JPH06289305A - 走査ユニット - Google Patents
走査ユニットInfo
- Publication number
- JPH06289305A JPH06289305A JP7585493A JP7585493A JPH06289305A JP H06289305 A JPH06289305 A JP H06289305A JP 7585493 A JP7585493 A JP 7585493A JP 7585493 A JP7585493 A JP 7585493A JP H06289305 A JPH06289305 A JP H06289305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- scanning
- laser beam
- center
- resonance type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Laser Beam Printer (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な構成で高精度且つ高速に走査中心位置の
移動制御が可能な走査ユニットを提供する。 【構成】光源１１から出射されたレーザービームを所定
方向に所定量だけ偏向可能なミラー１３と、このミラー
を支持する共振型ガルバノスキャナ１５とを備えてお
り、共振型ガルバノスキャナは、アダプタ１７を介して
超音波モータ１９に接続されている。共振型ガルバノス
キャナに接続された駆動回路２５から出力された駆動信
号に基づいて、共振型ガルバノスキャナ１５は、ミラー
１３を所定方向に所定角度で振動させる。超音波モータ
に接続された移動制御回路２７から出力された移動信号
に基づいて、超音波モータは、シャフト２１を介して共
振型ガルバノスキャナを所定方向に所定角度だけ回動さ
せる。超音波モータには、その回動方向及び回動量を検
出可能なエンコーダ２３が接続されている。
移動制御が可能な走査ユニットを提供する。 【構成】光源１１から出射されたレーザービームを所定
方向に所定量だけ偏向可能なミラー１３と、このミラー
を支持する共振型ガルバノスキャナ１５とを備えてお
り、共振型ガルバノスキャナは、アダプタ１７を介して
超音波モータ１９に接続されている。共振型ガルバノス
キャナに接続された駆動回路２５から出力された駆動信
号に基づいて、共振型ガルバノスキャナ１５は、ミラー
１３を所定方向に所定角度で振動させる。超音波モータ
に接続された移動制御回路２７から出力された移動信号
に基づいて、超音波モータは、シャフト２１を介して共
振型ガルバノスキャナを所定方向に所定角度だけ回動さ
せる。超音波モータには、その回動方向及び回動量を検
出可能なエンコーダ２３が接続されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばレーザー光を所
定方向に偏向させる走査ユニットに関する。
定方向に偏向させる走査ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばレーザープリンタや走査光
学顕微鏡等には、レーザー光を偏向させる光偏向素子が
適用されており、この光偏向素子として、例えば、ポリ
ゴンスキャナ（回転多面鏡）、ガルバノスキャナ、共振
型ガルバノスキャナ、音響光偏向器等が知られている。
以下の表１には、これら光偏向素子単体での特徴が示さ
れている。
学顕微鏡等には、レーザー光を偏向させる光偏向素子が
適用されており、この光偏向素子として、例えば、ポリ
ゴンスキャナ（回転多面鏡）、ガルバノスキャナ、共振
型ガルバノスキャナ、音響光偏向器等が知られている。
以下の表１には、これら光偏向素子単体での特徴が示さ
れている。
【０００３】
【表１】 これら光偏向素子は、夫々独自の特徴が在るため、その
用途に応じて適宜選択的に使用されている。ところで、
光偏向素子には、高速走査・広い走査角・波長依存性無
し・走査中心変更可能という条件を満足することが要望
されている。
用途に応じて適宜選択的に使用されている。ところで、
光偏向素子には、高速走査・広い走査角・波長依存性無
し・走査中心変更可能という条件を満足することが要望
されている。
【０００４】しかし、かかる条件を満足するような光偏
向素子は現在知られていない。このため、特開昭６０−
９５４２１号公報（以下、従来例と称する）には、上述
の各条件を満足するような走査ユニットを備えた走査光
学装置が開示されている。
向素子は現在知られていない。このため、特開昭６０−
９５４２１号公報（以下、従来例と称する）には、上述
の各条件を満足するような走査ユニットを備えた走査光
学装置が開示されている。
【０００５】図８には、従来例の装置の構成が概略的に
示されており、半導体レーザ１から出射されたレーザー
光は、振動ミラー３を介して偏向された後、結像レンズ
５を介して感光ドラム７上に結像可能に構成されてい
る。また、振動ミラー３は、任意の角度に回動可能に構
成されたテーブル９上に設置されている。そして、テー
ブル９を介して振動ミラー３を回動・停止操作すること
によって、感光ドラム７上の走査中心位置ＯをＯ1 やＯ
2 に移動可能に構成されている。
示されており、半導体レーザ１から出射されたレーザー
光は、振動ミラー３を介して偏向された後、結像レンズ
５を介して感光ドラム７上に結像可能に構成されてい
る。また、振動ミラー３は、任意の角度に回動可能に構
成されたテーブル９上に設置されている。そして、テー
ブル９を介して振動ミラー３を回動・停止操作すること
によって、感光ドラム７上の走査中心位置ＯをＯ1 やＯ
2 に移動可能に構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、テーブル９の回動によってのみ、走査中心位
置Ｏを移動させている関係上、走査中心位置Ｏを高精度
且つ高速に移動制御することが困難になるという問題が
存在する。
装置では、テーブル９の回動によってのみ、走査中心位
置Ｏを移動させている関係上、走査中心位置Ｏを高精度
且つ高速に移動制御することが困難になるという問題が
存在する。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされ、その目的は、簡単な構成で高精度且つ高速
に走査中心位置の移動制御が可能な走査ユニットを提供
することにある。
めになされ、その目的は、簡単な構成で高精度且つ高速
に走査中心位置の移動制御が可能な走査ユニットを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の走査ユニットは、レーザー光を所定
方向に所定量、偏向可能に構成された光偏向素子と、こ
の光偏向素子によって偏向されたレーザー光の偏向中心
を所定方向に所定量、変化可能に構成された偏向中心可
変機構と、この偏向中心可変機構の駆動状態を検出し
て、前記偏向中心の変化量を制御可能に構成された検出
制御機構とを備える。
るために、本発明の走査ユニットは、レーザー光を所定
方向に所定量、偏向可能に構成された光偏向素子と、こ
の光偏向素子によって偏向されたレーザー光の偏向中心
を所定方向に所定量、変化可能に構成された偏向中心可
変機構と、この偏向中心可変機構の駆動状態を検出し
て、前記偏向中心の変化量を制御可能に構成された検出
制御機構とを備える。
【０００９】
【作用】検出制御機構によって偏向中心可変機構の駆動
状態を検出制御することによって、光偏向素子によって
偏向されたレーザー光の偏向中心は、所定方向に所定量
だけ変化するように、その変化量が制御される。
状態を検出制御することによって、光偏向素子によって
偏向されたレーザー光の偏向中心は、所定方向に所定量
だけ変化するように、その変化量が制御される。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る走査ユニ
ットついて、図１を参照して説明する。
ットついて、図１を参照して説明する。
【００１１】図１に示すように、本実施例の走査ユニッ
トは、光源１１から出射されたレーザービームを所定方
向に所定量だけ偏向可能に構成されたミラー１３と、こ
のミラー１３を支持する共振型ガルバノスキャナ１５と
を備えており、ガルバノスキャナ１５は、アダプタ１７
を介して超音波モータ１９に接続されている。
トは、光源１１から出射されたレーザービームを所定方
向に所定量だけ偏向可能に構成されたミラー１３と、こ
のミラー１３を支持する共振型ガルバノスキャナ１５と
を備えており、ガルバノスキャナ１５は、アダプタ１７
を介して超音波モータ１９に接続されている。
【００１２】アダプタ１７は、超音波モータ１９の駆動
力を伝達可能に構成されたシャフト２１に接続されてい
る。このため、超音波モータ１９を駆動させると、その
駆動力は、シャフト２１を介してアダプタ１７に伝達さ
れ、このアダプタ１７を所定方向に所定量だけ回動させ
る。アダプタ１７の回動に伴って共振型ガルバノスキャ
ナ１５が回動されることによって、ミラー１３は、所定
方向に所定量だけ回動される。
力を伝達可能に構成されたシャフト２１に接続されてい
る。このため、超音波モータ１９を駆動させると、その
駆動力は、シャフト２１を介してアダプタ１７に伝達さ
れ、このアダプタ１７を所定方向に所定量だけ回動させ
る。アダプタ１７の回動に伴って共振型ガルバノスキャ
ナ１５が回動されることによって、ミラー１３は、所定
方向に所定量だけ回動される。
【００１３】共振型ガルバノスキャナ１５には、駆動回
路２５が接続されており、この駆動回路２５から出力さ
れた駆動信号に基づいて、共振型ガルバノスキャナ１５
は、ミラー１３を所定方向に所定角度で振動させるよう
に構成されている。
路２５が接続されており、この駆動回路２５から出力さ
れた駆動信号に基づいて、共振型ガルバノスキャナ１５
は、ミラー１３を所定方向に所定角度で振動させるよう
に構成されている。
【００１４】超音波モータ１９には、移動制御回路２７
が接続されており、この移動制御回路２７から出力され
た移動信号に基づいて、超音波モータ１９は、シャフト
２１を所定方向に所定角度だけ回動させるように構成さ
れている。なお、超音波モータ１９には、その回動方向
及び回動量を検出制御可能に構成された検出制御機構即
ちエンコーダ２３が接続されている。次に、本実施例の
動作について説明する。
が接続されており、この移動制御回路２７から出力され
た移動信号に基づいて、超音波モータ１９は、シャフト
２１を所定方向に所定角度だけ回動させるように構成さ
れている。なお、超音波モータ１９には、その回動方向
及び回動量を検出制御可能に構成された検出制御機構即
ちエンコーダ２３が接続されている。次に、本実施例の
動作について説明する。
【００１５】偏向が施されていない場合、ミラー１３の
反射面１３ａで反射されたレーザービームは、その光軸
（Ａ）が走査中心 (Ｏ1)に一致した状態で走査面（Ｂ）
上に照射される。
反射面１３ａで反射されたレーザービームは、その光軸
（Ａ）が走査中心 (Ｏ1)に一致した状態で走査面（Ｂ）
上に照射される。
【００１６】このとき、駆動回路２５から駆動信号を共
振型ガルバノスキャナ１５に出力すると、共振型ガルバ
ノスキャナ１５は、かかる駆動信号に基づいて、ミラー
１３を角度（θ1 ）の範囲で振動させる。振動している
ミラー１３で反射されたレーザービームは、光軸（Ａ）
を中心に角度（２θ1 ）の範囲で偏向される。この結
果、レーザービームは、走査中心 (Ｏ1)に対して対称な
走査位置（Ｘ1 ，Ｘ2 ）の間の走査面（Ｂ）上に走査さ
れる。
振型ガルバノスキャナ１５に出力すると、共振型ガルバ
ノスキャナ１５は、かかる駆動信号に基づいて、ミラー
１３を角度（θ1 ）の範囲で振動させる。振動している
ミラー１３で反射されたレーザービームは、光軸（Ａ）
を中心に角度（２θ1 ）の範囲で偏向される。この結
果、レーザービームは、走査中心 (Ｏ1)に対して対称な
走査位置（Ｘ1 ，Ｘ2 ）の間の走査面（Ｂ）上に走査さ
れる。
【００１７】次に、走査中心 (Ｏ1)を移動させる場合、
移動制御回路２７から移動信号を超音波モータ１９に出
力すると、超音波モータ１９は、かかる移動信号に基づ
いて、シャフト２１を角度（θ2 ）だけ回動させる。シ
ャフト２１の回動移動は、アダプタ１７を介して共振型
ガルバノスキャナ１５に伝達され、結果、共振型ガルバ
ノスキャナ１５及びミラー１３を角度（θ2 ）だけ回動
させる。
移動制御回路２７から移動信号を超音波モータ１９に出
力すると、超音波モータ１９は、かかる移動信号に基づ
いて、シャフト２１を角度（θ2 ）だけ回動させる。シ
ャフト２１の回動移動は、アダプタ１７を介して共振型
ガルバノスキャナ１５に伝達され、結果、共振型ガルバ
ノスキャナ１５及びミラー１３を角度（θ2 ）だけ回動
させる。
【００１８】なお、超音波モータ１９の駆動状態は、検
出制御機構即ちエンコーダ２３によって常時に検出制御
されており、超音波モータ１９の回動方向及び回動量
は、高精度且つ高速に制御される。
出制御機構即ちエンコーダ２３によって常時に検出制御
されており、超音波モータ１９の回動方向及び回動量
は、高精度且つ高速に制御される。
【００１９】このような状態において、ミラー１３で反
射されたレーザービームは、もとの光軸（Ａ）に対して
角度（２θ2 ）だけずらされた光軸（Ａ´）を中心に角
度（２θ1 ）の範囲で偏向される。この結果、走査中心
が、もとの走査中心 (Ｏ1)に対して角度（２θ2 ）だけ
ずれた走査中心 (Ｏ2)に移動して、レーザービームは、
かかる走査中心Ｏ2 対して対称な走査位置 (Ｘ3 ，Ｘ4)
の間の走査面（Ｂ）上に走査される。
射されたレーザービームは、もとの光軸（Ａ）に対して
角度（２θ2 ）だけずらされた光軸（Ａ´）を中心に角
度（２θ1 ）の範囲で偏向される。この結果、走査中心
が、もとの走査中心 (Ｏ1)に対して角度（２θ2 ）だけ
ずれた走査中心 (Ｏ2)に移動して、レーザービームは、
かかる走査中心Ｏ2 対して対称な走査位置 (Ｘ3 ，Ｘ4)
の間の走査面（Ｂ）上に走査される。
【００２０】このように本実施例の走査ユニットには、
超音波モータ１９の回動方向及び回動量を検出可能に構
成されたエンコーダ２３が設けられているため、高精度
且つ高速に走査中心位置の移動制御が行われる。
超音波モータ１９の回動方向及び回動量を検出可能に構
成されたエンコーダ２３が設けられているため、高精度
且つ高速に走査中心位置の移動制御が行われる。
【００２１】次に、本発明の第２の実施例に係る走査ユ
ニットの主要な構成について、図２を参照して説明す
る。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一
の構成には同一符号を付してその説明を省略する。
ニットの主要な構成について、図２を参照して説明す
る。なお、本実施例の説明に際し、第１の実施例と同一
の構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２２】図２（ａ）に示すように、本実施例の走査
ユニットに適用された検出制御機構は、第２光源２９
（即ち、光源１１とは別の光源）と、この第２光源２９
からミラー１３の第２反射面１３ｂ（即ち、反射面１３
ａとは反対側に設けられた反射面）を介して導光された
レーザービームを集光させるレンズ３１と、このレンズ
３１を介して集光されたレーザービームを受光する半導
体位置検出素子３３とを備えている。
ユニットに適用された検出制御機構は、第２光源２９
（即ち、光源１１とは別の光源）と、この第２光源２９
からミラー１３の第２反射面１３ｂ（即ち、反射面１３
ａとは反対側に設けられた反射面）を介して導光された
レーザービームを集光させるレンズ３１と、このレンズ
３１を介して集光されたレーザービームを受光する半導
体位置検出素子３３とを備えている。
【００２３】このような構成において、第２光源２９か
ら出射されたレーザービームは、ミラー１３の第２反射
面１３ｂで反射された後、レンズ３１を介して半導体位
置検出素子（ＰＳＤ）３３に集光される。このＰＳＤ３
３は、その受光面３５の中心 (Ｏ3)を入射光軸（Ｃ）に
一致させて配置されている。図３に示すように、ＰＳＤ
３３は、受光面３５に入射したレーザービームの入射位
置に対応した電気信号を出力可能に構成されている。
ら出射されたレーザービームは、ミラー１３の第２反射
面１３ｂで反射された後、レンズ３１を介して半導体位
置検出素子（ＰＳＤ）３３に集光される。このＰＳＤ３
３は、その受光面３５の中心 (Ｏ3)を入射光軸（Ｃ）に
一致させて配置されている。図３に示すように、ＰＳＤ
３３は、受光面３５に入射したレーザービームの入射位
置に対応した電気信号を出力可能に構成されている。
【００２４】例えば、中心 (Ｏ3)から距離（Ｚ）だけず
れた位置にレーザービームが入射した場合、ＰＳＤ３３
の両端に設けられた第１及び第２の端子３７，３９に出
力される電流値（Ｉ1 ，Ｉ2 ）は、夫々、 Ｉ1 ＝（Ｌ＋Ｚ）×Ｉ／２Ｌ Ｉ2 ＝（Ｌ−Ｚ）×Ｉ／２Ｌ ２Ｌ；受光面３５の長さ Ｉ；総電流値 という関係を満足する。
れた位置にレーザービームが入射した場合、ＰＳＤ３３
の両端に設けられた第１及び第２の端子３７，３９に出
力される電流値（Ｉ1 ，Ｉ2 ）は、夫々、 Ｉ1 ＝（Ｌ＋Ｚ）×Ｉ／２Ｌ Ｉ2 ＝（Ｌ−Ｚ）×Ｉ／２Ｌ ２Ｌ；受光面３５の長さ Ｉ；総電流値 という関係を満足する。
【００２５】ここで、電流値（Ｉ1 ，Ｉ2 ）の和と差の
比は、 （Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＝Ｚ／Ｌ となり、電流値から入射光の入射位置が検出されること
が分かる。
比は、 （Ｉ1 −Ｉ2 ）／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）＝Ｚ／Ｌ となり、電流値から入射光の入射位置が検出されること
が分かる。
【００２６】図２（ａ）に示すように、中心移動を行わ
ずに偏向が施されている場合、ミラー１３の第２反射面
１３ｂから反射されたレーザービームは、入射光軸
（Ｃ）を中心に角度（２θ1 ）の範囲で偏向される。こ
の結果、集光ビームは、中心 (Ｏ3)に対して対称な入射
位置 (Ｙ1 ，Ｙ2)の間の受光面３５上に走査される。こ
のとき、入射位置 (Ｙ1 ，Ｙ2)の中心 (Ｏ3)からの距離
は、ともに“Ｚ”である。
ずに偏向が施されている場合、ミラー１３の第２反射面
１３ｂから反射されたレーザービームは、入射光軸
（Ｃ）を中心に角度（２θ1 ）の範囲で偏向される。こ
の結果、集光ビームは、中心 (Ｏ3)に対して対称な入射
位置 (Ｙ1 ，Ｙ2)の間の受光面３５上に走査される。こ
のとき、入射位置 (Ｙ1 ，Ｙ2)の中心 (Ｏ3)からの距離
は、ともに“Ｚ”である。
【００２７】ここで、入射位置 (Ｙ1 ，Ｙ2)から出力さ
れた出力信号を (ＩＹ1 ，ＩＹ2)とすると、中心 (Ｏ3)
から出力される位置信号（Ｍ）は、 Ｍ＝ＩＹ1 ＋ＩＹ2 となる。
れた出力信号を (ＩＹ1 ，ＩＹ2)とすると、中心 (Ｏ3)
から出力される位置信号（Ｍ）は、 Ｍ＝ＩＹ1 ＋ＩＹ2 となる。
【００２８】入射位置 (Ｙ1 ，Ｙ2)は、光軸（Ｃ）に対
して対称であるから、出力信号 (ＩＹ1 ，ＩＹ2)は、 ＩＹ1 ＝Ｚ／Ｌ ＩＹ2 ＝−Ｚ／Ｌ となる。従って、この場合の位置信号（Ｍ）は、 Ｍ＝０ となり、中心移動が行われていないことが分かる。
して対称であるから、出力信号 (ＩＹ1 ，ＩＹ2)は、 ＩＹ1 ＝Ｚ／Ｌ ＩＹ2 ＝−Ｚ／Ｌ となる。従って、この場合の位置信号（Ｍ）は、 Ｍ＝０ となり、中心移動が行われていないことが分かる。
【００２９】図２（ｂ）に示すように、中心移動を行っ
た場合、ミラー１３の第２反射面１３ｂから反射された
レーザービームは、角度（２θ1 ）の範囲で偏向され
る。この結果、集光ビームは、入射位置 (Ｙ3 ，Ｙ4)の
間の受光面３５上に走査される。
た場合、ミラー１３の第２反射面１３ｂから反射された
レーザービームは、角度（２θ1 ）の範囲で偏向され
る。この結果、集光ビームは、入射位置 (Ｙ3 ，Ｙ4)の
間の受光面３５上に走査される。
【００３０】このとき、入射位置 (Ｙ3 ，Ｙ4)に対する
中心 (Ｏ3)からの距離は、夫々、“Ｚ1 ，Ｚ2 ”であ
る。この結果、入射位置 (Ｙ3 ，Ｙ4)から出力された出
力信号 (ＩＹ3 ，ＩＹ4)は、 ＩＹ3 ＝Ｚ1 ／Ｌ ＩＹ4 ＝−Ｚ2 ／Ｌ となる。従って、この場合の位置信号（Ｍ）は、 Ｍ＝（Ｚ1 −Ｚ2)／Ｌ となり、走査中心は、中心 (Ｏ3)から入射光軸（Ｃ）に
対して角度（２θ2 ）だけずれた位置 (Ｏ4)に移動した
ことが分かる。このように本実施例の走査ユニットは、
簡単な構成で高精度且つ高速に走査中心位置の移動制御
を行うことができる。
中心 (Ｏ3)からの距離は、夫々、“Ｚ1 ，Ｚ2 ”であ
る。この結果、入射位置 (Ｙ3 ，Ｙ4)から出力された出
力信号 (ＩＹ3 ，ＩＹ4)は、 ＩＹ3 ＝Ｚ1 ／Ｌ ＩＹ4 ＝−Ｚ2 ／Ｌ となる。従って、この場合の位置信号（Ｍ）は、 Ｍ＝（Ｚ1 −Ｚ2)／Ｌ となり、走査中心は、中心 (Ｏ3)から入射光軸（Ｃ）に
対して角度（２θ2 ）だけずれた位置 (Ｏ4)に移動した
ことが分かる。このように本実施例の走査ユニットは、
簡単な構成で高精度且つ高速に走査中心位置の移動制御
を行うことができる。
【００３１】なお、本発明は、上述した実施例の構成に
限定されることはなく、例えば、超音波モータ１９及び
エンコーダ２３（図１参照）のいずれか一方を粗動用、
残りを微調節用に使用することも可能である。
限定されることはなく、例えば、超音波モータ１９及び
エンコーダ２３（図１参照）のいずれか一方を粗動用、
残りを微調節用に使用することも可能である。
【００３２】また、超音波モータ１９は、通電しない場
合でも、その摩擦力で現在の位置を保持可能に構成され
ているため、発熱量が非常に少ないのが特徴である。こ
のため、発熱による影響を受けやすい光学装置、例えば
走査光学顕微鏡等に適した駆動素子である。ただし、熱
発生が構わない装置や、発熱をおさえた駆動が可能であ
れば、これ以外の駆動素子を用いても構わないのは当然
である。図４には、超音波モータ１９の代わりにステッ
ピングモータが適用された走査ユニットの構成が概略的
に示されている。本実施例は、シャフト２１（図１
（ｂ）参照）を介して共振型ガルバノスキャナ１５を回
転できない場合に適用される。
合でも、その摩擦力で現在の位置を保持可能に構成され
ているため、発熱量が非常に少ないのが特徴である。こ
のため、発熱による影響を受けやすい光学装置、例えば
走査光学顕微鏡等に適した駆動素子である。ただし、熱
発生が構わない装置や、発熱をおさえた駆動が可能であ
れば、これ以外の駆動素子を用いても構わないのは当然
である。図４には、超音波モータ１９の代わりにステッ
ピングモータが適用された走査ユニットの構成が概略的
に示されている。本実施例は、シャフト２１（図１
（ｂ）参照）を介して共振型ガルバノスキャナ１５を回
転できない場合に適用される。
【００３３】ミラー１３が取り付けられた共振型ガルバ
ノスキャナ１５は、アダプタ４１を介して第１のギヤ４
３に接続されている。この第１のギヤ４３は、エンコー
ダ４５が接続されたステッピングモータ４７の第２のギ
ヤ４９に噛合されている。
ノスキャナ１５は、アダプタ４１を介して第１のギヤ４
３に接続されている。この第１のギヤ４３は、エンコー
ダ４５が接続されたステッピングモータ４７の第２のギ
ヤ４９に噛合されている。
【００３４】このような構成によれば、ステッピングモ
ータ４７の駆動力は、第２及び第１のギヤ４９，４３を
介して共振型ガルバノスキャナ１５に伝達され、この共
振型ガルバノスキャナ１５を所定方向に所定量だけ回動
させる。この結果、ミラー１３が、所定方向に所定量だ
け回動することによって、走査中心位置の移動制御が行
われる。
ータ４７の駆動力は、第２及び第１のギヤ４９，４３を
介して共振型ガルバノスキャナ１５に伝達され、この共
振型ガルバノスキャナ１５を所定方向に所定量だけ回動
させる。この結果、ミラー１３が、所定方向に所定量だ
け回動することによって、走査中心位置の移動制御が行
われる。
【００３５】ステッピングモータ４７は、移動後の位置
記憶保持に際し、電流を供給し続けなければなず、この
ため発熱が生じる。このとき、エンコーダ４５を動作さ
せることによって、電流の供給を停止した後でも、現在
位置の記憶保持が可能となり、高精度な位置制御が行わ
れる。以下、本発明の第３の実施例に係る走査ユニット
ついて、図５を参照して説明する。図５には、本実施例
の構成が概略的に示されている。
記憶保持に際し、電流を供給し続けなければなず、この
ため発熱が生じる。このとき、エンコーダ４５を動作さ
せることによって、電流の供給を停止した後でも、現在
位置の記憶保持が可能となり、高精度な位置制御が行わ
れる。以下、本発明の第３の実施例に係る走査ユニット
ついて、図５を参照して説明する。図５には、本実施例
の構成が概略的に示されている。
【００３６】即ち、中心移動を行わない場合、光源５１
から出射されたレーザービームは、ガルバノスキャナ５
３のミラー５５で反射されて、ポリゴンスキャナ５７に
照射される。このポリゴンスキャナ５７に照射されたレ
ーザービームは、ポリゴンスキャナ５７の回動によっ
て、その光軸（Ｄ）を中心に入射位置Ｘ5 からＸ6 の範
囲で偏光された状態で、走査面（Ｂ）上に走査される。
このとき、光軸（Ｄ）は、走査中心 (Ｏ5)に一致してい
る。中心移動を行う場合、ガルバノスキャナ５３のミラ
ー５５を所定方向に所定量だけ回動させる。
から出射されたレーザービームは、ガルバノスキャナ５
３のミラー５５で反射されて、ポリゴンスキャナ５７に
照射される。このポリゴンスキャナ５７に照射されたレ
ーザービームは、ポリゴンスキャナ５７の回動によっ
て、その光軸（Ｄ）を中心に入射位置Ｘ5 からＸ6 の範
囲で偏光された状態で、走査面（Ｂ）上に走査される。
このとき、光軸（Ｄ）は、走査中心 (Ｏ5)に一致してい
る。中心移動を行う場合、ガルバノスキャナ５３のミラ
ー５５を所定方向に所定量だけ回動させる。
【００３７】例えば、ガルバノスキャナ５３のミラー５
５を角度（θ3 ）の範囲で回動させると、ミラー５５か
ら反射したレーザービームは、角度（２θ3 ）程度偏向
され（図中点線で示す）、その走査中心は、 (Ｏ5)から
(Ｏ6)に移動する。このとき、レーザービームは、走査
中心 (Ｏ6)に対して対称な入射位置 (Ｘ7，Ｘ8)の間の
走査面（Ｂ）上に走査される。以上の説明から明らかな
ように、本実施例の効果も上述した各実施例と同様であ
るためその説明は省略する。また、図５から明らかなよ
うに、中心移動を行うと、ポリゴンスキャナ５７の反射
面上におけるレーザービームの反射位置にずれ（Ｌ）が
生じる。
５を角度（θ3 ）の範囲で回動させると、ミラー５５か
ら反射したレーザービームは、角度（２θ3 ）程度偏向
され（図中点線で示す）、その走査中心は、 (Ｏ5)から
(Ｏ6)に移動する。このとき、レーザービームは、走査
中心 (Ｏ6)に対して対称な入射位置 (Ｘ7，Ｘ8)の間の
走査面（Ｂ）上に走査される。以上の説明から明らかな
ように、本実施例の効果も上述した各実施例と同様であ
るためその説明は省略する。また、図５から明らかなよ
うに、中心移動を行うと、ポリゴンスキャナ５７の反射
面上におけるレーザービームの反射位置にずれ（Ｌ）が
生じる。
【００３８】このようなずれ（Ｌ）を解消させるため、
本実施例の走査ユニットには、ガルバノスキャナ５３を
図中矢印Ｐ方向に移動可能に構成された移動機構５９が
設けられている。図６には、この移動機構５９の構成が
概略的に示されている。
本実施例の走査ユニットには、ガルバノスキャナ５３を
図中矢印Ｐ方向に移動可能に構成された移動機構５９が
設けられている。図６には、この移動機構５９の構成が
概略的に示されている。
【００３９】即ち、ガルバノスキャナ５３を支持する支
持台６１は、その裏面側に設けられたラック６３を介し
て第１のギヤ６５に噛合されており、この第１のギヤ６
５は、ステッピングモータ６７の駆動力を伝達可能に構
成された第２のギヤ６９に噛合されている。
持台６１は、その裏面側に設けられたラック６３を介し
て第１のギヤ６５に噛合されており、この第１のギヤ６
５は、ステッピングモータ６７の駆動力を伝達可能に構
成された第２のギヤ６９に噛合されている。
【００４０】また、ガルバノスキャナ５３のミラー５５
の回転角度と中心光線のずれ量との関係は、予め測定さ
れ、メモリ回路７１に記憶されている。このメモリ回路
７１は、駆動回路７３を介してステッピングモータ６７
に接続されている。駆動回路７３は、メモリ回路７１に
記憶されている測定データを取り出して、この測定デー
タに基づいてステッピングモータ６７を駆動制御可能に
構成されている。
の回転角度と中心光線のずれ量との関係は、予め測定さ
れ、メモリ回路７１に記憶されている。このメモリ回路
７１は、駆動回路７３を介してステッピングモータ６７
に接続されている。駆動回路７３は、メモリ回路７１に
記憶されている測定データを取り出して、この測定デー
タに基づいてステッピングモータ６７を駆動制御可能に
構成されている。
【００４１】また、ガルバノスキャナ５３には、回転デ
ータ出力回路７５が接続されており、回転データ出力回
路７５から出力された回転データは、ガルバノスキャナ
５３に入力可能に構成されている。
ータ出力回路７５が接続されており、回転データ出力回
路７５から出力された回転データは、ガルバノスキャナ
５３に入力可能に構成されている。
【００４２】この結果、ガルバノスキャナ５３に回転デ
ータが出力されると、駆動回路７３は、メモリ回路７１
から測定データを取り出して、この測定データに基づい
て、ステッピングモータ６７を駆動させる。このステッ
ピングモータ６７の駆動力は、第２のギヤ６９を介して
第１のギヤ６５に伝達され、この第１のギヤ６５を回動
させる。この第１のギヤ６５の回動力は、ラック６３を
介して支持台６１に伝達され、この支持台６１を図中矢
印Ｐ方向に移動させる。かかる移動量を調節することに
よって、ずれ（Ｌ）が解消されることになる。次に、本
発明の第４の実施例に係る走査ユニットが応用された走
査光学顕微鏡について、図７を参照して説明する。図７
には、本実施例に係る走査光学顕微鏡の構成が概略的に
示されている。
ータが出力されると、駆動回路７３は、メモリ回路７１
から測定データを取り出して、この測定データに基づい
て、ステッピングモータ６７を駆動させる。このステッ
ピングモータ６７の駆動力は、第２のギヤ６９を介して
第１のギヤ６５に伝達され、この第１のギヤ６５を回動
させる。この第１のギヤ６５の回動力は、ラック６３を
介して支持台６１に伝達され、この支持台６１を図中矢
印Ｐ方向に移動させる。かかる移動量を調節することに
よって、ずれ（Ｌ）が解消されることになる。次に、本
発明の第４の実施例に係る走査ユニットが応用された走
査光学顕微鏡について、図７を参照して説明する。図７
には、本実施例に係る走査光学顕微鏡の構成が概略的に
示されている。
【００４３】即ち、光源７７から出射された直線偏光の
レーザービームは、ビームエキスパンダ７９を介して所
定の大きさのビーム径に拡大された後、第１のミラー８
１及び偏光ビームスプリッタ８３を介して走査ユニット
８５に照射される。
レーザービームは、ビームエキスパンダ７９を介して所
定の大きさのビーム径に拡大された後、第１のミラー８
１及び偏光ビームスプリッタ８３を介して走査ユニット
８５に照射される。
【００４４】この走査ユニット８５は、後述する対物レ
ンズ１０１の瞳位置と共役な位置関係に規定され、且
つ、その回動軸方向が重力方向（即ち、図中矢印Ｚ方
向）に一致するように規定されている。
ンズ１０１の瞳位置と共役な位置関係に規定され、且
つ、その回動軸方向が重力方向（即ち、図中矢印Ｚ方
向）に一致するように規定されている。
【００４５】走査ユニット８５に照射されたレーザービ
ームは、ここで図中Ｘ−Ｙ平面内で偏光された後、第１
及び第２の瞳伝送レンズ８７，８９を介して共振型ガル
バノスキャナ９１に照射される。
ームは、ここで図中Ｘ−Ｙ平面内で偏光された後、第１
及び第２の瞳伝送レンズ８７，８９を介して共振型ガル
バノスキャナ９１に照射される。
【００４６】この共振型ガルバノスキャナ９１は、後述
する対物レンズ１０１の瞳位置と共役な位置関係に規定
され、且つ、そのミラー９１ａの向きが下向き（即ち、
図中矢印Ｚ方向）に規定されている。
する対物レンズ１０１の瞳位置と共役な位置関係に規定
され、且つ、そのミラー９１ａの向きが下向き（即ち、
図中矢印Ｚ方向）に規定されている。
【００４７】共振型ガルバノスキャナ９１に照射された
レーザービームは、ここで図中Ｘ−Ｚ平面内で偏光され
て２次元走査された後、瞳投影レンズ９３及び結像レン
ズ９５を介してλ／４板９７を透過して第２のミラー９
９に照射される。λ／４板９７を透過したレーザービー
ムは、その偏光方向が直線偏光から円偏光に変換され
る。第２のミラー９９に照射された円偏光のレーザービ
ームは、対物レンズ１０１を介して試料１０３上に集光
される。
レーザービームは、ここで図中Ｘ−Ｚ平面内で偏光され
て２次元走査された後、瞳投影レンズ９３及び結像レン
ズ９５を介してλ／４板９７を透過して第２のミラー９
９に照射される。λ／４板９７を透過したレーザービー
ムは、その偏光方向が直線偏光から円偏光に変換され
る。第２のミラー９９に照射された円偏光のレーザービ
ームは、対物レンズ１０１を介して試料１０３上に集光
される。
【００４８】このとき試料１０３上には、回折制限され
た集光スポット（図示しない）が形成され、この集光ス
ポットによって試料１０３に対するＸ−Ｙ走査が施され
る。試料１０３が透過物体である場合、試料１０３に集
光されたレーザービームは、この試料１０３を透過した
後、コンデンサレンズ１０５を介して第１の光検出器１
０７に照射され、その光量変化が検出される。
た集光スポット（図示しない）が形成され、この集光ス
ポットによって試料１０３に対するＸ−Ｙ走査が施され
る。試料１０３が透過物体である場合、試料１０３に集
光されたレーザービームは、この試料１０３を透過した
後、コンデンサレンズ１０５を介して第１の光検出器１
０７に照射され、その光量変化が検出される。
【００４９】また、試料１０３が反射物体である場合、
試料１０３に集光されたレーザービームは、この試料１
０３から反射して、再び、対物レンズ１０１及び第２の
ミラー９９を介してλ／４板９７を透過した後、上述と
同様の光路を経て偏光ビームスプリッタ８３に照射され
る。
試料１０３に集光されたレーザービームは、この試料１
０３から反射して、再び、対物レンズ１０１及び第２の
ミラー９９を介してλ／４板９７を透過した後、上述と
同様の光路を経て偏光ビームスプリッタ８３に照射され
る。
【００５０】偏光ビームスプリッタ８３に照射されたレ
ーザービームは、λ／４板９７によってその偏光方向が
最初の直線偏光に対して９０°回転した直線偏光に変換
されている。
ーザービームは、λ／４板９７によってその偏光方向が
最初の直線偏光に対して９０°回転した直線偏光に変換
されている。
【００５１】このため、レーザービームは、偏光ビーム
スプリッタ８３によって反射され、集光レンズ１０９を
介して第２の光検出器１１１に集光され、その光量変化
が検出される。
スプリッタ８３によって反射され、集光レンズ１０９を
介して第２の光検出器１１１に集光され、その光量変化
が検出される。
【００５２】このように本実施例は、走査ユニット８５
の回動軸方向を重力方向（即ち、図中矢印Ｚ方向）に一
致させて構成したと共に、共振型ガルバノスキャナ９１
のミラー９１ａの向きを下向き（即ち、図中矢印Ｚ方
向）に規定させて構成されている。
の回動軸方向を重力方向（即ち、図中矢印Ｚ方向）に一
致させて構成したと共に、共振型ガルバノスキャナ９１
のミラー９１ａの向きを下向き（即ち、図中矢印Ｚ方
向）に規定させて構成されている。
【００５３】これは回転中に軸振れが生じると、画像中
心が指定方向以外に移動して行くことになる。このよう
な現象は高倍観察になる程顕著に現れ、高倍観察でその
性能が発揮される走査光学顕微鏡には重大な問題とな
る。
心が指定方向以外に移動して行くことになる。このよう
な現象は高倍観察になる程顕著に現れ、高倍観察でその
性能が発揮される走査光学顕微鏡には重大な問題とな
る。
【００５４】従って、本実施例の構成によれば、回転に
よる軸振れを抑えることが可能となり、高倍観察時でも
高精度に中心移動制御が可能な走査光学顕微鏡を提供す
ることができる。
よる軸振れを抑えることが可能となり、高倍観察時でも
高精度に中心移動制御が可能な走査光学顕微鏡を提供す
ることができる。
【００５５】
【発明の効果】本発明は、光偏向素子によって偏向され
たレーザー光の偏向中心の移動量を制御可能な検出制御
機構を備えてたことによって、簡単な構成で高精度且つ
高速に偏向中心位置の移動制御が可能な走査ユニットを
提供することができる。
たレーザー光の偏向中心の移動量を制御可能な検出制御
機構を備えてたことによって、簡単な構成で高精度且つ
高速に偏向中心位置の移動制御が可能な走査ユニットを
提供することができる。
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施例に係る走査ユ
ニットの構成を概略的に示す平面図、（ｂ）は、その側
面図。
ニットの構成を概略的に示す平面図、（ｂ）は、その側
面図。
【図２】（ａ）は、本発明の第２の実施例に係る走査ユ
ニットの構成を概略的に示す平面図、（ｂ）は、中心移
動が行われた状態を示す図。
ニットの構成を概略的に示す平面図、（ｂ）は、中心移
動が行われた状態を示す図。
【図３】図２に示す走査ユニットに適用された半導体位
置検出素子の構成を示す図。
置検出素子の構成を示す図。
【図４】超音波モータの代わりにステッピングモータが
適用された走査ユニットの構成を概略的に示す側面図。
適用された走査ユニットの構成を概略的に示す側面図。
【図５】本発明の第３の実施例に係る走査ユニットの構
成を概略的に示す図。
成を概略的に示す図。
【図６】図５に示す走査ユニットに適用された移動機構
の構成を概略的に示す図。
の構成を概略的に示す図。
【図７】本発明の第４の実施例に係る走査ユニットが応
用された走査光学顕微鏡の構成を概略的に示す図。
用された走査光学顕微鏡の構成を概略的に示す図。
【図８】従来の走査光学装置に適用された走査ユニット
の構成を概略的に示す斜視図。
の構成を概略的に示す斜視図。
１１…光源、１３…ミラー、１５…共振型ガルバノスキ
ャナ、１７…アダプタ、１９…超音波モータ、２１…シ
ャフト、２３…エンコーダ、２５…駆動回路、２７…移
動制御回路。
ャナ、１７…アダプタ、１９…超音波モータ、２１…シ
ャフト、２３…エンコーダ、２５…駆動回路、２７…移
動制御回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザー光を所定方向に所定量、偏向可
能に構成された光偏向素子と、 この光偏向素子によって偏向されたレーザー光の偏向中
心を所定方向に所定量、移動可能に構成された偏向中心
可変機構と、 この偏向中心可変機構の駆動状態を検出して、前記偏向
中心の移動量を制御可能に構成された検出制御機構とを
備えていることを特徴とする走査ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7585493A JPH06289305A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 走査ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7585493A JPH06289305A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 走査ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06289305A true JPH06289305A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13588236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7585493A Pending JPH06289305A (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | 走査ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06289305A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997021132A1 (fr) * | 1995-12-04 | 1997-06-12 | Komatsu Ltd. | Detecteur angulaire a miroir et procede de detection |
| US6072625A (en) * | 1997-02-03 | 2000-06-06 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical microscope apparatus |
| WO2007010980A1 (ja) * | 2005-07-21 | 2007-01-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | 光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法 |
| US7469191B2 (en) | 2004-08-03 | 2008-12-23 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Jitter measurement method, jitter measuring apparatus and image forming apparatus |
| EP2124086A2 (en) | 2008-05-22 | 2009-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method |
| JP4992898B2 (ja) * | 2006-07-03 | 2012-08-08 | 株式会社ニコン | レーザ走査顕微鏡及び観察方法 |
| JP2017135314A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 波長可変光源及びその駆動方法 |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP7585493A patent/JPH06289305A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997021132A1 (fr) * | 1995-12-04 | 1997-06-12 | Komatsu Ltd. | Detecteur angulaire a miroir et procede de detection |
| US6072625A (en) * | 1997-02-03 | 2000-06-06 | Olympus Optical Co., Ltd. | Optical microscope apparatus |
| US7469191B2 (en) | 2004-08-03 | 2008-12-23 | Sumitomo Precision Products Co., Ltd. | Jitter measurement method, jitter measuring apparatus and image forming apparatus |
| WO2007010980A1 (ja) * | 2005-07-21 | 2007-01-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | 光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法 |
| JP2007025607A (ja) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Brother Ind Ltd | 光走査装置、画像表示装置、光走査装置又は画像表示装置における反射ミラーの位置調節方法及び揺動状態検出方法 |
| JP4992898B2 (ja) * | 2006-07-03 | 2012-08-08 | 株式会社ニコン | レーザ走査顕微鏡及び観察方法 |
| EP2124086A2 (en) | 2008-05-22 | 2009-11-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method |
| EP2124086A3 (en) * | 2008-05-22 | 2009-12-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method |
| US9006607B2 (en) | 2008-05-22 | 2015-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Light beam scanning apparatus, laser machining apparatus, test method and laser machining method |
| JP2017135314A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 波長可変光源及びその駆動方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS63136017A (ja) | 光ビ−ム走査装置 | |
| KR100501075B1 (ko) | 광학현미경장치 | |
| JP2003098437A (ja) | 走査顕微鏡及び目標物を走査するための方法 | |
| JPH06289305A (ja) | 走査ユニット | |
| EP2602648B1 (en) | Confocal optical scanner and confocal microscope | |
| JP3365884B2 (ja) | 走査型光学顕微鏡 | |
| JPH10221618A (ja) | マルチビーム光学装置 | |
| JP4222895B2 (ja) | 光偏向器およびこの光偏向器を用いた走査型光学顕微鏡 | |
| JPH11267873A (ja) | レーザ光の走査光学系及びレーザ加工装置 | |
| JPH11173821A (ja) | 光学式検査装置 | |
| JPH10260359A (ja) | 像回転装置 | |
| JP2002296533A (ja) | 光学偏向装置およびこれを用いたレーザ加工装置 | |
| JP2761300B2 (ja) | 光ディスク装置のトラッキングアクチュエータ | |
| JP2005043892A (ja) | 共焦点ラスタ顕微鏡 | |
| JP2003177328A (ja) | 走査型光学顕微鏡 | |
| JPS62278521A (ja) | 光ビ−ム走査装置 | |
| JP2009188012A (ja) | 露光装置 | |
| JPH10221606A (ja) | 走査型顕微鏡装置 | |
| JPH11153405A (ja) | スキャナーシステムの変位センサー | |
| JP2009188014A (ja) | 露光装置 | |
| JPH1138339A (ja) | 走査光学系の走査位置補正装置 | |
| JPH08329488A (ja) | 焦点ズレ補正装置 | |
| JP2002228959A (ja) | マルチビーム合成走査記録装置 | |
| JP3188024B2 (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 | |
| JP2003230974A (ja) | レーザ加工装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030520 |