JPH0749462A - 共振スキャナ - Google Patents
共振スキャナInfo
- Publication number
- JPH0749462A JPH0749462A JP5211058A JP21105893A JPH0749462A JP H0749462 A JPH0749462 A JP H0749462A JP 5211058 A JP5211058 A JP 5211058A JP 21105893 A JP21105893 A JP 21105893A JP H0749462 A JPH0749462 A JP H0749462A
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- Japan
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- frequency
- resonance
- drive signal
- circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 環境温度の変化に拘わらず振幅が所定の大き
さに制御された共振スキャナを提供する。 【構成】 共振スキャナの近傍に温度センサを設置し
て、計測温度から温度に対応する共振スキャナの共振周
波数を求め、共振スキャナを駆動する駆動信号の周波数
を補正する。
さに制御された共振スキャナを提供する。 【構成】 共振スキャナの近傍に温度センサを設置し
て、計測温度から温度に対応する共振スキャナの共振周
波数を求め、共振スキャナを駆動する駆動信号の周波数
を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共振スキャナに関する
ものである。更に詳しくは、振幅制御された共振スキャ
ナに関するものである。
ものである。更に詳しくは、振幅制御された共振スキャ
ナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の走査型共焦点光学顕微鏡等の共振
スキャナは図４に示すような振幅制御装置を装備してい
た。図４において光源１から射出するレーザ光は光を偏
向する共振スキャナ２のミラー３で反射し、反射したレ
ーザ光は光センサ４上を往復照射するから、光センサ４
はその往復の移動距離を検出する。共振スキャナ２を駆
動する駆動信号は駆動信号発生回路５から出力され、増
幅回路６で増幅されて共振スキャナ２を駆動する。光セ
ンサ４から出力した検出信号は検出信号処理回路７で処
理され、ミラー３の偏向角度が検出される。振幅信号処
理回路７から出力される増幅率制御回路８によって、ミ
ラー３の偏向角度が一定になるように駆動信号の電圧が
制御されていた。即ちミラー３の偏向角度の振幅が小さ
くなると、増幅率制御回路８によって、駆動信号の電圧
を大きくし、振幅が大きくなると駆動信号の電圧を小さ
く制御していた。
スキャナは図４に示すような振幅制御装置を装備してい
た。図４において光源１から射出するレーザ光は光を偏
向する共振スキャナ２のミラー３で反射し、反射したレ
ーザ光は光センサ４上を往復照射するから、光センサ４
はその往復の移動距離を検出する。共振スキャナ２を駆
動する駆動信号は駆動信号発生回路５から出力され、増
幅回路６で増幅されて共振スキャナ２を駆動する。光セ
ンサ４から出力した検出信号は検出信号処理回路７で処
理され、ミラー３の偏向角度が検出される。振幅信号処
理回路７から出力される増幅率制御回路８によって、ミ
ラー３の偏向角度が一定になるように駆動信号の電圧が
制御されていた。即ちミラー３の偏向角度の振幅が小さ
くなると、増幅率制御回路８によって、駆動信号の電圧
を大きくし、振幅が大きくなると駆動信号の電圧を小さ
く制御していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法で
は、共振スキャナの機械的な共振周波数と駆動信号発生
回路の発生する駆動信号の周波数が一致している時に
は、駆動信号の電圧が小さくても共振スキャナの偏向角
度の振幅は大きくなる。しかし共振スキャナの機械的な
共振周波数と駆動信号の周波数が一致しなくなると、共
振スキャナの偏向角度の振幅は小さくなる。特にＱ値の
大きい共振スキャナの場合は両周波数が一致しないと
き、共振スキャナ偏向角度の振幅の減少の度合いが大き
い。
は、共振スキャナの機械的な共振周波数と駆動信号発生
回路の発生する駆動信号の周波数が一致している時に
は、駆動信号の電圧が小さくても共振スキャナの偏向角
度の振幅は大きくなる。しかし共振スキャナの機械的な
共振周波数と駆動信号の周波数が一致しなくなると、共
振スキャナの偏向角度の振幅は小さくなる。特にＱ値の
大きい共振スキャナの場合は両周波数が一致しないと
き、共振スキャナ偏向角度の振幅の減少の度合いが大き
い。
【０００４】しかし共振スキャナに入力可能な駆動信号
の電圧の大きさには限界があり、共振スキャナの機械的
な共振周波数と駆動信号の周波数のずれが大きい場合
や、たとえ周波数のずれが小さくても共振スキャナのＱ
値が高い場合には、共振スキャナの偏向角度が小さくな
り、所定の角度に偏向して走査することができなくなる
と言う問題があった。
の電圧の大きさには限界があり、共振スキャナの機械的
な共振周波数と駆動信号の周波数のずれが大きい場合
や、たとえ周波数のずれが小さくても共振スキャナのＱ
値が高い場合には、共振スキャナの偏向角度が小さくな
り、所定の角度に偏向して走査することができなくなる
と言う問題があった。
【０００５】共振スキャナの機械的な共振周波数と駆動
信号の周波数のずれは、種々の原因で発生するが、なか
でも環境温度の変化の起因する周波数のずれが顕著であ
る。しかし、環境温度の制御にも実際上限界があると言
う問題があった。
信号の周波数のずれは、種々の原因で発生するが、なか
でも環境温度の変化の起因する周波数のずれが顕著であ
る。しかし、環境温度の制御にも実際上限界があると言
う問題があった。
【０００６】本発明は上記の課題に鑑み、環境温度の変
化に拘わらず振幅が所定の大きさに制御された共振スキ
ャナを提供することを目的とする。
化に拘わらず振幅が所定の大きさに制御された共振スキ
ャナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、光偏向手段
と、前記光偏向手段を共振させる駆動信号を発生する駆
動信号発生手段とを具備する共振スキャナにおいて、前
記共振スキャナの近傍の温度を測定する温度測定手段
と、前記温度測定手段の出力に基づいて前記駆動信号の
周波数を制御する周波数制御回路とを具備するものであ
る。
と、前記光偏向手段を共振させる駆動信号を発生する駆
動信号発生手段とを具備する共振スキャナにおいて、前
記共振スキャナの近傍の温度を測定する温度測定手段
と、前記温度測定手段の出力に基づいて前記駆動信号の
周波数を制御する周波数制御回路とを具備するものであ
る。
【０００８】
【作用】共振スキャナの近傍で測定された温度に基づい
て駆動信号の周波数が制御される。
て駆動信号の周波数が制御される。
【０００９】環境温度の変化による周波数のずれは次の
ような原理で発生する。即ち、共振スキャナの機械的な
共振周波数ｆは、光を偏向するミラーやそのミラーを支
えるトーションバーなどの偏向部材の質量慣性モーメン
トＪとトーションバーのねじりこわさＫによって決ま
り、関係式（１）が成立する。 ｆ＝√Ｋ／（２π√Ｊ） ・・・（１） 質量慣性モーメントＪは偏向部材の質量や形状が一定で
あれば変化しないから、環境の変化による影響は小さ
い。他方、ねじりこわさＫはトーションバーの形状とそ
の材料の弾性率で決まる。弾性率は温度依存性が大きい
ので、環境の温度変化によってねじりこわさＫは変化す
る。温度が低い時は一般に弾性率は高くなるので共振ス
キャナの共振周波数は高くなり、温度が高い時は一般に
弾性率は低くなるので共振スキャナの共振周波数は低く
なる。
ような原理で発生する。即ち、共振スキャナの機械的な
共振周波数ｆは、光を偏向するミラーやそのミラーを支
えるトーションバーなどの偏向部材の質量慣性モーメン
トＪとトーションバーのねじりこわさＫによって決ま
り、関係式（１）が成立する。 ｆ＝√Ｋ／（２π√Ｊ） ・・・（１） 質量慣性モーメントＪは偏向部材の質量や形状が一定で
あれば変化しないから、環境の変化による影響は小さ
い。他方、ねじりこわさＫはトーションバーの形状とそ
の材料の弾性率で決まる。弾性率は温度依存性が大きい
ので、環境の温度変化によってねじりこわさＫは変化す
る。温度が低い時は一般に弾性率は高くなるので共振ス
キャナの共振周波数は高くなり、温度が高い時は一般に
弾性率は低くなるので共振スキャナの共振周波数は低く
なる。
【００１０】従ってトーションバーの温度の変化にあわ
せて共振スキャナを共振させる駆動信号の周波数を変更
すればよい。実際にはトーションバーそのものの温度測
定は困難であるから、共振スキャナのハウジングなどト
ーションバーの近傍の温度を、例えば温度センサを利用
して検出し、駆動信号の周波数を制御する。共振スキャ
ナの機械的な共振周波数と駆動信号の周波数とを一致さ
せ、安定した角度で共振スキャナを偏向させることがで
きる。
せて共振スキャナを共振させる駆動信号の周波数を変更
すればよい。実際にはトーションバーそのものの温度測
定は困難であるから、共振スキャナのハウジングなどト
ーションバーの近傍の温度を、例えば温度センサを利用
して検出し、駆動信号の周波数を制御する。共振スキャ
ナの機械的な共振周波数と駆動信号の周波数とを一致さ
せ、安定した角度で共振スキャナを偏向させることがで
きる。
【００１１】
【実施例】本発明の第１の実施例を図１により説明す
る。図１においてレーザ光は共振スキャナ２のミラー３
により偏角される。共振スキャナ２の近傍には温度セン
サ９が設置され温度信号を出力する。駆動信号発生回路
５は共振スキャナ２を駆動する駆動信号を出力する回
路、増幅回路６は駆動信号を増幅する回路である。温度
信号処理回路１０は温度センサ９から出力する温度信号
を処理し、測定温度に対応した共振スキャナの共振周波
数の情報を周波数制御回路１１に出力する回路である。
共振スキャナの共振周波数は温度ごとに電気回路中にメ
モリーされている。周波数制御回路１１はその共振周波
数に一致するように駆動信号の周波数を制御する周波数
制御信号を駆動信号発生回路５に出力し周波数を制御す
る回路である。
る。図１においてレーザ光は共振スキャナ２のミラー３
により偏角される。共振スキャナ２の近傍には温度セン
サ９が設置され温度信号を出力する。駆動信号発生回路
５は共振スキャナ２を駆動する駆動信号を出力する回
路、増幅回路６は駆動信号を増幅する回路である。温度
信号処理回路１０は温度センサ９から出力する温度信号
を処理し、測定温度に対応した共振スキャナの共振周波
数の情報を周波数制御回路１１に出力する回路である。
共振スキャナの共振周波数は温度ごとに電気回路中にメ
モリーされている。周波数制御回路１１はその共振周波
数に一致するように駆動信号の周波数を制御する周波数
制御信号を駆動信号発生回路５に出力し周波数を制御す
る回路である。
【００１２】次に動作について説明する。共振スキャナ
２の近傍の温度は温度センサ７により測定され、温度信
号処理回路１０からその温度に対応する共振スキャナの
共振周波数の情報が出力される。駆動信号はこの共振周
波数に一致するように制御され、かつ所定の大きさに増
幅され、共振スキャナは所定の振幅で振動する。
２の近傍の温度は温度センサ７により測定され、温度信
号処理回路１０からその温度に対応する共振スキャナの
共振周波数の情報が出力される。駆動信号はこの共振周
波数に一致するように制御され、かつ所定の大きさに増
幅され、共振スキャナは所定の振幅で振動する。
【００１３】次に第２の実施例を図２により説明する。
第１の実施例と同一又は類似の点の説明は省略する。図
２において、共振スキャナ２の近傍に温度センサ９が設
置され、温度信号処理回路１０及び周波数制御回路１１
が設けられている。レーザ１から射出されたレーザ光は
共振スキャナ２のミラー３により偏角され、光センサ４
はそのレーザ光を受光し、偏向角度を測定する。振幅信
号処理回路７は偏向角度に基づき、共振スキャナの振幅
に関する情報を出力する回路である。増幅制御回路８
は、増幅回路６に増幅率制御信号を出力する回路であ
る。
第１の実施例と同一又は類似の点の説明は省略する。図
２において、共振スキャナ２の近傍に温度センサ９が設
置され、温度信号処理回路１０及び周波数制御回路１１
が設けられている。レーザ１から射出されたレーザ光は
共振スキャナ２のミラー３により偏角され、光センサ４
はそのレーザ光を受光し、偏向角度を測定する。振幅信
号処理回路７は偏向角度に基づき、共振スキャナの振幅
に関する情報を出力する回路である。増幅制御回路８
は、増幅回路６に増幅率制御信号を出力する回路であ
る。
【００１４】次に動作について説明する。共振スキャナ
２の近傍の温度は温度センサ９により測定され、温度信
号処理回路１０からその温度に対応する共振スキャナの
共振周波数の情報が出力される。他方共振スキャナ２の
光センサ４で測定された偏向角度に基づいて、駆動信号
の大きさが増幅制御回路８により制御される。駆動信号
は測定温度に対応した共振周波数に一致するように制御
され、かつ所定の大きさに増幅され、共振スキャナが所
定の振幅で安定して振動する。
２の近傍の温度は温度センサ９により測定され、温度信
号処理回路１０からその温度に対応する共振スキャナの
共振周波数の情報が出力される。他方共振スキャナ２の
光センサ４で測定された偏向角度に基づいて、駆動信号
の大きさが増幅制御回路８により制御される。駆動信号
は測定温度に対応した共振周波数に一致するように制御
され、かつ所定の大きさに増幅され、共振スキャナが所
定の振幅で安定して振動する。
【００１５】次に第３の実施例を図３により説明する。
第１の実施例と同一又は類似の点の説明は省略する。図
３において、共振スキャナ２の近傍に温度センサ９が設
置され、温度信号処理回路１０及び周波数制御回路１１
が設けられている。共振スキャナ２の近傍に角速度計１
２が設置され、角速度信号処理回路１３が設けられてい
る。角速度信号処理回路１３は角速度信号を積分して偏
向角度を算出し、共振スキャナ２の振幅に関する情報を
出力する回路である。角速度信号処理回路１３の出力は
増幅制御回路１４に入力する。増幅制御回路１４は、増
幅回路６に増幅率制御信号を出力する回路である。
第１の実施例と同一又は類似の点の説明は省略する。図
３において、共振スキャナ２の近傍に温度センサ９が設
置され、温度信号処理回路１０及び周波数制御回路１１
が設けられている。共振スキャナ２の近傍に角速度計１
２が設置され、角速度信号処理回路１３が設けられてい
る。角速度信号処理回路１３は角速度信号を積分して偏
向角度を算出し、共振スキャナ２の振幅に関する情報を
出力する回路である。角速度信号処理回路１３の出力は
増幅制御回路１４に入力する。増幅制御回路１４は、増
幅回路６に増幅率制御信号を出力する回路である。
【００１６】次に動作について説明する。共振スキャナ
２の近傍の温度は温度センサ９により測定され、温度信
号処理回路１０からその温度に対応する共振スキャナ２
の共振周波数の情報が出力される。他方共振スキャナ２
の角速度計１２で測定された角速度信号を積分して算出
された偏向角度に基づいて、駆動信号の大きさが増幅制
御回路１４により制御される。駆動信号は測定温度に対
応した共振周波数に一致するように制御され、かつ所定
の大きさに増幅され、共振スキャナが所定の振幅で安定
して振動する。
２の近傍の温度は温度センサ９により測定され、温度信
号処理回路１０からその温度に対応する共振スキャナ２
の共振周波数の情報が出力される。他方共振スキャナ２
の角速度計１２で測定された角速度信号を積分して算出
された偏向角度に基づいて、駆動信号の大きさが増幅制
御回路１４により制御される。駆動信号は測定温度に対
応した共振周波数に一致するように制御され、かつ所定
の大きさに増幅され、共振スキャナが所定の振幅で安定
して振動する。
【００１７】各実施例において、共振スキャナの共振周
波数に駆動信号の周波数を合致させる方法は、所定の振
幅に小電力で振動させることができ、電力使用量がすく
なく又増幅率の小さい増幅器で充分である。しかも温度
による周波数制御は、共振スキャナの共振周波数が、一
般に低温で共振周波数は高くなり、高温で共振周波数は
低くなるように単調に変化するから、温度により駆動信
号の周波数を一義的に制御できる特徴があり、容易に駆
動信号の周波数を共振スキャナの共振周波数に合致させ
ることができる。第２又は第３の実施例においては、偏
向角度を併せて検出することにより、共振スキャナの振
幅を一層正確に安定して維持することができる。
波数に駆動信号の周波数を合致させる方法は、所定の振
幅に小電力で振動させることができ、電力使用量がすく
なく又増幅率の小さい増幅器で充分である。しかも温度
による周波数制御は、共振スキャナの共振周波数が、一
般に低温で共振周波数は高くなり、高温で共振周波数は
低くなるように単調に変化するから、温度により駆動信
号の周波数を一義的に制御できる特徴があり、容易に駆
動信号の周波数を共振スキャナの共振周波数に合致させ
ることができる。第２又は第３の実施例においては、偏
向角度を併せて検出することにより、共振スキャナの振
幅を一層正確に安定して維持することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、温度センサを共振スキャ
ナの近傍に設置して温度を検出し、温度による共振周波
数の変化を補正する回路を設けたから、環境温度の変化
に拘わらず振幅が所定の大きさに制御された共振スキャ
ナが提供できる。
ナの近傍に設置して温度を検出し、温度による共振周波
数の変化を補正する回路を設けたから、環境温度の変化
に拘わらず振幅が所定の大きさに制御された共振スキャ
ナが提供できる。
【図１】第１の実施例の電気回路を含む構成を示す構成
図。
図。
【図２】第２の実施例の電気回路を含む構成を示す構成
図。
図。
【図３】第３の実施例の電気回路を含む構成を示す構成
図。
図。
【図４】従来例の電気回路を含む構成を示す構成図。
１・・・・・光源 ２・・・・・共振スキャナ ３・・・・・ミラー ４・・・・・光センサ ５・・・・・駆動信号発生回路 ６・・・・・増幅回路 ７・・・・・振幅信号処理回路 ８・・・・・増幅制御回路 ９・・・・・温度センサ １０・・・・・温度信号処理回路 １１・・・・・周波数制御回路 １２・・・・・角速度計 １３・・・・・角速度信号処理回路 １４・・・・・増幅制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】光偏向手段と、前記光偏向手段を共振させ
る駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを具備する共
振スキャナにおいて、 前記共振スキャナの近傍の温度を測定する温度測定手段
と、前記温度測定手段の出力信号に基づいて前記駆動信
号の周波数を制御する周波数制御回路とを具備すること
を特徴とする共振スキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5211058A JPH0749462A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 共振スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5211058A JPH0749462A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 共振スキャナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749462A true JPH0749462A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16599704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5211058A Pending JPH0749462A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 共振スキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749462A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297898B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-10-02 | Minolta Co., Ltd. | Optical deflection device |
| JP2003290944A (ja) * | 2002-04-04 | 2003-10-14 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工装置 |
| JP2006145772A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Kyocera Mita Corp | 画像形成装置 |
| WO2006104084A1 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | 光走査装置、光走査型表示装置及び光走査方法 |
| JP2008068369A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Seiko Epson Corp | アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置 |
| JP2010002636A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Canon Electronics Inc | 光走査装置 |
| JP2010160491A (ja) * | 2010-01-22 | 2010-07-22 | Seiko Epson Corp | 光走査装置の調整方法 |
| WO2013125698A1 (ja) * | 2012-02-24 | 2013-08-29 | 株式会社トプコン | レーザ走査型撮影装置 |
-
1993
- 1993-08-04 JP JP5211058A patent/JPH0749462A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6297898B1 (en) | 1998-09-16 | 2001-10-02 | Minolta Co., Ltd. | Optical deflection device |
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