JPH06148542A - 光ビーム走査基準信号生成装置 - Google Patents
光ビーム走査基準信号生成装置Info
- Publication number
- JPH06148542A JPH06148542A JP4301174A JP30117492A JPH06148542A JP H06148542 A JPH06148542 A JP H06148542A JP 4301174 A JP4301174 A JP 4301174A JP 30117492 A JP30117492 A JP 30117492A JP H06148542 A JPH06148542 A JP H06148542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- receiving means
- reference signal
- light beam
- scanning
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は走査される光ビームの走査基準信号
を生成する装置に関し、光ビームの強度変動にかかわら
ず高精度の走査基準信号を生成する装置の実現を目的と
する。 【構成】 光ビーム１００の走査方向の幅より充分に狭
い間隔で走査方向に隣接して配置された第１受光手段１
−１及び第２受光手段１−２と、光ビーム１００を第１
受光手段１−１と第２受光手段１−２の少なくとも一方
で受光中であることを検出する照射確認手段２と、第１
受光手段１−１と第２受光手段１−２の出力を比較し照
射確認手段２が光ビーム１００を第１及び第２受光手段
のいずれかで受光していることを検出している間に第１
受光手段１−１と第２受光手段１−２の出力が等しくな
った時に走査基準信号を出力する比較手段３を備えるよ
うに構成する。
を生成する装置に関し、光ビームの強度変動にかかわら
ず高精度の走査基準信号を生成する装置の実現を目的と
する。 【構成】 光ビーム１００の走査方向の幅より充分に狭
い間隔で走査方向に隣接して配置された第１受光手段１
−１及び第２受光手段１−２と、光ビーム１００を第１
受光手段１−１と第２受光手段１−２の少なくとも一方
で受光中であることを検出する照射確認手段２と、第１
受光手段１−１と第２受光手段１−２の出力を比較し照
射確認手段２が光ビーム１００を第１及び第２受光手段
のいずれかで受光していることを検出している間に第１
受光手段１−１と第２受光手段１−２の出力が等しくな
った時に走査基準信号を出力する比較手段３を備えるよ
うに構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビーム等の光ビ
ームを多面体ミラー（ポリゴンミラー）等を使用して走
査する時に、各面間の角度誤差に起因する走査位置のず
れ補正する等のために走査途中に設けられる光ビーム走
査基準信号生成装置に関する。
ームを多面体ミラー（ポリゴンミラー）等を使用して走
査する時に、各面間の角度誤差に起因する走査位置のず
れ補正する等のために走査途中に設けられる光ビーム走
査基準信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリゴンミラー等を使用してレーザビー
ムを高速で走査するレーザビーム走査装置が、外径測定
器やレーザプリンタ等に広く利用されている。図５はポ
リゴンミラーを使用した代表的な光ビーム走査装置の基
本構成を示す図である。図５において、５１はポリゴン
ミラーであり、モータ５２によって一定速度で回転す
る。５３は半導体レーザであり、５４はコリメータレン
ズである。半導体レーザ５３の替りにＨｅ−Ｎｅレーザ
等のガスレーザが用いられることもある。コリメータレ
ンズ５４により平行ビームとされた光ビームは、ポリゴ
ンミラー５１の面に入射される。ポリゴンミラーが回転
されることにより光ビームは走査面上を繰り返し移動
し、走査される。実際には走査面上に焦点を結び全面に
わたって等速で走査されるようにｆθレンズ等の光学系
が設けられるのが一般的であるが、ここでは省略してあ
る。
ムを高速で走査するレーザビーム走査装置が、外径測定
器やレーザプリンタ等に広く利用されている。図５はポ
リゴンミラーを使用した代表的な光ビーム走査装置の基
本構成を示す図である。図５において、５１はポリゴン
ミラーであり、モータ５２によって一定速度で回転す
る。５３は半導体レーザであり、５４はコリメータレン
ズである。半導体レーザ５３の替りにＨｅ−Ｎｅレーザ
等のガスレーザが用いられることもある。コリメータレ
ンズ５４により平行ビームとされた光ビームは、ポリゴ
ンミラー５１の面に入射される。ポリゴンミラーが回転
されることにより光ビームは走査面上を繰り返し移動
し、走査される。実際には走査面上に焦点を結び全面に
わたって等速で走査されるようにｆθレンズ等の光学系
が設けられるのが一般的であるが、ここでは省略してあ
る。
【０００３】ポリゴンミラーの各面は高い平面度になる
ように製作されており、各面毎の走査は高精度に行なわ
れる。しかしポリゴンミラーの各面には隣接する面との
間で分割誤差があるため、各面毎に走査範囲及び走査開
始点が異なるという問題がある。各面毎に走査開始点が
異なると、走査途中でのビームの位置が特定できず、レ
ーザプリンタであれば縦線が直線にならないという問題
が生じる。このような問題が生じない程分割精度を向上
させるのは不可能であり、図５に示すように走査の開始
側に光検出器５５を設け、レーザビームがこの光検出器
５５を通過した時に走査基準信号を発生させ、これを基
準として計時することにより、走査位置ｌを決定してい
る。上記のようにポリゴンミラー５１の各面の平面度は
高精度に製作されているため各面毎の走査は高精度であ
り、光検出器５５により走査毎の開始点を検出して基準
とすることにより、全体としても高精度の走査が可能に
なる。
ように製作されており、各面毎の走査は高精度に行なわ
れる。しかしポリゴンミラーの各面には隣接する面との
間で分割誤差があるため、各面毎に走査範囲及び走査開
始点が異なるという問題がある。各面毎に走査開始点が
異なると、走査途中でのビームの位置が特定できず、レ
ーザプリンタであれば縦線が直線にならないという問題
が生じる。このような問題が生じない程分割精度を向上
させるのは不可能であり、図５に示すように走査の開始
側に光検出器５５を設け、レーザビームがこの光検出器
５５を通過した時に走査基準信号を発生させ、これを基
準として計時することにより、走査位置ｌを決定してい
る。上記のようにポリゴンミラー５１の各面の平面度は
高精度に製作されているため各面毎の走査は高精度であ
り、光検出器５５により走査毎の開始点を検出して基準
とすることにより、全体としても高精度の走査が可能に
なる。
【０００４】図６は光ビーム走査基準信号生成装置の従
来例の説明図である。図６の（ａ）において、６１は光
検出器であり、受光面を光ビーム６００が通過する。受
光面と長方形であり、長方形の辺が走査方向に対して垂
直である。光ビーム６００が光検出器６１を通過した時
には、光検出器６１から図６の（ｂ）に示すような出力
が得られる。そこで図示の閾値を基準レベルとして光検
出器の出力を比較器（コンパレータ）に入力すると図６
の（ｃ）のような２値化出力が得られる。この２値化出
力の立ち上がり又は立ち下がりが、光ビームが光検出器
６１の縁を通過した時である。従って光検出器の縁を基
準位置とし、図６の（ｃ）の２値化信号の立ち上がり又
は立ち下がりを光ビームの通過時点として計時すること
により、正確に走査位置が特定できる。
来例の説明図である。図６の（ａ）において、６１は光
検出器であり、受光面を光ビーム６００が通過する。受
光面と長方形であり、長方形の辺が走査方向に対して垂
直である。光ビーム６００が光検出器６１を通過した時
には、光検出器６１から図６の（ｂ）に示すような出力
が得られる。そこで図示の閾値を基準レベルとして光検
出器の出力を比較器（コンパレータ）に入力すると図６
の（ｃ）のような２値化出力が得られる。この２値化出
力の立ち上がり又は立ち下がりが、光ビームが光検出器
６１の縁を通過した時である。従って光検出器の縁を基
準位置とし、図６の（ｃ）の２値化信号の立ち上がり又
は立ち下がりを光ビームの通過時点として計時すること
により、正確に走査位置が特定できる。
【０００５】上記のような装置で走査基準信号を生成し
て走査毎の走査位置の誤差を補正する場合、光ビーム走
査基準信号生成装置での検出誤差はそのまま走査位置の
誤差になる。従ってこの基準信号生成装置での光ビーム
の通過検出はできるだけ高精度であることが要求され
る。
て走査毎の走査位置の誤差を補正する場合、光ビーム走
査基準信号生成装置での検出誤差はそのまま走査位置の
誤差になる。従ってこの基準信号生成装置での光ビーム
の通過検出はできるだけ高精度であることが要求され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし図６に示した光
検出器の出力を所定の閾値に対して２値化する装置で
は、光ビームの強度が変動した時には２値化信号の立ち
上がり又は立ち下がりのタイミングがばらつくことにな
り、充分な検出精度が得られないという問題がある。
検出器の出力を所定の閾値に対して２値化する装置で
は、光ビームの強度が変動した時には２値化信号の立ち
上がり又は立ち下がりのタイミングがばらつくことにな
り、充分な検出精度が得られないという問題がある。
【０００７】本発明はこの問題を解決するためのもので
あり、走査される光ビームが所定位置を通過した時に走
査基準信号を生成するために、その所定位置に設けられ
た光ビーム走査基準信号生成装置の検出精度の向上を目
的とする。
あり、走査される光ビームが所定位置を通過した時に走
査基準信号を生成するために、その所定位置に設けられ
た光ビーム走査基準信号生成装置の検出精度の向上を目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の光ビーム
走査基準信号生成装置の基本構成を示す図である。図示
のように、本発明の光ビーム走査基準信号生成装置は、
光ビーム１００の走査方向の幅より充分に狭い間隔で走
査方向に隣接して配置された第１受光手段１−１及び第
２受光手段１−２と、光ビーム１００が第１受光手段１
−１と第２受光手段１−２の少なくとも一方で受光中で
あることを検出する照射確認手段２と、第１受光手段１
−１と第２受光手段１−２の出力を比較し照射確認手段
２が光ビーム１００を第１及び第２受光手段のいずれか
で受光していることを検出している間に、第１受光手段
１−１と第２受光手段１−２の出力が等しくなった時に
光ビーム走査基準信号を出力する比較手段３とを備える
ことを特徴とする。
走査基準信号生成装置の基本構成を示す図である。図示
のように、本発明の光ビーム走査基準信号生成装置は、
光ビーム１００の走査方向の幅より充分に狭い間隔で走
査方向に隣接して配置された第１受光手段１−１及び第
２受光手段１−２と、光ビーム１００が第１受光手段１
−１と第２受光手段１−２の少なくとも一方で受光中で
あることを検出する照射確認手段２と、第１受光手段１
−１と第２受光手段１−２の出力を比較し照射確認手段
２が光ビーム１００を第１及び第２受光手段のいずれか
で受光していることを検出している間に、第１受光手段
１−１と第２受光手段１−２の出力が等しくなった時に
光ビーム走査基準信号を出力する比較手段３とを備える
ことを特徴とする。
【０００９】
【作用】図２は図１の光ビーム走査基準信号生成装置で
光ビームが通過した時の各部の出力信号を示す図であ
り、この図に従って説明を行なう。光ビーム１００が受
光面を通過することにより、第１受光手段１−１と第２
受光手段１−２からは図の（ａ）と（ｂ）で示す検出信
号がそれぞれ出力される。もし第１受光手段１−１と第
２受光手段１−２が同一の形状及び特性を有するなら
ば、図にｄで示した時間だけ遅れて同一の信号が得られ
る。このｄは第１受光手段１−１と第２受光手段１−２
の中心位置の差を走査速度で除して得られる時間であ
る。
光ビームが通過した時の各部の出力信号を示す図であ
り、この図に従って説明を行なう。光ビーム１００が受
光面を通過することにより、第１受光手段１−１と第２
受光手段１−２からは図の（ａ）と（ｂ）で示す検出信
号がそれぞれ出力される。もし第１受光手段１−１と第
２受光手段１−２が同一の形状及び特性を有するなら
ば、図にｄで示した時間だけ遅れて同一の信号が得られ
る。このｄは第１受光手段１−１と第２受光手段１−２
の中心位置の差を走査速度で除して得られる時間であ
る。
【００１０】２個の受光手段の間隔は光ビーム１００の
幅より小さいから、光ビーム１００の中心が２個の受光
手段の中間に位置した時には、両方の受光手段に光ビー
ムの両側の部分が入射する。もし光ビームが左右対称で
あるとすると、両方の受光手段１−１と１−２からは等
しい出力が得られる。すなわち両方の受光手段１−１と
１−２から等しい出力が得られる時には、光ビームは両
方の受光手段の中間に位置しているといえる。これはた
とえ光ビームの強度が変動した時にもいえる。そこで図
２の（ａ）と（ｂ）において、第１受光手段１−１と第
２受光手段１−２の出力が等しくなる時を検出すれば、
その時が光ビームが両方の受光手段の中間位置を通過し
た時といえる。
幅より小さいから、光ビーム１００の中心が２個の受光
手段の中間に位置した時には、両方の受光手段に光ビー
ムの両側の部分が入射する。もし光ビームが左右対称で
あるとすると、両方の受光手段１−１と１−２からは等
しい出力が得られる。すなわち両方の受光手段１−１と
１−２から等しい出力が得られる時には、光ビームは両
方の受光手段の中間に位置しているといえる。これはた
とえ光ビームの強度が変動した時にもいえる。そこで図
２の（ａ）と（ｂ）において、第１受光手段１−１と第
２受光手段１−２の出力が等しくなる時を検出すれば、
その時が光ビームが両方の受光手段の中間位置を通過し
た時といえる。
【００１１】光ビーム１００が第１及び第２受光手段１
−１と１−２の部分を通過するのは、走査における非常
に短かい期間であり、それ以外の期間はいずれの受光手
段にも光ビーム１００は入射しない。従っていずれの受
光手段の出力が大きくなるかは定まらず、外乱光等に影
響され出力が変動する。そのため両方の受光手段の出力
が反転し、等しいと判定されることも起り得る。そこで
照射確認手段２が第１受光手段１−１と第２受光手段１
−２の少なくともいずれかに光ビームが受光されている
かを検出し、比較手段３は光ビームが受光されている期
間中に第１受光手段１−１と第２受光手段１−２の出力
が等しくなった時にのみ光ビーム走査基準信号を出力す
る。これにより、光ビーム１００が両方の受光手段の中
間位置を通過した時に光ビーム走査基準信号が確実に出
力され、光ビームの強度変動にも影響されない。
−１と１−２の部分を通過するのは、走査における非常
に短かい期間であり、それ以外の期間はいずれの受光手
段にも光ビーム１００は入射しない。従っていずれの受
光手段の出力が大きくなるかは定まらず、外乱光等に影
響され出力が変動する。そのため両方の受光手段の出力
が反転し、等しいと判定されることも起り得る。そこで
照射確認手段２が第１受光手段１−１と第２受光手段１
−２の少なくともいずれかに光ビームが受光されている
かを検出し、比較手段３は光ビームが受光されている期
間中に第１受光手段１−１と第２受光手段１−２の出力
が等しくなった時にのみ光ビーム走査基準信号を出力す
る。これにより、光ビーム１００が両方の受光手段の中
間位置を通過した時に光ビーム走査基準信号が確実に出
力され、光ビームの強度変動にも影響されない。
【００１２】なお上記の説明では、第１と第２受光手段
が同一で光ビームも左右対称であるとして説明したが、
これに限定されるものではなく、もし上記の条件が満た
されない場合には、両方の受光手段の中間位置よりずれ
た位置で走査基準信号が発生されることになるが、各走
査毎に信号が発生される位置が同じであるため実用上は
なんら問題がない。
が同一で光ビームも左右対称であるとして説明したが、
これに限定されるものではなく、もし上記の条件が満た
されない場合には、両方の受光手段の中間位置よりずれ
た位置で走査基準信号が発生されることになるが、各走
査毎に信号が発生される位置が同じであるため実用上は
なんら問題がない。
【００１３】
【実施例】図３は本発明の実施例の構成を示す図であ
る。図３において、３１は２分割受光素子であり、長方
形の第１受光部３１−１と第２受光部３１−２を有して
いる。光ビームの走査は高速に行なわれるため、受光部
は応答性の良いＰinフォトダイオードで作られている。
３４−１と３４−２はそれぞれ第１受光部３１−１と第
２受光部３１−２の出力を増幅するアンプである。３２
１はアンプ３４−１と３４−２の出力を加算する加算回
路であり、３２２は加算回路３２１の出力を所定値と比
較する第２比較器（コンパレータ）である。３３１はア
ンプ３４−１と３４−２の出力を比較する第１比較器で
ある。３３２は第１比較器３３１と第２比較器の出力の
論理和を出力するＡＮＤゲートである。
る。図３において、３１は２分割受光素子であり、長方
形の第１受光部３１−１と第２受光部３１−２を有して
いる。光ビームの走査は高速に行なわれるため、受光部
は応答性の良いＰinフォトダイオードで作られている。
３４−１と３４−２はそれぞれ第１受光部３１−１と第
２受光部３１−２の出力を増幅するアンプである。３２
１はアンプ３４−１と３４−２の出力を加算する加算回
路であり、３２２は加算回路３２１の出力を所定値と比
較する第２比較器（コンパレータ）である。３３１はア
ンプ３４−１と３４−２の出力を比較する第１比較器で
ある。３３２は第１比較器３３１と第２比較器の出力の
論理和を出力するＡＮＤゲートである。
【００１４】図４は、図３の実施例において光ビームが
２分割受光素子を通過した時の各部の出力を示す図であ
る。図４の（ａ）と（ｂ）は、それぞれ第１及び第２フ
ォトダイオード（ＰＤ）の出力を示す。第１比較器３３
１の出力は、図４の（ｃ）に示すように、第１フォトダ
イオード３１−１の出力が第２フォトダイオード３１−
２の出力より大きい時に、論理値１を出力し、逆の時に
は論理値０を出力する。図中の不定の部分は、いずれの
フォトダイオードにも光ビームが入力されないためどの
ような出力になるか定まらない部分である。
２分割受光素子を通過した時の各部の出力を示す図であ
る。図４の（ａ）と（ｂ）は、それぞれ第１及び第２フ
ォトダイオード（ＰＤ）の出力を示す。第１比較器３３
１の出力は、図４の（ｃ）に示すように、第１フォトダ
イオード３１−１の出力が第２フォトダイオード３１−
２の出力より大きい時に、論理値１を出力し、逆の時に
は論理値０を出力する。図中の不定の部分は、いずれの
フォトダイオードにも光ビームが入力されないためどの
ような出力になるか定まらない部分である。
【００１５】加算器３２１は両方のフォトダイオードの
出力を加算するため、図４の（ｄ）に示すような出力に
なる。ここで図中に示した閾値レベルは、第２比較器３
２２での基準レベルを示しており、第２比較器３２２か
らは図４の（ｅ）に示すような出力が得られる。従って
ＡＮＤゲート３３２からは図４の（ｆ）に示すような出
力が得られ、立ち下がりのタイミングが走査基準にな
る。
出力を加算するため、図４の（ｄ）に示すような出力に
なる。ここで図中に示した閾値レベルは、第２比較器３
２２での基準レベルを示しており、第２比較器３２２か
らは図４の（ｅ）に示すような出力が得られる。従って
ＡＮＤゲート３３２からは図４の（ｆ）に示すような出
力が得られ、立ち下がりのタイミングが走査基準にな
る。
【００１６】
【発明の効果】本発明により、走査される光ビームの走
査基準信号を生成する装置において、たとえ光ビームの
強度変動があっても、誤差の少ない安定した走査基準信
号を発生する装置が実現できる。
査基準信号を生成する装置において、たとえ光ビームの
強度変動があっても、誤差の少ない安定した走査基準信
号を発生する装置が実現できる。
【図１】本発明の光ビーム走査基準信号生成装置の基準
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２】図１の構成における各部の出力信号を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例の構成を示す図である。
【図４】図３の実施例における各部の出力信号を示す図
である。
である。
【図５】光ビーム走査装置の基本構成を示す図である。
【図６】光ビームが通過した時に走査基準信号を発生す
る従来例を示す図である。
る従来例を示す図である。
１−１…第１受光手段 １−２…第２受光手段 ２…照射確認手段 ３…判定手段
Claims (1)
- 【請求項１】 走査される光ビーム（１００）の通過を
検出することで走査毎に走査基準信号を生成する光ビー
ム走査基準信号生成装置であって、 前記光ビーム（１００）の走査方向の幅より充分に狭い
間隔で、走査方向に隣接して配置された第１受光手段
（１−１）及び第２受光手段（１−２）と、 前記光ビーム（１００）を前記第１受光手段（１−１）
と前記第２受光手段（１−２）の少なくとも一方で受光
中であることを検出する照射確認手段（２）と、 前記第１受光手段（１−１）と前記第２受光手段（１−
２）の出力を比較し、前記照射確認手段（２）が前記光
ビーム（１００）を前記第１及び第２受光手段のいずれ
かで受光していることを検出している間に、前記第１受
光手段（１−１）と前記第２受光手段（１−２）の出力
が等しくなった時に走査基準信号を出力する比較手段
（３）とを備えることを特徴とする光ビーム走査基準信
号生成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4301174A JPH06148542A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 光ビーム走査基準信号生成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4301174A JPH06148542A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 光ビーム走査基準信号生成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148542A true JPH06148542A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17893684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4301174A Pending JPH06148542A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 光ビーム走査基準信号生成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06148542A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7518626B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-04-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light beam synchronization detector and printer |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4301174A patent/JPH06148542A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7518626B2 (en) | 2003-10-16 | 2009-04-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light beam synchronization detector and printer |
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