JP6480784B2 - Optical scanning actuator evaluation system - Google Patents

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本発明は、レーザ光など照射光を二次元走査する光走査アクチュエータの評価装置に関し、特に前記光走査アクチュエータの光反射面の揺動特性を評価する技術に関する。   The present invention relates to an evaluation apparatus for an optical scanning actuator that two-dimensionally scans irradiation light such as laser light, and more particularly to a technique for evaluating the oscillation characteristics of a light reflecting surface of the optical scanning actuator.

従来、光源からの照射光(例えば、レーザ光)を二次元走査する光走査装置が知られている。この種の光走査装置は、ガルバノミラー等で構成される光走査アクチュエータと、この光走査アクチュエータを駆動する駆動部とを有する。前記光走査アクチュエータは、光反射面を含み、この光反射面は互いに直交する二軸(例えば、x軸及びy軸)回りに揺動可能に構成されている。前記駆動部は、前記光反射面の前記二軸の各軸回りの共振周波数に相当する周波数を有した二つの駆動信号(例えば、正弦波信号)を前記光走査アクチュエータに供給する。これにより、前記光走査アクチュエータの前記光反射面がx軸回り及びy軸回りに揺動駆動され、前記光反射面に照射される光が二次元走査される。   2. Description of the Related Art Conventionally, an optical scanning device that two-dimensionally scans irradiation light (for example, laser light) from a light source is known. This type of optical scanning device has an optical scanning actuator composed of a galvanometer mirror or the like, and a drive unit that drives the optical scanning actuator. The optical scanning actuator includes a light reflecting surface, and the light reflecting surface is configured to be swingable about two axes (for example, x axis and y axis) orthogonal to each other. The drive unit supplies two drive signals (for example, sine wave signals) having frequencies corresponding to resonance frequencies around the two axes of the light reflecting surface to the optical scanning actuator. As a result, the light reflecting surface of the optical scanning actuator is driven to swing around the x axis and the y axis, and the light applied to the light reflecting surface is two-dimensionally scanned.

特開平07−175005号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-175005

ところで、前記光走査アクチュエータは固体バラツキを持つため、各光走査アクチュエータの特性、特に前記光反射面の前記x軸回りの共振周波数及び前記y軸回りの共振周波数を把握しておく必要がある。このため、従来においては、例えば次のようにして前記光反射面の前記共振周波数を求めるようにしていた。すなわち、前記光反射面の前記x軸回りの共振周波数を求める場合には、前記光反射面を前記x軸回りに揺動させるための第1駆動信号のみを前記光走査アクチュエータに供給すると共に前記第1駆動信号の周波数を変化させる。そして、各周波数における前記光反射面の前記x軸回りの揺動角を検出し、前記光反射面の前記x軸回りの揺動角が最大となる前記第1駆動信号の周波数を前記光反射面の前記x軸回りの共振周波数とする。同様に、前記光反射面の前記y軸回りの共振周波数を求める場合には、前記光反射面を前記y軸回りに揺動駆動させるための第2駆動信号のみを前記光走査アクチュエータに供給すると共に前記第2駆動信号の周波数を変化させる。そして、各周波数における前記光反射面の前記y軸回りの揺動角を検出し、前記光反射面の前記y軸回りの揺動角が最大となる前記第2駆動信号の周波数を前記光反射面の前記y軸回りの共振周波数とする。   By the way, since the optical scanning actuator has a solid variation, it is necessary to grasp the characteristics of each optical scanning actuator, particularly the resonance frequency around the x axis and the resonance frequency around the y axis of the light reflecting surface. For this reason, conventionally, for example, the resonance frequency of the light reflecting surface is obtained as follows. That is, when obtaining the resonance frequency around the x-axis of the light reflecting surface, only the first drive signal for swinging the light reflecting surface around the x-axis is supplied to the light scanning actuator. The frequency of the first drive signal is changed. Then, the swing angle of the light reflecting surface around the x axis at each frequency is detected, and the frequency of the first drive signal that maximizes the swing angle of the light reflecting surface around the x axis is reflected by the light. The resonance frequency around the x-axis of the surface is used. Similarly, when obtaining the resonance frequency of the light reflecting surface around the y axis, only the second drive signal for driving the light reflecting surface to swing around the y axis is supplied to the optical scanning actuator. At the same time, the frequency of the second drive signal is changed. Then, the swing angle of the light reflecting surface around the y axis at each frequency is detected, and the frequency of the second drive signal that maximizes the swing angle of the light reflecting surface around the y axis is reflected by the light. The resonance frequency around the y-axis of the surface is used.

しかし、上述の方法では、前記光反射面を一方の軸回りのみに揺動させた状態で前記光反射面の前記x軸回りの揺動角と前記y軸回りの揺動角とを検出する。このため、検出される前記光反射面の前記x軸回りの揺動角及び前記y軸回りの揺動角が、前記光走査アクチュエータが動作しているときの実際の揺動角とは異なるおそれがある。この結果、前記光反射面の前記x軸回りの共振周波数及び前記y軸回りの共振周波数も実際の共振周波数からずれてしまうおそれがあった。前記光走査アクチュエータを効率的に動作させるためには、前記光反射面の前記x軸回りの共振周波数及び前記y軸回りの共振周波数を精度よく把握することが望まれる。   However, in the above-described method, the swing angle of the light reflecting surface around the x axis and the swing angle around the y axis are detected in a state where the light reflecting surface is swung only around one axis. . For this reason, the swing angle around the x axis and the swing angle around the y axis of the detected light reflection surface may be different from the actual swing angle when the optical scanning actuator is operating. There is. As a result, the resonance frequency around the x-axis and the resonance frequency around the y-axis of the light reflecting surface may deviate from the actual resonance frequency. In order to efficiently operate the optical scanning actuator, it is desirable to accurately grasp the resonance frequency around the x axis and the resonance frequency around the y axis of the light reflecting surface.

そこで、本発明は、前記光反射面を第1軸回り及び第2軸回りに揺動させた状態で前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角及び前記第2軸回りの揺動角を検出(算出)し、もって、前記光反射面の前記第1軸回りの共振周波数及び前記第2軸回りの共振周波数を精度よく把握することを可能とする光走査アクチュエータの評価装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a rocking angle of the light reflecting surface around the first axis and a rocking around the second axis in a state where the light reflecting surface is swung around the first axis and the second axis. An apparatus for evaluating an optical scanning actuator capable of detecting (calculating) an angle and accurately grasping the resonance frequency around the first axis and the resonance frequency around the second axis of the light reflecting surface is provided. The purpose is to do.

本発明の一側面によると、光反射面が第1正弦波信号及び第2正弦波信号によって互いに直交する第1軸及び第2軸回りに揺動駆動されることによって、前記光反射面に照射された光を二次元走査する光走査アクチュエータの評価装置が提供される。この光走査アクチュエータの評価装置は、前記光反射面に光を照射する光源部と、前記光走査アクチュエータに前記第1正弦波信号及び前記第2正弦波信号を供給する駆動部と、受光面を有し、前記光走査アクチュエータによる走査光の前記受光面への入射位置を検出する光位置検出部と、前記走査光の前記受光面への第1入射位置及び第2入射位置と、前記第1入射位置と前記第2入射位置との検出時間差と、前記光反射面と前記受光面の距離とに基づいて前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角及び前記第2軸回りの揺動角を算出する演算処理部と、を含む。   According to an aspect of the present invention, the light reflecting surface is driven to swing around the first axis and the second axis orthogonal to each other by the first sine wave signal and the second sine wave signal, thereby irradiating the light reflecting surface. An apparatus for evaluating an optical scanning actuator for two-dimensionally scanning the emitted light is provided. The optical scanning actuator evaluation apparatus includes a light source unit that irradiates light to the light reflecting surface, a driving unit that supplies the first sine wave signal and the second sine wave signal to the optical scanning actuator, and a light receiving surface. An optical position detector that detects an incident position of the scanning light on the light receiving surface by the optical scanning actuator, a first incident position and a second incident position of the scanning light on the light receiving surface, and the first Based on the detection time difference between the incident position and the second incident position, and the distance between the light reflecting surface and the light receiving surface, the light reflecting surface swings around the first axis and swings around the second axis. An arithmetic processing unit for calculating a moving angle.

前記光走査アクチュエータの評価装置は、前記光反射面を前記第1軸回り及び前記第2軸回りに揺動させた状態で前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角及び前記第2軸回りの揺動角を算出できるので、算出される揺動角と実際の揺動角とずれが抑制される。この結果、前記光反射面の前記第1軸回りの共振周波数及び前記第2軸回りの共振周波数を精度よく把握することが可能となる。   The evaluation apparatus for the optical scanning actuator is configured so that the light reflecting surface is swung around the first axis and the second axis while the light reflecting surface is swung around the first axis and the second axis. Since the swing angle around the axis can be calculated, the deviation between the calculated swing angle and the actual swing angle is suppressed. As a result, it is possible to accurately grasp the resonance frequency around the first axis and the resonance frequency around the second axis of the light reflecting surface.

光走査アクチュエータの一例である二次元走査型の半導体ガルバノミラーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the two-dimensional scanning type semiconductor galvanometer mirror which is an example of an optical scanning actuator. 本発明の一実施形態による光走査アクチュエータの評価装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the evaluation apparatus of the optical scanning actuator by one Embodiment of this invention. 前記評価装置の制御部が実行する前記光走査アクチュエータの光反射面の揺動角の算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of the rocking | fluctuation angle of the light reflection surface of the said optical scanning actuator which the control part of the said evaluation apparatus performs. 前記制御部が実行する前記光反射面のx軸(第1軸)回りの共振周波数の検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection process of the resonant frequency around the x-axis (1st axis | shaft) of the said light reflection surface which the said control part performs. 前記制御部が実行する前記光反射面のy軸(第2軸)回りの共振周波数の検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection process of the resonant frequency around the y-axis (2nd axis | shaft) of the said light reflection surface which the said control part performs.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。本発明は、光走査アクチュエータの評価装置を提供する。前記光走査アクチュエータは、光反射面が互いに直交する第1軸(x軸)及び第2軸(y軸)回りに揺動駆動されることによって、前記光反射面に照射される光(例えば、レーザ光)を二次元走査(例えば、リサージュ走査)するものである。このような光走査アクチュエータは、対象領域内に存在する物体までの距離を計測する光測距離装置やレーザ走査型のプロジェクタなどに搭載される。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention provides an evaluation apparatus for an optical scanning actuator. The light scanning actuator is driven to swing around a first axis (x-axis) and a second axis (y-axis) whose light reflecting surfaces are orthogonal to each other, thereby irradiating the light reflecting surface (for example, Laser light) is two-dimensionally scanned (for example, Lissajous scanning). Such an optical scanning actuator is mounted on an optical distance measuring device that measures the distance to an object existing in a target area, a laser scanning projector, or the like.

図1は、前記光走査アクチュエータの一例である二次元走査型の半導体ガルバノミラー(以下単に「ガルバノミラー」という)の構成を示している。ガルバノミラー10は、枠状の固定部11と、固定部11の内側に配置された外側可動部12aと、外側可動部12aの内側に配置された内側可動部12bと、を含む。外側可動部12aは、一対の第1トーションバー13,13によって揺動可能に支持され、内側可動部12bは、一対の第2トーションバー14,14によって揺動可能に支持されている。第1トーションバー13,13と第2トーションバー14,14とは互いの軸方向が直交している。なお、以下の説明においては、第1トーションバー13,13の中心軸をx軸とし、第2トーションバー14,14の中心軸をy軸とする(図2参照)。   FIG. 1 shows a configuration of a two-dimensional scanning type semiconductor galvanometer mirror (hereinafter simply referred to as “galvanometer mirror”) as an example of the optical scanning actuator. The galvanometer mirror 10 includes a frame-shaped fixed portion 11, an outer movable portion 12a disposed inside the fixed portion 11, and an inner movable portion 12b disposed inside the outer movable portion 12a. The outer movable portion 12a is supported by a pair of first torsion bars 13 and 13 so as to be swingable, and the inner movable portion 12b is supported by a pair of second torsion bars 14 and 14 so as to be swingable. The first torsion bars 13 and 13 and the second torsion bars 14 and 14 are orthogonal to each other in the axial direction. In the following description, the central axis of the first torsion bars 13 and 13 is the x axis, and the central axis of the second torsion bars 14 and 14 is the y axis (see FIG. 2).

内側可動部12bの中央部には光反射面(ミラー)15が形成されている。外側可動部12a及び内側可動部12bの周縁部にはそれぞれ第1駆動コイル16、第2駆動コイル17が形成されている。第1駆動コイル16の端部は、固定部11に形成された第1電極端子18,18に接続され、第2駆動コイル17の端部は、固定部11に形成された第2電極端子19,19に接続されている。また、主に第1駆動コイル16に磁界を作用させる一対の第1永久磁石20,20及び主に第2駆動コイル17に磁界を作用させる一対の第2永久磁石21,21が固定部11を挟んでそれぞれ対向配置されている。なお、本実施形態において、固定部11、外側可動部12a、内側可動部12b、第1トーションバー13,13及び第2トーションバー14,14は、半導体基板から一体的に形成されている。   A light reflecting surface (mirror) 15 is formed at the center of the inner movable portion 12b. A first drive coil 16 and a second drive coil 17 are formed on the peripheral portions of the outer movable portion 12a and the inner movable portion 12b, respectively. The end of the first drive coil 16 is connected to the first electrode terminals 18 and 18 formed on the fixed portion 11, and the end of the second drive coil 17 is the second electrode terminal 19 formed on the fixed portion 11. , 19. In addition, the pair of first permanent magnets 20 and 20 that mainly apply a magnetic field to the first drive coil 16 and the pair of second permanent magnets 21 and 21 that mainly apply a magnetic field to the second drive coil 17 serve as the fixed portion 11. They are arranged opposite to each other. In the present embodiment, the fixed portion 11, the outer movable portion 12a, the inner movable portion 12b, the first torsion bars 13 and 13, and the second torsion bars 14 and 14 are integrally formed from a semiconductor substrate.

ガルバノミラー10においては、第1駆動コイル16及び第2駆動コイル17に交番電流が流れた場合、これら交番電流と、第1永久磁石20,20による磁界及び第2永久磁石21,21による磁界とによって各可動部12a,12bにローレンツ力が作用する。すると、外側可動部12a及び内側可動部12bを含む可動部全体が前記x軸回りに揺動すると共に、内側可動部12bが前記y軸回り揺動する。すなわち、光反射面15が前記x軸回り及び前記y軸回りに揺動し、これによって、光反射面15に照射される光が二次元走査される。このため、ガルバノミラー10は、第1駆動コイル16及び第2駆動コイル17のそれぞれに所定の周波数の交番電流(例えば正弦波信号)が駆動信号として供給されるように構成される。   In the galvanometer mirror 10, when alternating currents flow through the first drive coil 16 and the second drive coil 17, these alternating currents, the magnetic field generated by the first permanent magnets 20, 20, and the magnetic field generated by the second permanent magnets 21, 21 As a result, Lorentz force acts on the movable parts 12a and 12b. Then, the entire movable part including the outer movable part 12a and the inner movable part 12b swings around the x axis, and the inner movable part 12b swings around the y axis. That is, the light reflecting surface 15 swings around the x axis and the y axis, and thereby the light irradiated on the light reflecting surface 15 is two-dimensionally scanned. For this reason, the galvanometer mirror 10 is configured such that an alternating current (for example, a sine wave signal) having a predetermined frequency is supplied as a drive signal to each of the first drive coil 16 and the second drive coil 17.

ここで、光反射面15を効率的に揺動駆動するためには、第1駆動コイル16に供給される第1駆動信号が光反射面15の前記x軸回りの共振周波数に相当する周波数を有すると共に、第2駆動コイル17に供給される第2駆動信号が光反射面15の前記y軸回りの共振周波数に相当する周波数を有する必要がある。なお、光反射面15の前記x軸回りの共振周波数は、外側可動部12a及び内側可動部12bを含む前記可動部全体の前記x軸回りの共振周波数のことである。また、光反射面15の前記y軸回りの共振周波数は、内側可動部12bの前記y軸回りの共振周波数のことである。   Here, in order to efficiently swing and drive the light reflecting surface 15, the first drive signal supplied to the first drive coil 16 has a frequency corresponding to the resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15. In addition, the second drive signal supplied to the second drive coil 17 needs to have a frequency corresponding to the resonance frequency of the light reflecting surface 15 around the y axis. The resonance frequency around the x-axis of the light reflecting surface 15 is the resonance frequency around the x-axis of the entire movable part including the outer movable part 12a and the inner movable part 12b. The resonance frequency around the y-axis of the light reflecting surface 15 is the resonance frequency around the y-axis of the inner movable portion 12b.

一方、ガルバノミラー10は固体バラツキを有しており、前記第1駆動信号の周波数及び前記第2駆動信号の周波数を全てのガルバノミラー10に対して一律に設定することは難しい。そこで、本実施形態においては、以下に説明するガルバノミラーの評価装置によって、ガルバノミラー毎に、光反射面15の前記x軸回りの共振周波数及び前記y軸回りの共振周波数を含む光反射面15の揺動特性を把握するようにしている。   On the other hand, the galvanometer mirror 10 has solid variations, and it is difficult to set the frequency of the first drive signal and the frequency of the second drive signal uniformly for all the galvanometer mirrors 10. Therefore, in the present embodiment, the light reflection surface 15 including the resonance frequency around the x axis and the resonance frequency around the y axis of the light reflection surface 15 is measured for each galvano mirror by a galvano mirror evaluation device described below. The swing characteristics of the are grasped.

図2は、ガルバノミラーの評価装置の概略構成を示している。図2に示すように、ガルバノミラーの評価装置1は、評価対象となるガルバノミラー10にレーザ光を供給する光源部2と、ガルバノミラー10の光反射面15を揺動駆動する駆動部3と、主にガルバノミラー10の走査光の位置を検出する光位置検出部4と、評価装置1の全体の動作を制御する制御部5とを含む。   FIG. 2 shows a schematic configuration of the galvanometer mirror evaluation apparatus. As shown in FIG. 2, the galvanometer mirror evaluation apparatus 1 includes a light source unit 2 that supplies a laser beam to a galvanometer mirror 10 to be evaluated, and a drive unit 3 that swings and drives a light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10. The optical position detector 4 that mainly detects the position of the scanning light of the galvanometer mirror 10 and the controller 5 that controls the overall operation of the evaluation apparatus 1 are included.

光源部2は、偏光ビームスプリッタ2aを含み、ガルバノミラー10の光反射面15にレーザ光を照射する。駆動部3は、ガルバノミラー10に前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号を供給する。具体的には、本実施形態において、駆動部3は、ガルバノミラー10の第1駆動コイル16に第1正弦波信号を供給すると共に第2駆動コイル17に第2正弦波信号を供給する。また、駆動部3は、前記第1正弦波信号の周波数及び振幅と、前記第2正弦波信号の周波数及び振幅とをそれぞれ変更できるように構成されている。   The light source unit 2 includes a polarization beam splitter 2 a and irradiates the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10 with laser light. The drive unit 3 supplies the first drive signal and the second drive signal to the galvanometer mirror 10. Specifically, in the present embodiment, the drive unit 3 supplies the first sine wave signal to the first drive coil 16 of the galvano mirror 10 and the second sine wave signal to the second drive coil 17. The drive unit 3 is configured to be able to change the frequency and amplitude of the first sine wave signal and the frequency and amplitude of the second sine wave signal, respectively.

光位置検出部4は、光源部2から光反射面15に照射されたレーザ光の光反射面15による反射光が入射される受光面4aを有し、この受光面4aへの前記反射光の入射位置Pを二次元座標(X,Y)として検出可能に構成されている。ここで、光位置検出部4の受光面4aは、図2に示すように、駆動されていないときの、すなわち、停止状態にある光反射面15に平行に、かつ、所定距離Lだけ離れて配置される。なお、光位置検出部4は、受光位置を二次元座標として検出できるものであればよく、特に制限されないが、例えば二次元PSD(Position Sensitive Detector)素子が使用され得る。   The light position detection unit 4 has a light receiving surface 4a on which the light reflected by the light reflection surface 15 of the laser light irradiated from the light source unit 2 to the light reflection surface 15 is incident, and the reflected light to the light reception surface 4a The incident position P can be detected as two-dimensional coordinates (X, Y). Here, as shown in FIG. 2, the light receiving surface 4a of the light position detecting unit 4 is not driven, that is, parallel to the light reflecting surface 15 in a stopped state and separated by a predetermined distance L. Be placed. The light position detection unit 4 is not particularly limited as long as it can detect the light receiving position as a two-dimensional coordinate. For example, a two-dimensional PSD (Position Sensitive Detector) element may be used.

制御部5は、光源部2及び駆動部3を制御すると共に、光位置検出部4から光反射面15による前記反射光、すなわち、ガルバノミラー10の走査光の入射位置P=(X,Y)を入力する。そして、制御部5は、光位置検出部4から入力した入射位置P=(X,Y)に基づく所定の演算処理を行って、ガルバノミラー10の光反射面15の前記x軸回りの揺動角θx及び前記y軸回りの揺動角θyを算出する。   The control unit 5 controls the light source unit 2 and the driving unit 3, and the incident position P = (X, Y) of the reflected light from the light reflection surface 15 from the light position detection unit 4, that is, the scanning light of the galvano mirror 10 Enter. Then, the control unit 5 performs a predetermined calculation process based on the incident position P = (X, Y) input from the light position detection unit 4 to swing the light reflecting surface 15 of the galvano mirror 10 around the x axis. The angle θx and the swing angle θy around the y axis are calculated.

また、制御部5は、前記第1正弦波信号の周波数を変更させるように駆動部3を制御すると共に変更前後の各周波数における光反射面15の前記x回りの揺動角θxを算出し、算出した各周波数における光反射面15の前記x軸回りの揺動角θxに基づいて前記光反射面15の前記x軸回りの共振周波数を求める。   Further, the control unit 5 controls the driving unit 3 so as to change the frequency of the first sine wave signal and calculates the swing angle θx around the x of the light reflecting surface 15 at each frequency before and after the change, The resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15 is obtained based on the swing angle θx around the x axis of the light reflecting surface 15 at each calculated frequency.

さらに、制御部5は、前記第2正弦波信号の周波数を変更させるように駆動部3を制御すると共に変更前後の各周波数における光反射面15の前記y軸回りの揺動角θyを算出し、算出した各周波数における光反射面15の前記y軸回りの揺動角θyに基づいて光反射面15の第2共振周波数を求める。したがって、本実施形態においては、制御部5が本発明の「演算処理部」としての機能を有している。   Further, the control unit 5 controls the driving unit 3 so as to change the frequency of the second sine wave signal, and calculates the swing angle θy around the y axis of the light reflecting surface 15 at each frequency before and after the change. The second resonance frequency of the light reflecting surface 15 is obtained based on the rocking angle θy about the y axis of the light reflecting surface 15 at each calculated frequency. Therefore, in the present embodiment, the control unit 5 has a function as the “arithmetic processing unit” of the present invention.

次に、評価装置1の動作、特に制御部5が実行する処理を具体的に説明する。まずオペレータは事前準備として評価対象となるガルバノミラー10を評価装置1の試料設置台(図示省略)にセットする。このとき、オペレータは、評価装置1を操作してガルバノミラー10の光反射面15にレーザ光を照射させ、光反射面15によるその反射光の検出部4の受光面4aへの入射位置が受光面4aの原点位置O=(0,0)となるようにガルバノミラー10及び又は受光面4aの位置を適宜調整する。もちろん、オペレータは、検出部4の受光面4aへの前記反射光の入射位置を受光面4aの原点位置Oに設定してもよい。そして、前記事前準備の完了後、オペレータが評価装置1に対して所定の操作を行うことによって、評価装置1(特に制御部5)は以下の処理を実行する。   Next, the operation of the evaluation apparatus 1, particularly the processing executed by the control unit 5 will be specifically described. First, as an advance preparation, the operator sets the galvanometer mirror 10 to be evaluated on the sample mounting table (not shown) of the evaluation apparatus 1. At this time, the operator operates the evaluation device 1 to irradiate the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10 with laser light, and the incident position of the reflected light by the light reflecting surface 15 on the light receiving surface 4a of the detection unit 4 is received. The position of the galvanometer mirror 10 and / or the light receiving surface 4a is adjusted as appropriate so that the origin position O of the surface 4a = (0, 0). Of course, the operator may set the incident position of the reflected light on the light receiving surface 4a of the detection unit 4 to the origin position O of the light receiving surface 4a. Then, after the preliminary preparation is completed, when the operator performs a predetermined operation on the evaluation device 1, the evaluation device 1 (particularly the control unit 5) executes the following processing.

〔光反射面15の揺動角の算出〕
図3は、評価装置1の制御部5が実行する光反射面15の揺動角(前記x軸回りの揺動角及び前記y軸回りの揺動角)の算出処理を示すフローチャートである。
[Calculation of rocking angle of light reflecting surface 15]
FIG. 3 is a flowchart illustrating a calculation process of the swing angle (the swing angle about the x axis and the swing angle about the y axis) of the light reflecting surface 15 executed by the control unit 5 of the evaluation apparatus 1.

ステップS1では、光源部2に照射指令を出力する。これにより、光源部2からガルバノミラー10の光反射面15にレーザ光が照射される。この状態では、光反射面15による前記レーザ光の反射光は検出部4の受光面4aの原点位置Oに入射する。   In step S <b> 1, an irradiation command is output to the light source unit 2. As a result, laser light is irradiated from the light source unit 2 to the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10. In this state, the reflected light of the laser beam from the light reflecting surface 15 is incident on the origin position O of the light receiving surface 4 a of the detection unit 4.

ステップS2では、駆動部3に前記駆動信号の供給指令を出力する。前記供給指令は、前記第1正弦波信号の周波数fx及び振幅Dxと、前記第2正弦波信号の周波数fy及び振幅Dyとを含む。駆動部3は、前記供給指令を入力すると、周波数fx及び振幅Dxの前記第1正弦波信号をガルバノミラー10の第1駆動コイル16に供給すると共に、周波数fy及び振幅Dyの前記第2正弦波信号をガルバノミラー10の第2駆動コイル17に供給する。これにより、ガルバノミラー10の光反射面15が前記x軸回り及び前記y軸回りに揺動し、光位置検出部4の受光面4aにはガルバノミラー10の走査光が入射される。   In step S <b> 2, the drive signal supply command is output to the drive unit 3. The supply command includes the frequency fx and amplitude Dx of the first sine wave signal and the frequency fy and amplitude Dy of the second sine wave signal. When the supply unit 3 receives the supply command, the drive unit 3 supplies the first sine wave signal having the frequency fx and the amplitude Dx to the first drive coil 16 of the galvano mirror 10 and also the second sine wave having the frequency fy and the amplitude Dy. The signal is supplied to the second drive coil 17 of the galvanometer mirror 10. As a result, the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10 swings around the x axis and the y axis, and the scanning light of the galvanometer mirror 10 is incident on the light receiving surface 4 a of the light position detector 4.

ステップS3では、光反射面15の揺動開始から時間tが経過したか否かを判定し、時間tが経過していればステップS4に進む。なお、時間tは任意に設定可能である。   In step S3, it is determined whether or not the time t has elapsed since the start of the swinging of the light reflecting surface 15. If the time t has elapsed, the process proceeds to step S4. The time t can be arbitrarily set.

ステップS4では、ガルバノミラー10の走査光の受光面4aへの第1入射位置P(t)=(X,Y)を検出部4から入力する。このステップS3で入力する第1入射位置P(t)=(X,Y)が本発明における「時刻tにおける走査光の受光面への第1入射位置」に相当する。 In step S <b> 4, the first incident position P (t) = (X 1 , Y 1 ) of the scanning light of the galvano mirror 10 on the light receiving surface 4 a is input from the detection unit 4. The first incident position P (t) = (X 1 , Y 1 ) input in step S3 corresponds to the “first incident position of the scanning light on the light receiving surface at time t” in the present invention.

ステップS5では、ステップS4で入力した第1入射位置P(t)=(X,Y)を座標変換して光反射面15の前記第x軸回りの第1角度A1及び前記y軸回りの第1角度B1を算出する。具体的には、以下のようにして光反射面15の前記x軸回りの第1角度A1及び前記y軸回り第1角度B1を算出する。 In step S5, the first incident position P (t) = (X 1 , Y 1 ) input in step S4 is subjected to coordinate conversion, and the first angle A1 about the x-axis and the y-axis about the light reflecting surface 15 are converted. The first angle B1 is calculated. Specifically, the first angle A1 around the x axis and the first angle B1 around the y axis of the light reflecting surface 15 are calculated as follows.

光反射面15の法線は、光反射面15が停止状態にあるときは図2におけるZ軸と一致するが、光反射面15が揺動駆動されると前記x軸回りの角度φx及び前記y軸回りの角度φyに応じてその向きが変化する。光反射面15の法線ベクトル(n,n,n)は、前記y軸回りの回転行列、前記x軸回りの回転行列及び停止状態にあるときの光反射面15の単位法線ベクトルを用いて式(1)よって表される。 The normal line of the light reflecting surface 15 coincides with the Z axis in FIG. 2 when the light reflecting surface 15 is in a stopped state, but when the light reflecting surface 15 is driven to swing, the angle φx around the x axis and the The direction changes according to the angle φy around the y axis. The normal vector ( nx , ny , nz ) of the light reflecting surface 15 is the rotation matrix around the y axis, the rotation matrix around the x axis, and the unit normal of the light reflecting surface 15 when in the stopped state. It is expressed by equation (1) using a vector.

光反射面15による反射光、すなわち、ガルバノミラー10の走査光の単位ベクトル(b,b,b)は、光反射面15の法線ベクトル(n,n,n)を用いて式(2)によって表され、光位置検出部4の受光面4a上の位置は、ガルバノミラー10の走査光の単位ベクトル(b,b,b)を用いて式(3)によって表される。 The unit vector (b x , b y , b z ) of the light reflected by the light reflecting surface 15, that is, the scanning light of the galvanometer mirror 10 is the normal vector (n x , n y , n z ) of the light reflecting surface 15. Using the unit vector (b x , b y , b z ) of the scanning light of the galvanometer mirror 10, the position on the light receiving surface 4 a of the optical position detection unit 4 is expressed by the equation (3). Represented by

したがって、光反射面15の前記x軸回りの第1角度A1は式(4)によって表され、光反射面15の前記y軸回りの第1角度B1は式(5)によって表される。   Therefore, the first angle A1 around the x-axis of the light reflecting surface 15 is represented by Expression (4), and the first angle B1 around the y-axis of the light reflecting surface 15 is represented by Expression (5).

ステップS6では、ステップS4で第1入射位置P(t)を入力してから所定時間Δtが経過したか否かを判定し、所定時間Δtが経過したらステップS7に進む。   In step S6, it is determined whether or not a predetermined time Δt has elapsed since the first incident position P (t) was input in step S4. When the predetermined time Δt has elapsed, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、ステップS4と同様に、ガルバノミラー10の走査光の受光面4aへの第2入射位置P(t+ΔT)=(X,X)を検出部4から入力する。このステップS6で入力する入射位置P(t+Δt)=(X,Y)が本発明における「時刻t+Δにおける走査光の受光面への第2入射位置」に相当する。 In step S7, as in step S4, the second incident position P (t + ΔT) = (X 2 , X 2 ) of the scanning light of the galvano mirror 10 on the light receiving surface 4a is input from the detection unit 4. The incident position P (t + Δt) = (X 2 , Y 2 ) input in step S6 corresponds to the “second incident position of the scanning light on the light receiving surface at time t + Δ” in the present invention.

ステップS8では、ステップS5と同様にして、ステップS7で入力した第2入射位置P(t+Δt)=(X,Y)を座標変換して光反射面15の前記第x軸回りの第2角度A2及び前記第2軸回りの第2角度B2を算出する(式(6)、(7)参照)。 In step S8, as in step S5, the second incident position P (t + Δt) = (X 2 , Y 2 ) input in step S7 is subjected to coordinate conversion, and the second of the light reflecting surface 15 around the x-th axis. The angle A2 and the second angle B2 around the second axis are calculated (see equations (6) and (7)).

ステップS9では、ステップS5で算出された光反射面15の第1角度(A1,B1)とステップS8で算出された光反射面15の第2角度(A2,B2)とから光反射面15の前記x軸回りの揺動角θx及び前記y軸回りの揺動角θyを算出する。具体的には、制御部5は、以下のようにして光反射面15の前記x軸回りの揺動角θx及び前記y軸回りの揺動角θyを算出する。   In step S9, the light reflecting surface 15 is calculated from the first angle (A1, B1) of the light reflecting surface 15 calculated in step S5 and the second angle (A2, B2) of the light reflecting surface 15 calculated in step S8. The swing angle θx around the x axis and the swing angle θy around the y axis are calculated. Specifically, the control unit 5 calculates the swing angle θx around the x axis and the swing angle θy around the y axis of the light reflecting surface 15 as follows.

光反射面15の前記x軸回りの最大触れ角及び前記y軸回りの最大触れ角をそれぞれA0,B0としたとき、光反射面15の前記x軸回りの第1角度A1は式(8)によって表され、光反射面15の前記y軸回りの第1角度B1は式(9)によって表される。   When the maximum touch angle around the x-axis and the maximum touch angle around the y-axis of the light reflecting surface 15 are A0 and B0, respectively, the first angle A1 around the x axis of the light reflecting surface 15 is expressed by equation (8). The first angle B1 around the y-axis of the light reflecting surface 15 is expressed by Expression (9).

また、光反射面15の前記x軸回りの第2角度A2は式(10)によって表され、光反射面15の前記y軸回りの第2角度B2は式(11)によって表される。   Further, the second angle A2 around the x-axis of the light reflecting surface 15 is represented by Expression (10), and the second angle B2 around the y-axis of the light reflecting surface 15 is represented by Expression (11).

式(10)に式(8)を代入し、式(11)に式(9)を代入して整理すると、式(12)、式(13)となる。したがって、光反射面15の前記x軸回りの最大触れ角A0は式(14)によって表され、光反射面15の前記y軸回りの最大触れ角B0は式(15)によって表される。   By substituting equation (8) into equation (10) and substituting equation (9) into equation (11), equations (12) and (13) are obtained. Therefore, the maximum touch angle A0 around the x-axis of the light reflecting surface 15 is expressed by Expression (14), and the maximum touch angle B0 around the y-axis of the light reflecting surface 15 is expressed by Expression (15).

そして、式(14)及び式(15)のそれぞれに、式(4)及び式(5)を代入して2倍することにより、光反射面15の前記x軸回りの揺動角θx(=2×A0)及び前記y軸回りの揺動角θy(=2×B0)が求められる。このようにして評価装置1は、光反射面15の前記x軸回りの揺動角θx及び前記y軸回りのθyを算出する。   Then, by substituting Expression (4) and Expression (5) into Expression (14) and Expression (15), respectively, and doubling them, the light reflection surface 15 has an oscillation angle θx (= 2 × A0) and the swing angle θy (= 2 × B0) about the y-axis. In this way, the evaluation apparatus 1 calculates the swing angle θx around the x axis and the θy around the y axis of the light reflecting surface 15.

〔光反射面15の前記x軸回りの共振周波数の検出〕
図4は、評価装置1の制御部5が実行する光反射面15の前記x軸回りの共振周波数の検出処理を示すフローチャートである。
[Detection of Resonant Frequency of Light Reflecting Surface 15 Around X-Axis]
FIG. 4 is a flowchart showing a resonance frequency detection process around the x-axis of the light reflecting surface 15 executed by the control unit 5 of the evaluation apparatus 1.

ステップS11では、光源部2に照射指令を出力する。これにより、光源部2からガルバノミラー10の光反射面15にレーザ光が照射される。   In step S <b> 11, an irradiation command is output to the light source unit 2. As a result, laser light is irradiated from the light source unit 2 to the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10.

ステップS12では、駆動部3に前記駆動信号の供給指令を出力する。このステップS12で出力される前記供給指令は、前記第1正弦波信号の周波数fx1(初期値)及び振幅Dxと、前記第2正弦波信号の周波数fy1(初期値)及び振幅Dyを含む。なお、本実施形態において、前記第1正弦波信号の周波数fx1(初期値)及び前記第2正弦波信号の周波数fy1(初期値)は、例えばそれぞれの設計値に設定され、前記第1正弦波信号の振幅Dx及び前記第2正弦波信号の振幅Dyは、特に制限されないが、例えばそれぞれの設計値の1/2の値に設定される。   In step S <b> 12, the drive signal supply command is output to the drive unit 3. The supply command output in step S12 includes the frequency fx1 (initial value) and amplitude Dx of the first sine wave signal, and the frequency fy1 (initial value) and amplitude Dy of the second sine wave signal. In the present embodiment, the frequency fx1 (initial value) of the first sine wave signal and the frequency fy1 (initial value) of the second sine wave signal are set to respective design values, for example, and the first sine wave The amplitude Dx of the signal and the amplitude Dy of the second sine wave signal are not particularly limited, but are set to, for example, ½ of the respective design values.

ステップS13では、前記第1正弦波信号の周波数がfx1(初期値)である場合の光反射面15の前記x軸回りの第1揺動角θx1を算出する(図3参照)。   In step S13, a first swing angle θx1 around the x axis of the light reflecting surface 15 when the frequency of the first sine wave signal is fx1 (initial value) is calculated (see FIG. 3).

ステップS14では、駆動部3に前記第1正弦波信号の周波数変更指令を出力する。駆動部3は、前記周波数変更指令を入力すると、前記第1正弦波信号の周波数をfx1(初期値)からfx2(=fx1+Δfx)へと変更する。Δfxは任意に設定可能である。なお、前記第2正弦波信号の周波数はfy1(初期値)のままである。   In step S14, a frequency change command for the first sine wave signal is output to the drive unit 3. When receiving the frequency change command, the drive unit 3 changes the frequency of the first sine wave signal from fx1 (initial value) to fx2 (= fx1 + Δfx). Δfx can be set arbitrarily. The frequency of the second sine wave signal remains fy1 (initial value).

ステップS15では、前記第1正弦波信号の周波数がfx2である場合の光反射面15の前記x軸回りの第2揺動角θx2を算出する(図3参照)。   In step S15, a second swing angle θx2 about the x axis of the light reflecting surface 15 when the frequency of the first sine wave signal is fx2 is calculated (see FIG. 3).

ステップS16では、ステップS13で算出された光反射面15の前記x軸回りの前記第1揺動角θx1と、ステップS15で算出された光反射面15の前記x軸回りの前記第2揺動角θx2とを比較する。そして、前記第2揺動角θx2>前記第1揺動角θx1であればステップS17に進み、前記第2揺動角θx2<前記第1揺動角θx1であればステップS18に進む。   In step S16, the first swing angle θx1 around the x axis of the light reflecting surface 15 calculated in step S13 and the second swing around the x axis of the light reflecting surface 15 calculated in step S15. The angle θx2 is compared. If the second swing angle θx2> the first swing angle θx1, the process proceeds to step S17. If the second swing angle θx2 <the first swing angle θx1, the process proceeds to step S18.

ステップS17では、前記第1正弦波信号の周波数をステップS14と同じ方向に変更させて光反射面15の前記x軸回りの共振周波数を検出する。具体的には、駆動部3に前記第1正弦波信号の周波数変更指令を出力して前記第1正弦波信号の周波数をΔfxずつ加算すると共に、加算後の各周波数fxn(n=3,4,…)における光反射面15の前記x軸回りの揺動角θxn(n=3,4,…)を算出する。そして、光反射面15の前記x軸回りの揺動角θxnが最大となる前記第1正弦波信号の周波数fxnを、光反射面15の前記x軸回りの共振周波数として検出する。   In step S17, the resonance frequency of the light reflecting surface 15 around the x axis is detected by changing the frequency of the first sine wave signal in the same direction as in step S14. Specifically, a frequency change command for the first sine wave signal is output to the drive unit 3 to add the frequency of the first sine wave signal by Δfx, and each frequency fxn after addition (n = 3,4). ,...), The rocking angle θxn (n = 3, 4,...) Around the x axis of the light reflecting surface 15 is calculated. Then, the frequency fxn of the first sine wave signal at which the rocking angle θxn around the x axis of the light reflecting surface 15 is maximum is detected as the resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15.

ステップS18では、前記第1正弦波信号の周波数をステップS14とは逆方向に変更させて光反射面15の前記x軸回りの共振周波数を検出する。具体的には、駆動部3に前記第1正弦波信号の周波数変更指令を出力して前記第1正弦波信号の周波数をΔfxずつ減算すると共に、減算後の各周波数fxn(n=3,4,…)における光反射面15の前記x軸回りの揺動角θxn(n=3,4,…)を算出する。そして、光反射面15の前記x軸回りの揺動角θxnが最大となる前記第1正弦波信号の周波数fxnを、光反射面15の前記x軸回りの共振周波数として検出する。   In step S18, the resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15 is detected by changing the frequency of the first sine wave signal in the direction opposite to that in step S14. Specifically, a frequency change command for the first sine wave signal is output to the drive unit 3 to subtract the frequency of the first sine wave signal by Δfx, and each frequency fxn after subtraction (n = 3,4). ,...), The rocking angle θxn (n = 3, 4,...) Around the x axis of the light reflecting surface 15 is calculated. Then, the frequency fxn of the first sine wave signal at which the rocking angle θxn around the x axis of the light reflecting surface 15 is maximum is detected as the resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15.

〔光反射面15の前記y軸回りの共振周波数の検出〕
図5は、評価装置1の制御部5が実行する光反射面15の前記y軸回りの共振周波数の検出処理を示すフローチャートである。
[Detection of Resonant Frequency of Light Reflecting Surface 15 Around Y Axis]
FIG. 5 is a flowchart showing a resonance frequency detection process around the y-axis of the light reflecting surface 15 executed by the control unit 5 of the evaluation apparatus 1.

ステップS21では、光源部2に照射指令を出力する。これにより、光源部2からガルバノミラー10の光反射面15にレーザ光が照射される。   In step S <b> 21, an irradiation command is output to the light source unit 2. As a result, laser light is irradiated from the light source unit 2 to the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10.

ステップS22では、駆動部3に前記駆動信号の供給指令を出力する。このステップS22で出力される前記供給指令は、前記第1正弦波信号の周波数fxn及び振幅Dxと、前記第2正弦波信号の周波数fy1(初期値)及び振幅Dyを含む。前記第1正弦波信号の周波数fxnは、図4に示す前記検出処理によって検出された光反射面15のx軸回りの共振周波数である。   In step S <b> 22, the drive signal supply command is output to the drive unit 3. The supply command output in step S22 includes the frequency fxn and amplitude Dx of the first sine wave signal, and the frequency fy1 (initial value) and amplitude Dy of the second sine wave signal. The frequency fxn of the first sine wave signal is a resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15 detected by the detection processing shown in FIG.

ステップS23では、前記第2正弦波信号の周波数がfy1(初期値)である場合の光反射面15の前記y軸回りの第1揺動角θy1を算出する(図3参照)。   In step S23, a first swing angle θy1 around the y axis of the light reflecting surface 15 when the frequency of the second sine wave signal is fy1 (initial value) is calculated (see FIG. 3).

ステップS24では、駆動部3に前記第2正弦波信号の周波数変更指令を出力する。駆動部3は、前記周波数変更指令を入力すると、前記第2正弦波信号の周波数をfy1(初期値)からfy2(=fy1+Δfy)へと変更する。Δfyは任意に設定可能である。なお、前記第1正弦波信号の周波数はfxn(光反射面15のx軸回りの共振周波数)のままである。   In step S24, a frequency change command for the second sine wave signal is output to the drive unit 3. When receiving the frequency change command, the drive unit 3 changes the frequency of the second sine wave signal from fy1 (initial value) to fy2 (= fy1 + Δfy). Δfy can be arbitrarily set. The frequency of the first sine wave signal remains fxn (resonance frequency around the x axis of the light reflecting surface 15).

ステップS25では、前記第2正弦波信号の周波数がfy2である場合の光反射面15の前記y軸回りの第2揺動角θy2を算出する(図3参照)。   In step S25, a second swing angle θy2 about the y-axis of the light reflecting surface 15 when the frequency of the second sine wave signal is fy2 is calculated (see FIG. 3).

ステップS26では、ステップS23で算出された光反射面15の前記y軸回りの前記第1揺動角θy1と、ステップS25で算出された光反射面15の前記y軸回りの前記第2揺動角θy2とを比較する。そして、前記第2揺動角θy2>前記第1揺動角θy1であればステップS27に進み、前記第2揺動角θy2<前記第1揺動角θy1であればステップS28に進む。   In step S26, the first swing angle θy1 about the y axis of the light reflecting surface 15 calculated in step S23 and the second swing of the light reflecting surface 15 about the y axis calculated in step S25. Compare the angle θy2. If the second swing angle θy2> the first swing angle θy1, the process proceeds to step S27. If the second swing angle θy2 <the first swing angle θy1, the process proceeds to step S28.

ステップS27では、前記第2正弦波信号の周波数をステップS24と同じ方向に変更させて光反射面15の前記y軸回りの共振周波数を検出する。具体的には、駆動部3に前記第2正弦波信号の周波数変更指令を出力して前記第2正弦波信号の周波数をΔfyずつ加算すると共に、加算後の各周波数fyn(n=3,4,…)における光反射面15の前記y軸回りの揺動角θyn(n=3,4,…)を算出する。そして、光反射面15の前記y軸回りの揺動角θynが最大となる前記第2正弦波信号の周波数fynを、光反射面15の前記y軸回りの共振周波数として検出する。   In step S27, the frequency of the second sine wave signal is changed in the same direction as in step S24, and the resonance frequency around the y-axis of the light reflecting surface 15 is detected. Specifically, a frequency change command for the second sine wave signal is output to the drive unit 3 to add the frequency of the second sine wave signal by Δfy, and each frequency fyn after the addition (n = 3, 4). ,...), The rocking angle θyn (n = 3, 4,...) Around the y-axis of the light reflecting surface 15 is calculated. Then, the frequency fyn of the second sine wave signal at which the rocking angle θyn around the y-axis of the light reflecting surface 15 is maximized is detected as the resonance frequency around the y-axis of the light reflecting surface 15.

ステップS28では、前記第2正弦波信号の周波数をステップS24とは逆方向に変更させて光反射面15の前記y軸回りの共振周波数を検出する。具体的には、駆動部3に前記第2正弦波信号の周波数変更指令を出力して前記第2正弦波信号の周波数をΔfyずつ減算すると共に、減算後の各周波数fyn(n=3,4,…)における光反射面15の前記y軸回りの揺動角θxn(n=3,4,…)を算出する。そして、光反射面15の前記y軸回りの揺動角θynが最大となる前記第2正弦波信号の周波数fynを、光反射面15の前記y軸回りの共振周波数として検出する。   In step S28, the frequency of the second sine wave signal is changed in the direction opposite to that in step S24, and the resonance frequency around the y-axis of the light reflecting surface 15 is detected. Specifically, a frequency change command for the second sine wave signal is output to the drive unit 3 to subtract the frequency of the second sine wave signal by Δfy and each frequency fyn (n = 3,4) after the subtraction. ,...), The rocking angle θxn (n = 3, 4,...) Around the y-axis of the light reflecting surface 15 is calculated. Then, the frequency fyn of the second sine wave signal at which the rocking angle θyn around the y-axis of the light reflecting surface 15 is maximized is detected as the resonance frequency around the y-axis of the light reflecting surface 15.

ステップS29では、光反射面15の前記x軸回りの共振周波数及び前記y軸回りの共振周波数を表示部(図示省略)に出力する。   In step S29, the resonance frequency around the x axis and the resonance frequency around the y axis of the light reflecting surface 15 are output to a display unit (not shown).

以上説明したように、本実施形態による評価装置1によれば、ガルバノミラー10の光反射面15を前記x軸回り及び前記y軸回りに揺動させた状態で、光反射面15の前記x軸回りの揺動角θx及び前記y軸回りの揺動角θyを求めることができる。このため、各ガルバノミラー10における光反射面15の前記x軸回りの共振周波数及びy軸回りの共振周波数を精度よく把握することが可能となる。したがって、ガルバノミラー10毎に適切な駆動信号を設定することができ、ガルバノミラー10の効率的な駆動が可能となる。   As described above, according to the evaluation apparatus 1 according to the present embodiment, the light reflecting surface 15 of the galvanometer mirror 10 is swung around the x axis and the y axis, and the x of the light reflecting surface 15 is. The swing angle θx about the axis and the swing angle θy about the y axis can be obtained. Therefore, it is possible to accurately grasp the resonance frequency around the x axis and the resonance frequency around the y axis of the light reflecting surface 15 in each galvanometer mirror 10. Therefore, an appropriate drive signal can be set for each galvanometer mirror 10, and the galvanometer mirror 10 can be driven efficiently.

なお、上述の実施形態において、評価装置1の制御部5は、図4に示す光反射面15の前記x軸回りの共振周波数の検出処理を実行した後に、図5に示す光反射面15の前記y軸回りの共振周波数の検出処理を実行している。但し、これに限るものではなく、制御部5は、図5に示す前記検出処理を実行した後に図4に示す前記検出処理を実行するようにしてもよい。この場合、図5のステップS29に相当するステップが図4に追加される。   In the above-described embodiment, the control unit 5 of the evaluation apparatus 1 executes the detection process of the resonance frequency around the x-axis of the light reflecting surface 15 illustrated in FIG. The process of detecting the resonance frequency around the y-axis is executed. However, the present invention is not limited to this, and the control unit 5 may execute the detection process shown in FIG. 4 after the detection process shown in FIG. 5 is executed. In this case, a step corresponding to step S29 in FIG. 5 is added to FIG.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形や変更が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention.

1…ガルバノミラー(光走査アクチュエータ)の評価装置
2…光源部
2a…偏光ビームスプリッタ
3…駆動部
4…光位置検出部
4a…受光面
5…制御部
10…ガルバノミラー
11…固定部
12a…外側可動部
12b…内側可動部
13…第1トーションバー
14…第2トーションバー
15…光反射面
16…第1駆動コイル
17…第2駆動コイル
20,21…永久磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Evaluation apparatus of galvanometer mirror (optical scanning actuator) 2 ... Light source part 2a ... Polarization beam splitter 3 ... Drive part 4 ... Optical position detection part 4a ... Light-receiving surface 5 ... Control part 10 ... Galvano mirror 11 ... Fixed part 12a ... Outer side Movable part 12b ... inner movable part 13 ... first torsion bar 14 ... second torsion bar 15 ... light reflecting surface 16 ... first drive coil 17 ... second drive coil 20, 21 ... permanent magnet

Claims (5)

光反射面が第1正弦波信号及び第2正弦波信号によって互いに直交する第1軸及び第2軸回りに揺動駆動されることによって、前記光反射面に照射された光を二次元走査する光走査アクチュエータの評価装置であって、
前記光反射面に光を照射する光源部と、
前記光走査アクチュエータに前記第1正弦波信号及び前記第2正弦波信号を供給する駆動部と、
受光面を有し、前記光走査アクチュエータによる走査光の前記受光面への入射位置を検出する光位置検出部と、
前記走査光の前記受光面への第1入射位置及び第2入射位置と、前記第1入射位置と前記第2入射位置との検出時間差と、前記光反射面と前記受光面との距離と、に基づいて、前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角及び前記第2軸回りの揺動角を算出する演算処理部と、
を含む、光走査アクチュエータの評価装置。
The light reflecting surface is driven to swing around the first axis and the second axis orthogonal to each other by the first sine wave signal and the second sine wave signal, thereby two-dimensionally scanning the light applied to the light reflecting surface. An optical scanning actuator evaluation device comprising:
A light source unit for irradiating the light reflecting surface with light;
A drive unit for supplying the first sine wave signal and the second sine wave signal to the optical scanning actuator;
An optical position detector that has a light receiving surface and detects an incident position of scanning light by the optical scanning actuator on the light receiving surface;
A first incident position and a second incident position of the scanning light on the light receiving surface, a detection time difference between the first incident position and the second incident position, and a distance between the light reflecting surface and the light receiving surface; An arithmetic processing unit that calculates a swing angle around the first axis and a swing angle around the second axis of the light reflecting surface,
A device for evaluating an optical scanning actuator.
前記駆動部は、前記第1正弦波信号の周波数及び前記第2正弦波信号の周波数をそれぞれ変更可能に構成され、
前記演算処理部は、前記第1正弦波信号の変更前後の各周波数における前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角を算出し、前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角が最大となる前記第1正弦波信号の周波数を前記光反射面の前記第1軸回りの共振周波数として求め、
前記第2正弦波信号の変更前後の各周波数における前記光反射面の前記第2軸回りの揺動角を算出し、前記光反射面の前記第2軸回りの揺動角が最大となる前記第2正弦波信号の周波数を前記光反射面の前記第2軸回りの共振周波数として求める、
請求項1に記載の光走査アクチュエータの評価装置。
The drive unit is configured to be able to change the frequency of the first sine wave signal and the frequency of the second sine wave signal,
The arithmetic processing unit calculates a swing angle around the first axis of the light reflecting surface at each frequency before and after the change of the first sine wave signal, and swings the light reflecting surface around the first axis. Obtaining the frequency of the first sine wave signal with the maximum angle as the resonance frequency around the first axis of the light reflecting surface;
The rocking angle of the light reflecting surface around the second axis at each frequency before and after the change of the second sine wave signal is calculated, and the rocking angle of the light reflecting surface around the second axis is maximized. The frequency of the second sine wave signal is obtained as a resonance frequency around the second axis of the light reflecting surface.
The apparatus for evaluating an optical scanning actuator according to claim 1.
前記光位置検出部は、二次元PSD(Position Sensitive Detector)素子を含む、
請求項1又は2に記載の光走査アクチュエータの評価装置。
The optical position detector includes a two-dimensional PSD (Position Sensitive Detector) element,
The apparatus for evaluating an optical scanning actuator according to claim 1.
前記受光面は、停止状態にある前記光反射面に平行であり、
前記光位置検出部は、前記第1入射位置及び前記第2入射位置を、前記光反射面が停止状態にあるときに前記光源部から照射された光の前記光反射面による反射光が前記受光面に入射する位置を原点とする二次元座標として検出する、
請求項1〜3のいずれか一つに記載の光走査アクチュエータの評価装置。
The light receiving surface is parallel to the light reflecting surface in a stopped state;
The light position detecting unit receives the first incident position and the second incident position when the light reflected from the light reflecting surface of the light irradiated from the light source unit when the light reflecting surface is in a stopped state receives the light. Detect as a two-dimensional coordinate with the position incident on the surface as the origin,
The evaluation apparatus of the optical scanning actuator as described in any one of Claims 1-3.
前記演算処理部は、前記第1正弦波信号の周波数をfx、前記第2正弦波信号の周波数をfy、前記光反射面と前記受光面との距離をL、前記第1入射位置を(X,Y)、前記第2入射位置を(X,Y)、前記第1入射位置と前記第2入射位置との前記検出時間差をΔtとしたとき、下式によって前記光反射面の前記第1軸回りの揺動角θx及び前記光反射面の前記第2軸回りの揺動角θyを算出する、
請求項4に記載の光走査アクチュエータの評価装置。
The arithmetic processing unit is configured such that the frequency of the first sine wave signal is fx, the frequency of the second sine wave signal is fy, the distance between the light reflecting surface and the light receiving surface is L, and the first incident position is (X 1 , Y 2 ), the second incident position is (X 2 , Y 2 ), and the detection time difference between the first incident position and the second incident position is Δt, Calculating a swing angle θx about the first axis and a swing angle θy about the second axis of the light reflecting surface;
The apparatus for evaluating an optical scanning actuator according to claim 4.
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