判定手段と
からなることを特徴とする振動光学要素の振幅制御装
置。
1. A vibrating optical element that vibrates and emits a light beam incident from a light source with a variable amplitude, driving means for driving the vibrating optical element, and sinusoidal wave generation for generating a sinusoidal wave for driving the driving means. A circuit, an amplifier circuit that amplifies the sine wave with a variable amplification factor and outputs the amplified sine wave to the driving unit, a modulating unit that modulates a light beam emitted from the vibrating optical element in response to the vibration, and the modulating unit. Detecting the light beam modulated by, detecting means for outputting a detection signal, time measuring means for measuring the time interval between the time points when the detection signal has a predetermined intensity, and receiving the measurement value signal of the time interval, In an amplitude control device for an oscillating optical element, which comprises an amplification factor control means for outputting an amplification factor control signal for controlling the amplification factor to the amplification circuit, and which controls the amplitude by controlling the amplification factor, Increase The width ratio control means calculates an integrated value of a plurality of measurement values of the time intervals, outputs an integrated value signal, and a storage means which stores a determination value corresponding to the amplitude and outputs a determination value signal. And a determination means that receives the integrated value signal and the determination value signal, determines a magnitude relationship between the two, and outputs the amplification factor control signal to the amplification circuit based on the determination result. Amplitude control device for optical elements.
【請求項2】前記判定手段は、所定の前記振幅ごとに、
大きい順に第1、第2、第3及び第4の判定値を記憶
し、前記増幅率制御手段は、前記積算値が前記第2の判
定値と前記第3の判定値の間にあると判定されたとき
は、前記増幅率を維持するように、前記積算値が前記第
1の判定値を超えると判定されたときは、前記増幅率を
減少するように、前記積算値が前記第4の判定値に満た
ないと判定されたときは、前記増幅率を増大するように
それぞれ増幅率制御信号を前記増幅回路に出力し、前記
積算値が前記第1の判定値と前記第2の判定値の間にあ
るか、又は前記第3の判定値と前記第4の判定値の間に
あると判定されたときは、前記増幅率を変更する増幅率
制御信号を出力しないことを特徴とする請求項1に記載
の振動光学要素の振幅制御装置。
2. The determination means, for each predetermined amplitude,
The first, second, third, and fourth determination values are stored in descending order, and the amplification factor control means determines that the integrated value is between the second determination value and the third determination value. When it is determined that the integrated value exceeds the first determination value, the integrated value is decreased so as to maintain the amplification rate. When it is determined that the amplification factor is less than the determination value, the amplification factor control signals are output to the amplification circuit so as to increase the amplification factor, and the integrated value is the first determination value and the second determination value. Or when it is determined that it is between the third determination value and the fourth determination value, the amplification factor control signal for changing the amplification factor is not output. Item 2. An amplitude control device for an oscillating optical element according to Item 1.
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