JPH0370174B2 - - Google Patents
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- JPH0370174B2 JPH0370174B2 JP60201639A JP20163985A JPH0370174B2 JP H0370174 B2 JPH0370174 B2 JP H0370174B2 JP 60201639 A JP60201639 A JP 60201639A JP 20163985 A JP20163985 A JP 20163985A JP H0370174 B2 JPH0370174 B2 JP H0370174B2
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- mirror
- light beam
- photoelectric
- scanning
- scanning mirror
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ビームを揺動あるいは回転するミ
ラーに投射偏向させて、被走査面に走行させる光
ビーム走査装置に関し、特に上記ミラー面の揺動
軸あるいは回転軸に対する不平行、いわゆる面倒
れを測定する装置に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a light beam scanning device that projects and deflects a light beam onto an oscillating or rotating mirror and travels to a surface to be scanned. This invention relates to a device for measuring nonparallelism with respect to a swing axis or rotation axis, that is, so-called surface inclination.
揺動あるいは回転するミラー面に、その軸に垂
直な方向から光ビームを投射し、被走査面に反射
走行させて走査をする光ビーム走査手段は公知で
あるが、かかる走査手段においては、原則的には
ミラー面が揺動軸あるいは回転軸に平行に保持さ
れていることが要求される。
A light beam scanning means is known in which a light beam is projected onto an oscillating or rotating mirror surface in a direction perpendicular to its axis, and scans by reflecting the light beam onto the surface to be scanned. Specifically, it is required that the mirror surface be held parallel to the swing axis or rotation axis.
もし、この平行度が不正確であると、光ビーム
の走行軌跡が所望の走査線に一致しなくなつて、
複製された画像に歪みを生じたり、また、特にポ
リゴンミラー、すなわち回転多面鏡を使用する装
置において、各ミラー面の回転軸に対する角度が
まちまちであると、走査ピツチにムラが生じて、
複製画像に見苦しい縞模様が発生し、著しく品質
が低下する。 If this parallelism is inaccurate, the trajectory of the light beam will not match the desired scanning line.
If the replicated image is distorted, or if the angles of each mirror surface relative to the axis of rotation are different, especially in a device that uses a polygon mirror, that is, a rotating polygon mirror, the scanning pitch will be uneven.
Unsightly stripes appear on the reproduced image, significantly reducing the quality.
そこでこの種の光ビーム走査装置の製造に際し
ては、ミラー自体を正確に製作することは云うま
でもなく、かつ、装置の組立時にも正確精密に施
工し、調整をすることにより、上記要求に応じて
いる。 Therefore, when manufacturing this type of light beam scanning device, it goes without saying that the mirror itself must be manufactured accurately, and the assembly of the device must be carried out with precision and precision to meet the above requirements. ing.
上述従来技術によるミラーないし装置の製造時
における正確さは、もとより必要なものではある
が、光ビーム走査装置としての精度維持には、そ
れだけでは不充分である。
Accuracy in manufacturing the mirror or device according to the above-mentioned prior art is of course necessary, but it alone is not sufficient to maintain accuracy as a light beam scanning device.
それは、かかる光ビームを反射走行させるミラ
ーは、相当な高速度で揺動あるいは回転して、光
ビームを偏向させるものであるにもかかわらず、
ミラーの面倒れの検出あるいは測定は、ミラーが
静止した状態でしか、行なわれていないというこ
とである。 This is despite the fact that the mirror that reflects the light beam swings or rotates at a fairly high speed to deflect the light beam.
This means that detection or measurement of mirror surface tilt is only performed when the mirror is stationary.
すなわち、ミラーの面倒れの検出あるいは測定
は、機械的計測手段とは、あるいはミラー面に垂
直な方向から光ビームを投射して、その反射状態
により面倒れを検出する光学的計測手段等が適用
されているが、これらはすべてミラーを静止させ
た状態でしか適用できない。しかしこれらのミラ
ーは、本質的に揺動あるいは回転しながら、光ビ
ームを反射するものであり、揺動されている間に
おいて、ミラー面が軸に対する平行度を維持して
いることが必要である。 In other words, to detect or measure the tilt of the mirror surface, mechanical measurement means or optical measurement means that projects a light beam from a direction perpendicular to the mirror surface and detects the tilt of the mirror surface based on the state of reflection is applied. However, all of these can only be applied with the mirror stationary. However, these mirrors essentially reflect the light beam while oscillating or rotating, and it is necessary that the mirror surface maintains parallelism with the axis while being oscillated. .
従来、かかる駆動状態にあるミラーの面倒れを
適切に検出あるいは測定する手段が知られていな
いために、平行度保持のためには、ミラーを支持
し駆動する機構部材等の剛性を充分に大きくとる
ことで、対処するのが一般的な手法である。しか
しこの手法は、ともすれば安全率を必要以上に大
きく設定する傾向が生じ、部材寸法が過大となつ
て過剰品質の傾向が生じ、重量増加やコスト高等
の不都合を、もたらすおそれがある。 Conventionally, there is no known means to properly detect or measure the surface tilt of a mirror in such a driven state, so in order to maintain parallelism, the rigidity of the mechanical members that support and drive the mirror must be sufficiently increased. A common way to deal with it is to take the following measures. However, with this method, there is a tendency to set the safety factor unnecessarily large, and the dimensions of the parts become too large, resulting in a tendency for excessive quality, which may lead to disadvantages such as increased weight and higher costs.
本発明は、この問題点を解決するための、駆動
状態にある光ビーム偏向用走査ミラーの面倒れ
を、確実に測定することができる装置を提供する
ものである。 In order to solve this problem, the present invention provides an apparatus that can reliably measure the surface tilt of a scanning mirror for light beam deflection in a driven state.
本発明装置は、走査ミラーによる光ビーム投射
面に、中心軸が走査ミラーの揺動軸又は回転軸に
平行で、かつ、走査ミラーの光ビーム偏向点を通
る円筒状の反射鏡を配置し、走査ミラーの軸に直
交する方向から光ビームを走査ミラーに投射し
て、該円筒状反射鏡の内面に投射走行させ、反射
鏡の円筒面で反射した光ビームを、再度走査ミラ
ーで反射させて、もとの光源側光路に導くように
し、その復路における光ビームの、往路に対する
偏差に基いて、走査ミラーの面倒れの有無を検出
し、あるいは面倒れの量を測定するものである。
The device of the present invention arranges a cylindrical reflecting mirror whose central axis is parallel to the swing axis or rotation axis of the scanning mirror and passes through the light beam deflection point of the scanning mirror on the light beam projection surface of the scanning mirror, A light beam is projected onto the scanning mirror from a direction perpendicular to the axis of the scanning mirror, is projected onto the inner surface of the cylindrical reflecting mirror, and the light beam reflected by the cylindrical surface of the reflecting mirror is reflected again by the scanning mirror. , to the original light source side optical path, and based on the deviation of the light beam on the return path from the outgoing path, it is possible to detect whether or not the surface of the scanning mirror is tilted, or to measure the amount of surface tilt.
走査ミラーに面倒れが存在しなければ、円筒状
反射鏡が走査ミラーの光ビーム偏向点を中心とし
て配置してあるために、その内面で反射した光ビ
ームは、走査ミラーの原偏向点に反射され、光源
から走査ミラーに投射される光ビームの光路に一
致した光路を戻り、往復の光路間に偏差は発生し
ない。
If there is no surface tilt in the scanning mirror, the cylindrical reflector is placed centered on the scanning mirror's light beam deflection point, so the light beam reflected from its inner surface will be reflected back to the scanning mirror's original deflection point. The light beam returns along an optical path that coincides with the optical path of the light beam projected from the light source onto the scanning mirror, and no deviation occurs between the reciprocating optical paths.
もし、走査ミラーに面倒れがあれば、円筒状反
射鏡から反射した光ビームの復路は、往路に一致
せず、走査ミラーの軸方向に偏差が生じる。この
偏差の方向及び偏差量を、適宜の手段により検出
あるいは測定することにより、駆動状態における
走査ミラーの面倒れを検出あるいは測定すること
ができる。 If the scanning mirror has a tilted surface, the return path of the light beam reflected from the cylindrical reflecting mirror will not match the outgoing path, and a deviation will occur in the axial direction of the scanning mirror. By detecting or measuring the direction and amount of this deviation by appropriate means, it is possible to detect or measure the surface tilt of the scanning mirror in the driving state.
第1図は、本発明の1実施例装置の構成を示す
概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention.
光源1から下方に照射される光束は、ピンホー
ル板2を通り、ハーフプリズム3の反射面で水平
方向に反射し、コリメータレンズ4を通つて平行
光線となり、さらに柱状凸レンズ5によつて、面
倒れを検定すべき走査ミラー6の面に、当該走査
ミラーの軸方向へ線状に結像するように投射され
る。 A beam of light emitted downward from a light source 1 passes through a pinhole plate 2, is reflected horizontally on the reflective surface of a half prism 3, passes through a collimator lens 4, becomes a parallel beam, and is further transformed into a parallel beam by a columnar convex lens 5. The beam is projected onto the surface of the scanning mirror 6 to be tested so as to form a linear image in the axial direction of the scanning mirror.
走査ミラー6で反射した光ビームは、円筒状反
射鏡8の内面に投射され、走査ミラー6の揺動に
より、反射鏡8の周方向に走行する。反射鏡8
は、その中心軸が走査ミラー6の揺動軸に一致す
る位置に配置してあり、したがつて走査ミラー6
の面が、その揺動軸に一致するように正確に作ら
れている場合、すなわち面倒れがなければ、光ビ
ームは、反射鏡8の揺動軸に対して垂直に投射さ
れる。 The light beam reflected by the scanning mirror 6 is projected onto the inner surface of the cylindrical reflecting mirror 8, and travels in the circumferential direction of the reflecting mirror 8 due to the swinging of the scanning mirror 6. Reflector 8
is arranged at a position where its central axis coincides with the swing axis of the scanning mirror 6, and therefore the scanning mirror 6
If the surface of mirror 8 is made precisely to coincide with its pivot axis, that is, if there is no surface tilt, the light beam will be projected perpendicularly to the pivot axis of reflector 8.
反射鏡8の面で反射する復路の光ビームは、反
射鏡8の揺動軸に対して垂直に入射するため、往
路と同じ光路を経て、走査ミラー6の偏向点に線
状に結像して反射し、柱状凸レンズ5、コリメー
タレンズ4を通つてハーフプリズム3に入射す
る。そしてその光束の一部は、ハーフプリズム3
を透過して直進し、光ビームの投射位置の偏位を
検出する二分割光電変換素子9に元のピンホール
像として結像する。 The returning light beam that is reflected by the surface of the reflecting mirror 8 is incident perpendicularly to the swing axis of the reflecting mirror 8, so it passes through the same optical path as the outward path and forms a linear image at the deflection point of the scanning mirror 6. The light is reflected and enters the half prism 3 through the columnar convex lens 5 and the collimator lens 4. And part of that luminous flux is transmitted through half prism 3
The light beam passes through the light beam, travels straight, and forms an image as an original pinhole image on the two-split photoelectric conversion element 9, which detects the deviation of the projection position of the light beam.
二分割光電変換素子9は、第2図に示すよう
に、同一性能の光電変換素子9a,9bを上下に
隣接させてあり、かつ、光ビームがハーフプリズ
ム3まで往路と同じ光路を通る場合、すなわち、
走査ミラー6に面倒れがない場合に、光ビームの
中心が投射される位置に、2個の素子の境界線が
位置するように配置してある。 As shown in FIG. 2, the two-split photoelectric conversion element 9 has photoelectric conversion elements 9a and 9b of the same performance vertically adjacent to each other, and when the light beam passes through the same optical path as the outward path to the half prism 3, That is,
The scanning mirror 6 is arranged so that the boundary line between the two elements is located at the position where the center of the light beam is projected when the scanning mirror 6 has no surface tilt.
したがつて、走査ミラー6に面倒れがない場合
には、第2図Aに示す如く光ビームは、境界線で
上下に等分されて、2個の光電変換素子9a,9
bの受光量は等しくなり、両者の出力レベルは同
一となる。 Therefore, if the scanning mirror 6 does not have a tilted surface, the light beam is equally divided into upper and lower parts by the boundary line, as shown in FIG.
The amount of light received by b is equal, and the output levels of both are the same.
一方、もし走査ミラー6に面倒れがあると、走
査ミラー6で反射した光ビームが反射鏡8の揺動
軸に対して垂直に入射しないため、走査ミラー6
に反射してくる光ビームの入射点は、最初の反射
点から偏位し、かつ、再度面倒れのある走査ミラ
ー6で反射するため偏位量が倍加されて、光電変
換素子9に投射される光ビームは、面倒れの方向
に応じて上下いずれかの方向にずれる。 On the other hand, if the scanning mirror 6 has a tilted surface, the light beam reflected by the scanning mirror 6 will not be incident perpendicularly to the swing axis of the reflecting mirror 8.
The incident point of the reflected light beam is shifted from the first reflection point, and is reflected again by the scanning mirror 6, which has a tilted surface, so that the amount of deflection is doubled, and the light beam is projected onto the photoelectric conversion element 9. The light beam is shifted either upward or downward depending on the direction of the surface tilt.
したがつて第2図Bに示すように、2個の光電
変換素子9a,9bの受光量が異なり、両者の出
力レベルに差を生じる。この出力レベルの差を、
適宜の手段で測定し、上下のいずれにより高レベ
ルの出力があるかを検知することにより、走査ミ
ラー6の面倒れの有無及びその方向を知ることが
できる。 Therefore, as shown in FIG. 2B, the amounts of light received by the two photoelectric conversion elements 9a and 9b are different, resulting in a difference in their output levels. This difference in output level is
By measuring with an appropriate means and detecting which side has a higher level output, it is possible to know whether the scanning mirror 6 is tilted or not and its direction.
なお、光ビームの偏位量ないし偏位角度は、走
査ミラー6の揺動ストローク中の角度位置によつ
て変動し、ミラー面に対する光ビームの入射角
(φ)が小であるほど、偏位量が大きい。仮に、
走査ミラーの面が入射する光ビームに正対した場
合(偏向角180度)を想定すると、第3図の幾何
学的考察より明らかな如く、光ビームの偏位角度
は、走査ミラー6の面倒れ角度(θ)の4倍にな
り、逆に走査ミラーの面が光ビームに平行な場合
(偏向角0度)には、偏位は生じない。したがつ
て、走査ミラー6に面倒れがあると、円筒状反射
鏡8を走査する光ビームの軌跡は、第1図に点線
で示すようにスパイラル状に傾斜し、光電変換素
子9に対する光ビームの投射位置も、第2図Bの
如く、ミラーの揺動周期に応じて上下に揺動する
ことになる。 Note that the amount of deviation or the angle of deviation of the light beam varies depending on the angular position during the swing stroke of the scanning mirror 6, and the smaller the incident angle (φ) of the light beam with respect to the mirror surface, the greater the deviation. The quantity is large. what if,
Assuming that the surface of the scanning mirror directly faces the incident light beam (deflection angle of 180 degrees), the deflection angle of the light beam is determined by the angle of deflection of the scanning mirror 6, as is clear from the geometrical consideration in FIG. On the other hand, if the scanning mirror surface is parallel to the light beam (deflection angle 0 degrees), no deviation occurs. Therefore, if the scanning mirror 6 has a tilted surface, the trajectory of the light beam scanning the cylindrical reflecting mirror 8 will be tilted in a spiral manner as shown by the dotted line in FIG. The projection position also swings up and down according to the swing period of the mirror, as shown in FIG. 2B.
このため、光ビームの偏位量を測定するには本
実施例装置は適切ではないが、実作業上にでは、
走査ミラーに面倒れが存在するか否か、及び面倒
れが存在する場合にはその方向を知ることができ
れば、調整を遂行するには充分であり、従来、作
動中の走査ミラーについては、面倒れの発生を検
出する手段がなかつたことを考慮すれば、本発明
は大きな意義を有するものである。 For this reason, the device of this embodiment is not suitable for measuring the amount of deviation of a light beam, but in actual work,
Knowing whether a scan mirror has a tilt and, if so, its direction, is sufficient to accomplish the adjustment; Considering that there was no means to detect this occurrence, the present invention has great significance.
以上は、本発明を揺動型の走査ミラーの面倒れ
を検出する装置に適用した実施例について説明し
たが、上述手段に若干の改造を加えることによ
り、走査ミラーに面倒れがある場合に、その量、
すなわち面倒れの角度を測定する装置とすること
ができる。 The above has described an embodiment in which the present invention is applied to a device for detecting the tilting of the surface of a swing-type scanning mirror. However, by adding some modifications to the above-mentioned means, when the scanning mirror has a tilting of the surface, the amount,
In other words, the device can be used to measure the angle of surface inclination.
第4図は、その1実施例装置の構成を示す概略
斜視図で、光源1、ピンホール板2、ハーフプリ
ズム3、コリメータレンズ4、柱状凸レンズ5、
被測定走査ミラー6及びガルバノメータ7は、第
1図示実施例と全く同様である。 FIG. 4 is a schematic perspective view showing the configuration of the first embodiment of the device, which includes a light source 1, a pinhole plate 2, a half prism 3, a collimator lens 4, a columnar convex lens 5,
The scanning mirror 6 to be measured and the galvanometer 7 are exactly the same as in the first illustrated embodiment.
第4図示装置では、走査ミラー6で反射した光
ビームが投射される円筒状ミラー10が、図示の
ように細幅のものとしてあり、また、反射してき
た光ビームの投射位置を検出するための光電変換
素子は、多数の小型素子を上下方向に所要ピツチ
で列設したアレイ状センサー11としてある。 In the device shown in the fourth figure, the cylindrical mirror 10 on which the light beam reflected by the scanning mirror 6 is projected has a narrow width as shown in the figure. The photoelectric conversion element is an array sensor 11 in which a large number of small elements are arranged vertically at a required pitch.
すなわち、第4図示装置においては、走査ミラ
ー6で反射偏向される光ビームのうち、ある限定
された偏向範囲の光ビームだけが、円筒状ミラー
10で反射される。走査ミラー6に面倒れがあつ
て光ビームが斜めに走行するとしても、円筒状ミ
ラー10の幅が小さいために、その両端における
光ビームの投射点間の高低差は、実質的に無視で
きる程度にすぎず、したがつて光ビームは、アレ
イ状センサー11の特定位置に投射されることに
なり、該センサーを構成する多数の光電変換素子
のうち、特定のものに出力が得られる。 That is, in the fourth illustrated apparatus, among the light beams reflected and deflected by the scanning mirror 6, only the light beams within a certain limited deflection range are reflected by the cylindrical mirror 10. Even if the scanning mirror 6 has a tilted surface and the light beam travels diagonally, the width of the cylindrical mirror 10 is small, so the difference in height between the projection points of the light beam at both ends can be virtually ignored. Therefore, the light beam is projected onto a specific position of the arrayed sensor 11, and an output is obtained from a specific one of the many photoelectric conversion elements constituting the sensor.
そこで、これら多数の光電変換素子のどの位置
のものに出力があるかにより、光ビームの投射点
の位置を知ることができ、走査ミラー6に面倒れ
がない場合の投射点からの偏差量を測定できる。 Therefore, depending on which of these many photoelectric conversion elements has an output, the position of the projection point of the light beam can be known, and the amount of deviation from the projection point when the scanning mirror 6 is not tilted can be calculated. Can be measured.
而して第4図示の如く、円筒状ミラー10を、
走査ミラー6の面に対する入射角φ=45゜で直角
(90度)に反射した光ビームを受ける位置に設置
した場合には、センサー11に入射する光ビーム
の偏向角度は、走査ミラー6の揺動軸に対する面
倒れ角度を「θ」とすれば、幾何学的に「√2・
θ」と求められるので、上記偏差量と光路長とか
ら、走査ミラー6の面倒れ角度は、下式の三角計
算によつて簡単に求めることができる。 As shown in the fourth figure, the cylindrical mirror 10 is
When installed at a position that receives a light beam reflected at a right angle (90 degrees) with an incident angle φ = 45 degrees to the surface of the scanning mirror 6, the deflection angle of the light beam incident on the sensor 11 is determined by the oscillation of the scanning mirror 6. If the surface tilt angle with respect to the moving axis is "θ", then geometrically "√2・
.theta.', the surface tilt angle of the scanning mirror 6 can be easily determined from the above deviation amount and optical path length by trigonometric calculation using the following formula.
θ≒tan-1(d/2a+2b)/√2
ただし θ:面倒れ角度
d:光ビーム検出点偏差量
a:走査ミラーと円筒状ミラーとの距離
b:走査ミラーからセンサーまでの距離
もし仮に、円筒状ミラー10を走査ミラー6に
入射する光ビームに対して直角方向でなく、実質
的に光ビームと同一方向に配置、すなわち入射角
φ=0゜とすれば、反射光ビームのセンサー11へ
の入射角度は、前記第3図示の如く「4θ」となる
ので、より簡単な計算式を適用することができ
る。この場合、現実には円筒状ミラーを光ビーム
の走査ミラーに対する入射光路上に配置すること
は不可能であるため、やや側方に設置することに
なるが、測定値に問題となるほどの誤差は生じな
いので、実用上は充分である。 θ≒tan -1 (d/2a+2b)/√2 where θ: Surface tilt angle d: Light beam detection point deviation amount a: Distance between scanning mirror and cylindrical mirror b: Distance from scanning mirror to sensor If, If the cylindrical mirror 10 is arranged not at right angles to the light beam incident on the scanning mirror 6 but substantially in the same direction as the light beam, that is, with an incident angle φ = 0°, the reflected light beam will reach the sensor 11. Since the incident angle is "4θ" as shown in the third diagram, a simpler calculation formula can be applied. In this case, it is actually impossible to place the cylindrical mirror on the incident optical path of the light beam to the scanning mirror, so it will be installed slightly to the side, but the error will not be large enough to cause problems in the measured values. Since this does not occur, it is sufficient for practical use.
なお、上記実施例では、円筒状ミラー10を細
幅のものを使用するようにしたが、第1図示の広
幅のミラーの前面に、左右方向に所要幅のスリツ
トを設けたマスクを配置して、円筒状ミラーに沿
つて移動できるように構成し、スリツト部を所望
の位置に設定できるようにしてもよい。 In the above embodiment, a narrow cylindrical mirror 10 is used, but a mask having a slit of the required width in the left and right direction is placed in front of the wide mirror shown in the first figure. , the slit portion may be configured to be movable along the cylindrical mirror so that the slit portion can be set at a desired position.
上述の測定に際して、走査ミラー6の面倒れの
角度が小さく、光ビームの投射点の偏差量が微小
量にすぎない場合、それを測定するためには、ア
レイ状センサー11を構成する単位光電変換素子
をきわめて小型にしなければならず、実用上問題
がある。 In the above-mentioned measurement, if the angle of inclination of the surface of the scanning mirror 6 is small and the amount of deviation of the projection point of the light beam is only a minute amount, in order to measure it, it is necessary to use the unit photoelectric conversion that constitutes the array sensor 11. The device must be made extremely small, which poses a practical problem.
第5図は、この問題に対処するための1手段を
示すもので、第1図示装置と同様な二分割光電変
換素子12をガイド13に沿つて昇降可能に支持
し、素子12に固設したナツト14にネジ軸15
を係合したものである。ハンドル16をもつてネ
ジ軸15を回動することにより、素子12を上下
に微動させて、一対の光電変換素子が均等に光ビ
ームを受ける位置に移動させ、ハンドル16に付
設した目盛によりネジ軸15の回動量を読取り、
素子12の移動量を測定する。 FIG. 5 shows one means for dealing with this problem, in which a two-split photoelectric conversion element 12 similar to the device shown in the first figure is supported so as to be movable up and down along a guide 13, and fixed to the element 12. Nut 14 and screw shaft 15
This is the result of engagement. By rotating the screw shaft 15 while holding the handle 16, the element 12 is slightly moved up and down, and the pair of photoelectric conversion elements is moved to a position where the light beam is evenly received. Read the rotation amount of 15,
The amount of movement of the element 12 is measured.
これによれば、光ビームの投射点の偏差量が微
小な場合でも、きわめて正確に測定することがで
き、走査ミラーの面倒れの状態を高精度に測定す
ることができる。 According to this, even when the amount of deviation of the projection point of the light beam is minute, it can be measured extremely accurately, and the state of the surface tilt of the scanning mirror can be measured with high precision.
上述説明は、本発明を往復揺動式走査ミラーの
面倒れを検出ないし測定する装置に適用した各実
施例について記載したが、本発明は、走査ミラー
が一方向に連続的に回転する形式のものにも、そ
のまま適用可能であることは云うまでもない。 The above explanation describes each embodiment in which the present invention is applied to a device for detecting or measuring the surface tilt of a reciprocating type scanning mirror. Needless to say, it can also be applied to things.
また、複数個のミラーを多角柱状に配置した、
いわゆるポリゴンミラーについても、適用でき
る。ただしポリゴンミラーの場合は、各面におけ
る面倒れの状態が一定であるとは限らないため、
所望のミラー面について、上述の検出ないし測定
を行い得るような配慮が必要となる。 In addition, multiple mirrors are arranged in a polygonal column shape,
It can also be applied to so-called polygon mirrors. However, in the case of polygon mirrors, the state of surface tilt on each surface is not necessarily constant, so
Care must be taken to ensure that the above-mentioned detection or measurement can be performed on a desired mirror surface.
第6図、第7図及び第8図は、それぞれ本発明
をポリゴンミラーに適用するための1実施例装置
の要部を示す斜視図である。 FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are perspective views showing essential parts of an embodiment of an apparatus for applying the present invention to a polygon mirror, respectively.
第6図は、モーター17によりポリゴンミラー
18を回転駆動する駆動軸19に、傘歯車20を
嵌着し、これに噛み合う傘歯車21を介して水平
軸22及び該軸22に嵌着した円板状のシヤツタ
ー板23を回動させる。シヤツター板23は、そ
の周縁の一部に切欠き部24を設けてあり、この
切欠き部24を通して、ポリゴンミラー18に光
ビームを照射する。 FIG. 6 shows a bevel gear 20 fitted onto a drive shaft 19 that rotates a polygon mirror 18 by a motor 17, a horizontal shaft 22 via a bevel gear 21 that meshes with the bevel gear 20, and a disk fitted onto the shaft 22. The shutter plate 23 of the shape is rotated. The shutter plate 23 is provided with a notch 24 in a part of its periphery, and a light beam is irradiated onto the polygon mirror 18 through this notch 24.
傘歯車20及び21は、同歯数としてあるの
で、ポリゴンミラー18とシヤツター板23は、
同期的に回転し、ポリゴンミラー18の特定の反
射面が光ビームを反射する位置に来たときのみ、
光ビームが切欠き部24を通過し、その他の反射
面に対しては、光ビームはシヤツター板23によ
り遮蔽される。したがつて第1図ないし第4図示
装置の走査ミラー6及びガルバノメータ7に代え
て、第6図示手段を使用すれば、当該特定反射面
についてのみの、面倒れを検出あるいは測定する
ことができる。なお、ポリゴンミラーの場合は、
ミラー面の位置が回転軸に一致していないので、
光電変換素子への投射点が若干左右に振れるが、
面倒れの検出あるいは測定には支障がない。 Since the bevel gears 20 and 21 have the same number of teeth, the polygon mirror 18 and shutter plate 23 have the same number of teeth.
The polygon mirrors 18 rotate synchronously and only when a specific reflective surface of the polygon mirror 18 is in a position to reflect the light beam.
The light beam passes through the notch 24 and is blocked by the shutter plate 23 from other reflective surfaces. Therefore, if the means shown in FIG. 6 is used in place of the scanning mirror 6 and galvanometer 7 of the devices shown in FIGS. 1 to 4, it is possible to detect or measure the surface inclination of only the specific reflecting surface. In addition, in the case of a polygon mirror,
Since the position of the mirror surface does not match the rotation axis,
Although the projection point to the photoelectric conversion element swings slightly from side to side,
There is no problem in detecting or measuring surface tilt.
シヤツター板23に設ける切欠き部24は、ポ
リゴンミラー18の反射面の数に対応して、その
角度範囲を定めるべきものであることは云うまで
もなく、かつ、面倒れを検出あるいは測定すべき
反射面に応じて、ポリゴンミラー18とシヤツタ
ー板23との回転位相関係を調節できるようにし
ておくべきことも、また云うまでもない。これは
たとえば、シヤツター板23を軸22に対して回
動可能とし、かつ、所望位置で固定できるように
しておけばよい。 It goes without saying that the notch 24 provided in the shutter plate 23 should have an angular range that corresponds to the number of reflective surfaces of the polygon mirror 18, and should also be used to detect or measure surface tilt. It goes without saying that the rotational phase relationship between the polygon mirror 18 and the shutter plate 23 should be adjustable depending on the reflecting surface. For example, the shutter plate 23 may be made rotatable about the shaft 22 and fixed at a desired position.
次に第7図は、モーター25により回転駆動さ
れるポリゴンミラー26は軸27に、シヤツター
板28を嵌着し、その周縁に一部の切欠き部29
を設け、シヤツター板28の上下に対設した光源
30と光電素子31により、切欠き部29を検出
し、該検出信号に基づき、制御回路32を介して
光ビームの光路に配置したシヤツター手段33を
制御するようにしたものである。 Next, FIG. 7 shows that the polygon mirror 26, which is rotationally driven by the motor 25, has a shutter plate 28 fitted onto the shaft 27, and a part of the notch 29 formed on the periphery of the shutter plate 28.
The notch 29 is detected by a light source 30 and a photoelectric element 31 arranged oppositely above and below the shutter plate 28, and based on the detection signal, a shutter means 33 is arranged in the optical path of the light beam via a control circuit 32. It is designed to control.
すなわち、光源30からの光束が切欠き部29
を通過する間のみ、光電素子31から出力される
検出信号に基いて、シヤツター手段33が光ビー
ムを透過させるように制御すれば、前記第6図示
装置と同様に、特定反射面のみについて、面倒れ
を検出あるいは測定することができる。 That is, the light beam from the light source 30 is transmitted to the notch 29.
If the shutter means 33 is controlled to transmit the light beam based on the detection signal outputted from the photoelectric element 31 only while the light beam is passing through the light beam, it is possible to avoid the trouble of only transmitting the light beam with respect to a specific reflective surface, as in the device shown in the sixth figure. can be detected or measured.
シヤツター手段33としては、電気信号に応じ
て光ビームを透過あるいは遮蔽するように制御可
能なもの、たとえば液晶素子等が適用でき、また
第8図示のような光ビームがコヒーレントなレー
ザビームである場合は、音響光学光変調素子等が
適用できる。なお第8図において、41はレーザ
ビーム光源、42はビームエキスパンダ、43は
音響光学光変調素子を示す。 As the shutter means 33, a device that can be controlled to transmit or block the light beam according to an electric signal, such as a liquid crystal element, can be used. Also, when the light beam is a coherent laser beam as shown in FIG. An acousto-optic light modulator or the like can be applied. In FIG. 8, 41 is a laser beam light source, 42 is a beam expander, and 43 is an acousto-optic modulator.
(1) 光ビームを偏向走査するミラーの面倒れの状
態を、作動状態で検出あるいは測定することが
できる。
(1) It is possible to detect or measure the state of the surface tilt of the mirror that deflects and scans the light beam while it is in operation.
(2) ミラー面に無接触で、検出あるいは測定でき
るので、ミラー面を損傷するおそれがない。(2) Detection or measurement can be performed without contacting the mirror surface, so there is no risk of damaging the mirror surface.
(3) 往復揺動型ミラーあるいは回転ミラーのいず
れにも、また、一枚型ミラーあるいはポリゴン
ミラーのいずれにも、適用できる。(3) It can be applied to either a reciprocating oscillating mirror or a rotating mirror, as well as a single mirror or a polygon mirror.
(4) 被測定ミラーの本来の動作以外に駆動部分が
なく、正確な検出あるいは測定を安定した状態
で行える。(4) There are no moving parts other than the original movement of the mirror to be measured, allowing accurate detection or measurement in a stable state.
第1図は本発明の一実施例の構成を示す斜視
図、第2図は二分割光電変換素子を示す図、第3
図は光ビームの反射光路を示す図、第4図は本発
明の他の1実施例の構成をしめる斜視図、第5図
は同実施例に適用する光電変換素子の他の実施例
を示す斜視図、第6図、第7図及び第8図はそれ
ぞれ本発明をポリゴンミラーに適用する場合の要
部を示す斜視図である。
1……光源、2……ピンホール板、3……ハー
フプリズム、4……コリメータレンズ、5……柱
状凸レンズ、6……(揺動型)走査ミラー、7…
…ガルバノメータ、8……円筒状ミラー、9……
二分割光電変換素子、10……円筒状ミラー、1
1……アレイ状センサー、12……二分割光電変
換素子、13……ガイド、14……ナツト、15
……ネジ軸、16……ハンドル、17……モータ
ー、18……ポリゴンミラー、19……軸、2
0,21……傘歯車、22……軸、23……シヤ
ツター板、24……切欠き部、25……モータ
ー、26……ポリゴンミラー、27……軸、28
……シヤツター板、29……切欠き部、30……
光源、31……光電素子、32……制御回路、3
3……シヤツター、41……レーザービーム光
源、42……ビームエキスパンダ、43……音響
光学光変調素子。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a two-split photoelectric conversion element, and FIG.
The figure shows a reflected optical path of a light beam, FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows another embodiment of a photoelectric conversion element applied to the same embodiment. The perspective view, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are perspective views showing main parts when the present invention is applied to a polygon mirror, respectively. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Light source, 2... Pinhole plate, 3... Half prism, 4... Collimator lens, 5... Columnar convex lens, 6... (oscillating type) scanning mirror, 7...
...Galvanometer, 8...Cylindrical mirror, 9...
Two-split photoelectric conversion element, 10...Cylindrical mirror, 1
1... Array sensor, 12... Two-split photoelectric conversion element, 13... Guide, 14... Nut, 15
... Screw shaft, 16 ... Handle, 17 ... Motor, 18 ... Polygon mirror, 19 ... Axis, 2
0, 21...Bevel gear, 22...Shaft, 23...Shutter plate, 24...Notch, 25...Motor, 26...Polygon mirror, 27...Shaft, 28
... Shutter plate, 29 ... Notch, 30 ...
Light source, 31...Photoelectric element, 32...Control circuit, 3
3... Shutter, 41... Laser beam light source, 42... Beam expander, 43... Acousto-optic light modulation element.
Claims (1)
動もしくは回転ミラーと、 上記ミラーの反射点を通り、かつ、その揺動軸
もしくは回転軸に平行な軸を中心とする内面反射
型の円筒状ミラーと、 上記円筒状ミラーで反射し、前記揺動もしくは
回転ミラーで再反射した光ビーム光路の、投射側
光ビーム光路に対する偏差を検出あるいは測定す
る光電手段とよりなる光ビーム偏向用走査ミラー
の面倒れを検出あるいは測定する装置。 2 光源からの光ビームをハーフプリズムあるい
はハーフミラーを介して投射し、該ハーフプリズ
ムあるいはハーフミラーにより分岐される光路の
一方に光源を、他方に光電手段を配置したことを
特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の装置。 3 光電手段が、円筒状ミラーの中心軸に平行な
方向に配列された複数個の光電変換素子で構成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
第2項に記載の装置。 4 光電手段が、二分割光電素子である特許請求
の範囲第3項に記載の装置。 5 光電手段が、多数の光電素子を列設したアレ
イ状センサーである特許請求の範囲第3項に記載
の装置。 6 円筒状ミラーの被走査方向の有効幅を、光電
手段への光ビームの投射位置が実質的に定位置と
なる程度に、小さくしたことを特徴とする特許請
求の範囲前各項のいずれかに記載の装置。[Scope of Claims] 1. A light source that projects a light beam, a swinging or rotating mirror that reflects the light beam onto a surface to be scanned and travels, and a shaft that passes through the reflection point of the mirror and whose swing axis or rotation An internally reflecting cylindrical mirror centered on an axis parallel to the axis, and detecting the deviation of the light beam optical path reflected by the cylindrical mirror and re-reflected by the swinging or rotating mirror with respect to the projection side light beam optical path. Or a device for detecting or measuring the surface tilt of a scanning mirror for light beam deflection, which includes photoelectric means for measuring. 2. A patent claim characterized in that a light beam from a light source is projected through a half prism or a half mirror, and the light source is disposed on one side of the optical path branched by the half prism or half mirror, and the photoelectric means is disposed on the other side. A device according to scope 1. 3. The device according to claim 1 or 2, wherein the photoelectric means is composed of a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a direction parallel to the central axis of the cylindrical mirror. 4. The device according to claim 3, wherein the photoelectric means is a two-part photoelectric element. 5. The device according to claim 3, wherein the photoelectric means is an array sensor in which a large number of photoelectric elements are arranged in a row. 6. Any of the preceding claims, characterized in that the effective width of the cylindrical mirror in the scanning direction is made small to such an extent that the projection position of the light beam onto the photoelectric means is substantially at a fixed position. The device described in.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20163985A JPS6262204A (en) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | Detection or measuring apparatus for tilting of scanning mirror surface for light-beam deflection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20163985A JPS6262204A (en) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | Detection or measuring apparatus for tilting of scanning mirror surface for light-beam deflection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262204A JPS6262204A (en) | 1987-03-18 |
| JPH0370174B2 true JPH0370174B2 (en) | 1991-11-06 |
Family
ID=16444416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20163985A Granted JPS6262204A (en) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | Detection or measuring apparatus for tilting of scanning mirror surface for light-beam deflection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6262204A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009258559A (en) * | 2008-04-21 | 2009-11-05 | Hitachi Via Mechanics Ltd | Scanner apparatus |
| GB2488386B (en) | 2011-10-07 | 2013-01-16 | David Teng Pong | Method and apparatus for producing cut to length bars in a steel mill |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208391A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Tokyo Shibaura Electric Co | Extra-low temperature transfer tube |
| JPS5875000A (en) * | 1981-10-30 | 1983-05-06 | Hitachi Ltd | Liquefied-gas pumping-up apparatus |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP20163985A patent/JPS6262204A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6262204A (en) | 1987-03-18 |
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