JPS59195218A - 位相制御装置付共振型スキヤナ - Google Patents
位相制御装置付共振型スキヤナInfo
- Publication number
- JPS59195218A JPS59195218A JP58069786A JP6978683A JPS59195218A JP S59195218 A JPS59195218 A JP S59195218A JP 58069786 A JP58069786 A JP 58069786A JP 6978683 A JP6978683 A JP 6978683A JP S59195218 A JPS59195218 A JP S59195218A
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- JP
- Japan
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- phase
- scanner
- signal
- driving
- mirror
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
レーザ０応用として、レーザビームをオプティカルスキ
ャナ（以下単にスキャナと称する）Ｋより偏向して、画
像等のディスプレイ、印刷、物体表面の検査、焼入ね、
加工等を行ｒｘ ウ技術がある。
ャナ（以下単にスキャナと称する）Ｋより偏向して、画
像等のディスプレイ、印刷、物体表面の検査、焼入ね、
加工等を行ｒｘ ウ技術がある。
こ」１らに使用されるスキャナは高速・広角度Ｏ偏向が
できるものが望ましい。
できるものが望ましい。
現在スキャナとしては、可動ミラー型スキャナ。
回転多面鏡スキャナ、音響光学効果偏向器等がそ牙１ぞ
れｆ）特性に応じた用途に用いられでいる。音響光学効
果偏向器は最も高速でランダム・スキャン（任意の波形
に応答）が可能であるが偏向角が３度位と小さい。回転
多面鏡スキャナは鋸歯状の偏向しかできケいが、高速・
広角度の偏向か可能であるので現在こ牙１がレーザ用の
スキャナとしては主流でレーザプリンタ等に用いら牙１
て℃・る。しかし非常に高い機械的精度が要求され高価
である。
れｆ）特性に応じた用途に用いられでいる。音響光学効
果偏向器は最も高速でランダム・スキャン（任意の波形
に応答）が可能であるが偏向角が３度位と小さい。回転
多面鏡スキャナは鋸歯状の偏向しかできケいが、高速・
広角度の偏向か可能であるので現在こ牙１がレーザ用の
スキャナとしては主流でレーザプリンタ等に用いら牙１
て℃・る。しかし非常に高い機械的精度が要求され高価
である。
可動ミラー型スキャナはランダムスキャンができるもの
と正弦波状ｆ〕偏向しかできないもσ）とがある。偏向
角はいず牙１も２０〜４０度位とね、比較的安価である
が、Ａｉ１者は動作周波数がｌ （ｋＨｚ ］位までと
低速である。後者はｚｏ （ｋＨｚ ） 位のものま
であるが、機械的共振を利用しているφ）で共振の尖鋭
度Ｑが高く帯域幅か非常に狭く、駆動信号の周波数とス
キャナの共振周波数のわずかのすわで駆動信号の位相と
ミラーの位相はすわが生じ、駆動信号の位相にミラーの
位相を一致または一定の関係をもたせることは困難であ
る。通常この必要があるときはスキャナ自身を発振回路
中の共振素子として用い、自己発振モートとして動作さ
せ、スキャナよりの速度信号またげ位相信号に他の回路
系を同期させ、実質的に上記目的を達１−るようにして
いる。しかしながら、この使用方法で【′：ｊ複数の同
一周波数の共振型スキャナを用いこゎらを一同一位相で
動作させることは不可能である。
と正弦波状ｆ〕偏向しかできないもσ）とがある。偏向
角はいず牙１も２０〜４０度位とね、比較的安価である
が、Ａｉ１者は動作周波数がｌ （ｋＨｚ ］位までと
低速である。後者はｚｏ （ｋＨｚ ） 位のものま
であるが、機械的共振を利用しているφ）で共振の尖鋭
度Ｑが高く帯域幅か非常に狭く、駆動信号の周波数とス
キャナの共振周波数のわずかのすわで駆動信号の位相と
ミラーの位相はすわが生じ、駆動信号の位相にミラーの
位相を一致または一定の関係をもたせることは困難であ
る。通常この必要があるときはスキャナ自身を発振回路
中の共振素子として用い、自己発振モートとして動作さ
せ、スキャナよりの速度信号またげ位相信号に他の回路
系を同期させ、実質的に上記目的を達１−るようにして
いる。しかしながら、この使用方法で【′：ｊ複数の同
一周波数の共振型スキャナを用いこゎらを一同一位相で
動作させることは不可能である。
本発明は、正弦波状偏向ではあるが、高速で偏向でとる
共振型スキャナに、ミラーが特定の（１″’ｔｆｆｋ？
通過する際の位置信号または速度信号を検出できる振動
位相検知用コイルを設け、ｗｉ駆動信号対してミラーが
一定位相関係に保持されるように角部Ｒをかげ℃位相制
御を行うようにＬまたもσ〕でた。
共振型スキャナに、ミラーが特定の（１″’ｔｆｆｋ？
通過する際の位置信号または速度信号を検出できる振動
位相検知用コイルを設け、ｗｉ駆動信号対してミラーが
一定位相関係に保持されるように角部Ｒをかげ℃位相制
御を行うようにＬまたもσ〕でた。
って、位相制御信号がスキャナの駆動力に加わるように
構成したものである。こり制商）用φ）駆ｍノ・力はス
キャナσ）駆！１（ｉ１コイルに制御信号を重畳させゎ
ば良いのでその）ためφ）コ１ルや端子を別に設けなく
ても良い。
構成したものである。こり制商）用φ）駆ｍノ・力はス
キャナσ）駆！１（ｉ１コイルに制御信号を重畳させゎ
ば良いのでその）ためφ）コ１ルや端子を別に設けなく
ても良い。
このようにして、従来位相的には非同期＋７）まま５−
一使用さね℃いた複数＋７）共振型スキャナにそゎぞ牙
９位位相制御信号組込み、駆動信号に対して所定の位相
関係を保たせることによってスキャナ相互間の位相のＰ
Ｉ期をとり得るようにしたものであり、そわによって２
次元のスキャンニング処理を可能にし、又サンプル上の
複数の相関部分を同位相で走査し、反射光の相関々係か
らリアルタイムニ被走査部分の比較信号を得ることもで
きるようにして、機能を拡大したものである。
一使用さね℃いた複数＋７）共振型スキャナにそゎぞ牙
９位位相制御信号組込み、駆動信号に対して所定の位相
関係を保たせることによってスキャナ相互間の位相のＰ
Ｉ期をとり得るようにしたものであり、そわによって２
次元のスキャンニング処理を可能にし、又サンプル上の
複数の相関部分を同位相で走査し、反射光の相関々係か
らリアルタイムニ被走査部分の比較信号を得ることもで
きるようにして、機能を拡大したものである。
次に本発明の実梅例についで説明する。
共振型スキャナはねじり振動系で、こねに正弦波状に変
化する駆動トルクτ＝τ０００８ωｔおよびその一階微
分に比例するトルクを加えた場合、その運動方程式は θ：ミラーＤ角度 ■＝慣性モーメント に：ねじり定数 γ：角速度に比例する抵抗 力を与える係数 α：比例定数 となる。こえ７を解くと強制月辰−！項の位相ψはと与
えられる。
化する駆動トルクτ＝τ０００８ωｔおよびその一階微
分に比例するトルクを加えた場合、その運動方程式は θ：ミラーＤ角度 ■＝慣性モーメント に：ねじり定数 γ：角速度に比例する抵抗 力を与える係数 α：比例定数 となる。こえ７を解くと強制月辰−！項の位相ψはと与
えられる。
Ｉ、 ｋ、 γ、ω０ は機械振動系の定数であり
、容易には変えらねないが、制御トルクの振幅を決定す
るαは容易に可変でき、こねによってψを変えることか
できる。したがっ℃ωがωｏｆ）付近で多少変化しても
ψが當に一定になるようにαを可変し、駆動信号とミラ
ーの位相差を一定に保つことが可能である。共振型スキ
ャナのｐへ動停子げ誘導性であるため、駆動トルクは駆
動信号に比べてθａ、 （＞ Ｏ） だけ遅わるが、
位相制御トルクも駆動信号を一階微分した位相制御信号
に対して同一位相だけ遅ねるので、制御トルクは、駆動
トルクの一階微分となり上記（２）式がそのまま成り立
つ。
、容易には変えらねないが、制御トルクの振幅を決定す
るαは容易に可変でき、こねによってψを変えることか
できる。したがっ℃ωがωｏｆ）付近で多少変化しても
ψが當に一定になるようにαを可変し、駆動信号とミラ
ーの位相差を一定に保つことが可能である。共振型スキ
ャナのｐへ動停子げ誘導性であるため、駆動トルクは駆
動信号に比べてθａ、 （＞ Ｏ） だけ遅わるが、
位相制御トルクも駆動信号を一階微分した位相制御信号
に対して同一位相だけ遅ねるので、制御トルクは、駆動
トルクの一階微分となり上記（２）式がそのまま成り立
つ。
この制御ループは図のような構成になる。駆動信号源ｌ
から発せらねるＴＦ、弦波状の駆動信号は、加３ａ−器
２によって位相制御信号が加算さ第１、更にドラ１プア
ノプ３による増巾後共振型スキャナ４を、駆動する。セ
ンサー９は前記スキャナ４のミラー１７）位置に対応す
る位に信号またはミラーの角速度に対応する速度信号か
らスキャナ４０位相を検知する。位相比較器８ば、駆動
信号源１から移相器７を経て位相をθｐ たげ推移され
た標準値と、センサー９からｆ）スキャナ４０位相信号
とを比較し、例えば両者の位相差が９０°０時出力が０
になり、位相のすわがあＡ１ばそわに対応した電圧及び
極性の出力を発するもφ）であり、この出力が前記（１
）式に於ける係数αに対応する。乗算部６汀、微分器５
による駆動信号の１階微分値と、上ｈピ位相比較器８Ｌ
Ｔ）出力とり乗算を行なう４象限乗算器であって、位相
制ｒＴｈｉｌ信号が出力さ牙１、こｊｌが加９器２によ
って駆動信号に加え１ｌ−）牙する。
から発せらねるＴＦ、弦波状の駆動信号は、加３ａ−器
２によって位相制御信号が加算さ第１、更にドラ１プア
ノプ３による増巾後共振型スキャナ４を、駆動する。セ
ンサー９は前記スキャナ４のミラー１７）位置に対応す
る位に信号またはミラーの角速度に対応する速度信号か
らスキャナ４０位相を検知する。位相比較器８ば、駆動
信号源１から移相器７を経て位相をθｐ たげ推移され
た標準値と、センサー９からｆ）スキャナ４０位相信号
とを比較し、例えば両者の位相差が９０°０時出力が０
になり、位相のすわがあＡ１ばそわに対応した電圧及び
極性の出力を発するもφ）であり、この出力が前記（１
）式に於ける係数αに対応する。乗算部６汀、微分器５
による駆動信号の１階微分値と、上ｈピ位相比較器８Ｌ
Ｔ）出力とり乗算を行なう４象限乗算器であって、位相
制ｒＴｈｉｌ信号が出力さ牙１、こｊｌが加９器２によ
って駆動信号に加え１ｌ−）牙する。
と１７′）結果、Ｐ ＄信号とミラーの位相差は（θｄ
→θｐ）となり、移相器Ｏ位相椎移量θｐ を設定中る
ことにより、駆動信号とミラーの位相差シ任意の値に保
つことができる。
→θｐ）となり、移相器Ｏ位相椎移量θｐ を設定中る
ことにより、駆動信号とミラーの位相差シ任意の値に保
つことができる。
図＋１、本発明の実施例を示す位相制御ループのブロッ
クダイヤグラムである。
クダイヤグラムである。
Claims (1)
- 複数のスキャナよりなり、それらの各スキャナはそわぞ
わ駆動用コイルと振動位相検知用コイルと位相制御回路
とを備えていて、該位相制御回路はスキャナの振動を駆
動信号に対して所定の位相関係に保持するために、所定
ｆ）位相関係からずＪまた時その偏差量に対応する制御
信号がスキャナの駆動力に加わる構成を有することを特
徴とする共振型スキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069786A JPS59195218A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 位相制御装置付共振型スキヤナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069786A JPS59195218A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 位相制御装置付共振型スキヤナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59195218A true JPS59195218A (ja) | 1984-11-06 |
| JPH0548453B2 JPH0548453B2 (ja) | 1993-07-21 |
Family
ID=13412783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58069786A Granted JPS59195218A (ja) | 1983-04-20 | 1983-04-20 | 位相制御装置付共振型スキヤナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59195218A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4728937A (ja) * | 1970-11-27 | 1972-11-02 | ||
| JPS5255544A (en) * | 1975-10-28 | 1977-05-07 | Schiller Industries Inc | Apparatus for producing multiiphase scan pattern |
| JPS5270761A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-13 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| JPS5413354A (en) * | 1977-06-30 | 1979-01-31 | Fujitsu Ltd | Optical scanning system |
| JPS5689712A (en) * | 1979-12-21 | 1981-07-21 | Canon Inc | Self-resonant photoscanner |
| JPS5721175A (en) * | 1980-07-15 | 1982-02-03 | Fujitsu Ltd | Infrared ray video device |
-
1983
- 1983-04-20 JP JP58069786A patent/JPS59195218A/ja active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4728937A (ja) * | 1970-11-27 | 1972-11-02 | ||
| JPS5255544A (en) * | 1975-10-28 | 1977-05-07 | Schiller Industries Inc | Apparatus for producing multiiphase scan pattern |
| JPS5270761A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-13 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
| JPS5413354A (en) * | 1977-06-30 | 1979-01-31 | Fujitsu Ltd | Optical scanning system |
| JPS5689712A (en) * | 1979-12-21 | 1981-07-21 | Canon Inc | Self-resonant photoscanner |
| JPS5721175A (en) * | 1980-07-15 | 1982-02-03 | Fujitsu Ltd | Infrared ray video device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0548453B2 (ja) | 1993-07-21 |
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