JPH05257075A - 共振型光学スキャナ - Google Patents
共振型光学スキャナInfo
- Publication number
- JPH05257075A JPH05257075A JP34624091A JP34624091A JPH05257075A JP H05257075 A JPH05257075 A JP H05257075A JP 34624091 A JP34624091 A JP 34624091A JP 34624091 A JP34624091 A JP 34624091A JP H05257075 A JPH05257075 A JP H05257075A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning mirror
- frequency
- amplitude
- signal
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で広いダイナミックレンジの振幅
制御が可能な共振型光学スキャナを提供する。 【構成】 走査鏡１の振動系が有する固有の振動数の共
振周波数で走査鏡１の駆動系をパルスドライブする共振
型光学スキャナにおいて、走査鏡１の振幅を検出する振
幅検出手段５〜８、検出した振幅を基準値と比較して誤
差を検出し増幅する誤差増幅手段９、誤差増幅手段９よ
り得られる誤差信号に対応する周波数信号を発生する信
号発生手段１０、１１、及び信号発生手段１０、１１で
発生した周波数信号により走査鏡１の駆動系をパルスド
ライブするドライブ手段１２を備え、共振周波数近傍の
共振周波数から外れた周波数帯域で走査鏡の振幅を設定
する。したがって、三角波の発生手段やパルス幅変調の
ための比較手段等が必要でなく、電圧により発振周波数
が制御できる電圧制御発振器を使った簡単な回路構成で
走査鏡の振幅制御を行うことができる。
制御が可能な共振型光学スキャナを提供する。 【構成】 走査鏡１の振動系が有する固有の振動数の共
振周波数で走査鏡１の駆動系をパルスドライブする共振
型光学スキャナにおいて、走査鏡１の振幅を検出する振
幅検出手段５〜８、検出した振幅を基準値と比較して誤
差を検出し増幅する誤差増幅手段９、誤差増幅手段９よ
り得られる誤差信号に対応する周波数信号を発生する信
号発生手段１０、１１、及び信号発生手段１０、１１で
発生した周波数信号により走査鏡１の駆動系をパルスド
ライブするドライブ手段１２を備え、共振周波数近傍の
共振周波数から外れた周波数帯域で走査鏡の振幅を設定
する。したがって、三角波の発生手段やパルス幅変調の
ための比較手段等が必要でなく、電圧により発振周波数
が制御できる電圧制御発振器を使った簡単な回路構成で
走査鏡の振幅制御を行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、測定すべき被写体を光
学的に走査する装置に関し、特に振動系が有する自己の
固有振動数で自励振動する走査鏡の振幅制御を行う共振
型光学スキャナに関する。
学的に走査する装置に関し、特に振動系が有する自己の
固有振動数で自励振動する走査鏡の振幅制御を行う共振
型光学スキャナに関する。
【０００２】
【従来の技術】温度パターンを測定する赤外線カメラ
は、周知の如く被写体からの放射線を２次元的な動きを
する走査反射鏡（走査鏡）によって反射すると共に、２
枚の走査鏡で構成されるカセグレイン光学系等により赤
外線検出器上に集束し、各走査点の温度を検出して表示
装置で被写体の表面温度分布像を得る装置である。
は、周知の如く被写体からの放射線を２次元的な動きを
する走査反射鏡（走査鏡）によって反射すると共に、２
枚の走査鏡で構成されるカセグレイン光学系等により赤
外線検出器上に集束し、各走査点の温度を検出して表示
装置で被写体の表面温度分布像を得る装置である。
【０００３】光学的走査装置は、上記赤外線カメラの走
査鏡を回転軸に取り付け、その回転軸と固定部材との間
に弾性体を介在させ、振動系が有する固有振動数で走査
鏡を振動させるものである。以下にその従来例について
概要を説明する。
査鏡を回転軸に取り付け、その回転軸と固定部材との間
に弾性体を介在させ、振動系が有する固有振動数で走査
鏡を振動させるものである。以下にその従来例について
概要を説明する。
【０００４】図３は光学的走査装置の従来例を示す図で
あり、この光学走査機構は、平面反射鏡で構成される走
査鏡１がマグネット２に取り付けられ、このマグネット
２がトーションバー４を介して固定側に取り付けられ
る。そして、コイル３を振動系の固有振動数に共振する
周波数のパルスで交互に励磁してマグネット２を正、逆
方向に交互に回転させることによってマグネット２に取
り付けた走査鏡１をねじり振動させるものである。
あり、この光学走査機構は、平面反射鏡で構成される走
査鏡１がマグネット２に取り付けられ、このマグネット
２がトーションバー４を介して固定側に取り付けられ
る。そして、コイル３を振動系の固有振動数に共振する
周波数のパルスで交互に励磁してマグネット２を正、逆
方向に交互に回転させることによってマグネット２に取
り付けた走査鏡１をねじり振動させるものである。
【０００５】上記光学的走査装置における走査鏡１の振
幅の安定化制御は、従来ＰＷＭ（パルス幅変調）により
行っており、その制御は以下のようなものである。位置
検出器５によってトーションバー４、すなわち走査鏡１
の機械的な振動を検出して電気量に変換し、走査鏡１の
振幅及び周波数に対応した電気信号を取り出す。その電
気信号を走査鏡の位置信号として、増幅器６で増幅しＦ
ＯＶ（Ｆield of Ｖiew)制御回路７で視野制御した
後、ピークホールド回路８で走査鏡１の振幅値を保持す
る。そして、調整抵抗Ｒｆを有する基準信号発生回路に
より基準値を生成し、誤差増幅器９でピークホールド回
路８で保持した振幅値を基準値と比較して誤差を検出し
増幅する。
幅の安定化制御は、従来ＰＷＭ（パルス幅変調）により
行っており、その制御は以下のようなものである。位置
検出器５によってトーションバー４、すなわち走査鏡１
の機械的な振動を検出して電気量に変換し、走査鏡１の
振幅及び周波数に対応した電気信号を取り出す。その電
気信号を走査鏡の位置信号として、増幅器６で増幅しＦ
ＯＶ（Ｆield of Ｖiew)制御回路７で視野制御した
後、ピークホールド回路８で走査鏡１の振幅値を保持す
る。そして、調整抵抗Ｒｆを有する基準信号発生回路に
より基準値を生成し、誤差増幅器９でピークホールド回
路８で保持した振幅値を基準値と比較して誤差を検出し
増幅する。
【０００６】また、増幅器６で増幅した位置信号は、波
形整形回路２２で矩形波に波形整形して逓倍回路２３に
より２倍の周波数に逓倍し、このパルス信号より抵抗
Ｒ、コンデンサＣからなる積分回路２５、レベル調整回
路２４を通して三角波を生成する。走査鏡１の振動系は
固有振動数ｆ0 で振動しているので、三角波は、所定の
レベルに調整された共振周波数ｆ0 の信号となる。
形整形回路２２で矩形波に波形整形して逓倍回路２３に
より２倍の周波数に逓倍し、このパルス信号より抵抗
Ｒ、コンデンサＣからなる積分回路２５、レベル調整回
路２４を通して三角波を生成する。走査鏡１の振動系は
固有振動数ｆ0 で振動しているので、三角波は、所定の
レベルに調整された共振周波数ｆ0 の信号となる。
【０００７】そこで、比較器２１で誤差増幅器９から出
力される誤差信号とレベル調整回路２４から出力される
三角波信号とを比較して誤差信号をパルス幅変調し、そ
の信号を電力増幅器１２に供給してマグネット３を交互
に励磁することによって振幅制御を行う。つまり、比較
器２１では、周波数が一定（ｆ0 ）で誤差信号の大小に
応じてパルス幅が制御された信号がドライブ信号として
生成され、電力増幅器１２に供給される。
力される誤差信号とレベル調整回路２４から出力される
三角波信号とを比較して誤差信号をパルス幅変調し、そ
の信号を電力増幅器１２に供給してマグネット３を交互
に励磁することによって振幅制御を行う。つまり、比較
器２１では、周波数が一定（ｆ0 ）で誤差信号の大小に
応じてパルス幅が制御された信号がドライブ信号として
生成され、電力増幅器１２に供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の光
学的走査装置では、走査鏡の振幅制御がＰＷＭによる制
御を採用しているため、三角波信号を生成する必要があ
り、そのために波形整形回路２２、逓倍回路２３、積分
回路２５、レベル調整回路２４等の複雑な回路が必要に
なるという問題がある。しかも、振幅の調整は、三角波
信号を用いてパルス幅変調を行うので、ＦＯＶ制御回路
７による制御で僅かなパルス幅を調整することになり、
広い範囲で振幅を安定化させることが難しく、振幅制御
のダイナミックレンジがとれないという問題もある。
学的走査装置では、走査鏡の振幅制御がＰＷＭによる制
御を採用しているため、三角波信号を生成する必要があ
り、そのために波形整形回路２２、逓倍回路２３、積分
回路２５、レベル調整回路２４等の複雑な回路が必要に
なるという問題がある。しかも、振幅の調整は、三角波
信号を用いてパルス幅変調を行うので、ＦＯＶ制御回路
７による制御で僅かなパルス幅を調整することになり、
広い範囲で振幅を安定化させることが難しく、振幅制御
のダイナミックレンジがとれないという問題もある。
【０００９】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、簡単な構成で広いダイナミックレンジの振幅制御
が可能な共振型光学スキャナを提供することを目的とす
るものである。
って、簡単な構成で広いダイナミックレンジの振幅制御
が可能な共振型光学スキャナを提供することを目的とす
るものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、走
査鏡の振動系が有する固有の振動数の共振周波数で走査
鏡の振動系をパルスドライブする共振型光学スキャナに
おいて、走査鏡の振幅を検出する振幅検出手段、検出し
た振幅を基準値と比較して誤差を検出し増幅する誤差増
幅手段、誤差増幅手段より得られる誤差信号に対応する
周波数信号を発生する信号発生手段、及び信号発生手段
で発生した周波数信号により走査鏡の振動系をパルスド
ライブするドライブ手段を備え、共振周波数近傍の共振
周波数から外れた周波数帯域で走査鏡の振幅を設定する
ようにしたことを特徴とするものである。
査鏡の振動系が有する固有の振動数の共振周波数で走査
鏡の振動系をパルスドライブする共振型光学スキャナに
おいて、走査鏡の振幅を検出する振幅検出手段、検出し
た振幅を基準値と比較して誤差を検出し増幅する誤差増
幅手段、誤差増幅手段より得られる誤差信号に対応する
周波数信号を発生する信号発生手段、及び信号発生手段
で発生した周波数信号により走査鏡の振動系をパルスド
ライブするドライブ手段を備え、共振周波数近傍の共振
周波数から外れた周波数帯域で走査鏡の振幅を設定する
ようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明の共振型光学スキャナでは、共振周波数
ではなく共振周波数近傍の共振周波数から外れた周波数
帯域で走査鏡の振幅を設定し、走査鏡の振動系をパルス
ドライブするので、周波数を変えることにより走査鏡の
振幅を制御することができる。しかも、信号発生手段に
より走査鏡の振幅を基準値と比較して得られる誤差信号
から対応する周波数信号を発生し、それを使ってドライ
ブ手段で走査鏡の振動系をパルスドライブするので、三
角波の発生手段やパルス幅変調のための比較手段等が必
要でなく、電圧により発振周波数が制御できる電圧制御
発振器を使った簡単な回路構成で走査鏡の振幅制御を行
うことができる。
ではなく共振周波数近傍の共振周波数から外れた周波数
帯域で走査鏡の振幅を設定し、走査鏡の振動系をパルス
ドライブするので、周波数を変えることにより走査鏡の
振幅を制御することができる。しかも、信号発生手段に
より走査鏡の振幅を基準値と比較して得られる誤差信号
から対応する周波数信号を発生し、それを使ってドライ
ブ手段で走査鏡の振動系をパルスドライブするので、三
角波の発生手段やパルス幅変調のための比較手段等が必
要でなく、電圧により発振周波数が制御できる電圧制御
発振器を使った簡単な回路構成で走査鏡の振幅制御を行
うことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は本発明の共振型光学スキャナの１実施例
を示す図であり、１は走査鏡、２はマグネット、３はコ
イル、４はトーションバー、５は位置検出器、６は増幅
器、７はＦＯＶ制御回路、８はピークホールド回路、９
は誤差増幅器、１０はＶＣＯ、１１は分周器、１２は電
力増幅器を示す。図２は振動系の振幅特性と制御の動作
原理を説明するための図である。
明する。図１は本発明の共振型光学スキャナの１実施例
を示す図であり、１は走査鏡、２はマグネット、３はコ
イル、４はトーションバー、５は位置検出器、６は増幅
器、７はＦＯＶ制御回路、８はピークホールド回路、９
は誤差増幅器、１０はＶＣＯ、１１は分周器、１２は電
力増幅器を示す。図２は振動系の振幅特性と制御の動作
原理を説明するための図である。
【００１３】図１において、増幅器６は、位置検出器５
によって得られる走査鏡１の位置信号を増幅するもので
ある。ＦＯＶ（Ｆield of Ｖiew)制御回路７は、増幅
器６によって増幅された信号のゲイン調整を行うことに
よって視野制御を行うものであり、例えばアッティネー
タを用いてもよい。ピークホールド回路８は、ＦＯＶ制
御回路７で視野制御された信号のピーク値、つまり走査
鏡１の振幅値を保持するものである。そして、調整抵抗
Ｒｆは、振幅制御のための基準値を設定するものであ
り、その基準値と比較を行ってピークホールド回路８で
保持した振幅値の誤差を検出し増幅するものである。以
上の各構成は図３に示した従来のものと同じものであ
る。
によって得られる走査鏡１の位置信号を増幅するもので
ある。ＦＯＶ（Ｆield of Ｖiew)制御回路７は、増幅
器６によって増幅された信号のゲイン調整を行うことに
よって視野制御を行うものであり、例えばアッティネー
タを用いてもよい。ピークホールド回路８は、ＦＯＶ制
御回路７で視野制御された信号のピーク値、つまり走査
鏡１の振幅値を保持するものである。そして、調整抵抗
Ｒｆは、振幅制御のための基準値を設定するものであ
り、その基準値と比較を行ってピークホールド回路８で
保持した振幅値の誤差を検出し増幅するものである。以
上の各構成は図３に示した従来のものと同じものであ
る。
【００１４】ＶＣＯ（Ｖoltage Ｃontrolled Ｏscilla
tor)１０は、入力電圧に応じて発信周波数が制御される
電圧制御発信器であり、分周器１１は、ＶＣＯ１０の出
力信号を１／ｎに分周するものである。電力増幅器１２
は、分周器１１から供給される信号に基づいてコイル３
をパルス励磁するドライブ回路である。したがって、Ｖ
ＣＯ１０と分周器１１によって電力増幅器１２に供給す
る所望の周波数のドライブ信号を入力電圧に応じて得る
ものである。
tor)１０は、入力電圧に応じて発信周波数が制御される
電圧制御発信器であり、分周器１１は、ＶＣＯ１０の出
力信号を１／ｎに分周するものである。電力増幅器１２
は、分周器１１から供給される信号に基づいてコイル３
をパルス励磁するドライブ回路である。したがって、Ｖ
ＣＯ１０と分周器１１によって電力増幅器１２に供給す
る所望の周波数のドライブ信号を入力電圧に応じて得る
ものである。
【００１５】次に、動作を説明する。走査鏡１の振動系
は、その固有振動数に共振する周波数ｆ0 のパルス信号
によりコイル３を交互に励磁している場合において、先
に説明した従来例のようにパルス幅を変えて段々狭くし
てゆけば、つまりコイル３の励磁時間を短くしてゆけば
走査鏡１の振れは小さくなってゆく。また、コイル３を
励磁するパルス周波数を変えた場合には、共振周波数の
ときに最も振れやすくなるため走査鏡１の振幅は最大に
なり、それより周波数を高くしても低くしても振れにく
くなってゆくので、走査鏡１の振幅は小さくなってゆ
く。したがって、５０％のデューティ比で周波数を変化
させてコイル３をパルス励磁した場合においても、走査
鏡１の振動系における振幅特性は、図２に示すように振
動系の固有振動数に共振する周波数ｆ0 で最大となり、
これより周波数が高くなっても低くなっても振幅は小さ
くなる。
は、その固有振動数に共振する周波数ｆ0 のパルス信号
によりコイル３を交互に励磁している場合において、先
に説明した従来例のようにパルス幅を変えて段々狭くし
てゆけば、つまりコイル３の励磁時間を短くしてゆけば
走査鏡１の振れは小さくなってゆく。また、コイル３を
励磁するパルス周波数を変えた場合には、共振周波数の
ときに最も振れやすくなるため走査鏡１の振幅は最大に
なり、それより周波数を高くしても低くしても振れにく
くなってゆくので、走査鏡１の振幅は小さくなってゆ
く。したがって、５０％のデューティ比で周波数を変化
させてコイル３をパルス励磁した場合においても、走査
鏡１の振動系における振幅特性は、図２に示すように振
動系の固有振動数に共振する周波数ｆ0 で最大となり、
これより周波数が高くなっても低くなっても振幅は小さ
くなる。
【００１６】そこで、本発明は、例えば共振周波数ｆ0
よりΔｆ1 〜Δｆ2 高い周波数帯域を制御範囲とし、誤
差信号によりＶＣＯ１０の発信周波数を制御して一定の
デューティ比でコイル３を励磁するものである。図示の
θ1 °〜θ2 °で３°〜３０°の範囲の振幅を制御する
ことができる。したがって、ｆ0 ＋Δｆ1 とｆ0 ＋Δｆ
2 との中間で振幅をプリセットしておけば、振幅が大き
く（小さく）なると、誤差信号が大きく（小さく）なっ
てその分ＶＣＯ１０の発信周波数が高く（低く）なるの
で、走査鏡１の振動系は振れにくく（振れやすく）なり
振幅を安定化させることができる。
よりΔｆ1 〜Δｆ2 高い周波数帯域を制御範囲とし、誤
差信号によりＶＣＯ１０の発信周波数を制御して一定の
デューティ比でコイル３を励磁するものである。図示の
θ1 °〜θ2 °で３°〜３０°の範囲の振幅を制御する
ことができる。したがって、ｆ0 ＋Δｆ1 とｆ0 ＋Δｆ
2 との中間で振幅をプリセットしておけば、振幅が大き
く（小さく）なると、誤差信号が大きく（小さく）なっ
てその分ＶＣＯ１０の発信周波数が高く（低く）なるの
で、走査鏡１の振動系は振れにくく（振れやすく）なり
振幅を安定化させることができる。
【００１７】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、共振周波数ｆ0 より高い周波数帯域で制
御を行うようにしたが、共振周波数ｆ0 より低い周波数
帯域でも同様に制御を行うことができることは勿論であ
る。また、ＶＣＯを高い周波数で発信させて分周回路で
固有振動数ｆ0 の近傍まで分周したが、ＶＣＯを固有振
動数ｆ0 の近傍で発信させ、ＶＣＯの出力を直接電力増
幅器に供給するように構成してもよい。さらには、デュ
ーティ比を一定（５０％）にしたが、パルス幅を一定に
して周波数のみを変えるようにしてもよい。
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、共振周波数ｆ0 より高い周波数帯域で制
御を行うようにしたが、共振周波数ｆ0 より低い周波数
帯域でも同様に制御を行うことができることは勿論であ
る。また、ＶＣＯを高い周波数で発信させて分周回路で
固有振動数ｆ0 の近傍まで分周したが、ＶＣＯを固有振
動数ｆ0 の近傍で発信させ、ＶＣＯの出力を直接電力増
幅器に供給するように構成してもよい。さらには、デュ
ーティ比を一定（５０％）にしたが、パルス幅を一定に
して周波数のみを変えるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、振幅の誤差信号を使って電圧制御発信器を制御し、
その周波数で一定のデューティ比のドライブを行うの
で、三角波生成回路やその他ＰＷＭ制御のための回路が
不要になり、回路の簡素化を図ることができる。また、
図２に示すように３°〜３０°のように１０倍程度の振
幅制御も周波数を調整することによって容易に行うこと
ができ、ダイナミックレンジを広くすることができる。
ば、振幅の誤差信号を使って電圧制御発信器を制御し、
その周波数で一定のデューティ比のドライブを行うの
で、三角波生成回路やその他ＰＷＭ制御のための回路が
不要になり、回路の簡素化を図ることができる。また、
図２に示すように３°〜３０°のように１０倍程度の振
幅制御も周波数を調整することによって容易に行うこと
ができ、ダイナミックレンジを広くすることができる。
【図１】 本発明の共振型光学スキャナの１実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】 振動系の振幅特性と制御の動作原理を説明す
るための図である。
るための図である。
【図３】 光学的走査装置の従来例を示す図である。
１…走査鏡、２…マグネット、３…コイル、４…トーシ
ョンバー、５…位置検出器、６…増幅器、７…ＦＯＶ制
御回路、８…ピークホールド回路、９…誤差増幅器、１
０…ＶＣＯ、１１…分周器、１２…電力増幅器
ョンバー、５…位置検出器、６…増幅器、７…ＦＯＶ制
御回路、８…ピークホールド回路、９…誤差増幅器、１
０…ＶＣＯ、１１…分周器、１２…電力増幅器
Claims (1)
- 【請求項１】 走査鏡の振動系が有する固有の振動数の
共振周波数で走査鏡の振動系をパルスドライブする共振
型光学スキャナにおいて、走査鏡の振幅を検出する振幅
検出手段、検出した振幅を基準値と比較して誤差を検出
し増幅する誤差増幅手段、誤差増幅手段より得られる誤
差信号に対応する周波数信号を発生する信号発生手段、
及び信号発生手段で発生した周波数信号により走査鏡の
振動系をパルスドライブするドライブ手段を備え、共振
周波数近傍で共振周波数から外れた周波数帯域で走査鏡
の振幅を設定するようにしたことを特徴とする共振型光
学スキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34624091A JPH05257075A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 共振型光学スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34624091A JPH05257075A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 共振型光学スキャナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05257075A true JPH05257075A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=18382067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34624091A Withdrawn JPH05257075A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | 共振型光学スキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05257075A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005208459A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-08-04 | Seiko Epson Corp | 光走査装置および画像形成装置 |
| JP2006072292A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-03-16 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置・画像形成装置 |
| US7468824B2 (en) | 2004-01-19 | 2008-12-23 | Ricoh Company, Ltd. | Imaging apparatus including optical scanning device with deflecting mirror module, and method of deflecting with the mirror module |
| US7551339B2 (en) | 2003-05-16 | 2009-06-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning apparatus, optical writing apparatus, image forming apparatus, and method of driving vibration mirror |
| WO2013160982A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | パイオニア株式会社 | 画像生成装置 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34624091A patent/JPH05257075A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
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