JPH07318985A - Optical scanner - Google Patents
Optical scannerInfo
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- JPH07318985A JPH07318985A JP6106536A JP10653694A JPH07318985A JP H07318985 A JPH07318985 A JP H07318985A JP 6106536 A JP6106536 A JP 6106536A JP 10653694 A JP10653694 A JP 10653694A JP H07318985 A JPH07318985 A JP H07318985A
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- optical deflector
- optical
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光走査装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、POSシステムにおける
バーコードリーダやレーザプリンタ等には光走査装置が
装備されている。例えば、バーコードリーダにおいて
は、光ビームを偏向してバーコード上を走査させるため
に光走査装置が用いられている。As is well known, a bar code reader, a laser printer and the like in a POS system are equipped with an optical scanning device. For example, in a bar code reader, an optical scanning device is used to deflect a light beam and scan the bar code.
【0003】従来の光走査装置は、ポリゴンミラーやガ
ルバノミラーを機械的に回転させて光走査を行う方式の
ものが一般的であった。The conventional optical scanning device is generally of the type that performs optical scanning by mechanically rotating a polygon mirror or a galvano mirror.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように機械的可動
部分を備えた光走査装置は、制御性が悪く、応答遅れが
生じる等の問題や、機械的な振動により光軸がずれる等
の不具合があった。As described above, the optical scanning device having the mechanically movable portion has poor controllability and causes a response delay, and the optical axis is displaced due to mechanical vibration. was there.
【0005】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、機械的可動部がなく、電気
的に制御が可能で制御性がよく、しかも、走査光以外の
回折光の強度を小さくでき、走査光の強度を一定にでき
る光走査装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. It has no mechanically movable parts, is electrically controllable, has good controllability, and is capable of diffracting light other than scanning light. An object of the present invention is to provide an optical scanning device capable of reducing the intensity of light and making the intensity of scanning light constant.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。The present invention adopts the following means in order to solve the above problems.
【0007】〈本発明の要旨〉本発明の光走査装置は、
(イ)対向配置された透明電極(2,2)間に液晶(5)が挿入
されてなり、透明電極(2,2)間に電圧を印加すると回折
格子として機能する平行縞が前記液晶(5)に生じ、印加
する電圧の大きさに応じて前記平行縞のピッチが変化す
る光偏向器(1)と、(ロ)前記光偏向器(1)に向けて光を
出射する光源(7)と、(ハ)前記光偏向器(1)に印加する
電圧を制御する電圧制御手段(23)と、(ニ)前記光偏向
器(1)に対する前記光源(7)の光の入射角を変えるように
光偏向器(1)の姿勢を変える姿勢可変機構(8)と、(ホ)
前記光偏向器(1)に印加する電圧の大きさに基いて、光
偏向器(1)に入射する入射光の入射角が、走査光の回折
効率を最大にする入射角となるように、前記姿勢可変機
構(8)を制御する姿勢制御手段(24)、とを具備し、前記
光源(7)から出射した光を前記光偏向器(1)で偏向し走査
光とするものである〔請求項1に対応〕。以下に、各構
成のポイントを述べる。<Summary of the Invention> The optical scanning device of the present invention comprises:
(A) A liquid crystal (5) is inserted between the transparent electrodes (2, 2) arranged opposite to each other, and when a voltage is applied between the transparent electrodes (2, 2), parallel stripes functioning as a diffraction grating are formed on the liquid crystal ( 5), the optical deflector (1) in which the pitch of the parallel stripes changes according to the magnitude of the applied voltage, and (b) the light source (7) that emits light toward the optical deflector (1). ), (C) voltage control means (23) for controlling the voltage applied to the optical deflector (1), and (d) the incident angle of light of the light source (7) with respect to the optical deflector (1). A posture changing mechanism (8) that changes the posture of the optical deflector (1) so that it changes (e)
Based on the magnitude of the voltage applied to the optical deflector (1), the incident angle of the incident light incident on the optical deflector (1) is an incident angle that maximizes the diffraction efficiency of the scanning light, Attitude control means (24) for controlling the attitude varying mechanism (8) is provided, and the light emitted from the light source (7) is deflected by the optical deflector (1) to be scanning light. Corresponding to claim 1]. The points of each configuration will be described below.
【0008】〔光偏向器〕光偏向器(1)に光を入射する
と、出射側には回折光が生じる。この回折光のいずれか
を走査光として用いると、入射光は光偏向器(1)により
偏向されて走査光となる。[Optical Deflector] When light is incident on the optical deflector (1), diffracted light is generated on the exit side. When any of the diffracted light is used as the scanning light, the incident light is deflected by the optical deflector (1) to become the scanning light.
【0009】光偏向器(1)に使用される液晶(5)の代表例
としては、化1を挙げることができるが、これに限るも
のではない。As a typical example of the liquid crystal (5) used in the light deflector (1), there may be mentioned Chemical formula 1, but it is not limited to this.
【0010】[0010]
【化1】 [Chemical 1]
【0011】〔光源〕光源(7)から出射される光は、S
偏光あるいはP偏光の直線偏光が好ましい。光源(7)か
ら出射される光が非直線偏光の場合には、光源(7)と光
偏向器(1)との間に偏光子を配置して、直線偏光成分だ
けを光偏向器(1)に入射させるようにすればよい。ただ
し、非直線偏光の光をそのまま光偏向器(1)に入射して
もよい。[Light Source] The light emitted from the light source (7) is S
Linearly polarized light such as polarized light or P-polarized light is preferable. When the light emitted from the light source (7) is non-linearly polarized light, a polarizer is arranged between the light source (7) and the optical deflector (1) so that only the linearly polarized light component is ). However, the non-linearly polarized light may be directly incident on the optical deflector (1).
【0012】光源(7)としては、レーザ発振器、LED
(発光ダイオード)、LD(レーザダイオード)、蛍光
燈、CRT(陰極線管)、PDP(プラズマディスプレ
イ)、ELD(エレクトロルミネッセンスディスプレ
イ)、白色燈、ハロゲンランプ等を例示できる。As the light source (7), a laser oscillator, an LED
(Light emitting diode), LD (laser diode), fluorescent lamp, CRT (cathode ray tube), PDP (plasma display), ELD (electroluminescence display), white lamp, halogen lamp and the like can be exemplified.
【0013】〔電圧制御手段〕電圧制御手段(23)は、光
偏向器(1)の透明電極(2,2)間に印加する電圧の大きさを
時間的に変化させるものである。印加電圧は直流電圧で
も交流電圧でも可能である。走査光の偏向角の時間的な
変化率が一定になるように、電圧制御手段により印加電
圧を制御すると、走査光の走査速度を一定にできる。[Voltage Control Means] The voltage control means (23) temporally changes the magnitude of the voltage applied between the transparent electrodes (2, 2) of the optical deflector (1). The applied voltage can be a DC voltage or an AC voltage. By controlling the applied voltage by the voltage control means so that the temporal change rate of the deflection angle of the scanning light becomes constant, the scanning speed of the scanning light can be made constant.
【0014】〔姿勢可変機構〕姿勢可変機構(8)は、例
えば、光偏向器(1)を回動機構を介して回動自在に支持
し、この回動機構をステッピングモータで駆動するよう
に構成することができる。ただし、姿勢可変機構(8)の
構成はこれに限るものではなく、要するに、光偏向器
(1)に対する光源(7)の光の入射角を変えるように光偏向
器(1)の姿勢を変えることができるものであればよい。[Attitude changing mechanism] The attitude changing mechanism (8) supports, for example, the optical deflector (1) rotatably via a rotating mechanism, and the rotating mechanism is driven by a stepping motor. Can be configured. However, the configuration of the attitude varying mechanism (8) is not limited to this, and in short, the optical deflector
It is sufficient that the posture of the light deflector (1) can be changed so as to change the incident angle of the light of the light source (7) with respect to (1).
【0015】〔姿勢制御手段〕姿勢制御手段(24)は、光
偏向器(1)の特性を利用して、前記姿勢可変機構(8)を制
御し光偏向器(1)の姿勢を制御するようにしたものであ
る。その特性とは、光偏向器(1)には、走査光の回折効
率を最大にする光の入射角が存在し、この入射角は光偏
向器(1)に印加される電圧の大きさに応じて変化する、
というものである。[Attitude control means] The attitude control means (24) controls the attitude variable mechanism (8) and the attitude of the optical deflector (1) by utilizing the characteristics of the optical deflector (1). It was done like this. The characteristic is that the optical deflector (1) has an incident angle of light that maximizes the diffraction efficiency of the scanning light, and this incident angle depends on the magnitude of the voltage applied to the optical deflector (1). Changes accordingly,
That is.
【0016】姿勢制御手段(24)は、光偏向器(1)に印加
される電圧の瞬時値と走査光の回折効率を最大にする入
射角とを対応して格納した入射角テーブル(21)を用意
し、この入射角テーブル(21)を参照して光偏向器(1)に
印加される電圧の瞬時値から入射角を決定するようにす
ることも可能である。The attitude control means (24) stores an incident angle table (21) in which the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1) and the incident angle that maximizes the diffraction efficiency of the scanning light are stored in correspondence with each other. It is also possible to prepare and to determine the incident angle from the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1) with reference to the incident angle table (21).
【0017】〈本発明の付加的構成要素〉本発明は前記
基本構成要素からなるが、以下の構成を付加した上でも
成立する。即ち、前記基本構成要素に、(ヘ)前記光偏
向器(1)を透過した0次光の強度を検出する受光部(9)
と、(ト)前記受光部(9)で検出した0次光の強度と光
偏向器(1)を透過する総透過光の強度に基いて、走査光
の強度が一定になるように、前記光源(7)の強度を制御
する光源制御手段(25)、とを付加する(請求項3に対
応)。<Additional Constituent Elements of the Present Invention> The present invention comprises the above-mentioned basic constituent elements, but can be realized even if the following constitution is added. That is, (f) a light receiving section (9) for detecting the intensity of 0th-order light transmitted through the optical deflector (1)
(G) Based on the intensity of the 0th-order light detected by the light receiving section (9) and the intensity of the total transmitted light transmitted through the optical deflector (1), the intensity of the scanning light is kept constant. A light source control means (25) for controlling the intensity of the light source (7) is added (corresponding to claim 3).
【0018】〔受光部〕受光部(9)は、フォトダイオー
ド、フォトトランジスタ、CdS光導電セル等を例示す
ることができる。[Light-Receiving Section] The light-receiving section (9) can be exemplified by a photodiode, a phototransistor, a CdS photoconductive cell and the like.
【0019】〔光源制御手段〕光源制御手段(25)は、光
偏向器(1)の別の特性を利用して、走査光の強度が一定
になるように光源(7)の強度を制御するものである。そ
の特性とは、回折光の回折効率は、光偏向器に印加され
る電圧の大きさの変化に伴って変化する、というもので
ある。[Light Source Control Means] The light source control means (25) controls the intensity of the light source (7) so that the intensity of the scanning light becomes constant by utilizing another characteristic of the light deflector (1). It is a thing. The characteristic is that the diffraction efficiency of the diffracted light changes with the change in the magnitude of the voltage applied to the optical deflector.
【0020】光源制御手段(25)は、総透過光の強度と光
源(7)の強度と光偏向器(1)に印加される電圧の瞬時値に
対応する入射角とを対応して格納した強度テーブル(22)
を用意し、この強度テーブル(22)を参照して、光源(7)
の強度と光偏向器(1)に印加される電圧の瞬時値に対応
する入射角から、総透過光の強度を求めるようにするこ
とも可能である。The light source control means (25) stores the total transmitted light intensity, the light source (7) intensity, and the incident angle corresponding to the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1) in association with each other. Strength table (22)
Prepare and refer to this intensity table (22) and refer to the light source (7)
It is also possible to obtain the total transmitted light intensity from the intensity of the light and the incident angle corresponding to the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1).
【0021】又、光源制御手段(25)は、総透過光の強度
と光源(7)の強度と光偏向器(1)に印加される電圧の瞬時
値とを対応して格納した強度テーブル(22)を用意し、こ
の強度テーブル(22)を参照して、光源(7)の強度と光偏
向器(1)に印加される電圧の瞬時値から、総透過光の強
度を求めるようにすることも可能である。この方が処理
速度を速くすることができる。The light source control means (25) stores an intensity table (corresponding to the intensity of the total transmitted light, the intensity of the light source (7) and the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1) in association with each other. 22) and refer to this intensity table (22) to obtain the total transmitted light intensity from the intensity of the light source (7) and the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1). It is also possible. This can increase the processing speed.
【0022】〈本発明の利用可能性〉本発明は、バーコ
ードリーダやレーザプリンタ等に組み込まれる光走査装
置に利用可能である。<Applicability of the Present Invention> The present invention can be applied to an optical scanning device incorporated in a bar code reader, a laser printer or the like.
【0023】[0023]
〈本発明の作用〉光偏向器(1)の透明電極(2,2)に電圧を
印加すると液晶(5)に平行縞が生じ、この平行縞が回折
格子として機能する。この印加電圧の大きさを時間的に
変化させると、回折角が変化する。<Operation of the present invention> When a voltage is applied to the transparent electrodes (2, 2) of the optical deflector (1), parallel stripes are generated in the liquid crystal (5), and the parallel stripes function as a diffraction grating. When the magnitude of this applied voltage is changed with time, the diffraction angle changes.
【0024】光源(7)から出射した光は光偏向器(1)に入
射して、光偏向器(1)の出射側に回折光を生じさせる。
この回折光のうち+1次回折光を走査光とする。姿勢制
御手段(24)は、光偏向器(1)に入射する入射光の入射角
が、走査光の回折効率を最大にする入射角となるよう
に、姿勢可変機構(8)を制御する。この入射角において
は、0次光と走査光以外の回折光の回折効率が極めて小
さくなる。したがって、これら回折光が走査光の邪魔を
することがない。The light emitted from the light source (7) is incident on the optical deflector (1) to generate diffracted light on the emission side of the optical deflector (1).
Of the diffracted light, the + 1st order diffracted light is used as the scanning light. The attitude control means (24) controls the attitude variable mechanism (8) so that the incident angle of the incident light incident on the optical deflector (1) becomes the incident angle that maximizes the diffraction efficiency of the scanning light. At this incident angle, the diffraction efficiency of diffracted light other than the 0th order light and the scanning light becomes extremely small. Therefore, the diffracted light does not interfere with the scanning light.
【0025】〈付加的構成要素を付加した場合の作用〉
光源制御手段(25)では、総透過光強度と受光部で検出し
た0次光強度から走査光強度を求め、この走査光強度と
目標値との強度差を求めて、この強度差に応じて光源の
強度を制御する。即ち、走査光強度が目標値よりも大な
る場合には、光源の強度を小さくするように制御し、走
査光強度が目標値よりも小なる場合には、光源の強度を
大きくするように制御する。これによって、走査光の強
度を常に一定(目標値)に制御する。<Operation when Additional Components are Added>
In the light source control means (25), the scanning light intensity is obtained from the total transmitted light intensity and the 0th-order light intensity detected by the light receiving portion, the intensity difference between this scanning light intensity and the target value is obtained, and the intensity difference is determined according to this intensity difference Control the intensity of the light source. That is, when the scanning light intensity is higher than the target value, the light source intensity is controlled to be smaller, and when the scanning light intensity is lower than the target value, the light source intensity is controlled to be higher. To do. Thereby, the intensity of the scanning light is always controlled to be constant (target value).
【0026】[0026]
〔V.G.M現象〕本発明の光走査装置を説明する前
に、V.G.M現象と、この現象を利用した光偏向器に
ついて説明する。[V. G. M Phenomenon] Before describing the optical scanning device of the present invention, V. G. The M phenomenon and the optical deflector utilizing this phenomenon will be described.
【0027】ある種のネマティック液晶分子を透明電極
間に挟み、直流あるいは交流電圧を印加すると、電圧が
ある一定のしきい値を越えたところで数μmピッチの平
行縞が現れることが報告されている(B.H.Soffer et,a
l.Opt.Eng.22,6,1983)。この現象はV.G.M(Varia
ble Grating Mode)と呼ばれている。この平行縞は液晶
内の二次配向の分布に起因するものであり、印加電圧の
大きさによって平行縞のピッチ(即ち、空間周波数)が
変わる。It has been reported that when a certain kind of nematic liquid crystal molecule is sandwiched between transparent electrodes and a DC or AC voltage is applied, parallel stripes with a pitch of several μm appear when the voltage exceeds a certain threshold value. (BHSoffer et, a
L.Opt.Eng.22,6,1983). This phenomenon is G. M (Varia
ble Grating Mode). The parallel stripes are caused by the distribution of the secondary alignment in the liquid crystal, and the pitch of the parallel stripes (that is, the spatial frequency) changes depending on the magnitude of the applied voltage.
【0028】尚、VGM現象が生じる液晶は、誘電率差
△ε<0のものが多い。V.G.M現象が生じる液晶の
代表例を化2に示す。Many liquid crystals in which the VGM phenomenon occurs have a dielectric constant difference Δε <0. V. G. A typical example of a liquid crystal in which the M phenomenon occurs is shown in Chemical formula 2.
【0029】[0029]
【化2】 [Chemical 2]
【0030】この縞は回折格子の働きをするので、印加
電圧を変えることにより回折角を変えることができる。
尚、平行縞のピッチは印加電圧の増大に比例して狭くな
り、回折角が大きくなることがわかっている。Since the fringes act as a diffraction grating, the diffraction angle can be changed by changing the applied voltage.
It is known that the pitch of the parallel stripes becomes narrower in proportion to the increase of the applied voltage and the diffraction angle becomes larger.
【0031】図3は、このV.G.M現象を利用した光
偏向器の基本構成図である。光偏向器1は、一方の面に
透明電極2及び配向膜3を設けた一対の透明ガラス板
4,4を対向配置し、このガラス板4,4間にV.GM
現象が生じる液晶5を挿入して構成されており、透明電
極2,2には交流電圧あるいは直流電圧を印加できるよ
うに駆動回路6が接続されている。FIG. 3 shows this V. G. It is a basic block diagram of the optical deflector using the M phenomenon. In the optical deflector 1, a pair of transparent glass plates 4 and 4 provided with a transparent electrode 2 and an alignment film 3 on one surface are arranged to face each other, and a V. GM
A liquid crystal 5 in which a phenomenon occurs is inserted, and a drive circuit 6 is connected to the transparent electrodes 2 and 2 so that an AC voltage or a DC voltage can be applied.
【0032】〔光走査装置の原理〕次に、上記光偏向器
1を利用した光走査装置の原理を図4から図7の図面を
参照して説明する。[Principle of Optical Scanning Device] Next, the principle of the optical scanning device using the optical deflector 1 will be described with reference to FIGS. 4 to 7.
【0033】光源7から出射した光が光偏向器1に入射
すると、図4及び図5に示すように、出射側に透過光
(0次光)及び±1次、±2次、…の回折光が現れる
(図では3次以上の高次の回折光は強度が非常に小さい
ので省略している)。これら回折光のうち一番強度の強
い回折光を走査光として用いる。通常、+1次回折光を
走査光とする場合が多い。When the light emitted from the light source 7 enters the optical deflector 1, as shown in FIGS. 4 and 5, the transmitted light (0th order light) and the ± 1st, ± 2nd, ... Light appears (in the figure, high-order diffracted light of 3rd order or higher is omitted because its intensity is very small). Of these diffracted lights, the diffracted light with the highest intensity is used as the scanning light. Usually, the + 1st order diffracted light is often used as the scanning light.
【0034】ここで、入射光を直線偏光にすると、奇数
次の回折光と、0次光及び偶数次の回折光では偏光方向
が直交することが報告されている(B.H.Soffer et,al.O
pt.Eng.22,6,1983)。つまり、入射光がS偏光であれ
ば、0次光及び偶数次の回折光はS偏光で、奇数次の回
折光はP偏光になる。Here, it is reported that when the incident light is linearly polarized, the polarization directions of the odd-order diffracted light and the zero-order light and the even-order diffracted light are orthogonal to each other (BHSoffer et, al. O.
pt.Eng.22,6,1983). That is, if the incident light is S-polarized light, the 0th-order light and the even-order diffracted light are S-polarized light, and the odd-order diffracted light is P-polarized light.
【0035】そして、駆動回路6によって光偏向器1に
大きさが時間的に変化する電圧を印加すると、図6に示
すように光が1本の直線上を走査することとなる。図7
は、光偏向器1に印加する電圧波形の一例を示すもので
あり、図7(A)は交流電圧の場合であり、図7(B)
は直流電圧の場合である。尚、この図では交流信号をパ
ルスで与えているが、これに限るものではなく、例えば
連続的に電圧値が増減するような交流信号であっても構
わない。When a voltage whose magnitude changes with time is applied to the optical deflector 1 by the drive circuit 6, the light scans one straight line as shown in FIG. Figure 7
Shows an example of a voltage waveform applied to the optical deflector 1, FIG. 7 (A) shows the case of an AC voltage, and FIG. 7 (B).
Is the case of DC voltage. Although the AC signal is given as a pulse in this drawing, the present invention is not limited to this, and may be an AC signal whose voltage value continuously increases and decreases.
【0036】〔光偏向器の特性〕前記構成からなる光偏
向器1には以下の特性がある。 1.印加電圧と空間周波数との関係 光偏向器1に印加される印加電圧Vと光偏向器11に生
じる平行縞の空間周波数fsとの間には、図8に示すよ
うに線形の関係がある。[Characteristics of Optical Deflector] The optical deflector 1 configured as described above has the following characteristics. 1. Relationship between Applied Voltage and Spatial Frequency There is a linear relationship between the applied voltage V applied to the optical deflector 1 and the spatial frequency fs of the parallel stripes generated in the optical deflector 11, as shown in FIG.
【0037】2.印加電圧と回折効率との関係 光偏向器1に印加される電圧値の変化に伴って回折光の
回折効率が変化する。図9は、印加電圧Vと+1次回折
光の回折効率Edとの関係を示している。このため、光
偏向器1への入射光の強度が一定の場合には、走査光で
ある+1次回折光の強度は印加電圧の大きさの変化に伴
って変化することとなる。2. Relationship between Applied Voltage and Diffraction Efficiency The diffraction efficiency of the diffracted light changes as the voltage value applied to the optical deflector 1 changes. FIG. 9 shows the relationship between the applied voltage V and the diffraction efficiency Ed of the + 1st order diffracted light. Therefore, when the intensity of the incident light on the optical deflector 1 is constant, the intensity of the + 1st order diffracted light, which is the scanning light, changes with the change in the applied voltage.
【0038】3.入射角と回折効率の関係 光偏向器1への入射光の入射角が変化すると、回折光の
回折効率が変化する。図10は光偏向器1がある所定の
空間周波数の時の入射角θと各回折光の回折効率Edと
の関係を示したものである。このように、光偏向器1に
は、+1次回折光の回折効率が最大になる入射角θpが
存在し、この入射角θpの時には+1次及び0次の回折
光以外は殆ど無視できる程度の回折効率となる。図11
はこの時の回折光の様子を示したものである。この入射
角θpの値は光偏向器1に印加される印加電圧の大きさ
に応じて変化することが確認されている。3. Relationship between Incident Angle and Diffraction Efficiency When the incident angle of the incident light on the optical deflector 1 changes, the diffraction efficiency of the diffracted light changes. FIG. 10 shows the relationship between the incident angle θ and the diffraction efficiency Ed of each diffracted light when the optical deflector 1 has a predetermined spatial frequency. As described above, the optical deflector 1 has the incident angle θp that maximizes the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light, and at this incident angle θp, the diffracted light other than the + 1st order and 0th order diffracted light is negligible. Be efficient. Figure 11
Shows the state of the diffracted light at this time. It has been confirmed that the value of the incident angle θp changes according to the magnitude of the applied voltage applied to the optical deflector 1.
【0039】〔本発明の光走査装置の制御原理〕本発明
の光走査装置では、光偏向器1の前記特性を巧みに利用
して走査光の強度が一定になるように制御している。以
下に、その制御原理を説明する。[Control Principle of Optical Scanning Apparatus of the Present Invention] In the optical scanning apparatus of the present invention, the intensity of the scanning light is controlled to be constant by skillfully utilizing the characteristics of the optical deflector 1. The control principle will be described below.
【0040】光偏向器1への入射光の強度Iiと、反射
光の強度Irと、透過光の強度Itとの間には次式が成り
立つ。 Ii=Ir + It 光偏向器1に電圧を印加して回折格子として機能させた
場合、透過光の強度I tは全ての回折光の強度の和であ
り、次式が成り立つ。 It=(I0)+(I+1)+(I-1)+(I+2)+(I-2)+……+
(I+n)+(I-n) ここで、I0は0次光の強度、I+1は+1次回折光の強
度、I-1は−1次回折光の強度、I+2は+2次回折光の
強度、I-2は−2次回折光の強度、I+nは+n次回折光
の強度、I-nは−n次回折光の強度である。Intensity I of light incident on the optical deflector 1iAnd the reflection
Light intensity IrAnd the intensity of transmitted light ItThe following equation holds between
stand. Ii= Ir + It A voltage was applied to the optical deflector 1 to function as a diffraction grating.
In case of transmitted light intensity I tIs the sum of the intensities of all diffracted light
Therefore, the following equation holds. It= (I0) + (I+1) + (I-1) + (I+2) + (I-2) + …… +
(I+ n) + (I-n) Where I0Is the intensity of 0th order light, I+1Is the intensity of the + 1st order diffracted light
Degree, I-1Is the intensity of the −1st order diffracted light, I+2Is the + 2nd order diffracted light
Strength, I-2Is the intensity of the −2nd order diffracted light, I+ nIs the + nth order diffracted light
Strength of I-nIs the intensity of the -nth order diffracted light.
【0041】更に、+1次回折光の回折効率が最大とな
る入射角θpにおいては、+1次回折光と0次光以外の
回折光は無視できる程度の強度であるので、次の近似式
が成り立つ。 Itp=(I0p)+(I+1p) ここで、Itp、I0p、I+1pはそれぞれ、入射角θpの時
の総透過光の強度、0次光の強度、+1次回折光の強度
である。これから次式が得られる。 I+1p=(Itp)−(I0p) 即ち、全透過光の強度Itpと0次光の強度I0pが判れ
ば、走査光である+1次回折光の強度I+1pを求めるこ
とができる。Further, at the incident angle θp where the diffraction efficiency of the + 1st-order diffracted light is maximum, the intensity of the diffracted light other than the + 1st-order diffracted light and the 0th-order diffracted light is so negligible that the following approximate expression holds. I tp = (I 0p ) + (I + 1p ), where I tp , I 0p , and I + 1p are the total transmitted light intensity, the 0th-order light intensity, and the + 1st-order diffracted light at the incident angle θp, respectively. Strength. From this, the following equation is obtained. I + 1p = (I tp ) − (I 0p ) That is, if the intensity I tp of the total transmitted light and the intensity I 0p of the 0th-order light are known, the intensity I + 1p of the + 1st-order diffracted light that is the scanning light can be obtained. it can.
【0042】そこで、このようにして求めた+1次回折
光の強度I+1pが一定になるように光源の強度を制御す
れば、走査光の強度Icを一定にすることができる。Therefore, the intensity Ic of the scanning light can be made constant by controlling the intensity of the light source so that the intensity I + 1p of the + 1st order diffracted light thus obtained becomes constant.
【0043】〔第1実施例〕次に、本発明に係る光走査
装置の第1実施例を図12から図16の図面を参照して
説明する。図12はこの実施例における光走査装置の構
成図であり、図13は制御系のブロック図であり、図1
4はフローチャートである。[First Embodiment] Next, a first embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. 12 is a block diagram of an optical scanning device in this embodiment, and FIG. 13 is a block diagram of a control system.
4 is a flow chart.
【0044】光走査装置は、光偏向器1と、駆動回路6
と、レーザ発振器(光源)7と、姿勢制御モータ(姿勢
可変機構)8と、フォトダイオード(受光部)9と、制
御部20とを具備している。制御部20は、第1メモリ
21と、第2メモリ22と、電圧制御部(電圧制御手
段)23と、姿勢制御部(姿勢制御手段)24と、光源
制御部(光源制御手段)25とを備えている。The optical scanning device comprises an optical deflector 1 and a drive circuit 6.
A laser oscillator (light source) 7, a posture control motor (posture changing mechanism) 8, a photodiode (light receiving unit) 9, and a control unit 20. The control unit 20 includes a first memory 21, a second memory 22, a voltage control unit (voltage control unit) 23, an attitude control unit (posture control unit) 24, and a light source control unit (light source control unit) 25. I have it.
【0045】光偏向器1は前述した光偏向器と同じもの
であり、電圧を印加すると回折格子として機能する平行
縞が表れ、印加される電圧の大きさに応じて平行縞のピ
ッチが変化し、回折角が変化する。この光偏向器1にお
ける、印加電圧Vと空間周波数fsの特性、及び、印加
電圧Vと+1次回折光の回折効率Edの特性は、それぞ
れ図8、図9に示すようになっている。The optical deflector 1 is the same as the above-mentioned optical deflector, and when a voltage is applied, parallel stripes functioning as a diffraction grating appear, and the pitch of the parallel stripes changes according to the magnitude of the applied voltage. , The diffraction angle changes. The characteristics of the applied voltage V and the spatial frequency f s , and the characteristics of the applied voltage V and the diffraction efficiency Ed of the + 1st order diffracted light in this optical deflector 1 are as shown in FIGS. 8 and 9, respectively.
【0046】光偏向器1は図示しない回動機構を介して
支持されており、姿勢制御モータ8によって回動され
て、レーザ発振器7から出射したレーザ光の入射角を変
えられるようになっている。光偏向器1は、図示しない
角度センサによって基準位置からの回転角度が検出さ
れ、これによって光偏向器への入射角θが検出されるよ
うになっている。The optical deflector 1 is supported via a rotation mechanism (not shown), and is rotated by the attitude control motor 8 so that the incident angle of the laser light emitted from the laser oscillator 7 can be changed. . In the optical deflector 1, the rotation angle from the reference position is detected by an angle sensor (not shown), and the incident angle θ to the optical deflector is detected by this.
【0047】駆動回路6は、光偏向器1の透明電極2,
2間に、大きさが周期的に変化する電圧を印加するため
の回路であり、電圧の大きさを時間的に変化させること
により、光偏向器1による光の偏向角を変化させ、光を
走査することができるようになっている。The drive circuit 6 includes the transparent electrodes 2 of the optical deflector 1.
2 is a circuit for applying a voltage whose magnitude changes periodically, and by changing the magnitude of the voltage with time, the deflection angle of the light by the optical deflector 1 is changed, It can be scanned.
【0048】レーザ発振器7は光偏向器1に向けてS偏
光のレーザ光を出射する。レーザ発振器7は出射光の強
度が調節可能になっていて、制御部20の光源制御部2
5によって制御される。The laser oscillator 7 emits S-polarized laser light toward the optical deflector 1. The laser oscillator 7 is capable of adjusting the intensity of emitted light, and the light source controller 2 of the controller 20.
Controlled by 5.
【0049】姿勢制御モータ8はステッピングモータか
らなり、制御部20の姿勢制御部24によって、レーザ
光が最適な入射角で光偏向器1に入射するように回動制
御される。The attitude control motor 8 is a stepping motor, and the attitude control unit 24 of the control unit 20 controls the rotation of the laser light so that the laser light enters the optical deflector 1 at an optimum incident angle.
【0050】フォトダイオード9は、光偏向器1を透過
したレーザ光のうちの0次光を受光して、この0次光の
強度を検出するものであり、このフォトダイオード9の
出力信号は制御部20の光源制御部25に入力される。The photodiode 9 receives the 0th order light of the laser light transmitted through the optical deflector 1 and detects the intensity of the 0th order light. The output signal of the photodiode 9 is controlled. It is input to the light source control unit 25 of the unit 20.
【0051】第1メモリ21には、図15に示すよう
に、光偏向器1に印加される電圧の大きさ(瞬時値)V
と、+1次回折光の回折効率が最大となる入射角θpと
を対応して格納した入射角テーブルが記憶されている。In the first memory 21, as shown in FIG. 15, the magnitude (instantaneous value) V of the voltage applied to the optical deflector 1 is V.
And an incident angle table in which the incident angles θp at which the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light is maximized are stored in association with each other.
【0052】第2メモリには、図16に示すように、レ
ーザ発振器7の出射光の強度Iiと、前記入射角θpと、
入射角θpにおける総透過光強度Itpとを対応して格納
した強度テーブルが記憶されている。これら入射角テー
ブル及び強度テーブルの内容は予め実験によって求めて
おく。In the second memory, as shown in FIG. 16, the intensity I i of the light emitted from the laser oscillator 7, the incident angle θ p, and
Intensity table stored corresponding to the total transmitted light intensity I tp at an incident angle θp is stored. The contents of these incident angle table and intensity table are obtained in advance by experiments.
【0053】尚、強度テーブルの内容は次のようにして
求めることができる。光偏向器1への印加電圧を0に保
持しておき、光偏向器1への光の入射角θp及びレーザ
発振器7の出射光強度Iiを変化させながら、フォトダ
イオード9で0次光の強度を検出する。このフォトダイ
オード9で検出した0次光の強度を総透過光強度Itpと
する。The contents of the strength table can be obtained as follows. The voltage applied to the optical deflector 1 is held at 0, and the incident angle θp of the light to the optical deflector 1 and the emission light intensity I i of the laser oscillator 7 are changed, and the photodiode 9 changes Detect intensity. The intensity of the 0th-order light detected by the photodiode 9 is set as the total transmitted light intensity Itp .
【0054】〔入射角の制御〕入射角の制御は次のよう
にして行われる。光偏向器1には、電圧制御部23によ
って所定の周期で大きさが変化するように制御された電
圧Vが、駆動回路6を介して印加される。[Control of Incident Angle] Control of the incident angle is performed as follows. A voltage V, which is controlled by the voltage controller 23 to change its magnitude in a predetermined cycle, is applied to the optical deflector 1 via the drive circuit 6.
【0055】光偏向器1に印加した電圧の瞬時値Vが電
圧制御部23において読み込まれ(ステップ101)、こ
の瞬時値Vが電圧制御部23から姿勢制御部24に入力
される。The instantaneous value V of the voltage applied to the optical deflector 1 is read by the voltage control unit 23 (step 101), and this instantaneous value V is input from the voltage control unit 23 to the attitude control unit 24.
【0056】そして、光偏向器1に印加される電圧の瞬
時値Vに対応した入射角θpが、第1メモリ21の入射
角テーブルを参照して読み出され(ステップ102)、電
圧制御部23において、この入射角θpと現時点の入射
角θとの角度差が演算される(ステップ103)。Then, the incident angle θp corresponding to the instantaneous value V of the voltage applied to the optical deflector 1 is read by referring to the incident angle table of the first memory 21 (step 102), and the voltage controller 23. At, the angle difference between this incident angle θp and the present incident angle θ is calculated (step 103).
【0057】次に、前記角度差分だけ回転するように姿
勢制御部24から姿勢制御モータ8に出力され、その結
果、光偏向器1が所定の角度回転する(ステップ10
4)。これにより、レーザ発振器7から出射されたレー
ザ光が光偏向器1に常に入射角θpで入射するように制
御される。Next, the attitude control unit 24 outputs the attitude control motor 8 so that the optical deflector 1 rotates by a predetermined angle (step 10).
Four). As a result, the laser light emitted from the laser oscillator 7 is controlled so as to always enter the optical deflector 1 at the incident angle θp.
【0058】〔走査光強度の制御〕走査光強度の制御は
次のようにして行われる。初めに、レーザ発振器7の出
射光強度Iiの初期値が設定される(ステップ201)。[Control of Scanning Light Intensity] The scanning light intensity is controlled as follows. First, the initial value of the emission light intensity I i of the laser oscillator 7 is set (step 201).
【0059】光源制御部24で現時点でのレーザ発振器
7の出射光強度Iiが読み出され(ステップ202)、この
出射光強度Iiは光源制御部25に入力される。フォト
ダイオード9により0次光の強度I0pが検出され(ステ
ップ203)、この0次光の強度I0pは光源制御部25に
入力される。The light source control unit 24 reads out the emission light intensity I i of the laser oscillator 7 at the present time (step 202), and this emission light intensity I i is input to the light source control unit 25. The photodiode 9 detects the intensity I 0p of the 0th-order light (step 203), and the intensity I 0p of the 0th-order light is input to the light source controller 25.
【0060】前記入射角制御のステップ102において読
み出された前記入射角θpが光源制御部25に入力され
るそして、これら入射角θpと現時点の出射光強度Iiと
0次光の強度I0pに対応する総透過光強度Itpが、図1
6の強度テーブルを参照して読み出される(ステップ20
4)。The incident angle θp read out in step 102 of the incident angle control is input to the light source control section 25. Then, the incident angle θp, the current emission light intensity I i and the 0th order light intensity I 0p. The total transmitted light intensity Itp corresponding to
6 is read out by referring to the intensity table (step 20)
Four).
【0061】更に、光源制御部25において、読み出さ
れた総透過光強度Itpと0次光の強度I0pとの差が演算
され、これから現時点の走査光の強度である+1次回折
光の強度I+1pを知り、この現時点の走査光強度I+1pと
予め設定した走査光強度の目標値Isとの差が演算され
る(ステップ205)。Further, in the light source control section 25, the difference between the total transmitted light intensity Itp read out and the intensity I 0p of the 0th order light is calculated, and from this, the intensity of the + 1st order diffracted light which is the intensity of the scanning light at the present time is calculated. Knowing I + 1p , the difference between the present scanning light intensity I + 1p and the preset target value Is of the scanning light intensity is calculated (step 205).
【0062】そして、演算により得られた+1次回折光
の強度I+1pが目標値Isよりも大なる場合には、レーザ
発振器7の出射光の強度Iiを小さくするように光源制
御部25からレーザ発振器7に出力され、+1次回折光
の強度I+1pが目標値Isよりも小なる場合には、レーザ
発振器7の出射光の強度Iiを大きくするように光源制
御部25からレーザ発振器7に出力される(ステップ20
6)。このようにして、走査光の強度Ic(=I+1p)が
常に目標値Isになるように制御される。When the intensity I + 1p of the + 1st order diffracted light obtained by the calculation is larger than the target value Is, the intensity I i of the light emitted from the laser oscillator 7 is reduced by the light source controller 25. When the intensity I + 1p of the + 1st-order diffracted light output to the laser oscillator 7 is smaller than the target value Is, the light source controller 25 causes the laser oscillator 7 to increase the intensity I i of the light emitted from the laser oscillator 7. Output to (step 20
6). In this manner, the intensity Ic (= I + 1p ) of the scanning light is controlled so as to always be the target value Is.
【0063】以上のように、この光走査装置において
は、レーザ発振器7から出射されたレーザ光が光偏向器
1に常に入射角θpで入射するようになり、その結果、
走査光(+1次回折光)及び0次光を除いた回折光の強
度を極めて小さくすることができる。これにより、光走
査装置の性能が向上する。As described above, in this optical scanning device, the laser light emitted from the laser oscillator 7 always enters the optical deflector 1 at the incident angle θp, and as a result,
The intensity of the diffracted light excluding the scanning light (+ 1st-order diffracted light) and the 0th-order light can be made extremely small. This improves the performance of the optical scanning device.
【0064】例えば、光走査装置をバーコードリーダに
利用した場合に、走査光の強度よりも−1次回折光や±
2次回折光等の回折光の強度が大であると、バーコード
で反射した走査光以外の回折光の反射光が読み取り用の
光検知器に入射して、読み取り精度が悪くなることがあ
る。本発明の光走査装置ではこのようなことがない。For example, when the optical scanning device is used as a bar code reader, the −1st order diffracted light or ±
When the intensity of the diffracted light such as the second-order diffracted light is high, the reflected light of the diffracted light other than the scanning light reflected by the bar code may enter the photodetector for reading, and the reading accuracy may deteriorate. This is not the case with the optical scanning device of the present invention.
【0065】又、この走査装置においては走査光の強度
を常に一定にできるので、これによっても光走査装置の
性能が向上する。例えば、光走査装置をバーコードリー
ダに利用した場合では、バーコードで反射した走査光の
反射光が常に一定の強度で読み取り用の光検知器に入射
するようになるので、読み取りミスがなくなり、読み取
り精度が向上する。Further, in this scanning device, the intensity of the scanning light can always be made constant, which also improves the performance of the optical scanning device. For example, when the optical scanning device is used for a bar code reader, the reflected light of the scanning light reflected by the bar code is always incident on the photodetector for reading with a constant intensity, so that a reading error is eliminated. The reading accuracy is improved.
【0066】〔走査光の走査速度〕走査光の走査速度
は、光偏向器1に印加される電圧Vの時間的な変化率に
よって決定される。これについて考察する。[Scanning Speed of Scanning Light] The scanning speed of scanning light is determined by the temporal change rate of the voltage V applied to the optical deflector 1. Consider this.
【0067】光偏向器1に入射する入射光の波長λと、
入射角θpで入射した時の+1次回折光の回折角α(図
11参照)と、空間周波数fsとの間には、次式の関係
がある。 sinθp+sinα=fs・λ 一方、光偏向器1に印加される電圧Vと光偏向器1に生
じる平行縞の空間周波数fsは線形の関係があり、fs=
BV(Bは定数)と表せるから、前式は次のようにな
る。 sinθp+sinα=BVλ ここでBλは定数であるのでBλ=Kと置き換えると、 sinθp+sinα=KV よって、+1次回折光の回折角αを印加電圧V及び入射
角θpで表すと、 α=sin-1{KV−sinθp} … … … (1)式 +1次回折光の回折角は走査光の偏向角であるから、上
記(1)式で与えられる走査光の偏向角αの時間的変化
が一定になるように、電圧制御部23で光偏向器1に印
加する電圧値を制御すると、走査光の走査速度を一定に
することができる。The wavelength λ of the incident light entering the optical deflector 1,
The diffraction angle α (see FIG. 11) of the + 1st-order diffracted light when incident at the incident angle θp and the spatial frequency f s have the following relationship. sinθp + sinα = whereas f s · lambda, a spatial frequency f s of parallel fringes generated voltage V and the light deflector 1 to be applied to the optical deflector 1 has a linear relationship, f s =
Since it can be expressed as BV (B is a constant), the previous equation is as follows. sin θp + sin α = BVλ Here, since Bλ is a constant, if it is replaced with Bλ = K, sin θp + sin α = KV Therefore, when the diffraction angle α of the + 1st order diffracted light is represented by the applied voltage V and the incident angle θp, α = sin −1 {KV− sin θp} ... (1) Since the diffraction angle of the + 1st order diffracted light is the deflection angle of the scanning light, the temporal change of the deflection angle α of the scanning light given by the above equation (1) should be constant. When the voltage control unit 23 controls the voltage value applied to the optical deflector 1, the scanning speed of the scanning light can be made constant.
【0068】図17は、このように印加電圧を制御した
場合の、始点から走査点までの距離と走査光の強度Ic
との関係を、横軸に時間をとって表したものである。FIG. 17 shows the distance from the starting point to the scanning point and the intensity Ic of the scanning light when the applied voltage is controlled in this way.
The relationship with and is expressed as time on the horizontal axis.
【0069】〔第2実施例〕次に、本発明に係る光走査
装置の第2実施例を図18から図20の図面を参照して
説明する。図18は第2実施例における制御系のブロッ
ク図であり、図19はフローチャートであり、図20は
強度テーブルを示す図である。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. FIG. 18 is a block diagram of a control system in the second embodiment, FIG. 19 is a flowchart, and FIG. 20 is a diagram showing a strength table.
【0070】第2実施例の光走査装置の全体構成、及
び、第1メモリ21に記憶された入射角テーブル(光偏
向器1に印加される電圧の大きさVと、+1次回折光の
回折効率が最大となる入射角θpとを対応させたテーブ
ル)については前記第1実施例のものと同じであるの
で、これらについては図12及び図15を援用するもの
とする。The overall structure of the optical scanning device of the second embodiment, and the incident angle table (the magnitude V of the voltage applied to the optical deflector 1 and the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light) stored in the first memory 21. The table in which the incident angle .theta.p that maximizes .gamma. Is associated is the same as that in the first embodiment, so FIGS. 12 and 15 are referred to for these.
【0071】第2実施例の光走査装置が第1実施例のも
のと相違する点を以下に説明する。第2実施例における
第2メモリ22には、図20に示すように、レーザ発振
器7の出射光の強度Iiと、光偏向器1に印加される電
圧の大きさ(瞬時値)Vと、この瞬時値Vが光偏向器1
に印加された時の総透過光強度Itpとを対応して格納し
た強度テーブルが記憶されている。即ち、この強度テー
ブルは、第1実施例における強度テーブルの入射角θp
に替えて、各入射角θpに対応する印加電圧の瞬時値V
を格納したものである。強度テーブルの内容は、第1実
施例の場合と同様の方法で予め実験により求めておく。The difference between the optical scanning device of the second embodiment and that of the first embodiment will be described below. In the second memory 22 in the second embodiment, as shown in FIG. 20, the intensity I i of the emitted light of the laser oscillator 7, the magnitude (instantaneous value) V of the voltage applied to the optical deflector 1, This instantaneous value V is the optical deflector 1
An intensity table is stored in which the total transmitted light intensity Itp when applied to is stored correspondingly. That is, this intensity table is the incident angle θp of the intensity table in the first embodiment.
, The instantaneous value V of the applied voltage corresponding to each incident angle θp
Is stored. The contents of the strength table are obtained in advance by experiments in the same manner as in the case of the first embodiment.
【0072】第2実施例では、光偏向器1に印加した電
圧の瞬時値Vが電圧制御部23で読み込まれると、この
瞬時値Vが電圧制御部23から姿勢制御部24と光源制
御部25に入力されるようになっている(図18参
照)。In the second embodiment, when the instantaneous value V of the voltage applied to the optical deflector 1 is read by the voltage controller 23, the instantaneous value V is changed from the voltage controller 23 to the attitude controller 24 and the light source controller 25. (See FIG. 18).
【0073】〔入射角の制御〕入射角の制御は、図19
のステップ101、ステップ102、ステップ103、ステップ1
04にしたがって行われ、レーザ発振器7から出射された
レーザ光が光偏向器1に常に入射角θpで入射するよう
に制御される。ステップ101〜104については、第1実施
例の場合となんらかわることがないので、説明を省略す
る。[Control of Incident Angle] The control of the incident angle is shown in FIG.
Step 101, Step 102, Step 103, Step 1
The laser beam emitted from the laser oscillator 7 is controlled so as to always enter the optical deflector 1 at the incident angle θp. Since steps 101 to 104 are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
【0074】〔走査光強度の制御〕第2実施例において
は、次のようにして走査光強度の制御が行われる。初め
に、レーザ発振器7の出射光強度Iiの初期値が設定さ
れる(ステップ201)。[Control of Scanning Light Intensity] In the second embodiment, the scanning light intensity is controlled as follows. First, the initial value of the emission light intensity I i of the laser oscillator 7 is set (step 201).
【0075】光源制御部25で現時点でのレーザ発振器
7の出射光強度Iiが読み出され(ステップ202)、この
出射光強度Iiは光源制御部25に入力される。フォト
ダイオード9により0次光の強度I0pが検出され(ステ
ップ203)、この0次光の強度I0pは光源制御部25に
入力される。The emission light intensity I i of the laser oscillator 7 at the present time is read by the light source control unit 25 (step 202), and this emission light intensity I i is input to the light source control unit 25. The photodiode 9 detects the intensity I 0p of the 0th-order light (step 203), and the intensity I 0p of the 0th-order light is input to the light source controller 25.
【0076】入射角の制御においてステップ101で読み
込まれた光偏向器1に対する印加電圧の瞬時値Vが、光
源制御部25に入力される。そして、これら印加電圧の
瞬時値Vと現時点の出射光強度Iiと0次光の強度I0p
に対応する総透過光強度Itpが、図20の強度テーブル
を参照して読み出される(ステップ214)。In the control of the incident angle, the instantaneous value V of the applied voltage to the optical deflector 1 read in step 101 is input to the light source controller 25. Then, the instantaneous value V of these applied voltages, the intensity I i of the emitted light at the present time, and the intensity I 0p of the 0th-order light.
The total transmitted light intensity Itp corresponding to is read with reference to the intensity table of FIG. 20 (step 214).
【0077】この後のステップは第1実施例の場合と同
じである。即ち、光源制御部25において、読み出され
た総透過光強度Itpと0次光の強度I0pとの差が演算さ
れ、これから現時点の走査光の強度である+1次回折光
の強度I+1pを知り、この現時点の走査光強度I+1pと予
め設定した走査光強度の目標値Isとの差が演算される
(ステップ205)。The subsequent steps are the same as in the case of the first embodiment. That is, in the light source control unit 25, the difference between the total transmitted light intensity is read I tp and 0-order light intensity I 0p is calculated, which is now the intensity of the scanning light current order diffracted light intensity I + 1p Then, the difference between the present scanning light intensity I + 1p and the preset target value Is of the scanning light intensity is calculated (step 205).
【0078】そして、演算により得られた+1次回折光
の強度I+1pが目標値Isよりも大なる場合には、レーザ
発振器7の出射光の強度Iiを小さくするように光源制
御部25からレーザ発振器7に出力され、+1次回折光
の強度I+1pが目標値Isよりも小なる場合には、レーザ
発振器7の出射光の強度Iiを大きくするように光源制
御部25からレーザ発振器7に出力される(ステップ20
6)。このようにして、走査光の強度Ic(=I+1p)が
常に目標値Isになるように制御される。When the intensity I + 1p of the + 1st order diffracted light obtained by the calculation is larger than the target value Is, the intensity I i of the light emitted from the laser oscillator 7 is reduced by the light source controller 25. When the intensity I + 1p of the + 1st-order diffracted light output to the laser oscillator 7 is smaller than the target value Is, the light source controller 25 causes the laser oscillator 7 to increase the intensity I i of the light emitted from the laser oscillator 7. Output to (step 20
6). In this manner, the intensity Ic (= I + 1p ) of the scanning light is controlled so as to always be the target value Is.
【0079】この第2実施例の光走査装置によっても、
レーザ発振器7から出射されたレーザ光が光偏向器1に
常に入射角θpで入射するようになり、しかも走査光の
強度Icを常に一定にできるので、光走査装置の性能が
向上する。Also according to the optical scanning device of the second embodiment,
The laser light emitted from the laser oscillator 7 is always incident on the optical deflector 1 at the incident angle θp, and the intensity Ic of the scanning light can be kept constant, so that the performance of the optical scanning device is improved.
【0080】第2実施例では、光偏向器(1)に対する印
加電圧の瞬時値Vが光源制御部(25)に入力され、直ちに
強度テーブルを参照して総透過光強度Itpを求めるよう
にしているので、第1実施例の場合よりも処理速度が速
くなる。In the second embodiment, the instantaneous value V of the applied voltage to the optical deflector (1) is input to the light source controller (25), and the intensity table is immediately referred to determine the total transmitted light intensity Itp. Therefore, the processing speed becomes faster than that of the first embodiment.
【0081】[0081]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光偏向器と、光源と、電圧制御手段と、姿勢可変機構
と、姿勢制御手段とを備えたことにより、光偏向器に入
射する入射光の入射角を常に、走査光の回折効率を最大
にする入射角となるようにすることができ、その結果、
走査光以外の回折光が走査光の邪魔にならなくなり、光
走査装置の性能が向上するという優れた効果が奏され
る。As described above, according to the present invention,
By including the optical deflector, the light source, the voltage control means, the attitude changing mechanism, and the attitude control means, the incident angle of the incident light entering the optical deflector is always kept and the diffraction efficiency of the scanning light is maximized. Angle of incidence that results in
The excellent effect that the diffracted light other than the scanning light does not interfere with the scanning light and the performance of the optical scanning device is improved is achieved.
【0082】更に、受光部と光源制御手段を付加した場
合には、走査光の強度を常に一定にすることができると
いう優れた効果が奏される。Further, when the light receiving section and the light source control means are added, the excellent effect that the intensity of the scanning light can be always kept constant is exhibited.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of the present invention.
【図2】本発明のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the present invention.
【図3】本発明の光走査装置に用いられる光偏向器の基
本構成図である。FIG. 3 is a basic configuration diagram of an optical deflector used in the optical scanning device of the present invention.
【図4】最も基本的な光走査装置の原理図である。FIG. 4 is a principle diagram of the most basic optical scanning device.
【図5】最も基本的な光走査装置の原理図である。FIG. 5 is a principle diagram of the most basic optical scanning device.
【図6】光走査装置の走査状態を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a scanning state of the optical scanning device.
【図7】光偏向器に印加する電圧波形の一例を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing an example of a voltage waveform applied to an optical deflector.
【図8】印加電圧と空間周波数の特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of an applied voltage and a spatial frequency.
【図9】印加電圧と+1次回折光の回折効率の特性図で
ある。FIG. 9 is a characteristic diagram of applied voltage and diffraction efficiency of + 1st order diffracted light.
【図10】入射角と回折効率の特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram of incident angle and diffraction efficiency.
【図11】入射角と回折光の様子を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an incident angle and a state of diffracted light.
【図12】本発明に係る光走査装置の第1実施例におけ
る構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention.
【図13】本発明に係る光走査装置の第1実施例におけ
る制御系のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of a control system in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図14】本発明に係る光走査装置の第1実施例におけ
るフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図15】本発明に係る光走査装置の第1実施例におけ
る入射角テーブルを示す図である。FIG. 15 is a diagram showing an incident angle table in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図16】本発明に係る光走査装置の第1実施例におけ
る強度テーブルを示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an intensity table in the first embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図17】始点から走査点までの距離と走査光の強度を
表す図である。FIG. 17 is a diagram showing the distance from the starting point to the scanning point and the intensity of the scanning light.
【図18】本発明に係る光走査装置の第2実施例におけ
る制御系のブロック図である。FIG. 18 is a block diagram of a control system in a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図19】本発明に係る光走査装置の第2実施例におけ
るフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart in a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
【図20】本発明に係る光走査装置の第2実施例におけ
る強度テーブルを示す図である。FIG. 20 is a diagram showing an intensity table in a second embodiment of the optical scanning device according to the present invention.
1 光偏向器 2 透明電極 5 液晶 6 駆動回路 7 レーザ発振器(光源) 8 姿勢制御モータ(姿勢可変機構) 9 フォトダイオード(受光部) 21 第1メモリ(入射角テーブル) 22 第2メモリ(強度テーブル) 23 電圧制御部(電圧制御手段) 24 姿勢制御部(姿勢制御手段) 25 光源制御部(光源制御手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical deflector 2 Transparent electrode 5 Liquid crystal 6 Drive circuit 7 Laser oscillator (light source) 8 Attitude control motor (attitude variable mechanism) 9 Photodiode (light receiving part) 21 First memory (incident angle table) 22 Second memory (intensity table) ) 23 voltage control section (voltage control means) 24 attitude control section (posture control means) 25 light source control section (light source control means)
Claims (4)
に液晶(5)が挿入されてなり、透明電極(2,2)間に電圧を
印加すると回折格子として機能する平行縞が前記液晶
(5)に生じ、印加する電圧の大きさに応じて前記平行縞
のピッチが変化する光偏向器(1)と、(ロ)前記光偏向
器(1)に向けて光を出射する光源(7)と、(ハ)前記光偏
向器(1)に印加する電圧を制御する電圧制御手段(23)
と、(ニ)前記光偏向器(1)に対する前記光源(7)の光の
入射角を変えるように光偏向器(1)の姿勢を変える姿勢
可変機構(8)と、(ホ)前記光偏向器(1)に印加する電圧
の大きさに基いて、光偏向器(1)に入射する入射光の入
射角が、走査光の回折効率を最大にする入射角となるよ
うに、前記姿勢可変機構(8)を制御する姿勢制御手段(2
4)、とを具備し、前記光源(7)から出射した光を前記光
偏向器(1)で偏向し走査光とすることを特徴とする光走
査装置。1. (a) A liquid crystal (5) is inserted between transparent electrodes (2, 2) arranged facing each other, and when a voltage is applied between the transparent electrodes (2, 2), the parallel electrodes function as a diffraction grating. The stripe is the liquid crystal
An optical deflector (1) that occurs in (5) and in which the pitch of the parallel stripes changes according to the magnitude of the applied voltage, and (b) a light source that emits light toward the optical deflector (1) ( 7), and (c) voltage control means (23) for controlling the voltage applied to the optical deflector (1).
(D) A posture changing mechanism (8) for changing the posture of the light deflector (1) so as to change the incident angle of the light of the light source (7) with respect to the light deflector (1), and (e) the light Based on the magnitude of the voltage applied to the deflector (1), the incident angle of the incident light incident on the optical deflector (1), the attitude so that the incident angle that maximizes the diffraction efficiency of the scanning light Attitude control means (2 for controlling the variable mechanism (8)
4) and, wherein the light emitted from the light source (7) is deflected by the light deflector (1) to be scanning light.
走査光の回折効率を最大にする入射角が、光偏向器(1)
に印加される電圧の瞬時値と対応して格納された入射角
テーブル(21)を参照して決定されることを特徴とする光
走査装置。2. The optical scanning device according to claim 1,
The incident angle that maximizes the diffraction efficiency of scanning light is the optical deflector (1).
An optical scanning device characterized in that it is determined by referring to an incident angle table (21) stored corresponding to the instantaneous value of the voltage applied to the.
おいて、(ヘ)前記光偏向器(1)を透過した0次光の強
度を検出する受光部(9)と、(ト)前記受光部(9)で検出
した0次光の強度と光偏向器(1)を透過する総透過光の
強度に基いて、走査光の強度が一定になるように、前記
光源(7)の強度を制御する光源制御手段(25)、とを具備
することを特徴とする光走査装置。3. The optical scanning device according to claim 1, wherein (f) a light receiving section (9) for detecting the intensity of 0th-order light transmitted through the optical deflector (1), and (g) the The intensity of the light source (7) is adjusted so that the intensity of the scanning light becomes constant based on the intensity of the 0th-order light detected by the light receiving section (9) and the intensity of the total transmitted light transmitted through the optical deflector (1). And a light source control means (25) for controlling the optical scanning device.
総透過光の強度が、光源(7)の強度と光偏向器(1)に印加
される電圧の瞬時値あるいはこれに対応する入射角とを
対応して格納された強度テーブル(22)を参照して決定さ
れることを特徴とする光走査装置。4. The optical scanning device according to claim 3,
Refer to the intensity table (22) in which the intensity of the total transmitted light is stored in correspondence with the intensity of the light source (7) and the instantaneous value of the voltage applied to the optical deflector (1) or the incident angle corresponding to this. An optical scanning device characterized by being determined by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6106536A JPH07318985A (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6106536A JPH07318985A (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Optical scanner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07318985A true JPH07318985A (en) | 1995-12-08 |
Family
ID=14436118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6106536A Withdrawn JPH07318985A (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Optical scanner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07318985A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7505060B2 (en) | 2002-07-12 | 2009-03-17 | Ricoh Company, Ltd. | Light scanning apparatus having a liquid crystal deflector and image forming apparatus using the same |
CN110537143A (en) * | 2018-03-27 | 2019-12-03 | 松下知识产权经营株式会社 | Light device and optical detection system |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP6106536A patent/JPH07318985A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7505060B2 (en) | 2002-07-12 | 2009-03-17 | Ricoh Company, Ltd. | Light scanning apparatus having a liquid crystal deflector and image forming apparatus using the same |
CN110537143A (en) * | 2018-03-27 | 2019-12-03 | 松下知识产权经营株式会社 | Light device and optical detection system |
JPWO2019187777A1 (en) * | 2018-03-27 | 2021-02-12 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Optical device and optical detection system |
US12013491B2 (en) | 2018-03-27 | 2024-06-18 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Optical device and photodetection system |
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