JP7061617B2 - 走査型光出力装置及びその制御方法 - Google Patents
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- 発光素子と、
該発光素子から出力される光を導波させるための光ファイバと、
該光ファイバの両端部のうち前記発光素子と逆側の端近傍に接続された少なくとも2つ以上の光ファイバ駆動機構と、
前記発光素子の駆動電流制御回路と、
前記光ファイバ駆動機構の駆動電圧制御回路と、
前記発光素子と前記光ファイバ駆動機構のタイミング制御回路を備え、
前記駆動電流制御回路が前記発光素子の光出力強度を調整し、
前記駆動電圧制御回路が複数の前記光ファイバ駆動機構に入力される電気信号の大きさを調整し、
前記タイミング制御回路が、前記発光素子の光出射タイミングと、前記光ファイバ駆動機構に入力される電気信号間の位相差を調整し、
前記光ファイバから出力された光の一部を分岐するための光分岐器と、
該光分岐器で分岐された一方の光を入力するための受光器と、
該受光器と電気的に接続されたビーム位置検出回路とを備え、
該ビーム位置検出回路が、ビームの走査軌跡と、走査振幅と、前記光ファイバ駆動機構への入力電気信号波形と光ファイバ振動波形との位相遅れの少なくとも1つを算出し、
該算出した信号を前記駆動電流制御回路と、前記駆動電圧制御回路と、前記タイミング制御回路に入力し、
前記受光器が、受光部が少なくとも2つ以上に分割された分割型受光器であり、
前記ビーム位置検出回路が、前記分割型受光器のそれぞれの受光部からの出力される電気信号波形の位相差からビーム走査軌跡を算出し、該受光部からの出力される電気信号波形の立ち上がり時間から走査振幅を算出し、前記算出した走査軌跡と走査振幅から光ファイバ振動波形を推定することで、前記光ファイバ駆動機構への入力電気信号波形と光ファイバ振動波形との位相遅れを算出することを特徴とする走査型光出力装置。 - 請求項1に記載の走査型光出力装置であって、
前記光ファイバと前記光分岐器の光路上に少なくとも1枚のレンズと、
該レンズが光軸方向の位置を調整するためのレンズ駆動機構と、
該レンズ駆動機構の制御回路を備え、
前記ビーム位置検出回路が、
前記分割型受光器のそれぞれの受光部から出力される電気信号の大きさからビーム径を算出し、
算出した信号を前記レンズ駆動機構の制御回路に入力することを特徴とする走査型光出力装置。 - 請求項1に記載の走査型光出力装置であって、
前記光分岐器が、透過する光量と反射する光量の分岐比率が光の入射角度に依存する可変式光分岐器であることを特徴とする走査型光出力装置。 - 請求項1に記載の走査型光出力装置であって、
前記受光器が、受光面の位置を調整するための受光器駆動機構を備えることを特徴とする走査型光出力装置。 - 請求項1に記載の走査型光出力装置であって、
前記光分岐器が、反射面の角度と位置を調整するための光分岐器駆動機構を備えることを特徴とする走査型光出力装置。 - 請求項1に記載の走査型光出力装置であって、
前記光分岐器と走査された光を照射するための対象物間に少なくとも1枚のレンズを備え、
該レンズがレンズから出射される主光線が光軸に対して略平行であるテレセントリックレンズであることを特徴とする走査型光出力装置。 - 請求項1に記載の走査型光出力装置であって、
前記光ファイバから出力された光を反射するための反射鏡と、
該反射鏡で分岐された光を入力するための受光器と、
該受光器と電気的に接続されたビーム位置検出回路とを備え、
該ビーム位置検出回路が、
走査振幅と、前記光ファイバ駆動機構への入力電気信号波形と光ファイバ振動波形との位相遅れの少なくとも1つを算出し、
該算出した信号を前記駆動電流制御回路と、前記駆動電圧制御回路と、前記タイミング制御回路に入力することを特徴とする走査型光出力装置。 - 発光素子と、該発光素子から出力される光を導波させるための光ファイバと、該光ファイバの端近傍に接続された光ファイバ駆動機構と、前記光ファイバから出力された光の一部を分岐するための光分岐器と、該光分岐器で分岐された一方の光を入力するための受光器と、該受光器と電気的に接続されたビーム位置検出回路とを備えた走査型光出力装置の制御方法であって、
前記受光器、または前記光分岐器の位置を調整し、前記受光器の中心と光ビームの重心を略一致させるための原点補正工程と、
前記光ファイバの振動の共振周波数を算出し、前記光ファイバ駆動機構の制御周波数を共振周波数近傍に設定する制御周波数設定工程と、
光走査軌跡を算出し、前記光ファイバ駆動機構の印加電圧の振幅、位相差を調整する走査軌跡補正工程と、
前記光ファイバ駆動機構の印加電圧と前記光ファイバの振動の位相差を検出する位相遅れ検出工程と、
前記発光素子の光出力強度と光出射タイミングを調整する発光素子制御工程からなることを特徴とする走査型光出力装置の制御方法。 - 請求項8に記載の走査型光出力装置の制御方法であって、
前記発光素子制御工程において、
前記光ファイバの振動の振幅を検出する工程と、
該光ファイバの振動の振幅が許容範囲内か判断する工程を有し、
該光ファイバの振動の振幅が許容範囲内でない場合は、前記光ファイバ駆動機構の制御周波数を微調整することを特徴とする走査型光出力装置の制御方法。
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