JPH0228124B2 - - Google Patents

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JPH0228124B2
JPH0228124B2 JP57233805A JP23380582A JPH0228124B2 JP H0228124 B2 JPH0228124 B2 JP H0228124B2 JP 57233805 A JP57233805 A JP 57233805A JP 23380582 A JP23380582 A JP 23380582A JP H0228124 B2 JPH0228124 B2 JP H0228124B2
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JP
Japan
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scanning mirror
scanning
rotary encoder
signal
mirror
Prior art date
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JP57233805A
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Japanese (ja)
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JPS59124318A (en
Inventor
Juichi Hagiwara
Tsunehiko Yoshimura
Akito Osada
Hiroyuki Washino
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0228124B2 publication Critical patent/JPH0228124B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、反射鏡を往復回転運動させることに
よつて対象物を走査する走査方式の改良に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a scanning method for scanning an object by rotating a reflecting mirror back and forth.

従来技術と問題点 走査鏡は例えば赤外線温度計において対象物の
表面を走査して温度分布を知る等の目的に用いら
れるものである。第1図は赤外線温度計における
走査ユニツトを含む光学系の一例を示したもので
ある。同図において1は走査ユニツトを示してい
る。図示されない対象物からの輻射赤外線は走査
ユニツト1における走査鏡2で反射し、さらに固
定の反射鏡3で反射したのち収束レンズ4を経て
チヨツパ5の反射面の位置に収束した赤外線はレ
ンズ6を経て平行光線に変換され、固定反射鏡7
で反射したのちレンズ8を経て検知器9に入射さ
れる。チヨツパ5はモータ10によつて回転し、
1回転ごとに短時間基準熱源11の発生した赤外
線を検知器9に送り、その他の期間は収束レンズ
4を経て入射される対象物からの赤外線が検知器
9に入射される。検知器9においては、対象物か
らの赤外線強度と基準熱源からの赤外線強度を比
較して、対象物の表面温度を測定する。
Prior Art and Problems A scanning mirror is used, for example, in an infrared thermometer to scan the surface of an object to determine its temperature distribution. FIG. 1 shows an example of an optical system including a scanning unit in an infrared thermometer. In the figure, 1 indicates a scanning unit. Infrared radiation from an object (not shown) is reflected by the scanning mirror 2 in the scanning unit 1, further reflected by the fixed reflecting mirror 3, passed through the converging lens 4, and converged on the reflecting surface of the chopper 5. The infrared rays are reflected by the lens 6. After that, it is converted into parallel light beams, and fixed reflecting mirror 7
After being reflected, the light passes through a lens 8 and enters a detector 9. The chopper 5 is rotated by a motor 10,
The infrared rays generated by the reference heat source 11 are sent to the detector 9 for a short time every rotation, and the infrared rays from the object that are incident through the converging lens 4 are incident on the detector 9 during the other periods. The detector 9 measures the surface temperature of the object by comparing the infrared intensity from the object with the infrared intensity from the reference heat source.

走査ユニツト1において、走査鏡2はジンバル
12に支持された軸13A,13Bに固定されて
いてこの軸の往復回転運動に伴つて一定の角度内
を水平方向に走査する。さらにジンバル12は軸
13A,13Bと直交する軸14に固定されてい
て軸14の往復回転運動に伴つて一定の角度内を
垂直方向に走査する。このようにして対象物を含
む長方形の一定範囲の走査が行われる。
In the scanning unit 1, the scanning mirror 2 is fixed to shafts 13A and 13B supported by a gimbal 12, and scans within a fixed angle in the horizontal direction as the shafts reciprocate and rotate. Furthermore, the gimbal 12 is fixed to a shaft 14 that is perpendicular to the shafts 13A and 13B, and scans within a certain angle in the vertical direction as the shaft 14 reciprocates and rotates. In this way, a certain rectangular range including the object is scanned.

第2図は従来の走査ユニツトの構成を示してい
る。同図において第1図におけると同じ番号は同
じ部分を示している。16,17は駆動用電磁
石、18は可動片、19はトーシヨンバー、20
はランプ、21はフオトトランジスタ、22はチ
ヨツパ板、23は同期回路である。走査鏡2は上
下の軸13A,13Bによつて回転可能に支持さ
れるとともに、軸13Bの先端はトーシヨンバー
19を介してジンバル12に固定されている。ト
ーシヨンバー19には可動片18が固定されてお
り、さらに可動片18を挾んで電磁石16,17
が設けられている。また上部軸13Aにはチヨツ
パ板22とこれを挾んで上下にランプ20とフオ
トトランジスタ21とが設けられている。
FIG. 2 shows the configuration of a conventional scanning unit. In this figure, the same numbers as in FIG. 1 indicate the same parts. 16 and 17 are driving electromagnets, 18 is a movable piece, 19 is a torsion bar, 20
21 is a lamp, 21 is a phototransistor, 22 is a chopper board, and 23 is a synchronous circuit. The scanning mirror 2 is rotatably supported by upper and lower shafts 13A and 13B, and the tip of the shaft 13B is fixed to the gimbal 12 via a torsion bar 19. A movable piece 18 is fixed to the torsion bar 19, and electromagnets 16, 17 are attached between the movable piece 18.
is provided. Further, the upper shaft 13A is provided with a chopper plate 22, and a lamp 20 and a phototransistor 21 placed above and below the chopper plate 22.

第3図は第2図における電磁石16,17と可
動片18との詳細構造を平面図によつて示してい
る。可動片18はその中央部をトーシヨンバー1
9に固定されている。電磁石16,17はそれぞ
れ2個の巻線からなり、図示のように永久磁石1
8を中央に対向して配置されていて、例えば電磁
石16を励磁したとき可動片18は実線のように
電磁石16の方向に吸収されて回転し、電磁石1
7を励磁したときは永久磁石18は点線のように
電磁石17の方向に吸引されて回転するように配
置されている。従つて電磁石16と17を交互に
励磁することによつて可動片18はトーシヨンバ
ー19を中心として往復回転運動を行うが、この
際の励磁周期がトーシヨンバー19の弾性と走査
鏡2等の質量によつて定まる共振周波数に近い場
合、反射鏡2は強制振動を持続する。
FIG. 3 shows a detailed structure of the electromagnets 16, 17 and the movable piece 18 in FIG. 2 in a plan view. The movable piece 18 has its center section connected to the torsion bar 1.
It is fixed at 9. The electromagnets 16 and 17 each consist of two windings, and as shown in the figure, the permanent magnet 1
For example, when the electromagnet 16 is excited, the movable piece 18 is absorbed and rotated in the direction of the electromagnet 16 as shown by the solid line, and the electromagnet 1
When magnet 7 is excited, permanent magnet 18 is attracted in the direction of electromagnet 17 and rotated as shown by the dotted line. Therefore, by alternately exciting the electromagnets 16 and 17, the movable piece 18 performs a reciprocating rotational movement around the torsion bar 19, but the excitation period at this time depends on the elasticity of the torsion bar 19 and the mass of the scanning mirror 2, etc. When the resonant frequency is close to the determined resonance frequency, the reflecting mirror 2 continues forced vibration.

第4図は第2図におけるランプ20,フオトト
ランジスタ21,チヨツパ板22の詳細構造を平
面図によつて示している。チヨツパ板22は矩形
をなし軸13Aに固定されていて走査鏡2ととも
に往復回転する。ランプ20,フオトトランジス
タ21はチヨツパ板22の上下に対向して設けら
れ、チヨツパ板22の往復回転範囲の両側に各1
組ずつ設けられていて、チヨツパ板22は往復回
転運動に伴つて実線と点線の位置を交互にとり、
従つていずれか一方のフオトトランジスタがラン
プからの光を遮断されて発生起電力が零となる。
ランプ20,フオトトランジスタ21は上下に対
向するものが1組となつて1個のフオトカツプラ
を形成し、チヨツパ板の両側における2個のフオ
トカツプラとチヨツパ板とで同期用チヨツパを形
成している。
FIG. 4 shows the detailed structure of the lamp 20, phototransistor 21, and chopper plate 22 in FIG. 2 in a plan view. The chopper plate 22 has a rectangular shape, is fixed to the shaft 13A, and rotates back and forth together with the scanning mirror 2. The lamp 20 and the phototransistor 21 are provided on the top and bottom of the chopper plate 22 facing each other, and one lamp 20 and a phototransistor 21 are provided on both sides of the reciprocating rotation range of the chopper plate 22.
Each pair is provided, and the chopper plates 22 alternately take the positions indicated by the solid line and the dotted line as they reciprocate and rotate.
Therefore, one of the phototransistors is blocked from light from the lamp, and the generated electromotive force becomes zero.
The lamp 20 and the phototransistor 21, which are vertically opposed, are combined to form one photocoupler, and the two photocoupler plates on both sides of the chopper board and the chopper board form a synchronizing chopper.

同期回路23は同期用チヨツパにおける2個の
フオトカツプラからの交互に短時間オフとなる信
号と等しい周期の矩形波からなるチヨツパ信号を
発生し、このチヨツパ信号と一定周期を有する基
準信号との周期を比較して電磁石16,17をオ
ン,オフ励磁することによつて、走査鏡2を強制
振動させる。
The synchronization circuit 23 generates a chopper signal consisting of a rectangular wave having the same period as the signal that is alternately turned off for a short time from the two photo couplers in the synchronization chopper, and calculates the period between this chopper signal and a reference signal having a constant period. By comparing the electromagnets 16 and 17 and turning them on and off, the scanning mirror 2 is forced to vibrate.

第5図は第2図に示された走査方式における同
期回路の動作を説明している。同図において(1)は
基準信号を示し(2―1),(2―2),(2―3)
はそれぞれチヨツパ信号である。
FIG. 5 explains the operation of the synchronous circuit in the scanning method shown in FIG. In the same figure, (1) indicates the reference signal (2-1), (2-2), (2-3)
are each a chiyotsupa signal.

第6図において、基準信号(1)は例えば60Hzすな
わち1周期16.66msである。チヨツパ信号(2―
1)はその周期が基準信号(1)と等しい場合を示
し、チヨツパ信号(2―2),(2―3)はその周
期が基準信号(1)に比べて、それぞれ長い場合およ
び短い場合を示している。同期回路23はチヨツ
パ信号と基準信号との周期を比較し、チヨツパ信
号の周期が長いときは走査鏡の振幅を小さくし、
短いときは振幅を大きくするように電磁石16,
17に対する励磁電流出力時間を制御する。走査
鏡の運動には粘性抵抗が伴うため一般に振幅が小
さくなるのに応じて回転周期が短くなる。従つて
振幅を制御することによつてチヨツパ信号周期が
基準信号に等しくなるようにすれば、走査鏡2の
振動周期を一定に保つことができる。
In FIG. 6, the reference signal (1) is, for example, 60 Hz, that is, one cycle is 16.66 ms. Chiyotsupa signal (2-
1) indicates the case where the period is equal to the reference signal (1), and chopper signals (2-2) and (2-3) indicate the cases where the period is longer and shorter than the reference signal (1), respectively. It shows. The synchronization circuit 23 compares the cycle of the chopper signal and the reference signal, and when the cycle of the chopper signal is long, reduces the amplitude of the scanning mirror.
When it is short, the electromagnet 16 increases the amplitude,
The excitation current output time for 17 is controlled. Since the movement of the scanning mirror is accompanied by viscous resistance, the rotation period generally becomes shorter as the amplitude becomes smaller. Therefore, if the chopper signal period is made equal to the reference signal by controlling the amplitude, the vibration period of the scanning mirror 2 can be kept constant.

このように従来の走査方式においては、走査鏡
の回転周期を検出するチヨツパ信号によつて走査
鏡の往復回転運動を制御して走査鏡の水平走査を
行わせるようにしていた。走査鏡の振動は前述の
ようにこれを支持する弾性系における機械的強制
振動を利用しており、そのため往復回転運動の角
速度が回転角に対して正弦波状に変化し、直線的
な走査を行い得る範囲が狭い欠点があつた。
As described above, in the conventional scanning system, the reciprocating rotational movement of the scanning mirror is controlled by a chopper signal that detects the rotation period of the scanning mirror, thereby causing the scanning mirror to perform horizontal scanning. As mentioned above, the vibration of the scanning mirror uses mechanically forced vibration in the elastic system that supports it, so the angular velocity of the reciprocating rotation changes sinusoidally with respect to the rotation angle, and linear scanning is performed. The drawback was that the scope of gain was narrow.

第6図は従来の走査方式における走査鏡の回転
角θの時間的変化の一例を示したものである。図
示のように回転角θは時間とともに正弦波状に変
化してAで示す直線範囲が狭いだけでなく、正確
な正弦波状に振動させることは困難で波形が非対
称となり往復の角速度が異なるため一方向の運動
しか利用できず、一例として回転範囲±7.2゜に対
して有効使用範囲は12.5°にとどまり、全回転範
囲の約1/3しか有効に利用できなかつた。
FIG. 6 shows an example of a temporal change in the rotation angle θ of a scanning mirror in a conventional scanning method. As shown in the figure, the rotation angle θ changes sinusoidally over time, and not only is the linear range shown by A narrow, but it is also difficult to vibrate in an accurate sinusoidal shape, and the waveform is asymmetric and the reciprocating angular velocity is different, so it is difficult to move in one direction. For example, while the rotation range is ±7.2 degrees, the effective usable range is only 12.5 degrees, and only about 1/3 of the total rotation range can be used effectively.

発明の目的 本発明はこのような従来技術の問題点を解決し
ようとするものであつて、その目的は、有効に利
用できる回転角度範囲が広くかつ往復両方向を走
査に利用できる走査方式を提供することにある。
Purpose of the Invention The present invention is intended to solve the problems of the prior art, and its purpose is to provide a scanning method that has a wide range of rotation angles that can be effectively used and that can scan in both forward and backward directions. There is a particular thing.

発明の実施例 第7図は本発明の走査方式の一実施例の構成を
示している。同図において第3図におけると同じ
部分は同じ番号で示されており、26は駆動コイ
ル、27,28は永久磁石、29はロータリエン
コーダ、30は発光ダイオード、31はフオトト
ランジスタ、32は基準発振器、33はアドレス
カウンタ、34は読出し専用メモリ(ROM)、
35はデイジタルアナログ(D/A)変換器、3
6はサーボアンプである。
Embodiment of the Invention FIG. 7 shows the configuration of an embodiment of the scanning system of the present invention. In the same figure, the same parts as in FIG. 3 are indicated by the same numbers, 26 is a drive coil, 27 and 28 are permanent magnets, 29 is a rotary encoder, 30 is a light emitting diode, 31 is a phototransistor, and 32 is a reference oscillator. , 33 is an address counter, 34 is a read-only memory (ROM),
35 is a digital-to-analog (D/A) converter, 3
6 is a servo amplifier.

第8図は第7図に示された実施例における駆動
コイル26,永久磁石27,28の詳細構造の一
例を示している。駆動コイル26は軸13Bによ
つて中央部を支持されて回転可能な対称扇形から
なり両扇形部に巻線40,41を有する。永久磁
石27,28は駆動コイル26の上下にN極とS
極が対向するように1組となつて配置されてい
る。各永久磁石はさらに駆動コイル26の回転方
向に2部分に分割され、異名の極が隣り合うよう
に配置されている。
FIG. 8 shows an example of the detailed structure of the drive coil 26 and permanent magnets 27, 28 in the embodiment shown in FIG. The drive coil 26 has a rotatable symmetric fan shape with its central portion supported by the shaft 13B, and has windings 40 and 41 on both fan portions. Permanent magnets 27 and 28 have an N pole and an S pole above and below the drive coil 26.
They are arranged in a pair so that the poles face each other. Each permanent magnet is further divided into two parts in the rotational direction of the drive coil 26, and the poles of different names are arranged next to each other.

第9図は第7図に示された実施例におけるロー
タリエンコーダ29,発光ダイオード30,フオ
トトランジスタ31の詳細構造の一例を示してい
る。同図において第7図におけると同じ番号は同
じ部分を示し、45は固定円板、46は回転円
板、47はカウンタ、48はデイジタルアナログ
(D/A)変換器である。
FIG. 9 shows an example of the detailed structure of the rotary encoder 29, light emitting diode 30, and phototransistor 31 in the embodiment shown in FIG. In this figure, the same numbers as in FIG. 7 indicate the same parts, 45 is a fixed disk, 46 is a rotating disk, 47 is a counter, and 48 is a digital-to-analog (D/A) converter.

第9図において、発光ダイオード30,フオト
トランジスタ31はそれぞれ2個の発光ダイオー
ド30-1,30-2およびフオトトランジスタ31
-1,31-2からなり、ロータリエンコーダ29の
上下に配置されている。発光ダイオード30-1
フオトトランジスタ31-1はフオトカツプラAを
形成し、発光ダイオード30-2,フオトトランジ
スタ31-2はフオトカツプラBを形成している。
それぞれのフオトカツプラを形成する発光ダイオ
ードとフオトトランジスタはそれぞれの光軸が一
致するように対向して設けられている。
In FIG. 9, the light emitting diode 30 and the phototransistor 31 are respectively two light emitting diodes 30 -1 and 30 -2 and a phototransistor 31.
-1 and 31 -2 , and are arranged above and below the rotary encoder 29. Light emitting diode 30 -1 ,
The phototransistor 31 -1 forms a photocoupler A, and the light emitting diode 30 -2 and the phototransistor 31 -2 form a photocoupler B.
A light emitting diode and a phototransistor forming each photocoupler are provided facing each other so that their respective optical axes coincide.

ロータリエンコーダ29は固定円板45と回転
円板46とからなり、回転円板46は軸13Aに
固定されていて軸13Aとともに回転するが、固
定円板45はジンバル12に対して固定されてい
る。固定円板45と回転円板46には細かい等記
隔のスリツトが放射状にかつ互に微小な角度傾け
られて設けられている。従つて回転円板46が回
転すると、フオトカツプラA,Bからの入射光に
よつて回転円板46と固定円板45とを通過する
光はモアレ縞を形成する。フオトカツプラA,B
はこのモアレ縞を切ることによつてパルスを発生
するが、フオトカツプラA,Bはスリツト間隔に
対し90゜位相をずらして設けられているので、モ
アレ縞の回転方向の正負によつてフオトカツプラ
Bの発生するパルスはフオトカツプラAのパルス
に対し、モアレ縞の回転方向によつて異なる位相
を有する。
The rotary encoder 29 consists of a fixed disk 45 and a rotating disk 46. The rotating disk 46 is fixed to the shaft 13A and rotates together with the shaft 13A, but the fixed disk 45 is fixed to the gimbal 12. . The fixed disk 45 and the rotating disk 46 are provided with finely spaced slits radially and tilted at a small angle from each other. Therefore, when the rotating disk 46 rotates, the light passing through the rotating disk 46 and the fixed disk 45 due to the incident light from the photo couplers A and B forms moire fringes. Photo cutlet A, B
generates pulses by cutting these moire fringes, but since photo couplers A and B are provided with a phase shift of 90° with respect to the slit interval, the polarity of photo coupler B depends on the positive or negative rotation direction of the moire fringes. The generated pulses have different phases with respect to the pulses of the photo coupler A depending on the rotation direction of the moiré fringes.

第10図はロータリエンコーダにおけるパルス
の位相関係を示している。同図において(1)はフオ
トカツプラAの発生するパルス、(2)はモアレ縞の
回転方向が正のときのフオトカツプラBの発生パ
ルス、(3)はモアレ縞の回転方向が負のときのフオ
トカツプラBの発生パルスである。
FIG. 10 shows the phase relationship of pulses in the rotary encoder. In the same figure, (1) is the pulse generated by photo coupler A, (2) is the pulse generated by photo coupler B when the rotation direction of the moire fringe is positive, and (3) is the pulse generated by photo coupler B when the rotation direction of the moire fringe is negative. This is the generated pulse.

第9図においてカウンタ47はフオトカツプラ
A,Bからのパルスを計数し、モアレ縞の回転方
向が正のときは加算し、回転方向が負のときは減
算する。D/A変換器48はカウンタ47の計数
値をアナログ信号に変換することによつて、回転
角に応じた大きさを有するアナログ出力を発生す
る。
In FIG. 9, a counter 47 counts pulses from the photo couplers A and B, and adds them when the rotation direction of the moiré fringes is positive, and subtracts them when the rotation direction is negative. The D/A converter 48 converts the count value of the counter 47 into an analog signal, thereby generating an analog output having a magnitude corresponding to the rotation angle.

一方、第9図においてROM34には走査鏡2
の往復回転運動の1周期を例えば256等分したそ
れぞれの時間に対応する、走査鏡2のとるべき回
転角度に対応するデータが格納されている。基準
発振器32は一定周期のクロツクを発生し、アド
レスカウンタ33はこのクロツクを計数して
ROM34に対するデータ読出し用アドレスを発
生する。
On the other hand, in FIG. 9, the ROM 34 has a scanning mirror 2.
Data corresponding to the rotation angle that the scanning mirror 2 should take is stored, which corresponds to each time period obtained by dividing one cycle of the reciprocating rotational movement into, for example, 256 equal parts. The reference oscillator 32 generates a clock with a constant period, and the address counter 33 counts this clock.
Generates a data read address for the ROM 34.

第11図はROM34に格納されている回転角
のデータを示したものである。同図においては走
査鏡2の回転周期を256等分したそれぞれの時間
区分に対するアドレスを00〜FF番地であらわし、
これに対応してデータ7F〜7Eが格納されてい
ることが示されている。
FIG. 11 shows the rotation angle data stored in the ROM 34. In the figure, the addresses for each time segment obtained by dividing the rotation period of the scanning mirror 2 into 256 equal parts are represented by addresses 00 to FF.
It is shown that data 7F to 7E are stored correspondingly.

ROM34から読出されたデイジタル信号から
なる角度データは、D/A変換器35に加えられ
て基準角度を示すアナログ信号に変換される。サ
ーボアンプ36はD/A変換器48からの走査鏡
2の回転角度を示す信号と、D/A変換器35か
らの基準角度を示す信号とを比較し、誤差に応じ
た出力信号を発生する。サーボアンプ36の出力
信号は駆動コイル26に加えられて走査鏡2を回
転させ、これによつて走査鏡の回転角とROM3
4に格納されている基準角度との差が零に近づく
ように帰還制御が行われる。
The angle data consisting of a digital signal read from the ROM 34 is applied to a D/A converter 35 and converted into an analog signal indicating a reference angle. The servo amplifier 36 compares the signal indicating the rotation angle of the scanning mirror 2 from the D/A converter 48 with the signal indicating the reference angle from the D/A converter 35, and generates an output signal according to the error. . The output signal of the servo amplifier 36 is applied to the drive coil 26 to rotate the scanning mirror 2, thereby changing the rotation angle of the scanning mirror and the ROM 3.
Feedback control is performed so that the difference from the reference angle stored in 4 approaches zero.

第12図は走査鏡、ロータリエンコーダおよび
サーボアンプからなる閉ループを帰還制御系とし
て表わしたものである。同図において、走査鏡の
回転角度出力θはロータリエンコーダによつて検
出されて検出信号νを生じ、信号νはサーボアン
プ入力において基準角度信号νsと差動的に加算さ
れ、誤差出力がサーボアンプを経て増幅されて駆
動信号を発生し、これによつて駆動コイルを介し
て走査鏡が駆動されることによつて帰還制御が行
われて、走査鏡の回転角度θと基準角度との誤差
が零に近づくように走査鏡が駆動される。
FIG. 12 shows a closed loop consisting of a scanning mirror, rotary encoder, and servo amplifier as a feedback control system. In the figure, the rotational angle output θ of the scanning mirror is detected by a rotary encoder to generate a detection signal ν, the signal ν is differentially added to the reference angle signal ν s at the servo amplifier input, and the error output is A drive signal is amplified through an amplifier and used to drive the scanning mirror via a drive coil, thereby performing feedback control and reducing the error between the rotation angle θ of the scanning mirror and the reference angle. The scanning mirror is driven so that the value approaches zero.

第13図は第7図に示された実施例における走
査鏡の駆動特性を示したものである。同図におい
て(1)はROM34の発生するデイジタル基準角度
信号を示し、1周期16.66mSを256等分する各ア
ドレスに対して7Fを中心としてFFと00の間で三
角波状に直線的に変化することが示されている。
(2)はD/A変換器35の発生するアナログ基準角
度信号νsを示し、(1)に示されたデイジタル角度信
号に対応して1周期16.66mSの間に0を中心とし
て+A〔V〕と−A〔V〕との間で三角波状に直線
的に変化することが示されている。(3)は走査鏡2
の往復回転運動に伴う角度変化をロータリエンコ
ーダの出力νによつて示したもので、1周期
16.66mSの間に0〔V〕を中心として+A〔V〕か
ら−A〔V〕の間を三角波状にほぼ直線的に変化
していることが示されている。
FIG. 13 shows the driving characteristics of the scanning mirror in the embodiment shown in FIG. In the same figure, (1) shows the digital reference angle signal generated by the ROM 34, which changes linearly in a triangular wave shape between FF and 00 with 7F as the center for each address that divides one cycle of 16.66 mS into 256 equal parts. It has been shown that
(2) shows the analog reference angle signal ν s generated by the D/A converter 35, and corresponds to the digital angle signal shown in (1), +A[V ] and -A[V], which shows a linear change in a triangular waveform. (3) is scanning mirror 2
The angle change associated with the reciprocating rotational movement of the rotary encoder is shown by the output ν of the rotary encoder.
It is shown that the voltage changes almost linearly in a triangular wave form from +A [V] to -A [V] with the center at 0 [V] during 16.66 mS.

発明の効果 以上説明したように本発明の走査方式によれ
ば、ロータリエンコーダによつて走査鏡の回転角
度を検出するとともに、走査鏡のとるべき回転角
度に対応する大きさのデータを回転周期を任意等
分する各時間区分ごとにメモリに格納しておい
て、メモリから読出されたデータとロータリエン
コーダの出力との誤差に応じたアナログ駆動信号
を発生して、これを走査鏡の軸に固定された駆動
コイルに流し、軸と平行方向の互いに逆向きの磁
束との相互作用によつて走査鏡を回転させるよう
にしたので、走査に有効に利用できる回転角度範
囲が広く、かつ往復両方向を走査に利用すること
が可能であつて、極めて効果的である。
Effects of the Invention As explained above, according to the scanning method of the present invention, the rotation angle of the scanning mirror is detected by the rotary encoder, and data of a size corresponding to the rotation angle to be taken by the scanning mirror is transmitted in accordance with the rotation period. Each arbitrarily divided time segment is stored in memory, and an analog drive signal is generated according to the error between the data read from memory and the output of the rotary encoder, and this is fixed to the axis of the scanning mirror. The scanning mirror is rotated by the interaction with magnetic flux parallel to the axis and in opposite directions, which allows for a wide range of rotation angles that can be effectively used for scanning, as well as in both reciprocating directions. It can be used for scanning and is extremely effective.

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

第1図は赤外線温度計における走査ユニツトを
含む光学系の一例を示す図、第2図は従来の走査
ユニツトの構成を示す図、第3図は第2図におけ
る電磁石と永久磁石との詳細構造を示す平面図、
第4図は第2図におけるランプ,フオトトランジ
スタおよびチヨツパ板の詳細構造を示す平面図、
第5図は第2図に示された走査方式における同期
回路の動作を示す図、第6図は従来の走査方式に
おける走査鏡の回転角の時間的変化の一例を示す
図、第7図は本発明の走査方式の一実施例の構成
を示す図、第8図は第7図に示された実施例にお
ける駆動コイルと永久磁石の詳細構造の一例を示
す図、第9図は第7図に示された実施例における
ロータリエンコーダ、発光ダイオードおよびフオ
トトランジスタの詳細構造の一例を示す図、第1
0図はロータリエンコーダにおけるパルスの位相
関係を示す図、第11図はROMに格納されてい
る回転角のデータを示す図、第12図は走査鏡,
ロータリエンコーダおよびサーボアンプからなる
帰還制御系を示す図、第13図は第7図に示され
た実施例における走査鏡の駆動特性を示す図であ
る。 1…走査ユニツト、2…走査鏡、3…反射鏡、
4…収束レンズ、5…チヨツパ、6…レンズ、7
…固定反射鏡、8…レンズ、9…検知器、10…
モータ、11…基準熱源、12…ジンバル、13
A,13B,14…軸、16,17…駆動用電磁
石、18…可動片、19…トーシヨンバー、20
…ランプ、21…フオトトランジスタ、22…チ
ヨツパ板、23…同期回路、26…駆動コイル、
27,28…永久磁石、29…ロータリエンコー
ダ、30…発光ダイオード、31…フオトトラン
ジスタ、32…基準発振器、33…アドレスカウ
ンタ、34…読出し専用メモリ(ROM)、35
…デイジタルアナログ(D/A)変換器、36…
サーボアンプ、40,41…巻線、45…固定円
板、46…回転円板、47…カウンタ、48…デ
イジタルアナログ(D/A)変換器。
Fig. 1 is a diagram showing an example of an optical system including a scanning unit in an infrared thermometer, Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional scanning unit, and Fig. 3 is a detailed structure of the electromagnet and permanent magnet in Fig. 2. A plan view showing
FIG. 4 is a plan view showing the detailed structure of the lamp, phototransistor, and chopper board in FIG. 2;
FIG. 5 is a diagram showing the operation of the synchronous circuit in the scanning method shown in FIG. 2, FIG. 6 is a diagram showing an example of the temporal change in the rotation angle of the scanning mirror in the conventional scanning method, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing an example of the detailed structure of the drive coil and permanent magnet in the embodiment shown in FIG. 7. FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the scanning method of the present invention. Figure 1 shows an example of detailed structures of the rotary encoder, light emitting diode, and phototransistor in the embodiment shown in
Figure 0 shows the phase relationship of pulses in the rotary encoder, Figure 11 shows the rotation angle data stored in the ROM, Figure 12 shows the scanning mirror,
FIG. 13 is a diagram showing a feedback control system consisting of a rotary encoder and a servo amplifier, and FIG. 13 is a diagram showing drive characteristics of the scanning mirror in the embodiment shown in FIG. 1...Scanning unit, 2...Scanning mirror, 3...Reflector,
4...Convergent lens, 5...Chiyotsupa, 6...Lens, 7
... Fixed reflector, 8... Lens, 9... Detector, 10...
Motor, 11...Reference heat source, 12...Gimbal, 13
A, 13B, 14... Axis, 16, 17... Driving electromagnet, 18... Movable piece, 19... Torsion bar, 20
... Lamp, 21 ... Phototransistor, 22 ... Chopper board, 23 ... Synchronous circuit, 26 ... Drive coil,
27, 28... Permanent magnet, 29... Rotary encoder, 30... Light emitting diode, 31... Photo transistor, 32... Reference oscillator, 33... Address counter, 34... Read only memory (ROM), 35
...Digital analog (D/A) converter, 36...
Servo amplifier, 40, 41... Winding wire, 45... Fixed disk, 46... Rotating disk, 47... Counter, 48... Digital analog (D/A) converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 反射鏡を一定方向に往復回転運動させて走査
を行う走査鏡において、該走査鏡の回転角度を検
出して回転角度に応じた出力を発生するロータリ
エンコーダと、走査鏡のとるべき回転角度に対応
する大きさのデータを回転周期を任意等分する各
時間区分ごとに格納するメモリと、該メモリから
読出されたデータと前記ロータリエンコーダの出
力との誤差に応じたアナログ駆動信号を発生する
手段と、前記走査鏡の軸に固定された該軸に直交
する面上に設けられた駆動コイルに該駆動信号を
流すことによつて該軸と平行方向の互いに逆向き
の磁束との相互作用によつて回転力を発生して走
査鏡を駆動する手段とを具えたことを特徴とする
走査方式。
1. In a scanning mirror that performs scanning by reciprocating the reflecting mirror in a fixed direction, there is a rotary encoder that detects the rotational angle of the scanning mirror and generates an output according to the rotational angle, and a rotary encoder that detects the rotational angle of the scanning mirror and generates an output according to the rotational angle. A memory that stores data of a corresponding size for each time segment that arbitrarily divides the rotation period into equal parts, and means that generates an analog drive signal in accordance with the error between the data read from the memory and the output of the rotary encoder. By passing the drive signal through a drive coil fixed to the axis of the scanning mirror and provided on a plane perpendicular to the axis, the interaction with mutually opposite magnetic fluxes parallel to the axis is achieved. A scanning method characterized by comprising means for generating rotational force to drive a scanning mirror.
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