JPH01243664A - 走査素子位置調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はファクシミリ・ＯＣＲ等の走査素子の位置調整
を行なう走査素子位置調整方法に係り、特に光学系の焦
点合わせの時間短縮に好適な走査素子位置調整方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来のファクシミリ・ＯＣＲ等の画情報読取り光学部を
備える装置の走査素子位置調整方法において、特に光軸
すなわちフォーカス方向の位置調整方法に関しては特開
昭５６−１５７５７５号や特開昭５９−２０１５７５号
に記載のように、特定のパターンについての走査素子の
読取り信号を観察してその信号振幅が最大となるように
走査素子を移動させることにより位置調整を行なう方法
がある。この位置調整方法をさらに自動で行なう方法と
して次のような方法が考えられる。

第６図は従来のこの自動で行なう走査素子位置調整方法
を例示する調整装置の構成図である。第６図において、
本調整装置は調整用テストチャート５０のパターン部５
１の光学像をレンズ６０により走査素子７１上に結像さ
せ、走査素子７１を搭載した基板７０が位置決め機構（
位置調整機構部）８０に固定されていて、走査素子７１
の出力信号７ｊａに基づく制御装置９ｏからの駆動信号
９５ａにより走査素子７１（基板７０）の光軸方向の位
置を調整する構成である。制御装置９０は走査素子７１
からの出力信号７１ａを増幅してアナログ−デイジル（
ＡＤ）変換するＡ／Ｄ変換部９１と、ディジタル化され
た出力データに対して走査素子７１の隣接する受光素子
からのデータの差分の２乗和を計算する演算部９２と、
その演算結果を一時記憶しておく記憶部９３と、記憶し
た差分２乗和データに基づいて走査素子７１の合炉位置
を計算・判断して位置決め機構８０を駆動・制御する指
令信号を出力する制御部９４と、制御部９４からの指令
信号に従って位置決め機構８０を駆動・制御する駆動信
号９５ａを出力する機（４制御部９５から構成さ几る。

第７図は従来の第６図の走査素子７１０光軸方向の位置
調整を実行する手順を示す動作フローチャートである。

まず走査素子７１を搭載する基板７０を位置決め機構８
０に固定して、最初にほとんどの走査素子７１０合焦点
位置が含まれるであろう合焦位置探索領域（これを探索
領域Ａとする）の境界位置またはその探索領域Ａの少し
外側に走査素子７１（基板７０）を位置させ、こうする
ことで合焦位置を探し出すための走査素子７１の移動を
一方向に限定することができる（ステップ７０１）。つ
ぎにその位置から探索領域Ａの方向に走査素子７１（基
板７０）を移動させつつ合焦位置であるかどうかの判断
を行なうためのデータを集める。すなわち位置決め機構
８０により走査素子（基板７０）を微少量だけステップ
移動しくステップ７０２　）　、ステップ移動のたびご
とに走査素子７１からの出力信号７１ａのＡＤ変換部９
１によるＡＤ変換および演算部９２による出力データの
差分の２乗和の計算を行ない（ステップ７０５）、演算
結果を記憶部９３に記憶しくステップ７０４）、このス
テップ７０２からステップ７４の動作を全探索領域Ａ内
での移動・計算が完了するまでくり返し実行する。この
操作における走査素子７１（Ｊ板７０）のステップ移動
量は探索領域Ａの長さを１０ないし数１０等分する長さ
でよい（ステップ７０５）。こうして探索領域Ａにおい
て１０ないし数１０個の出力データの差分２乗和データ
の演算・収集が完了すると、つぎに制御部９４に上り合
焦位置の計算・判断を次の判断手法により行なう。

すなわち走査素子７１が合焦位置またはそれに極めて近
い位置にある場合には調整用テストチャート５０のパタ
ーン部５１の走査素子７１の受光面上の像が最も明瞭と
なって出力データの差分２乗和も大きくなるから、した
がって記憶部９３に蓄見られた差分２乗和データのうち
最大となるデータを取り込んだ位置を合焦位置と判断す
るか、または差分２乗和データの最大値を含むデータ列
を２次式の極大となる位置を合焦位置とする。この２次
式での回帰による手法は探索領域Ａにおける走査素子７
１（基板７０）のステップ移動量よりもはるかに小さい
誤差での合焦位置の決定を可能とし、したがって調整に
必要とされる位置調整精度よりも大きな長さでのステッ
プ移動による合焦位置の探索を可能とする（ステップ７
０６）。よって少ない回数でのステップ移動とデータ処
理ですむため迅速な調整を可能にし、合焦位置への走査
素子７１（基板７０）の移動が行なえる（ステップ７０
７）。

第８図は第７図の走査素子７１（基板７０）のステップ
移動を示す速度パターン図である。第８図において、走
査素子７１（基板７０）のステップ移動の動作を横軸の
時間に対する縦軸の速度の関係で表わしており、Ｔ、は
加速時間、Ｔ、は一定の設定速度Ｖを保持する一定速度
時間Ｔ４は上記の信号信号７１αのＡＤ変換および差分
２乗和の計算と計算結果の記憶に安するデータ処理時間
を示し、以上の各時間Ｔ１〜Ｔ４の動作を何回もくり返
して行なう。このように走査素子７１（基板７０）のス
テップ移動のたびに起動停止を回数多くくり返す必要が
あり、かかるくり返しステップ移動する場合の加速時間
Ｔ、と減速時間Ｔ、の移動能率が悪くなっている。なお
上記の位置調整方法では、調整装置の出力信号７１ｂの
差分２乗和を計算するための演算部９２と、合焦位置を
計算・判断して位置決め機構部８ｏを駆動する機構制御
部９５へ位置決め指令信号を出力する制御部９４とを独
立して存在するように説明したが、マイクロコンビエー
タ等を用いれば同一の部分とすることができる場合もあ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は調整用テストチャートのパターンによる
走査素子の光軸方向の位置調整に走査素子（基板）をス
テップ移動のたびに起動停止を回数多くくり返す必要が
あるので、くり返しステップ移動するさいの加速時間お
よび減速時間の移動能率が悪くてステップ移動に費す時
間が無視できない程度に大きくなり、生産能率向上の阻
害安置となっている問題があった。

本発明の目的は調整用パターンによる走査素子の合焦位
置探索のための移動時間を短縮して生産能率を向上でき
る走査素子位置調整方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、テストチャートのパターンを走査素子上に
結像させ、走査素子からの信号を処理して、走査素子（
基板）の位置調整機構部を駆動・制御する位置調整方法
において、上記位置調整機構部の駆動・制御には走査素
子（基板）を一定速度で駆動する速度一定制御機能を有
せしめ、速度一定で駆動しながら走査素子からの信号の
処理を一定時間間隔で行なわせることにより、位ｇｔ調
整する走査素子位置調整方法により達成される。

〔作用〕

上記の走査素子位置調整方法では、速度一定制御機能は
制御部９４（第６図）および機構制御部９５に速度の帰
還制御機能をもたせ、かつそれへの速度帰還のために位
置決め機構部（位置調整機構）８０に速度検出器を付加
することにより実現でき、走査素子（基板）の速度一定
制呻状態での走査素子からの信号の処理は制御部９４の
内部に有する計時機能によって一定時間間隔で行なうこ
とができ、かつ走査素子（基板）も移動しながらパター
ンを読み取ることが可能であり、一定距離間隔ごとの読
取り信号についての信号処理は何らの支障なしに実現で
き、もって合焦位置探索のための移動時間を短縮可能と
する。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図から第６図により説明す
る。

４＠５図は本発明による走査素子位置調整方法の一実施
例を示す調整装置の速度一定制御機能の構成図である。

第５図において、第６図の調整装置に備える速度一定制
御機能の構成を示し、１は速度位置制御部、３は速度検
出器、４は位置検出器、１１は速度指令発生部、１２は
位置指令発生部、１３は加え合せ点、１４は位置制御部
、１５は切換部、１６は加え合せ点、１７は速度制御部
、８゜は位置決め機構部（第６図）である。

第５図の速度および位置の制御機能を有する速度位置制
御部１の出力により調整装置（第６図）の位置決め機構
部（位置調整機構部）ＳＯを駆動する。この速度位置制
御部１による位置決め機構部８０の速度制御および位置
制御に必要な速度検出および位置検出のため、速度検出
器３および位置検出器４が位置決め機構部８ｏに直結さ
れていてそれぞれ位置決め機構部８０の速度および位置
を正確に検出する。速度位置制御部１では速度指令発生
部１１から発生される速度指令が切換制御部１８により
切換制御される切換部１５の接点ａを介して加え合せ点
１６に加えられ、ここで速度検出器３からの速度検出値
と比較されてその差の値が速度制御部１７に加えられる
。この速度制御部１７の出力が位置決め機構部８０に加
えられ、これにより速度帰還制御系が構成されるため速
度指令発生部１１の速度指令を一定値にすれば位置決め
機構部８０は速度一定制御される。また位置制御を行な
うときには、位置指令発生部１２から構成される装置指
令が位置検出器４からの位置帰還量と加え合せ点１３で
比較されたのち、その差の値が位置制御部１４に加えら
れる。位置制御部１４の出力は切換制御ｓ１８により接
点す側に閉じた切換部１５を介して速度制御系に加えら
れることにより位置決め機構部８０は位置制御されるが
、全体としてこの制御系は速度制御系内包の位置制御系
を構成するものとして知られている。

上記の速度位置制御部１０機能は第６図の調整装置の制
御装置９００制御部９４および機構制御部９５を総合し
たブロック中に構成することができる。特に速度位置制
御部１の速度指令発生部１１および位置指令発生部１２
と切換部１５の切換えをとり仕切る切換制御部１８の機
能は第６図の制御装置９００制御部９４の機能の中に保
有させることができる。さらにこれらの機能と後述の第
１図の速度一定制御状態での走査素子信号処理を行なう
機能はマイクロコンピュータ等による手段で容易に実現
できる。

第１図は本発明による第５図（第６図）の走査素子７１
の光軸方向の位置調整を実行する手順の第１の実施例を
示す動作フローチャートである。

また第２図は第１図の走査素子７１（基板７０）の速度
一定制御動作を示す速度パターン図である〇第１図にお
いて、まず第７図と同じく走査素子７１（基板７０）の
合焦位置探索領域Ａの境界位置への移動を行なう（ステ
ップ１０１）。つぎに走査素子７１（基板７０）の速度
一定制御を行ない（ステップ１０２　）　、その後は第
７図と同じく走査素子７１の出力信号７１ａのＡＤ変換
および差分の２乗和の計算を行ない（ステップ１０３　
）　、ついで計算結果の記憶を行ない（ステップ１０４
　）　、全探索領域Ａ内での移動・計算の完了状態に達
するまでくり返す。第２図には設定速度Ｖの速度一定制
御動作の開始から信号処理周期Ｔ、でのくり返し動作が
示してあり、信号処理時間Ｔ、は信号処理周期Ｔ、の中
のデータ処理および判定処理に要する時間である（ステ
ップ１０５）。つぎに全探索領域Ａ内での移動・計算が
完了するとその時点で走査素子７１（基板７０）を移動
停止させるが、これには速度指令発生部１１からの速度
指令を零にすることにより移動停止に至らしめることが
できる（ステップ１０６）。その後に第７図と同じく２
次式による回帰および極大となる位置の計算を行なった
のち（ステップ１０７）、走査素子７１（基板７０）の
上記極大位置への移動を行なうが、この移動は切換制御
部１８により切換部１５を接点り側に閉じた状態で位置
指令発生部１２から上記極大位置の位置指令を発生させ
ることによって行なう（ステップ１０８）。

上記の第２図の本実施例の速度一定制御による位置調整
方法を第８図の従来のステップ移動による位置調整方法
と比較すれば、本実施例の方法では従来例のようなくり
返し起動停止するさいの時間損失が生じずに能率向上が
はかれる。

第３図は本発明による第５図（第６図）の走査素子７１
０光軸方向の位置調整を実行する手順の第２の実施例を
示す部分動作フローチャートである。第５図の第２の実
施例は第１図（第２図）の第１実施例において全探索領
域Ａにわたりて−たん移動と信号処理を行なったのち回
帰２次式の極大位置への移動を行なうことから冗長な動
作が含まれているのを改善してさらに時間効率の向上を
はかった例であって、第３図には第１図と同じ開始から
信号のＡＤ変換と差分の２乗和の計算（ステップ３０５
）の以下の要部の変更内容を示す。すなわち第１図では
そのつぎの動作として計算結果の記憶（ステップ１０４
）を行なうのに対して、第５図の第２の実施例では２次
式による回帰を行い（ステップ５０４　）　、続いて極
大となる位置かどうかの判定を行なう（ステップ３０５
）。この判定で極大に達しない場合にはそれまでの計算
結果の記憶を行ない、この記憶内容を次のくり返し計算
に利用することにより計算時間を切り詰める効果を狙う
（ステップ５０６）。この計算結果の記憶動作ののち必
要に応じて速度指令値の変更を行ない（ステップ３０７
　）　、その後に次のサイクルの動−作をくり返す。一
方で極大となる位置の判定（ステップ３０５）で極大の
位置に到達した場合には直ちにその位置で停止させる（
ステップ３０８）。そうするとこの時点で既に合焦位置
にあることになり、第１図で冗長な探索と探禁後に極大
位置に移動を行なうことの無駄を生じなくて済む。

第４図は本発明による第５図（第６図）の走査素子７１
０光軸方向の位置調整を行なう第３の実施例を示す速度
一定制御動作の速度パターン図である。第４図のｉ＠３
の実施例は第３図の第２の実施例において合焦位置に到
達した場合に直ちにその位置で停止させようとする時に
速度が高かったならば行き過ぎが生じ、その行き過ぎか
らの戻り動作を招いて悪くすると振動を生じさせること
になり、このような現象が停止までの時間を長引かせた
り機構部内部に存在するバックラッシにより位置狂いを
生じさせる原因となるため、これらを改善してさらに安
定した動作をはかった例である。

すなわち第４図のように設定速度Ｖに立ち上げて信号処
理周期Ｔ、の中に信号処理時間Ｔ、を有する点では第２
図の第１の実施例と同じであるが、しかし差分２乗和の
回帰２次式の値が極大に近付いた時点ｔ、から順次に速
度指令の設定値ｖ、、Ｌ。

Ｖ、、Ｖ、の順序で減少させることにより、全体として
最も短期間に精度よく安定に合焦位置に位置決めするこ
とができる。

また本発明による第５図（第６図）の走査素子７１の光
軸方向の位置調整を行なう第４′の実施例は次のとおり
である。すなわち上記各実施例では走査素子７１の読取
り信号（出力信号）７１αは走査素子７１の可動状態に
おけるものであって、走査素子７１を構成する受光素子
が数千にも達する場合には受光素子ごとの読取り時点に
ずれが生じて読取り位置もずれを生じる。ここで相隣る
受光素子間の読取り時間差をΔｔとして走査素子７１の
移動設定速度をＶとすれば、両受光素子の読取り位置の
差ΔＸは次式の関係で表わされる。

Δｘ　＝　Ｖ・Δｔ（１） よって本発明の第４の実施例では受光素子ごとの検出位
置のずれ量ΔＸを上記（１）式から設定速度Ｖによって
算出し、その値によって補正を行なう。　！この第４の
実施例によれば、可動状態で従来の動作順序通り信号処
理することによる位置の読取り誤差の発生を防止ないし
低減することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、走査素子の合焦位置探索のための走査
素子（基板）の移動時間を短縮することができるので、
走査素子の自動調整装置における生産能率を著しく向上
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走査素子位置調整方法の第１の実
施例を示す動作フローチャート、第２図は同じく速度一
定制御の速度パターン図、第３図は本発明による走査素
子位置調整方法の第２の実施例を示す部分動作フローチ
ャート、第４図は本発明による走査素子位置調整方法の
第３の実施例を示す速度一定制御の速度パターン図、第
５図は本発明による走査素子位置調整方法の一実施例を
示す調整装置の速度一定制御機能の構成図、第６図は従
来の走査素子位置調整方法を例示する調整装置の構成図
、第７図は同じく動作フローチャート、第８図は同じく
ステップ移動の速度パターン図である。 １・・・速度位置制御部、　　　　５・・・速度検出器
、４・・・位置検出器、　　　　　　１１・・・速度指
令発生部、１２・・・位置指令発生部、　　　１４・・
・位置制御部、１５・・・切換部、　　　　　　　　１
７・・・速度制御部、５０・・・調整用テストチャート
、５１・・・パターン部・６０・・・レンズ、７０・・
・基板、 ７１・・・走査素子・ ８・・・位置決め機構部（位置調整機構部）、９０・・
・制御装置、　　　　　　　９１・・・Ａ／Ｄ変換部、
９２・・・演算部、　　　　　　　　９３・・・記憶部
、１０２・・・走査素子の速度一定制御ステップ、Ｔ、
・・・信号処理周期、　　　　Ｔ、・・・信号処理時間
、Ｖ、Ｖ、、Ｖ、、Ｖ、、Ｖ４・・・設定速度＠８１　
図 ＠察 第４図 ５Ｉ Ｌ−＝＝−−−−一−、−＝−一−−，−，−−−，−
Ｊり０？」タリ月テストナ〒＋　　２０　　基砥　　　
　　　　　ヂθ　凭り儒昨１閂；璽二ｆｌ　　／Ｘ’タ
ーＬＱ　　　　７／　　、ｔ−４７：、チｌＤ　　　し
　ニ、２ざ　　　　　　　　δ０　　イ立ｊ１影（グ鍔
情動傅啄念Ｐ：ｊｌ−，７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テストチャートのパターンを走査素子上に結像させ
   、該走査素子からの信号を処理して、該走査素子の位置
   調整機構部を駆動・制御する位置調整方法において、上
   記位置調整機構部の駆動・制御には速度一定制御機能を
   有し、速度一定で駆動しながら走査素子からの信号の処
   理を一定時間間隔で行なうことを特徴とする位置調整方
   法。 ２、上記走査素子からの信号の処理には合焦度合を表わ
   す指標を含み、該指標が最大になることを検出する機能
   を有し、該指標の最大状態で上記位置調整機構部の駆動
   を停止することを特徴とする請求項１記載の走査素子位
   置調整方法。 ３、上記速度一定制御の設定速度を上記一定時間内では
   一定に保ち、かつ上記指標が最大値に近づくに従って該
   一定時間間隔毎に順次に小さくして行くことを特徴とす
   る請求項２記載の走査素子位置調整方法。 ４、上記走査素子からの信号の処理には走査素子の中の
   受光素子毎の検出位置のずれを上記速度一定制御の設定
   速度によって算出することを特徴とする請求項１または
   ２または３記載の走査素子位置調整方法。