JPH11249799A - Light scanning angle measuring instrument - Google Patents

Light scanning angle measuring instrument

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Publication number
JPH11249799A
JPH11249799A JP6402598A JP6402598A JPH11249799A JP H11249799 A JPH11249799 A JP H11249799A JP 6402598 A JP6402598 A JP 6402598A JP 6402598 A JP6402598 A JP 6402598A JP H11249799 A JPH11249799 A JP H11249799A
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JP
Japan
Prior art keywords
optical scanning
light
scan mirror
clock
scanning start
Prior art date
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Ceased
Application number
JP6402598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kota Hashiguchi
耕太 橋口
Toshiyuki Kishi
俊行 岸
Fumihiko Nakazawa
文彦 中沢
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Fujitsu Ltd
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Fujitsu General Ltd
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Publication date
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of dispersion in a light scanning angle per unit measuring time (one clock for measurement) when the shape of a scan mirror is distorted. SOLUTION: Concerning an instrument for finding a light scanning angle K by reflecting light from a light emitting element 17 on a scan mirror 23 and receiving the returned light through the reflection of the scan mirror 23 to a light receiving element 18, in this case, the instrument is provided with a rotating time measuring means 26 for measuring time (4T) required for one rotation of the scan mirror 23 and a 2-bit shift register 28 for finding one scanning period T by dividing the found measuring time with the number of reflection planes 4 (in the case of N=4) on the scan mirror 23. Even when one scanning period of each reflection plane is not equal because of the distortion in the shape of the scan mirror 23, since the time required for one rotation of the scan mirror is equal (Ta+Tb+Tc+Td=4T=fixed, for example), a maximum number Cm of one measured scanning period T(=4T/4) is fixed so that no dispersion occurs in the light scanning angle K(=π/Cm).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光部からの光を
回転可能なスキャンミラーで反射させて光走査領域を照
射し、この光走査領域から戻ってきた光を前記スキャン
ミラーの反射を介して受光部で受光し、受光エネルギー
に基づいて単位計測時間当り(例えば、単位の計測用ク
ロック当り)の光走査角度Kを求める光走査角度計測装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for irradiating an optical scanning area by reflecting light from a light emitting portion with a rotatable scan mirror, and returning light from the optical scanning area via reflection of the scan mirror. The present invention relates to an optical scanning angle measuring device that receives light at a light receiving unit and obtains an optical scanning angle K per unit measurement time (for example, per unit measurement clock) based on received light energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】上述の光走査角度計測装置は、例えば、
図8に示すような光走査型タッチパネルで利用される。
この光走査型タッチパネルは、例えば次ぎのように構成
されている。光学フィルタなどの基板10の一方の側面
の上隅部分と下隅部分には、光走査ユニット11a、1
1bが配置され、基板10の前面には、光走査ユニット
11a、11bの取付け側部を除く3方辺に再帰性反射
体12が取り付けられる。光走査ユニット11aは、図
9に示すように、ユニット支持板13の固定部(図示省
略)が前記基板10に接着剤などで固着され、この固定
部と一体の略L字形の支持部14の上にユニット本体1
5が載せられ角度調整自在に取り付けられる。ユニット
本体15は、下面に前記支持部14に遊嵌する略L字形
のL字溝16が形成され、内部には、半導体レーザ装置
などの発光素子17と、受光素子18が収納され、上面
には、発光素子17から出力したレーザ光(以下、単に
光と記述する)19を屈折させる屈折プリズム20と、
この屈折させた光19を透過させるハーフミラー21を
具備したプリズム22と、スキャンミラー23とが設け
られ、このスキャンミラー23はパルスモータ24によ
り回転自在に設けられている。光走査ユニット11bは
光走査ユニット11aと同様に構成されている。
2. Description of the Related Art The above-described optical scanning angle measuring device is, for example,
It is used in an optical scanning type touch panel as shown in FIG.
This optical scanning type touch panel is configured as follows, for example. Optical scanning units 11a, 1a, and 1b are provided on the upper corner and the lower corner of one side surface of the substrate 10 such as an optical filter.
On the front surface of the substrate 10, retroreflectors 12 are mounted on three sides excluding the mounting sides of the optical scanning units 11a and 11b. In the optical scanning unit 11a, as shown in FIG. 9, a fixed portion (not shown) of the unit support plate 13 is fixed to the substrate 10 with an adhesive or the like, and a substantially L-shaped support portion 14 integrated with the fixed portion is provided. Unit body 1 on top
5 is mounted and attached so that the angle can be adjusted. The unit main body 15 has a substantially L-shaped L-shaped groove 16 which is loosely fitted to the support portion 14 on the lower surface, and a light emitting element 17 such as a semiconductor laser device and a light receiving element 18 are housed therein, A refraction prism 20 for refracting a laser beam (hereinafter simply referred to as light) 19 output from the light emitting element 17;
A prism 22 having a half mirror 21 for transmitting the refracted light 19 and a scan mirror 23 are provided. The scan mirror 23 is rotatably provided by a pulse motor 24. The optical scanning unit 11b has the same configuration as the optical scanning unit 11a.

【0003】そして、光走査ユニット11a、11bの
それぞれはつぎのように作用する。発光素子17から出
力した光19が屈折プリズム20で屈折し、ハーフミラ
ー21及びプリズム22を透過してスキャンミラー23
で反射し再帰性反射体12に照射する。この再帰性反射
体12では、入射光と略同一光路を戻りスキャンミラー
23で反射し、プリズム22のハーフミラー21で反射
屈折して受光素子18で受光される。パルスモータ24
によるスキャンミラー23の回転により光19は角度θ
(例えば約πラジアン(=180度))だけ走査され
る。この光走査領域内に対象物25が有ると対象物25
によって光19が遮断されるので、受光素子18の受光
エネルギーに基づいて対象物25の光走査角度θが求め
られる。光走査ユニット11a、11bのそれぞれによ
って求めた対象物25の光走査角度θa、θbを三角測
量の原理にあてはめることによって、基板10上に形成
された座標面における対象物25の位置座標が求められ
る。
Each of the optical scanning units 11a and 11b operates as follows. Light 19 output from the light emitting element 17 is refracted by the refraction prism 20, passes through the half mirror 21 and the prism 22, and passes through the scan mirror 23.
And irradiates the retroreflector 12. In the retroreflector 12, the light returns substantially along the same optical path as the incident light, is reflected by the scan mirror 23, is reflected and refracted by the half mirror 21 of the prism 22, and is received by the light receiving element 18. Pulse motor 24
The rotation of the scan mirror 23 causes the light 19 to change the angle θ
(For example, about π radians (= 180 degrees)). When the object 25 is present in the optical scanning area, the object 25
As a result, the light 19 is blocked, so that the light scanning angle θ of the object 25 is obtained based on the received light energy of the light receiving element 18. By applying the optical scanning angles θa and θb of the object 25 obtained by the respective optical scanning units 11a and 11b to the principle of triangulation, the position coordinates of the object 25 on a coordinate plane formed on the substrate 10 are obtained. .

【0004】前述した対象物25の光走査角度θa、θ
bは次式(1)で求められる。 θa=Ka×(taの計測数)、θb=Kb×(tbの計測数)…(1) 式(1)において、ta、tbは、光走査ユニット11
a、11bを用いて光走査開始時から対象物25を検出
するまでに要した検出期間を表し、受光素子18の受光
エネルギーを予め設定したしきい値と比較し、その比較
出力に基づいて求められる。ta、tbの計測数は、検
出期間ta、tbにおける計測用クロックの計測数を表
す。また、Ka、Kbは単位の計測用クロック当りの光
走査角度を表し、次式(2)で求められる。以下、説明
の便宜上、Ka、KbをKとして説明する。 K=π/(期間Tの最大計測数)…(2) 式(2)において、π(ラジアン)は1走査周期の角度
を表し(π=180度)、期間Tは、スキャンミラー2
3の回転で走査される1反射面当りの走査期間(以下、
1走査周期という)を表し、期間Tの最大計測数は期間
Tにおける計測用クロックの最大計測数を表す。
The light scanning angles θa, θ of the object 25 described above
b is obtained by the following equation (1). θa = Ka × (measured number of ta), θb = Kb × (measured number of tb) (1) In the equation (1), ta and tb are the light scanning units 11.
a, 11b represents a detection period required from the start of optical scanning to the detection of the object 25, comparing the received light energy of the light receiving element 18 with a preset threshold value, and obtaining the detected energy based on the comparison output. Can be The number of measurements of ta and tb represents the number of measurements of the measurement clock in the detection periods ta and tb. Further, Ka and Kb represent optical scanning angles per unit of measurement clock, and are obtained by the following equation (2). Hereinafter, Ka and Kb will be described as K for convenience of description. K = π / (maximum number of measurements in period T) (2) In equation (2), π (radian) represents the angle of one scanning cycle (π = 180 degrees), and period T is the scan mirror 2
A scanning period per reflection surface scanned by three rotations (hereinafter, referred to as a scanning period)
One scanning cycle), and the maximum number of measurements in the period T represents the maximum number of measurement clocks in the period T.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図8の装置において、
スキャンミラー23の形状に歪みがでると、その反射面
によって光走査角度Kの値にバラツキが生じるという問
題点がある。例えば、反射面数が4のスキャンミラー2
3の場合、理想的なものでは横断面の形状が図10の
(a)に示すような正方形となるので、スキャンミラー
23の回転角度φとスキャンミラー23の各反射面A、
B、C、Dについての1走査周期Ta、Tb、Tc、T
dとの関係は、図11の(a)に示すようにTa=Tb
=Tc=Td=Tとなる。このため、前述の式(2)の
分母(期間Tの最大計測数)が各反射面A、B、C、D
で等しくなり、光走査角度Kの値にバラツキがでない。
これに対して、スキャンミラー23が歪んで横断面の形
状が図11の(b)に示すような菱形に歪むと、回転角
度φと1走査周期Ta、Tb、Tc、Tdとの関係は図
11の(b)に示すようになり、Ta、Tb、Tc、T
dは等しくならない。このため、前述の式(2)の分母
(期間Tの最大計測数)が各反射面A、B、C、Dで等
しくならず、光走査角度Kの値にバラツキが生じる。ス
キャンミラー23が歪んで横断面の形状が図11の
(c)に示すような菱形に歪んだ場合も、図11の
(b)の場合と同様である。図10において、23aは
スキャンミラー23の回転軸を表し、図10、図11に
おいて、a、b、c、dはスキャンミラー23の各反射
面A、B、C、Dからの1次反射光を表し、ξはスキャ
ンミラー23の歪を表し、図11においてにXは各1走
査周期Ta、Tb、Tc、Tdにおける対象物25の出
現情報を表す。
In the apparatus shown in FIG.
If the shape of the scan mirror 23 is distorted, there is a problem that the value of the optical scanning angle K varies depending on the reflection surface. For example, a scan mirror 2 having four reflection surfaces
In the case of No. 3, since the cross-sectional shape is ideally a square as shown in FIG. 10A, the rotation angle φ of the scan mirror 23 and the reflection surfaces A,
One scanning cycle Ta, Tb, Tc, T for B, C, D
The relation with d is Ta = Tb as shown in FIG.
= Tc = Td = T. For this reason, the denominator of Equation (2) (the maximum number of measurements in the period T) is calculated for each of the reflection surfaces A, B, C, and D.
, And there is no variation in the value of the optical scanning angle K.
On the other hand, if the scan mirror 23 is distorted and the cross-sectional shape is distorted into a rhombus as shown in FIG. 11B, the relationship between the rotation angle φ and one scanning cycle Ta, Tb, Tc, Td is shown in FIG. 11 (b), Ta, Tb, Tc, T
d is not equal. For this reason, the denominator of Equation (2) (the maximum number of measurements in the period T) is not the same for each of the reflection surfaces A, B, C, and D, and the value of the light scanning angle K varies. The case where the scan mirror 23 is distorted and the cross-sectional shape is distorted into a rhombus as shown in FIG. 11C is the same as the case of FIG. 11B. In FIG. 10, reference numeral 23 a denotes a rotation axis of the scan mirror 23, and in FIGS. 10 and 11, a, b, c, and d denote primary reflected lights from the respective reflection surfaces A, B, C, and D of the scan mirror 23. Represents the distortion of the scan mirror 23, and in FIG. 11, X represents the appearance information of the object 25 in each one scanning cycle Ta, Tb, Tc, Td.

【0006】また、図8の装置において、スキャンミラ
ー23を回転するモータ24の回転数が、供給電圧の変
動、周囲温度の変化、経年変化等によって変化すると、
単位の計測用クロック当りの光走査角度Kが変化し、正
確な角度計算ができないとい問題点があった。例えば、
反射面数が4のスキャンミラー23の場合、モータ24
の回転数が標準値のときのスキャンミラー23の1次反
射光a、b、c、dを図12の(a)で表すと(1走査
周期=T)、モータ24の回転数が標準値より小さいと
きの1次反射光a、b、c、dが同図の(b)に示すよ
うに変化し(1走査周期=T1)、T1>Tとなるの
で、式(2)の分母(期間T1の最大計測数)が大きく
なって光走査角度Kが小さくなり、モータ24の回転数
が標準値より大きいときの1次反射光a、b、c、dが
図12の(c)に示すように変化し(1走査周期=T
2)、T2<Tとなるので、式(2)の分母(期間T2
の最大計測数)が小さくなって光走査角度Kが大きくな
り、これらの変化に対応した角度だけ光走査角度に誤差
が生じる。
In the apparatus shown in FIG. 8, when the number of revolutions of the motor 24 for rotating the scan mirror 23 changes due to fluctuations in the supply voltage, changes in the ambient temperature, aging, etc.
There is a problem that the optical scanning angle K per unit of measurement clock changes, and accurate angle calculation cannot be performed. For example,
In the case of the scan mirror 23 having four reflection surfaces, the motor 24
When the primary reflected lights a, b, c, and d of the scan mirror 23 when the rotation speed of the motor 24 is a standard value are represented by (a) in FIG. 12 (one scanning cycle = T), the rotation speed of the motor 24 is the standard value. The primary reflected lights a, b, c, and d when smaller are changed as shown in FIG. 3B (one scanning cycle = T1), and T1> T, so that the denominator of equation (2) ( The primary reflected light a, b, c, and d when the light scanning angle K is reduced and the rotation speed of the motor 24 is larger than the standard value is as shown in FIG. (1 scanning cycle = T
2) Since T2 <T, the denominator of the equation (2) (period T2
(The maximum number of measurements) decreases and the light scanning angle K increases, and an error occurs in the light scanning angle by an angle corresponding to these changes.

【0007】本発明は、上述の問題点に鑑みなされたも
ので、スキャンミラーの形状に歪みが生じた場合に、求
める光走査角度Kにバラツキが生じるのを防止できる光
走査角度計測装置を提供することを目的とする。本発明
の他の目的は、スキャンミラーを回転するモータの回転
数が供給電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化等によ
って変化しても、求める光走査角度Kを一定に保持でき
る光走査角度計測装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides an optical scanning angle measuring device capable of preventing a variation in a required optical scanning angle K from occurring when a shape of a scan mirror is distorted. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide an optical scanning angle that can maintain a desired optical scanning angle K even when the rotation speed of a motor that rotates a scan mirror changes due to a change in supply voltage, a change in ambient temperature, aging, and the like. It is to provide a measuring device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、発光
部からの光を回転可能なスキャンミラーで反射させて光
走査領域を照射し、この光走査領域から戻ってきた光を
スキャンミラーの反射を介して受光部で受光し、受光エ
ネルギーに基づいて単位の計測用クロック当りの光走査
角度Kを求める装置において、スキャンミラーの1回転
に要する時間を計測する回転時間計測手段と、この回転
時間計測手段で求めた計測時間をスキャンミラーの反射
面数N(Nは3以上の整数)で除算して1走査周期を求
める除算手段とを具備し、この除算手段で求めた1走査
周期に基づいて光走査角度Kを求めてなることを特徴と
する。
According to a first aspect of the present invention, a light from a light emitting unit is reflected by a rotatable scan mirror to irradiate an optical scanning area, and light returned from the optical scanning area is scanned by the scan mirror. A rotation time measuring means for measuring a time required for one rotation of a scan mirror in an apparatus which receives light at a light receiving portion via reflection of light and obtains an optical scanning angle K per unit measurement clock based on received light energy; A division means for dividing the measurement time obtained by the rotation time measurement means by the number N of reflection surfaces of the scan mirror (N is an integer of 3 or more) to obtain one scanning cycle, and one scanning cycle obtained by the division means. The optical scanning angle K is obtained based on

【0009】スキャンミラー(例えば、反射面数が4の
場合)の形状の歪みでスキャンミラーの各反射面におけ
る1走査周期が等しくならなくても(例えば、Ta≠T
b≠Tc≠Td)、スキャンミラーの回転数が一定であ
ればスキャンミラー1回転に要する時間は等しい(例え
ば、Ta+Tb+Tc+Td=4T=一定)。このた
め、回転時間計測手段が計測するスキャンミラーの1回
転に要する時間trが一定となり(例えば、tr=4T
=一定)、除算手段で求めた1走査周期T(=tr/
N)も一定となる(Nはスキャンミラーに固有の値で、
例えば4)。この1走査周期Tを一定の計測単位時間
(単位の計測用クロックの1周期)で割った値Cmが1
走査周期Tの最大計測数となるので、式(2)から明ら
かなように、1走査周期Tの光走査角度(装置の構造で
決まる一定値、例えばπラジアン)をCmで割って光走
査角度Kが求められる。
Even if one scanning cycle on each reflecting surface of the scanning mirror is not equal due to distortion of the shape of the scanning mirror (for example, when the number of reflecting surfaces is four) (for example, Ta ≠ T)
b ≠ Tc ≠ Td), if the rotation number of the scan mirror is constant, the time required for one rotation of the scan mirror is equal (for example, Ta + Tb + Tc + Td = 4T = constant). Therefore, the time tr required for one rotation of the scan mirror measured by the rotation time measuring means becomes constant (for example, tr = 4T).
= Constant), one scanning period T (= tr /
N) is also constant (N is a value specific to the scan mirror,
For example, 4). A value Cm obtained by dividing this one scanning cycle T by a certain measurement unit time (one cycle of a unit measurement clock) is 1
As is apparent from equation (2), the light scanning angle (a constant value determined by the structure of the device, for example, π radian) in one scanning period T is divided by Cm, so that the light scanning angle becomes the maximum number of measurements in the scanning period T. K is required.

【0010】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、回転時間計測手段の構成を簡単にするために、回転
時間計測手段を、計測用クロックを作成して出力する計
測用クロック作成回路と、受光部の受光エネルギーに基
づいてスキャンミラーの各反射面における光走査開始情
報を検出する光走査開始検出手段と、この光走査開始検
出手段で検出した光走査開始情報をN分周する分周手段
と、この分周手段で得られた光走査開始情報の1周期に
おける計測用クロックを計数するカウンタとで構成し、
除算手段はカウンタの計数値をNで除算して1走査周期
Tの最大計測数Cmが求められる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, in order to simplify the configuration of the rotation time measuring means, the rotation time measuring means generates and outputs a measuring clock. Optical scanning start detecting means for detecting optical scanning start information on each reflecting surface of the scan mirror based on the light receiving energy of the light receiving section; and a frequency dividing the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means by N And a counter for counting a measurement clock in one cycle of the optical scanning start information obtained by the frequency dividing means.
The dividing means divides the count value of the counter by N to obtain the maximum measured number Cm in one scanning cycle T.

【0011】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、分周手段及び除算手段の構成を簡単にするために、
分周手段を、光走査開始検出手段で検出した光走査開始
情報を(2のM乗)分周する(Mは正の整数)分周回路
で構成し、除算手段を、カウンタの計数値をM桁右桁送
りして(2のM乗)分の1とするMビットシフトレジス
タで構成する。
According to a third aspect of the present invention, in order to simplify the configuration of the frequency dividing means and the dividing means,
The frequency dividing means is constituted by a frequency dividing circuit (M is a positive integer) which divides the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means by (2 to the power of M). It is configured by an M-bit shift register that shifts the data by M digits to the right and makes it 1 / (2M).

【0012】請求項4の発明は、回転時間計測手段の構
成を簡単にするために、回転時間計測手段を、計測用ク
ロックを作成して出力する計測用クロック作成回路と、
受光部の受光エネルギーに基づいてスキャンミラーの各
反射面に係る光走査開始情報を検出する光走査開始検出
手段と、この光走査開始検出手段で検出した光走査開始
情報の各周期における計測用クロックを計数するカウン
タと、このカウンタの計数値のスキャンミラー1回転に
相当するN回分を加算する加算手段とで構成する。
According to a fourth aspect of the present invention, in order to simplify the configuration of the rotation time measurement means, the rotation time measurement means generates a measurement clock and outputs the measurement clock.
Optical scanning start detecting means for detecting optical scanning start information relating to each reflecting surface of the scan mirror based on the light receiving energy of the light receiving section, and a measuring clock in each cycle of the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means And an adding means for adding N times of the count value of this counter corresponding to one rotation of the scan mirror.

【0013】請求項5の発明は、発光部からの光を回転
可能なスキャンミラーで反射させて光走査領域を照射
し、この光走査領域から戻ってきた光をスキャンミラー
の反射を介して受光部で受光し、受光エネルギーに基づ
いて単位の計測用クロック当りの光走査角度Kを求める
装置において、計測用クロックを作成して出力する計測
用クロック作成回路と、受光部の受光エネルギーに基づ
いてスキャンミラーの各反射面における光走査開始情報
を検出する光走査開始検出手段と、計測用クロックと光
走査開始情報とに基づいて光走査角度Kを一定に保持す
る手段とを具備してなることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the light from the light emitting section is reflected by a rotatable scan mirror to irradiate the light scanning area, and the light returned from the light scanning area is received via the reflection of the scan mirror. In a device that receives light at a unit and obtains an optical scanning angle K per unit of measurement clock based on received light energy, a measurement clock creation circuit that creates and outputs a measurement clock, Optical scanning start detecting means for detecting optical scanning start information on each reflection surface of the scan mirror, and means for keeping the optical scanning angle K constant based on the measuring clock and the optical scanning start information. It is characterized by.

【0014】スキャンミラーを回転するモータの回転数
が供給電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化等によっ
て変化しても、単位の計測用クロック当りの光走査角度
Kを一定に保持する手段によって光走査角度Kが一定に
保たれている。このため、モータの回転数が変化しても
求める光走査角度Kを一定に保持することができる。
Even if the number of revolutions of the motor for rotating the scan mirror changes due to fluctuations in the supply voltage, changes in the ambient temperature, aging, etc., the means for keeping the optical scanning angle K per unit measurement clock constant. The light scanning angle K is kept constant. For this reason, even if the number of rotations of the motor changes, the required light scanning angle K can be kept constant.

【0015】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、スキャンミラーを回転するモータの回転数制御で光
走査角度Kを一定に保持するために、光走査角度Kを一
定に保持する手段を、スキャンミラーを回転するモータ
の標準回転数に相当した標準値を予め置数する標準値レ
ジスタと、光走査開始検出手段で検出した光走査開始情
報の1周期における計測用クロックを計数するカウンタ
と、このカウンタの計数値を標準値レジスタの標準値と
比較し、計数値が標準値より大きいときにはモータの回
転数を減少させ、計数値が標準値より小さいときにはモ
ータの回転数を増加させるモータ回転数制御手段とで構
成する。
According to a sixth aspect of the present invention, in accordance with the fifth aspect of the present invention, the optical scanning angle K is kept constant in order to keep the optical scanning angle K constant by controlling the number of revolutions of the motor for rotating the scan mirror. A standard value register for preliminarily setting a standard value corresponding to the standard rotation speed of the motor for rotating the scan mirror, and a counter for counting a measurement clock in one cycle of the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means. And a motor that compares the count value of this counter with a standard value of a standard value register, and decreases the motor speed when the count value is larger than the standard value, and increases the motor speed when the count value is smaller than the standard value. It is composed of rotation speed control means.

【0016】請求項7の発明は、請求項5の発明におい
て、計測用クロックの周波数制御で光走査角度Kを一定
に保持するために、計測用クロック作成回路は計測用ク
ロックの周波数が可変可能に形成され、光走査角度Kを
一定に保持する手段を、スキャンミラーを回転するモー
タの標準回転数に相当した標準値を予め置数する標準値
レジスタと、光走査開始検出手段で検出した光走査開始
情報の1周期における計測用クロックを計数するカウン
タと、このカウンタの計数値を標準値レジスタの標準値
と比較し、計数値が標準値より大きいときには計測用ク
ロック作成回路のクロック周波数を減少させ、計数値が
標準値より小さいときには計測用クロック作成回路のク
ロック周波数を増加させるクロック周波数制御手段とで
構成する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect, the frequency of the measurement clock can be varied by the measurement clock generation circuit in order to keep the optical scanning angle K constant by controlling the frequency of the measurement clock. And a means for holding the optical scanning angle K constant, a standard value register in which a standard value corresponding to the standard rotational speed of the motor for rotating the scan mirror is set in advance, and a light detected by the optical scanning start detecting means. A counter for counting the measuring clock in one cycle of the scanning start information, and comparing the counted value of the counter with a standard value of a standard value register. If the counted value is larger than the standard value, the clock frequency of the measuring clock generating circuit is reduced. And a clock frequency control means for increasing the clock frequency of the measurement clock generation circuit when the count value is smaller than the standard value.

【0017】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、計測用クロック作成回路の構成を簡単にするため
に、計測用クロック作成回路を電圧制御発振器で構成す
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in order to simplify the configuration of the measurement clock generation circuit, the measurement clock generation circuit is constituted by a voltage controlled oscillator.

【0018】請求項9の発明は、請求項2、3、4、
5、6、7又は8の発明において、光走査開始検出手段
の構成を簡単にするために、光走査開始検出手段を、受
光部を流れる電流を電圧に変換する電流・電圧変換回路
と、この電流・電圧変換回路の出力電圧を計測用クロッ
ク作成回路のクロックで標本化してディジタル信号に変
換するA/D変換回路と、このA/D変換回路の出力信
号の中からスキャンミラーの1次反射光に相当する信号
を分離し光走査開始情報として出力する1次反射光分離
回路とで構成する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the second aspect of the present invention.
In the invention of 5, 6, 7 or 8, in order to simplify the configuration of the optical scanning start detecting means, the optical scanning start detecting means includes a current / voltage conversion circuit for converting a current flowing through the light receiving section into a voltage, An A / D conversion circuit that samples the output voltage of the current / voltage conversion circuit with the clock of the measurement clock generation circuit and converts it into a digital signal; and the primary reflection of the scan mirror from the output signal of the A / D conversion circuit And a primary reflected light separation circuit that separates a signal corresponding to light and outputs it as light scanning start information.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明による光走査角度計
測装置の一実施形態例を図1を用いて説明する。図1に
おいて図8〜図10と同一部分は同一符号とする。図1
において、12は再帰性反射体、17は発光素子、18
は受光素子、19は前記発光素子17からの光、23は
反射面数が4(N=4の場合)、横断面が正方形のスキ
ャンミラー、24はモータ(例えばパルスモータ)であ
る。26は前記スキャンミラー23の1回転に要する時
間を計測する回転時間計測手段、28は除算手段として
の2ビットシフトレジスタ、30はMPU(マイクロプ
ロセッサユニット)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an optical scanning angle measuring device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, the same parts as those in FIGS. FIG.
, 12 is a retroreflector, 17 is a light emitting element, 18
Is a light receiving element, 19 is light from the light emitting element 17, 23 is a scan mirror having four reflecting surfaces (when N = 4), a square cross section, and 24 is a motor (for example, a pulse motor). 26 is a rotation time measuring means for measuring the time required for one rotation of the scan mirror 23, 28 is a 2-bit shift register as dividing means, and 30 is an MPU (microprocessor unit).

【0020】前記回転時間計測手段26は、計測用クロ
ックを作成して出力する計測用クロック作成回路の一例
としてのVCO(電圧制御発振器)32と、光走査開始
検出手段34と、分周手段の一例としての4分周回路3
5と、カウンタ36とで構成されている。前記光走査開
始検出手段34は、前記受光素子18の受光エネルギー
に相当した電流を電圧に変換して出力する電流・電圧変
換回路38と、この電流・電圧変換回路38の出力電圧
をディジタル信号に変換して出力するA/D(アナログ
/ディジタル)変換回路40と、このA/D変換回路4
0の出力信号の中から前記スキャンミラー23の1次反
射光(受光エネルギー最大)に相当する信号を分離し光
走査開始パルスPa、Pb、Pc、Pdを出力する1次
反射光分離回路42とで構成されている。前記4分周回
路35は、D型フリップフロップ37、39を図2に示
すように結合してなり、前記1次反射光分離回路42か
ら出力する光走査開始パルスPa、Pb、Pc、Pdを
4分周して出力する。前記カウンタ36は前記4分周回
路35で得られた光走査開始信号の1周期における前記
VCO32の計測用クロックを計数する。
The rotation time measuring means 26 includes a VCO (voltage controlled oscillator) 32 as an example of a measuring clock generating circuit for generating and outputting a measuring clock, an optical scanning start detecting means 34, and a frequency dividing means. Frequency divider circuit 3 as an example
5 and a counter 36. The light scanning start detecting means 34 converts a current corresponding to the light receiving energy of the light receiving element 18 into a voltage and outputs the voltage. The current / voltage converting circuit 38 converts the output voltage of the current / voltage converting circuit 38 into a digital signal. A / D (analog / digital) conversion circuit 40 for converting and outputting, and this A / D conversion circuit 4
A primary reflected light separation circuit 42 that separates a signal corresponding to the primary reflected light (maximum received energy) of the scan mirror 23 from the output signal of 0 and outputs optical scanning start pulses Pa, Pb, Pc, and Pd; It is composed of The divide-by-4 circuit 35 is formed by combining D-type flip-flops 37 and 39 as shown in FIG. 2, and outputs light scanning start pulses Pa, Pb, Pc and Pd output from the primary reflected light separation circuit 42. The frequency is divided by 4 and output. The counter 36 counts the measuring clock of the VCO 32 in one cycle of the optical scanning start signal obtained by the divide-by-4 circuit 35.

【0021】前記2ビットシフトレジスタ28は、前記
カウンタ32の計数値を2桁右桁送りして1/4とし、
1走査周期Tにおける計測用クロックの計数値Cmを出
力する。この計数値Cmは、前記式(2)における分母
の期間Tの最大計測数に相当する。
The 2-bit shift register 28 shifts the count value of the counter 32 by two digits to the right to make it 1/4,
The count value Cm of the measurement clock in one scanning cycle T is output. This count value Cm corresponds to the maximum number of measurements in the denominator period T in equation (2).

【0022】前記MPU30は前記式(2)及び(1)
の演算を行う。すなわち1走査期間Tの光走査角度π
(ラジアン)を前記2ビットシフトレジスタ28から出
力する値Cmで除算して単位の計測用クロック当りの光
走査角度K(=π/Cm)を求めるとともに、この光走
査角度Kに走査開始時から対象物25検出までの検出期
間tの計測数を掛けて対象物の走査角度θを求める。こ
の検出期間tの計測数は、電圧・電流変換回路38の出
力電圧を基準電圧と比較する比較器(図示省略)の比較
出力信号と、光走査検出手段34による光走査開始パル
スPa、Pb、Pc、Pdとに基づき、MPU30によ
って演算される。
The MPU 30 is calculated according to the formulas (2) and (1).
Is calculated. That is, the light scanning angle π in one scanning period T
(Radian) is divided by the value Cm output from the 2-bit shift register 28 to obtain an optical scanning angle K per unit measurement clock (= π / Cm). The scanning angle θ of the object is obtained by multiplying the number of measurements in the detection period t until the detection of the object 25. The number of measurements in the detection period t includes a comparison output signal of a comparator (not shown) that compares the output voltage of the voltage / current conversion circuit 38 with a reference voltage, and light scanning start pulses Pa, Pb, It is calculated by the MPU 30 based on Pc and Pd.

【0023】つぎに、図1及び図2の作用を図3及び図
10を併用して説明する。説明の便宜上、スキャンミラ
ー23の横断面が図10の(b)に示すような菱形に歪
み、スキャンミラー23の各反射面における1走査周期
が等しくならない場合(Ta≠Tb≠Tc≠Td)につ
いて説明する。
Next, the operation of FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 10. For convenience of explanation, a case where the cross section of scan mirror 23 is distorted in a rhombus shape as shown in FIG. 10B and one scanning cycle on each reflection surface of scan mirror 23 is not equal (Ta (Tb ≠ Tc ≠ Td) explain.

【0024】電流・電圧変換回路38は、受光素子18
の受光エネルギーに相当した電流を電圧に変換し、A/
D変換回路40は電流・電圧変換回路38の出力電圧を
ディジタル信号に変換し、1次反射光分離回路42は、
A/D変換回路40の出力信号の中から1次反射光に相
当した図3の(b)に示すような走査開始パルスPa、
Pb、Pc、Pdを分離し、4分周回路35に出力す
る。比較のために、図3の(a)にスキャンミラー23
の横断面が歪みの無い理想的な正方形の場合を示す。図
3の(a)、(b)において、走査開始パルスPa、P
b、Pc、Pdは、図11及び図12のスキャンミラー
23の各反射面A、B、C、Dからの1次反射光a、
b、c、dに相当した信号を表し、Xは図11及び図1
2の場合と同様に各1走査周期Ta、Tb、Tc、Td
における対象物25の出現情報を表し、tは走査開始時
から対象物25検出時までの検出期間を表し、スキャン
ミラー23の回転数が一定なので検出期間tは一定であ
る。
The current / voltage conversion circuit 38 includes the light receiving element 18
Converts the current corresponding to the received light energy into a voltage,
The D conversion circuit 40 converts the output voltage of the current / voltage conversion circuit 38 into a digital signal, and the primary reflected light separation circuit 42
A scanning start pulse Pa as shown in FIG. 3B corresponding to the primary reflected light from the output signal of the A / D conversion circuit 40,
Pb, Pc, and Pd are separated and output to the divide-by-4 circuit 35. For comparison, the scan mirror 23 is shown in FIG.
Shows a case where the cross section of the sample is an ideal square without distortion. 3A and 3B, the scanning start pulses Pa and P
b, Pc, and Pd are primary reflected lights a, from the respective reflecting surfaces A, B, C, and D of the scan mirror 23 in FIGS.
X represents signals corresponding to b, c, and d, and X represents FIG.
2, one scanning cycle Ta, Tb, Tc, Td
, Represents the detection information of the object 25, and t represents a detection period from the start of scanning to the time of detection of the object 25. Since the rotation speed of the scan mirror 23 is constant, the detection period t is constant.

【0025】4分周回路35に図3の(b)に示すよう
な信号が入力すると、出力側からは同図の(d)に示す
ような周期が4Tの光走査開始信号が出力する。すなわ
ち、4分周回路35のD型フリップフロップ37のCK
端子に図3の(b)に示すような信号が入力すると、こ
のD型フリップフロップ37のQ1端子からは同図の
(c)に示すような、走査開始パルスPa、Pb、P
c、Pdのアップエッジ動作により立上り時から若干の
一定時間遅延した時刻に反転する2分周された信号が出
力し、この信号が後段のD型フリップフロップ39のC
K端子に入力するので、このD型フリップフロップ39
のQ2端子からは同図の(d)に示すような、入力信号
が4分周された周期4Tの光走査開始信号が出力する。
When a signal as shown in FIG. 3B is input to the divide-by-4 circuit 35, an optical scanning start signal having a period of 4T as shown in FIG. 3D is output from the output side. That is, CK of the D-type flip-flop 37 of the divide-by-4 circuit 35
When a signal as shown in FIG. 3B is inputted to the terminal, the scanning start pulses Pa, Pb, P as shown in FIG.
c and Pd output a signal which is inverted by two and which is inverted at a time delayed by a certain time from the rise due to the rising edge operation of Pd.
Since the signal is input to the K terminal, the D-type flip-flop 39
A light scanning start signal having a period of 4T obtained by dividing the input signal by 4 is output from the Q2 terminal of FIG.

【0026】カウンタ36は、4分周回路35から出力
する図3の(d)に示すような周期4Tの走査開始信号
に基づき、周期4Tの期間におけるVCO32から出力
する計測用クロックを計数する。2ビットシフトレジス
タ28は、カウンタ36の計数値を2桁右桁送りして4
分の1とし、1走査周期Tにおける最大計測数Cmを出
力する。MPU30は、予めレジスタ(図示省略)に置
数されたり、設定値入力されたりした1走査期間Tの走
査角度πを、2ビットシフトレジスタ28から出力する
最大計測数Cmで除算し(式(2)の演算を行い)、単
位の計測用クロック当りの光走査角度Kを求める。MP
U30は、さらに、この光走査角度Kに検出期間tの計
測数を乗算し(式(1)の演算を行い)、対象物25の
走査角度θを求める。検出期間tは、電流・電圧変換回
路38の出力電圧を基準電圧と比較する比較器の比較信
号と走査開始パルスPa、Pb、Pc、Pdとに基づ
き、MPU30によって演算される。
The counter 36 counts the measuring clock output from the VCO 32 during the period 4T based on the scanning start signal having the period 4T as shown in FIG. The 2-bit shift register 28 shifts the count value of the counter 36 two places to the right,
Then, the maximum measurement number Cm in one scanning cycle T is output. The MPU 30 divides the scanning angle π in one scanning period T, which is previously set in a register (not shown) or receives a set value, by the maximum measurement number Cm output from the 2-bit shift register 28 (Equation (2) ) Is calculated, and the light scanning angle K per unit measurement clock is obtained. MP
U30 further multiplies the optical scanning angle K by the number of measurements in the detection period t (performs the calculation of Expression (1)) to obtain the scanning angle θ of the object 25. The detection period t is calculated by the MPU 30 based on the comparison signal of the comparator for comparing the output voltage of the current / voltage conversion circuit 38 with the reference voltage and the scanning start pulses Pa, Pb, Pc, Pd.

【0027】図1に示した実施形態例では、分周手段を
4分周回路で構成し、これに対応して除算手段を2桁右
桁送りして4分の1とする2ビットシフトレジスタで構
成した場合について説明したが、本発明はこれに限るも
のでなく、分周手段が光走査開始情報を(2のM乗)分
周し(Mは正の整数、図1の例ではM=2)、これに対
応して除算手段がM桁右桁送りして(2のM乗)分の1
とする(図1の例では4分の1とする)ものであればよ
い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the frequency dividing means is constituted by a divide-by-four circuit, and the dividing means is shifted by two digits to the right to make it a quarter corresponding to this. However, the present invention is not limited to this, and the frequency dividing means divides the optical scanning start information by (2 to the power of M) (M is a positive integer, M in the example of FIG. 1). = 2), and the dividing means shifts to the right by M digits (2 to the power of M) in response to this.
(In the example of FIG. 1, it is set to 1).

【0028】前記実施形態例では、回転時間計測手段
を、VCO、光走査開始検出手段、分周手段及びカウン
タで構成し、除算手段を、カウンタの計数値をM桁右桁
送りして(2のM乗)分の1とするMビットシフトレジ
スタで構成した場合について説明したが、本発明はこれ
に限るものでなく、回転時間計測手段はスキャンミラー
の1回転に要する時間を計測するものであればよく、除
算手段は回転時間計測手段で求めた計測時間をスキャン
ミラーの反射面数N(図1ではN=4)で除算して1走
査周期Tを求めるものであればよい。
In the above embodiment, the rotation time measuring means comprises a VCO, an optical scanning start detecting means, a frequency dividing means and a counter, and the dividing means shifts the count value of the counter by M digits to the right (2 Has been described as an M-bit shift register that is 1 / (Mth power), but the present invention is not limited to this. The rotation time measuring means measures the time required for one rotation of the scan mirror. The dividing means only needs to divide the measurement time obtained by the rotation time measuring means by the number N of reflection surfaces of the scan mirror (N = 4 in FIG. 1) to obtain one scanning cycle T.

【0029】例えば、図4に示すように、MPU30a
に次ぎのような加算機能、除算機能、及び乗算機
能を付与し、この加算機能とVCO32と光走査開
始検出手段34とカウンタ36aと反射面数レジスタ4
4とによって回転時間計測手段を構成し、除算機能と
反射面数レジスタ44とによって除算手段を構成しても
よい。反射面数レジスタ44には、スキャンミラー23
の反射面数N(例えばN=4)が置数される。 加算機能:カウンタ36aの計数値を反射面数レジス
タ44に置数された値Nに応じてN回加算する。N=4
の場合は、カウンタ36aは、光走査開始検出手段34
から出力する光走査開始パルスPa、Pb、Pc、Pd
の1周期Ta、Tb、Tc、TdにおけるVCO32の
計数用クロックを計数し、、これらの計数値を加算す
る。 除算機能:前記加算機能で求めた加算値を反射面数
レジスタ44に置数された値のNで除算して1走査周期
Tの最大計測数Cmを求める。N=4の場合は、加算値
を4で除算して1走査周期Tの最大計測数Cmを求め
る。 除算機能:図1の場合と同様に、1走査周期Tの走査
角度πを除算機能で求めた最大計測数Cmで除算して
光走査角度Kを求める。 乗算機能:図1の場合と同様に、除算機能で求めた
光走査角度Kに検出期間tの計測数を乗算し、対象物2
5の走査角度θを求める。
For example, as shown in FIG.
The following addition function, division function, and multiplication function are provided, and the addition function, the VCO 32, the optical scanning start detection means 34, the counter 36a, and the reflection surface number register 4 are added.
4 may constitute a rotation time measurement means, and the division function and the reflection surface number register 44 may constitute a division means. The reflection mirror 44 includes the scan mirror 23.
The number of reflection surfaces N (for example, N = 4) is set. Addition function: Adds the count value of the counter 36a N times according to the value N set in the reflection surface number register 44. N = 4
In the case of (3), the counter 36a is
Scanning start pulses Pa, Pb, Pc, Pd output from
In one cycle Ta, Tb, Tc, Td, the counting clock of the VCO 32 is counted, and these counted values are added. Division function: The addition value obtained by the addition function is divided by N of the value set in the reflection surface number register 44 to obtain the maximum measurement number Cm in one scanning cycle T. In the case of N = 4, the maximum value Cm in one scanning cycle T is obtained by dividing the added value by four. Division function: As in the case of FIG. 1, the light scanning angle K is obtained by dividing the scanning angle π of one scanning cycle T by the maximum measurement number Cm obtained by the division function. Multiplication function: As in the case of FIG. 1, the light scanning angle K obtained by the division function is multiplied by the number of measurements in the detection period t, and the object 2
5 is obtained.

【0030】図5は本発明の他の実施形態例を示すもの
で、図1、図4と同一部分は同一符号とし、説明を省略
する。図5において、50はスキャンミラー23を回転
するモータ24の標準回転数に相当した標準値を置数す
る標準値レジスタ、52はモータ回転数制御手段で、こ
の標準値レジスタ50及びモータ回転数制御手段52と
カウンタ36aとは走査角度を一定に保持する手段を構
成している。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 5, reference numeral 50 denotes a standard value register for setting a standard value corresponding to the standard rotation speed of the motor 24 for rotating the scan mirror 23. Reference numeral 52 denotes motor rotation speed control means. The means 52 and the counter 36a constitute a means for keeping the scanning angle constant.

【0031】前記モータ回転数制御手段52は、回転数
を変えるために前記モータ24へ駆動電圧を可変可能に
供給する直流電源54と、D/A(ディジタル/アナロ
グ)変換回路56と、MPU30bとからなり、このM
PU30bには、次ぎのような比較制御機能と、図4
のMPU30aに付与された機能と同一の除算機能及
び乗算機能が付与されている。 比較制御機能:カウンタ36aの計数値を標準値レジ
スタ50の標準値と比較し、計数値が標準値より大きい
ときには、前記D/A変換回路56を介して前記直流電
源54に前記モータの回転数を減少させるための制御信
号を出力し、計数値が標準値より小さいときには、前記
D/A変換回路56を介して前記直流電源54に前記モ
ータの回転数を増加させるための制御信号を出力する。
The motor rotation speed control means 52 includes a DC power supply 54 for variably supplying a drive voltage to the motor 24 to change the rotation speed, a D / A (digital / analog) conversion circuit 56, and an MPU 30b. Consisting of this M
The PU 30b has the following comparison control function, and FIG.
The same division function and multiplication function as the functions provided to the MPU 30a are provided. Comparison control function: The count value of the counter 36a is compared with the standard value of the standard value register 50, and when the count value is larger than the standard value, the DC power supply 54 Is output, and when the count value is smaller than the standard value, a control signal for increasing the rotation speed of the motor is output to the DC power supply 54 via the D / A conversion circuit 56. .

【0032】つぎに、図5の場合の作用を説明する。ス
キャンミラー23を回転するモータ24の回転数が供給
電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化等によって変化
した場合、モータ回転数制御手段52によってモータ2
4の回転数が標準回転数レジスタ50の標準値に相当し
た回転数となるように制御される。すなわち、モータ2
4の回転数が標準回転数より増加すると、走査開始検出
手段34から出力する走査開始パルスPa、Pb、P
c、Pdの各1走査周期Ta、Tb、Tc、Tdは、モ
ータ24の回転数が標準値の場合の1走査周期Tより短
くなる(Ta=Tb=Tc=Td<T)ので、カウンタ
36aの計数値が標準値レジスタ50の標準値より小さ
くなり、MPU30bの比較制御機能によりモータ2
4の回転数を減少させる。モータ24の回転数が標準回
転数より減少すると、増加の場合と逆に作用し、MPU
30bの比較制御機能によりモータ24の回転数を増
加させる。このような回転数制御によってモータ24の
回転数が標準回転数に保持されるので、MPU30bの
除算機能によって、1走査周期Tの走査角度πをカウ
ンタ36aの計数値Cmで除算して光走査角度Kが求め
られる。また、MPU30bの乗算機能によって、光
走査角度Kに検出期間tの計測数を乗算し、対象物25
の走査角度θが求められる。
Next, the operation in the case of FIG. 5 will be described. When the rotation speed of the motor 24 that rotates the scan mirror 23 changes due to a change in the supply voltage, a change in the ambient temperature, an aging, etc., the motor 2
The number of rotations is controlled so that the number of rotations becomes the number of rotations corresponding to the standard value of the standard number of rotations register 50. That is, the motor 2
When the number of rotations of the scanning start pulse No. 4 increases from the standard number of rotations, the scanning start pulses Pa, Pb, P
Since one scanning cycle Ta, Tb, Tc, Td of c and Pd is shorter than one scanning cycle T when the rotation speed of the motor 24 is a standard value (Ta = Tb = Tc = Td <T), the counter 36a Is smaller than the standard value of the standard value register 50, and the motor 2 is controlled by the comparison control function of the MPU 30b.
4 is reduced. When the number of rotations of the motor 24 decreases below the standard number of rotations, the operation of the motor 24 is reversed, and
The rotation speed of the motor 24 is increased by the comparison control function of 30b. Since the rotation speed of the motor 24 is maintained at the standard rotation speed by such rotation speed control, the division function of the MPU 30b divides the scanning angle π of one scanning cycle T by the count value Cm of the counter 36a to obtain the light scanning angle. K is required. Further, the multiplication function of the MPU 30b multiplies the optical scanning angle K by the number of measurements in the detection period t, and
Is obtained.

【0033】図5に示した実施形態例では、光走査角度
Kを一定に保持する手段を、標準値レジスタ、カウンタ
及びモータ回転数制御手段で構成した場合について説明
したが、本発明はこれに限るものでなく、計測用クロッ
ク作成回路(例えばVCO)で作成した計測用クロック
と光走査開始検出手段で検出した光走査開始情報とに基
づいて光走査角度Kを一定に保持するものであればよ
い。
In the embodiment shown in FIG. 5, the case where the means for keeping the light scanning angle K constant is constituted by a standard value register, a counter and a motor speed control means has been described. The present invention is not limited to this, as long as the optical scanning angle K is kept constant based on the measuring clock generated by the measuring clock generating circuit (for example, VCO) and the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means. Good.

【0034】例えば、図6に示すように、計測用クロッ
ク作成回路を計測用クロックの周波数が可変可能なVC
O32aで形成し、光走査角度Kを一定に保持する手段
を標準値レジスタ50、カウンタ36b及びクロック周
波数制御手段58で構成する。前記カウンタ36bは、
光走査開始検出手段34で検出した光走査開始パルスP
a、Pb、Pc、Pdの各1周期Ta、Tb、Tc、T
dにおけるVCO32aの出力する計測用クロックを計
数する。前記クロック周波数制御手段58はLPF(ロ
ーパスフィルタ)60、D/A変換回路56a及びMP
U30cからなり、このMPU30cには、次ぎのよう
な比較制御機能と、図4のMPU30aに付与された
機能と同一の除算機能及び乗算機能が付与されてい
る。比較制御機能:カウンタ36bの計数値を標準値
レジスタ50の標準値と比較し、計数値が標準値より大
きいときには、前記D/A変換回路56a及びLPF6
0を介して前記VCO32aにクロック周波数を小さく
するための制御信号を出力し、計数値が標準値より小さ
いときには、前記D/A変換回路56a及びLPF60
を介して前記VCO32aにクロック周波数を大きくす
るための制御信号を出力する。
For example, as shown in FIG. 6, a measuring clock generating circuit is provided with a VC capable of changing the frequency of the measuring clock.
The means formed by O32a and holding the optical scanning angle K constant is constituted by the standard value register 50, the counter 36b, and the clock frequency control means 58. The counter 36b includes:
Optical scanning start pulse P detected by optical scanning start detecting means 34
One cycle of each of a, Pb, Pc, and Pd Ta, Tb, Tc, T
The measurement clock output from the VCO 32a at d is counted. The clock frequency control means 58 includes an LPF (low-pass filter) 60, a D / A conversion circuit 56a,
The MPU 30c is provided with the following comparison control function and the same division function and multiplication function as those provided to the MPU 30a in FIG. Comparison control function: The count value of the counter 36b is compared with the standard value of the standard value register 50, and when the count value is larger than the standard value, the D / A conversion circuit 56a and the LPF 6
0, a control signal for decreasing the clock frequency is output to the VCO 32a. When the count value is smaller than the standard value, the D / A conversion circuit 56a and the LPF 60
A control signal for increasing the clock frequency is output to the VCO 32a through the VCO.

【0035】つぎに、図6の場合の作用を図7を併用し
て説明する。説明の便宜上、モータ24の回転数が標準
レジスタ50の標準値に相当した標準回転数のときは、
図7の(a)、(b)に示すように、1走査周期をT
(=Ta=Tb=Tc=Td)、VCO32aのクロッ
ク周波数をF、各1走査周期における走査開始時から対
象物25の検出までに要した検出期間をtとし、モータ
24の回転数が標準回転数より小さいときは、同図の
(c)、(d)に示すようにT1、F1、t1とし、モ
ータ24の回転数が標準回転数より大きいときは、同図
の(e)、(f)に示すようにT2、F2、t2とす
る。
Next, the operation in the case of FIG. 6 will be described with reference to FIG. For convenience of explanation, when the rotation speed of the motor 24 is the standard rotation speed corresponding to the standard value of the standard register 50,
As shown in FIGS. 7A and 7B, one scanning cycle is T
(= Ta = Tb = Tc = Td), the clock frequency of the VCO 32a is F, the detection period required from the start of scanning in each scanning cycle to the detection of the object 25 is t, and the rotation speed of the motor 24 is a standard rotation. When the number of rotations is smaller than the number, T1, F1, and t1 are set as shown in (c) and (d) of the figure. When the rotation number of the motor 24 is larger than the standard number of rotations, (e) and (f) of the figure. ), T2, F2, and t2.

【0036】スキャンミラー23を回転するモータ24
の回転数が供給電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化
等によって変化した場合、カウンタ36bの計数値が標
準値レジスタ50の標準値と等しくなるように、クロッ
ク周波数制御手段58によってVCO32aのクロック
周波数が制御される。すなわち、モータ24の回転数が
標準回転数のときには、カウンタ36bの計数値が標準
値レジスタ50の標準値と等しいので、VCO32aの
クロック周波数Fは変化しない。モータ24の回転数が
標準回転数より小さくなると、走査開始検出手段34か
ら出力する走査開始パルスPa、Pb、Pc、Pdの各
1走査期間T1が、図7の(c)に示すように標準回転
数の場合の期間Tより大きくなるので、VCO32aの
クロック周波数が変化しないとカウンタ36bの計数値
が標準値のT1/T倍になる。このため、カウンタ36
bの計数値が標準値と等しくなるように制御するクロッ
ク周波数制御手段58によって、VCO32aのクロッ
ク周波数が図7の(d)に示すようにFのT/T1倍の
F1(=F×T/T1<F)に制御され、カウンタ36
bの計数値が標準値に保持される。したがって、単位の
計測用クロック当りの光走査角度K(=π/期間T1の
最大計測数)も標準回転数の場合と同一に保持され、さ
らに、対象物25の走査角度θ1(=K×(期間t1の
計測数))も、標準回転数の場合の走査角度θ(=K×
(期間tの計測数))と同一に保持される。すなわち、
(期間t1の計測数)=F1×t1=(F×T/T1)
×(t×T1/T)=F×t=(期間tの計測数)とな
るので、θ1=θとなる。モータ24の回転数が標準回
転数より大きくなると、走査開始検出手段34から出力
する走査開始パルスPa、Pb、Pc、Pdの各1走査
期間T2が、図7の(e)に示すように標準回転数の場
合の期間Tより小さくなるので、VCO32aのクロッ
ク周波数が変化しないとカウンタ36bの計数値が標準
値のT2/T倍になる。このため、カウンタ36bの計
数値が標準値と等しくなるように制御するクロック周波
数制御手段58によって、VCO32aのクロック周波
数が図7の(f)に示すようにFのT/T2倍のF2
(=F×T/T2>F)に制御され、カウンタ36bの
計数値が標準値に保持される。したがって、単位の計測
用クロック当りの光走査角度K(=π/期間T2の最大
計測数)も標準回転数の場合と同一に保持され、さら
に、対象物25の走査角度θ2(=K×(期間t2の計
測数))も、標準回転数の場合の走査角度θ(=K×
(期間tの計測数))と同一に保持される。すなわち、
(期間t2の計測数)=F2×t2=(F×T/T2)
×(t×T2/T)=F×t=(期間tの計測数)とな
るので、θ2=θとなる。
Motor 24 for rotating scan mirror 23
Clock frequency control means 58 controls the clock of VCO 32a so that the count value of counter 36b becomes equal to the standard value of standard value register 50, when the rotation speed of power supply changes due to supply voltage fluctuation, change in ambient temperature, aging, and the like. The frequency is controlled. That is, when the rotation speed of the motor 24 is the standard rotation speed, the count value of the counter 36b is equal to the standard value of the standard value register 50, so that the clock frequency F of the VCO 32a does not change. When the rotation speed of the motor 24 becomes smaller than the standard rotation speed, one scanning period T1 of each of the scanning start pulses Pa, Pb, Pc, and Pd output from the scanning start detection means 34 becomes the standard as shown in FIG. Since the rotation speed becomes longer than the period T, the count value of the counter 36b becomes T1 / T times the standard value unless the clock frequency of the VCO 32a changes. Therefore, the counter 36
The clock frequency control means 58 controls the count value of b to be equal to the standard value so that the clock frequency of the VCO 32a becomes F1 (= F × T / T) times T / T1 times F, as shown in FIG. T1 <F) and the counter 36
The count value of b is held at the standard value. Therefore, the optical scanning angle K per unit measurement clock (= π / maximum number of measurements in the period T1) is also kept the same as in the case of the standard rotation speed, and the scanning angle θ1 of the object 25 (= K × ( The number of measurements during the period t1)) is also the scanning angle θ (= K ×
(The number of measurements in the period t)). That is,
(The number of measurements in the period t1) = F1 × t1 = (F × T / T1)
× (t × T1 / T) = F × t = (the number of measurements in the period t), so that θ1 = θ. When the rotation speed of the motor 24 becomes larger than the standard rotation speed, each one scanning period T2 of the scanning start pulses Pa, Pb, Pc, and Pd output from the scanning start detection means 34 becomes the standard as shown in FIG. Since the rotation speed is smaller than the period T, the count value of the counter 36b becomes T2 / T times the standard value unless the clock frequency of the VCO 32a changes. For this reason, the clock frequency control means 58 for controlling the count value of the counter 36b to be equal to the standard value causes the clock frequency of the VCO 32a to become F / T2 times T / T2 times F, as shown in FIG.
(= F × T / T2> F), and the count value of the counter 36b is held at the standard value. Therefore, the optical scanning angle K per unit of measurement clock (= π / maximum number of measurements in the period T2) is kept the same as in the case of the standard rotation speed, and the scanning angle θ2 of the object 25 (= K × ( The number of measurements during the period t2) is also the scanning angle θ (= K ×
(The number of measurements in the period t)). That is,
(The number of measurements in the period t2) = F2 × t2 = (F × T / T2)
× (t × T2 / T) = F × t = (measured number of period t), so that θ2 = θ.

【0037】前記実施形態例では、計測用クロック作成
回路をVCOで形成した場合について説明したが、本発
明はこれに限るものでなく、計測用クロックを作成して
出力するものであればよい。
In the above-described embodiment, the case where the measurement clock generating circuit is formed by the VCO has been described. However, the present invention is not limited to this, and any circuit that generates and outputs a measurement clock may be used.

【0038】前記実施形態例では、光走査開始検出手段
を、電流・電圧変換回路、A/D変換回路及び1次反射
光分離回路で構成した場合について説明したが、本発明
はこれに限るものでなく、受光素子の受光エネルギーに
基づいてスキャンミラーの各反射面における光走査開始
情報を検出するものであればよい。
In the above embodiment, the case where the optical scanning start detecting means is constituted by a current / voltage converting circuit, an A / D converting circuit and a primary reflected light separating circuit has been described, but the present invention is not limited to this. Instead, any device may be used as long as it detects the light scanning start information on each reflection surface of the scan mirror based on the light receiving energy of the light receiving element.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1の発明は、発光部からの光を回
転可能なスキャンミラーで反射させて光走査領域を照射
し、この光走査領域から戻ってきた光をスキャンミラー
の反射を介して受光部で受光し、受光エネルギーに基づ
いて単位の計測用クロック当りの光走査角度Kを求める
装置において、スキャンミラーの1回転に要する時間を
スキャンミラーの反射面数N(例えばN=4)で除算し
て1走査周期Tを求めるようにしたので、スキャンミラ
ーの形状に歪みが生じた場合、求める光走査角度Kにバ
ラツキが生じるのを防止することができる。すなわち、
スキャンミラーの回転数が一定であればスキャンミラー
の形状に歪みが生じても、スキャンミラー1回転に要す
る時間trが一定となり(例えば、tr=4T=一
定)、除算手段で求めた1走査周期T(=tr/N)も
一定となる。この1走査周期Tを一定の計測単位時間
(計測用クロックの1周期)で割った値Cm(1走査周
期の最大計測数)も一定となるので、1走査周期の光走
査角度(装置の構造で決まる一定値、例えばπラジア
ン)をCmで割った光走査角度Kも一定となる。
According to the first aspect of the present invention, the light from the light emitting section is reflected by the rotatable scan mirror to irradiate the light scanning area, and the light returned from the light scanning area is reflected by the scan mirror. In a device that receives light at a light receiving section and obtains an optical scanning angle K per unit measurement clock based on received light energy, the time required for one rotation of the scan mirror is determined by the number of reflection surfaces N of the scan mirror (for example, N = 4). , The one scanning cycle T is obtained, so that when the shape of the scan mirror is distorted, it is possible to prevent the required light scanning angle K from varying. That is,
If the number of rotations of the scan mirror is constant, the time tr required for one rotation of the scan mirror is constant (for example, tr = 4T = constant), even if the shape of the scan mirror is distorted, and one scanning cycle obtained by the dividing means. T (= tr / N) is also constant. The value Cm (maximum number of measurements in one scanning cycle) obtained by dividing this one scanning cycle T by a certain measurement unit time (one cycle of the measurement clock) is also constant, so that the optical scanning angle in one scanning cycle (device structure) The light scanning angle K obtained by dividing a constant value determined by (for example, π radian) by Cm is also constant.

【0040】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、回転時間計測手段を計測用クロック作成回路、光走
査開始検出手段、分周手段及びカウンタで構成し、除算
手段でカウンタの計数値をNで除算して1走査周期Tを
求めるようにしたので、回転時間計測手段の構成を簡単
にすることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the rotation time measuring means comprises a measuring clock generating circuit, an optical scanning start detecting means, a frequency dividing means and a counter, and the dividing means counts the count value of the counter. Is divided by N to obtain one scanning cycle T, so that the configuration of the rotation time measuring means can be simplified.

【0041】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、分周手段を、光走査開始検出手段で検出した光走査
開始情報を(2のM乗)分周する分周回路(例えば4分
周回路)で構成し、除算手段を、カウンタの計数値をM
桁右桁送りして(2のM乗)分の1とするMビットシフ
トレジスタ(例えば2ビットシフトレジスタ)で構成し
たので、分周手段及び除算手段の構成を簡単にすること
ができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the frequency dividing means divides the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means by (2 to the power of M). Frequency dividing circuit), and the dividing means calculates the count value of the counter as M
Since it is constituted by an M-bit shift register (for example, a 2-bit shift register) which shifts one digit to the right (2 to the power of M), the configuration of the frequency dividing means and the dividing means can be simplified.

【0042】請求項4の発明は、回転時間計測手段を計
測用クロック作成回路、光走査開始検出手段、カウンタ
及び加算手段で構成したので、回転時間計測手段の構成
を簡単にすることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the rotation time measuring means is constituted by a measuring clock generating circuit, an optical scanning start detecting means, a counter and an adding means, the structure of the rotating time measuring means can be simplified.

【0043】請求項5の発明は、発光部からの光を回転
可能なスキャンミラーで反射させて光走査領域を照射
し、この光走査領域から戻ってきた光をスキャンミラー
の反射を介して受光部で受光し、受光エネルギーに基づ
いて単位の計測用クロック当りの光走査角度Kを求める
装置において、計測用クロックを作成して出力する計測
用クロック作成回路と、受光部の受光エネルギーに基づ
いてスキャンミラーの各反射面における光走査開始情報
を検出する光走査開始検出手段と、計測用クロックと光
走査開始情報とに基づいて光走査角度Kを一定に保持す
る手段とを具備し、スキャンミラーを回転するモータの
回転数が供給電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化等
によって変化しても、単位の計測用クロック当りの光走
査角度Kを一定に保持する手段によって光走査角度Kが
一定に保たれるようにしたので、モータの回転数が変化
しても求める光走査角度Kを一定に保持することができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, the light from the light emitting section is reflected by the rotatable scan mirror to irradiate the light scanning area, and the light returned from the light scanning area is received through the reflection of the scan mirror. In a device that receives light at a unit and obtains an optical scanning angle K per unit of measurement clock based on received light energy, a measurement clock creation circuit that creates and outputs a measurement clock, An optical scanning start detecting means for detecting optical scanning start information on each reflection surface of the scan mirror; and a means for keeping the optical scanning angle K constant based on the measuring clock and the optical scanning start information. The optical scanning angle K per unit of measurement clock is kept constant even if the rotational speed of the motor rotating the motor changes due to fluctuations in the supply voltage, changes in the ambient temperature, aging, etc. Since such optical scanning angle K is kept constant by means of, it is possible to hold the optical scanning angle K the rotational speed of the motor is also determined by constantly changing.

【0044】請求項6の発明は、請求項5の発明におい
て、光走査角度Kを一定に保持する手段を、スキャンミ
ラーを回転するモータの標準回転数に相当した標準値を
予め置数する標準値レジスタと、光走査開始検出手段で
検出した光走査開始情報の1周期における計測用クロッ
クを計数するカウンタと、このカウンタの計数値を標準
値レジスタの標準値と比較し、計数値が標準値より大き
いときにはモータの回転数を減少させ、計数値が標準値
より小さいときにはモータの回転数を増加させるモータ
回転数制御手段とで構成したので、モータの回転数が供
給電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化等によって変
化しても、モータ回転数制御手段でモータの回転数を標
準値に制御することによって、光走査角度Kを一定に保
持することができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the means for maintaining the optical scanning angle K constant includes a standard value in which a standard value corresponding to the standard rotational speed of the motor for rotating the scan mirror is preset. A value register, a counter for counting a measuring clock in one cycle of the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means, and comparing the counted value of the counter with a standard value of a standard value register, and determining the counted value as a standard value. When the motor speed is larger than the standard value, the motor speed is decreased, and when the count value is smaller than the standard value, the motor speed is increased. The optical scanning angle K can be kept constant by controlling the motor rotation speed to a standard value by the motor rotation speed control means even if it changes due to changes, aging and the like. .

【0045】請求項7の発明は、請求項5の発明におい
て、光走査角度Kを一定に保持するために、計測用クロ
ック作成回路は計測用クロックの周波数が可変可能に形
成され、光走査角度Kを一定に保持する手段を、スキャ
ンミラーを回転するモータの標準回転数に相当した標準
値を予め置数する標準値レジスタと、光走査開始検出手
段で検出した光走査開始情報の1周期における計測用ク
ロックを計数するカウンタと、このカウンタの計数値を
標準値レジスタの標準値と比較し、計数値が標準値より
大きいときには計測用クロック作成回路のクロック周波
数を減少させ、計数値が標準値より小さいときには計測
用クロック作成回路のクロック周波数を増加させるクロ
ック周波数制御手段とで構成したので、モータの回転数
が供給電圧の変動、周囲温度の変化、経年変化等によっ
て変化しても、クロック周波数制御手段による計測用ク
ロックの周波数制御でカウンタの計数値を標準値に一致
させて光走査角度Kを一定に保持することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, in order to keep the optical scanning angle K constant, the measuring clock generating circuit is formed so that the frequency of the measuring clock can be changed, Means for holding K constant, a standard value register for pre-setting a standard value corresponding to the standard rotation speed of the motor for rotating the scan mirror, and one cycle of the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means. A counter that counts the clock for measurement, and compares the count value of this counter with the standard value of the standard value register. If the count value is larger than the standard value, the clock frequency of the clock generation circuit for measurement is reduced, and the count value becomes the standard value. When it is smaller, the clock frequency control means for increasing the clock frequency of the measurement clock generation circuit is used, so that the number of rotations of the motor may vary with the supply voltage. Changes in ambient temperature, be varied by aging or the like, can be allowed to coincide with the standard value of the count value of the counter in the frequency control of the measuring clock by the clock frequency control means for holding the optical scanning angle K constant.

【0046】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、計測用クロック作成回路を電圧制御発振器で構成し
たので、計測用クロック作成回路の構成を簡単にするこ
とができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, since the measurement clock generation circuit is constituted by a voltage controlled oscillator, the configuration of the measurement clock generation circuit can be simplified.

【0047】請求項9の発明は、請求項2、3、4、
5、6、7又は8の発明において、光走査開始検出手段
を電流・電圧変換回路、A/D変換回路及び1次反射光
分離回路で構成したので、光走査開始検出手段の構成を
簡単にすることができる。
The ninth aspect of the present invention provides the second aspect of the present invention.
In the invention of 5, 6, 7 or 8, the optical scanning start detecting means is constituted by a current / voltage conversion circuit, an A / D conversion circuit and a primary reflected light separation circuit, so that the configuration of the optical scanning start detecting means can be simplified. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光走査角度計測装置の第1実施形
態例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an optical scanning angle measuring device according to the present invention.

【図2】図1中の4分周回路35の具体例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of a divide-by-4 circuit 35 in FIG. 1;

【図3】図2の作用を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 2;

【図4】本発明による光走査角度計測装置の第2実施形
態例の要部を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a main part of a second embodiment of the optical scanning angle measuring device according to the present invention.

【図5】本発明による光走査角度計測装置の第3実施形
態例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the optical scanning angle measuring device according to the present invention.

【図6】本発明による光走査角度計測装置の第4実施形
態例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the optical scanning angle measuring device according to the present invention.

【図7】図6の作用を説明するタイミングチャートであ
る。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 6;

【図8】本発明の利用例の一例である光走査型タッチパ
ネルの平面図である。
FIG. 8 is a plan view of an optical scanning type touch panel which is an example of an application example of the present invention.

【図9】図8中の光走査ユニットの取付け状態を示す側
面図である。
FIG. 9 is a side view showing an attached state of the optical scanning unit in FIG.

【図10】スキャンミラーの形状が歪んだ状態(b)、
(c)を理想的な形状状態(a)と比較して示した説明
図である。
FIG. 10 shows a state where the shape of the scan mirror is distorted (b).
It is explanatory drawing which showed (c) in comparison with the ideal shape state (a).

【図11】スキャンミラーの形状が図10の(a)、
(b)の場合の1次反射光の説明図である。
FIG. 11A shows the shape of the scan mirror in FIG.
It is explanatory drawing of the primary reflected light in the case of (b).

【図12】スキャンミラーを回転するモータの回転数が
標準回転数の場合、標準回転数より小さい場合、標準回
転数より大きい場合の1次反射光の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of primary reflected light when the rotation speed of the motor that rotates the scan mirror is the standard rotation speed, is smaller than the standard rotation speed, and is larger than the standard rotation speed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a、11b…光走査ユニット、 12…再帰性反射
体、 17…発光素子、 18…受光素子、 19…発
光素子17から出力した光、 23…スキャンミラー、
23a…スキャンミラー23の回転軸、 24…モー
タ、 25…対象物、 26…回転時間計測手段、 2
8…2ビットシフトレジスタ(除算手段の一例)、 3
0、30a、30b、30c…MPU(マイクロプロセ
ッサ)、32、32a…VCO(計測用クロック作成回
路の一例)、 34…光走査開始検出手段、 35…4
分周回路(分周手段の一例)、 36、36a、36b
…カウンタ、 37、39…D型フリップフロップ、
38…電流・電圧変換回路、 40…A/D変換回路、
42…1次反射光分離回路、 44…反射面数レジス
タ、 50…標準値レジスタ、 52…モータ回転数制
御手段、 54…電圧可変可能な直流電源、 56、5
6a…D/A変換回路、 58…クロック周波数制御手
段、 60…LPF、 A、B、C、D…スキャンミラ
ー23の反射面、 a、b、c、d…スキャンミラー2
3の各反射面からの1次反射光、F、F1、F2…VC
O32、32aのクロック周波数、 Pa、Pb、P
c、Pd…1次反射光a、b、c、dによる走査開始パ
ルス(走査開始情報の一例)、 T、T1、T2…1走
査周期、 t、t1、t2…走査開始から対象物検出ま
での検出期間、 X…各1走査周期における対象物25
の出現情報。
11a, 11b: optical scanning unit, 12: retroreflector, 17: light emitting element, 18: light receiving element, 19: light output from light emitting element 17, 23: scan mirror,
23a: rotation axis of scan mirror 23, 24: motor, 25: target object, 26: rotation time measuring means, 2
8. 2-bit shift register (an example of division means)
0, 30a, 30b, 30c... MPU (microprocessor), 32, 32a... VCO (an example of a measurement clock generation circuit), 34... Optical scanning start detecting means 35.
Frequency dividing circuit (an example of frequency dividing means), 36, 36a, 36b
... Counter, 37, 39 ... D-type flip-flop,
38: current / voltage conversion circuit, 40: A / D conversion circuit,
42: Primary reflected light separation circuit, 44: Reflection surface number register, 50: Standard value register, 52: Motor rotation speed control means, 54: DC power supply with variable voltage, 56, 5
6a: D / A conversion circuit, 58: clock frequency control means, 60: LPF, A, B, C, D: reflection surface of scan mirror 23, a, b, c, d: scan mirror 2
, VC, primary reflected light from each reflective surface of No. 3, F, F1, F2,.
O32, 32a clock frequency, Pa, Pb, P
c, Pd: scanning start pulse by primary reflected light a, b, c, d (an example of scanning start information), T, T1, T2 ... one scanning cycle, t, t1, t2 ... from scanning start to object detection , X... Object 25 in each scanning cycle
Appearance information.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 俊行 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 中沢 文彦 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Toshiyuki Kishi 1116, Suenaga, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu General Limited (72) Inventor Fumihiko Nakazawa 4-1-1, Kamidadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Inside the corporation

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】発光部からの光を回転可能なスキャンミラ
ーで反射させて光走査領域を照射し、この光走査領域か
ら戻ってきた光を前記スキャンミラーの反射を介して受
光部で受光し、受光エネルギーに基づいて単位計測時間
当りの光走査角度Kを求める装置において、前記スキャ
ンミラーの1回転に要する時間を計測する回転時間計測
手段と、この回転時間計測手段で求めた計測時間を前記
スキャンミラーの反射面数N(Nは3以上の整数)で除
算して1走査周期を求める除算手段とを具備し、この除
算手段で求めた1走査周期に基づいて前記光走査角度K
を求めてなる光走査角度計測装置。
An optical scanning area is radiated by reflecting light from a light emitting section with a rotatable scan mirror, and light returned from the optical scanning area is received by a light receiving section via reflection of the scan mirror. A rotation time measuring means for measuring a time required for one rotation of the scan mirror, and a measuring time obtained by the rotation time measuring means. Dividing means for dividing by the number N of reflecting surfaces of the scan mirror (N is an integer of 3 or more) to obtain one scanning cycle, and the light scanning angle K is calculated based on the one scanning cycle obtained by the dividing means.
An optical scanning angle measurement device that calculates
【請求項2】回転時間計測手段は、計測用クロックを作
成して出力する計測用クロック作成回路と、受光部の受
光エネルギーに基づいてスキャンミラーの各反射面にお
ける光走査開始情報を検出する光走査開始検出手段と、
この光走査開始検出手段で検出した光走査開始情報をN
分周する分周手段と、この分周手段で得られた光走査開
始情報の1周期における前記計測用クロック作成回路の
クロックを計数するカウンタとからなり、除算手段は前
記カウンタの計数値をNで除算して1走査周期を求めて
なる請求項1記載の光走査角度計測装置。
2. A rotation time measuring means, comprising: a measuring clock generating circuit for generating and outputting a measuring clock; and a light for detecting optical scanning start information on each reflecting surface of a scan mirror based on light receiving energy of a light receiving section. Scanning start detection means,
The optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means is represented by N
Frequency dividing means for dividing the frequency; and a counter for counting the clock of the measuring clock generating circuit in one cycle of the optical scanning start information obtained by the frequency dividing means. The dividing means counts the count value of the counter to N 2. The optical scanning angle measuring device according to claim 1, wherein one scanning cycle is obtained by dividing by one.
【請求項3】分周手段は光走査開始検出手段で検出した
光走査開始情報を(2のM乗)分周してなり(Mは正の
整数)、除算手段はカウンタの計数値をM桁右桁送りし
て(2のM乗)分の1とするMビットシフトレジスタと
してなる請求項2記載の光走査角度計測装置。
3. The frequency dividing means divides (2 to the power of M) the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means (M is a positive integer), and the dividing means divides the count value of the counter by M. 3. The optical scanning angle measuring device according to claim 2, wherein the optical scanning angle measuring device is an M-bit shift register that shifts the digit right by one and sets it to (1 / M).
【請求項4】回転時間計測手段は、計測用クロックを作
成して出力する計測用クロック作成回路と、受光部の受
光エネルギーに基づいてスキャンミラーの各反射面にお
ける光走査開始情報を検出する光走査開始検出手段と、
この光走査開始検出手段で検出した光走査開始情報の1
周期における前記計測用クロック作成回路のクロックを
計数するカウンタと、このカウンタの計数値の前記スキ
ャンミラー1回転に相当するN回分を加算する加算手段
とからなり、除算手段は前記加算手段で求めた加算値を
Nで除算して1走査周期を求めてなる請求項1記載の光
走査角度計測装置。
4. A rotation time measuring means, comprising: a measuring clock generating circuit for generating and outputting a measuring clock; and a light for detecting optical scanning start information on each reflecting surface of a scan mirror based on light receiving energy of a light receiving section. Scanning start detection means,
1 of the light scanning start information detected by the light scanning start detecting means.
A counter for counting the clock of the measurement clock generation circuit in a cycle; and an adding unit for adding N times of the count value of the counter corresponding to one rotation of the scan mirror, and the dividing unit is obtained by the adding unit. 2. The optical scanning angle measuring device according to claim 1, wherein one scanning period is obtained by dividing the added value by N.
【請求項5】発光部からの光を回転可能なスキャンミラ
ーで反射させて光走査領域を照射し、この光走査領域か
ら戻ってきた光を前記スキャンミラーの反射を介して受
光部で受光し、受光エネルギーに基づいて単位計測時間
当りの光走査角度Kを求める装置において、計測用クロ
ックを作成して出力する計測用クロック作成回路と、前
記受光部の受光エネルギーに基づいて前記スキャンミラ
ーの各反射面における光走査開始情報を検出する光走査
開始検出手段と、前記計測用クロックと前記光走査開始
情報とに基づいて前記光走査角度Kを一定に保持する手
段とを具備してなる光走査角度計測装置。
5. An optical scanning area is radiated by reflecting light from a light emitting section with a rotatable scan mirror, and light returned from the optical scanning area is received by a light receiving section via reflection of the scan mirror. A device for calculating an optical scanning angle K per unit measurement time based on received light energy, a measuring clock generating circuit for generating and outputting a measuring clock, and each of the scan mirrors based on the received light energy of the light receiving unit. Optical scanning comprising: optical scanning start detecting means for detecting optical scanning start information on a reflection surface; and means for holding the optical scanning angle K constant based on the measuring clock and the optical scanning start information. Angle measuring device.
【請求項6】光走査角度Kを一定に保持する手段は、ス
キャンミラーを回転するモータの標準回転数に相当した
標準値を予め置数する標準値レジスタと、光走査開始検
出手段で検出した光走査開始情報の1周期における計測
用クロックを計数するカウンタと、このカウンタの計数
値を前記標準値レジスタの標準値と比較し、計数値が標
準値より大きいときには前記モータの回転数を減少さ
せ、計数値が標準値より小さいときには前記モータの回
転数を増加させるモータ回転数制御手段とからなる請求
項5記載の光走査角度計測装置。
6. A means for maintaining the optical scanning angle K constant, wherein a standard value register for preliminarily setting a standard value corresponding to a standard rotation speed of a motor for rotating a scan mirror is detected by an optical scanning start detecting means. A counter for counting the measuring clock in one cycle of the optical scanning start information, and comparing the count value of the counter with the standard value of the standard value register, and when the count value is larger than the standard value, reducing the rotation speed of the motor. 6. The optical scanning angle measuring device according to claim 5, further comprising: motor rotation speed control means for increasing the rotation speed of the motor when the count value is smaller than a standard value.
【請求項7】計測用クロック作成回路は計測用クロック
の周波数が可変可能に形成され、光走査角度Kを一定に
保持する手段は、スキャンミラーを回転するモータの標
準回転数に相当した標準値を予め置数する標準値レジス
タと、光走査開始検出手段で検出した光走査開始情報の
1周期における計測用クロックを計数するカウンタと、
このカウンタの計数値を前記標準値レジスタの標準値と
比較し、計数値が標準値より大きいときには前記計測用
クロック作成回路のクロック周波数を減少させ、計数値
が標準値より小さいときには前記計測用クロック作成回
路のクロック周波数を増加させるクロック周波数制御手
段とからなる請求項5記載の光走査角度計測装置。
7. The measurement clock generating circuit is formed such that the frequency of the measurement clock is variable, and the means for keeping the optical scanning angle K constant is a standard value corresponding to the standard rotation speed of a motor for rotating the scan mirror. A counter for counting a measurement clock in one cycle of the optical scanning start information detected by the optical scanning start detecting means;
The count value of this counter is compared with the standard value of the standard value register. When the count value is larger than the standard value, the clock frequency of the measurement clock generation circuit is decreased. When the count value is smaller than the standard value, the measurement clock is used. 6. The optical scanning angle measuring device according to claim 5, further comprising clock frequency control means for increasing a clock frequency of the creation circuit.
【請求項8】計測用クロック作成回路は電圧制御発振器
としてなる請求項7記載の光走査角度計測装置。
8. The optical scanning angle measurement device according to claim 7, wherein the measurement clock generation circuit is a voltage controlled oscillator.
【請求項9】光走査開始検出手段は、受光部を流れる電
流を電圧に変換する電流・電圧変換回路と、この電流・
電圧変換回路の出力電圧をディジタル信号に変換するA
/D変換回路と、このA/D変換回路の出力信号の中か
らスキャンミラーの1次反射光に相当する信号を分離し
光走査開始情報として出力する1次反射光分離回路とか
らなる請求項2、3、4、5、6、7又は8記載の光走
査角度計測装置。
9. An optical scanning start detecting means, comprising: a current / voltage conversion circuit for converting a current flowing through a light receiving section into a voltage;
A that converts the output voltage of the voltage conversion circuit into a digital signal
And a primary reflection light separation circuit for separating a signal corresponding to the primary reflection light of the scan mirror from the output signal of the A / D conversion circuit and outputting the signal as optical scanning start information. The optical scanning angle measuring device according to 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8.
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