(57)【要約】【課題】  光ビームの偏向制御が可能な２軸光偏向手段を有する光検出装置であって、サーボ動作中に光ビームの入射が遮断されたときに行う再サーチ動作において、２軸光偏向手段における偏向周波数を高くすることなく、確実、迅速な再サーチ動作を実現する。【解決手段】  ＤＳＰ３により、互いに周波数の異なる２つの周期信号を発生し、２軸偏向ミラー１における各軸方向についての偏向動作を独立的に制御し、この２軸偏向ミラー１を経た光ビームの二次元ＰＳＤ素子２における入射位置の軌跡をリサージュ図形とし、２軸偏向ミラー１に光ビームを入射させる発光素子の方向を検出するとともに、光ビームの入射が遮断されたときには、制御信号の振幅を制限し、この制御信号に光ビームの入射が遮断される直前に検出されていた光ビームの入射方向に相当する直流成分を重畳して、サーチ動作が可能な領域の一部について再サーチ動作を行う。【選択図】  図１
2006337251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射する光ビームを２軸方向に偏向させて出射する２軸光偏向手段と、
前記２軸光偏向手段を制御するサーチ制御手段と、
前記２軸光偏向手段を経た光ビームが入射され、この光ビームの入射位置を二次元的に検出することができる二次元光位置検出手段と
を備え、
前記２軸光偏向手段の偏向によるサーチ動作を実行して前記二次元光位置検出手段で検出された前記光ビームの前記入射位置に基づき前記光ビームの外部からの入射方向を検出し、前記入射方向に光軸をサーボ制御するとともに、このサーボ動作中に光ビームの入射が遮断された場合には自動的に再サーチ動作を行う光検出装置であって、
前記サーチ制御手段は、制御信号として互いに周波数の異なる２つの周期信号を発生し該２つの周期信号により前記入射位置の軌跡がリサージュ図形となるよう前記２軸光偏向手段の偏向を各軸毎に独立的に制御するとともに、前記再サーチ動作を行うときには、前記制御信号の振幅を制限するとともに、この制御信号に、前記光ビームの入射が遮断される直前に検出されていた前記光ビームの入射方向に相当する直流成分を重畳して、前記２軸光偏向手段における偏向を、それが可能な領域の一部について行うよう制御することを特徴とする光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の方向を検出し、検出された発光素子の方向に基づく光軸調整の自動化を可能とする光検出装置に関し、例えば、光無線通信の受発光モジュールにおいて使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報信号の伝送手段として、光を用いた光無線伝送技術が提案されている。このような光無線伝送技術としては、例えば、複数のコンピュータ間で通信を行ういわゆる「光無線ＬＡＮ」や、映像情報や音声情報をＡＶ（Audio-Visual）機器に伝送する技術などが提案されている。このような光無線伝送は、受発光装置により構成された機器間において、ディジタル情報に応じて変調された光ビームを送受信することにより行われる。
【０００３】
このような光無線伝送により正確な情報通信を行うためには、受発光装置間において光軸を一致させることが必要であり、これら受発光装置における光軸調整機能が不可欠のものとなる。
【０００４】
ここで、送信側の発光素子の送出光ビームが指向性を有しない場合には、光軸調整は受信側の受光素子についてのみ行えばよいが、送信側の発光素子が指向性を有する場合には、送受信側の双方で光軸調整を行う必要がある。さらに、ギガヘルツ帯の高速通信を行う場合には、伝送Ｓ−Ｎ比を確保するために通信に使用する光ビーム径を小さくする必要があり、光軸調整も高精度に行う必要が生ずる。
【０００５】
このような光軸調整機能を実現する光軸調整機構としては、特許文献１に記載されているように、受発光素子ユニットを２軸駆動機構によって支持し、この受発光素子ユニットの受発光方向を２軸方向に偏向させることができるようにした機構が提案されている。
【０００６】
さらに、通信システムの小型化及び光軸調整の高速化のために、二軸方向への偏向制御を可能としたミラーを用いて、このミラーを介して受信側の受光素子に光ビームを入射させるようにした角度制御機構を備えた光検出装置が提案されている。この光検出装置においては、ミラーを二軸方向に偏向させることにより送信側の発光素子の方向をサーチし、さらに、ミラーの角度を制御することによって、発光素子及び受光素子間の光軸を一致させる。
【０００７】
この光検出装置における送信側の発光素子の方向のサーチ動作においては、例えば、受信側の受光素子における受光量をモニターしつつ、プリセットされた条件に従ってミラーを偏向させ、受光量が最大となったときのミラーの方向を記憶しておき、ミラーの偏向動作の終了後、記憶された方向にミラーの方向を設定する。
【０００８】
このような光検出装置において、さらに高精度の光軸制御を行うには、送信側の発光素子からの光ビームを、二軸方向への偏向制御が可能なミラーを介して、二次元光位置検出素子に入射させる。この光検出装置においては、二次元光位置検出素子における光ビームの入射位置の情報に基づいて、ミラーの偏向方向の制御にフィードバックして閉ループ制御することにより、発光素子及び受光素子間の光軸が高精度に調整される。
【０００９】
また、本発明者らは、サーチ動作を高速に行うための構成として、二次元撮像素子の画像データに基づいて、送信側の発光素子からの入射光のスポット成分を抽出し、この二次元撮像素子上のスポット位置から、相手側の方向を検出する装置を提案している。この装置においては、二次元撮像素子の画像データから、概略的に相手側発光素子の方向を検出し、この検出結果に基づいて、２軸偏向ミラーを駆動制御することができる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−８５１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前述のように、偏向制御が可能なミラー及び二次元光位置検出素子を用いた角度制御機構を備えた光検出装置における閉ループ制御は、光ビームが二次元光位置検出素子に入射されている場合にのみ可能であり、光軸が大きく外れ、光ビームが二次元光位置検出素子に入射していない状態においては行うことができない。したがって、このような光検出装置においても、光軸が大きく外れている場合には、まずサーチ動作を行い、光ビームが二次元光位置検出素子上に入射される状態とした後に、サーボロックすることが必要となる。
【００１２】
このような光検出装置におけるサーチ動作としては、送信側の発光素子の方向を確実に、かつ、迅速に検出するために、広範囲（広角度）で、かつ、高速（高周波数）の動作が要求される。すなわち、この光検出装置においては、偏向制御が可能なミラーの方向を、広角度に、かつ、高速（高周波数）で偏向させる必要がある。
【００１３】
しかしながら、ミラーを偏向させる速度（周波数）については、機械的な周波数特性の影響による限界がある。また、ミラーを高速（高周波数）で偏向させる場合には、機械的共振の影響により異常振動が発生し、正確なサーチ動作ができなくなる虞れがある。そして、このような周波数特性や共振による問題は、ミラーの偏向角度を広角化した場合に、より顕著に顕れる。
【００１４】
そのため、このような光検出装置においては、ミラーを偏向させる速度（周波数）を充分に高くすることができず、サーチ動作に要する時間を短縮することができない。すなわち、光軸調整に要する時間の短縮化が困難となっている。特に、送信側の発光部からの光ビームの径が小さい場合には、高密度なサーチ動作が必要となるので、サーチ動作に要する時間がより長時間となるという問題がある。
【００１５】
また、このような光検出装置においては、サーボロックがなされた後において、人などの障害物によって送信側の発光素子からの光路が遮断された場合には、光路が回復したときに、再度、サーチ動作を行う必要が生ずる。この場合には、サーチ動作が可能な広範囲の領域全体について、再度サーチ動作が行われることとなる。しかし、一旦サーボロックがなされた後には、すでに通信が開始されていた可能性か高いため、光路の遮断後の光路の回復時には、直ちにサーボロックを行わなければ、実行中であった通信を迅速に再開することができない。
【００１６】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、入射される光ビームの偏向制御が可能なミラー等の２軸光偏向手段を有する光検出装置であって、サーボ動作中に光ビームの入射が遮断されたときに行う再サーチ動作において、サーチ動作が可能な領域の一部についてサーチ動作を行うことにより、２軸光偏向手段における偏向周波数を高くすることなく、確実、かつ、迅速な再サーチ動作を実現することができる光検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光検出装置は、外部から入射する光ビームを２軸方向に偏向させて出射する２軸光偏向手段と、２軸光偏向手段を制御するサーチ制御手段と、２軸光偏向手段を経た光ビームが入射されこの光ビームの入射位置を二次元的に検出することができる二次元光位置検出手段とを備え、２軸光偏向手段の偏向によるサーチ動作を実行して二次元光位置検出手段で検出された光ビームの入射位置に基づき光ビームの外部からの入射方向を検出し入射方向に光軸をサーボ制御するとともにこのサーボ動作中に光ビームの入射が遮断された場合には自動的に再サーチ動作を行う光検出装置であって、サーチ制御手段は、制御信号として互いに周波数の異なる２つの周期信号を発生し該２つの周期信号により入射位置の軌跡がリサージュ図形となるよう２軸光偏向手段の偏向を各軸毎に独立的に制御するとともに、再サーチ動作を行うときには、制御信号の振幅を制限するとともに、この制御信号に、光ビームの入射が遮断される直前に検出されていた光ビームの入射方向に相当する直流成分を重畳して、２軸光偏向手段における偏向を、それが可能な領域の一部について行うよう制御することを特徴とするものである。
【００１８】
この光検出装置においては、サーボ動作中に光ビームの入射が遮断されたときに行う再サーチ動作において、サーチ制御手段は、２軸光偏向手段を経た光ビームの二次元光位置検出手段における入射位置の軌跡をリサージュ図形とし、この二次元光位置検出手段における光ビームの入射位置を検出することによって、２軸光偏向手段に光ビームを入射させる発光素子の方向を検出するにあたり、制御信号の振幅を制限するとともに、この制御信号に、光ビームの入射が遮断される直前に検出されていた光ビームの入射方向に相当する直流成分を重畳することによって、サーチ動作が可能な領域の一部についてサーチ動作を行うので、発光素子の方向を確実、かつ、迅速に再検出することができる。
【００１９】
ここで、リサージュ図形（Lissajous figure, Bowditch curve）とは、 平面上を運動する粒子が二つの直交する軸方向におのおの調和運動を行ない、しかもその振動数の比が有理数（２個の整数の商で表わせる数）であるときに、その粒子によって描かれる図形をいう。なお、本発明においては、二つの直交する軸方向についての振動数の比が無理数である場合も含めてリサージュ図形ということとする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の実施形態に係る光検出装置においては、サーボ動作中に光ビームの入射が遮断されたときに行う再サーチ動作において、サーチ制御手段は、２軸光偏向手段を経た光ビームの二次元光位置検出手段における入射位置の軌跡をリサージュ図形とし、この二次元光位置検出手段における光ビームの入射位置を検出することによって、２軸光偏向手段に光ビームを入射させる発光素子の方向を検出するにあたり、制御信号の振幅を制限するとともに、この制御信号に、光ビームの入射が遮断される直前に検出されていた光ビームの入射方向に相当する直流成分を重畳することによって、サーチ動作が可能な領域の一部についてサーチ動作を行うので、発光素子の方向を確実、かつ、迅速に再検出することができる。
【００２１】
すなわち、本発明は、入射される光ビームの偏向制御が可能なミラー等の２軸光偏向手段を有する光検出装置であって、サーボ動作中に光ビームの入射が遮断されたときに行う再サーチ動作において、サーチ動作が可能な領域の一部についてサーチ動作を行うことにより、２軸光偏向手段における偏向周波数を高くすることなく、確実、かつ、迅速な再サーチ動作を実現することができる光検出装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２３】
本発明に係る光検出装置は、例えば、光無線通信の受発光モジュールに使用され、発光素子の方向、換言するならば、光ビームの入射方向を検出し、また、受光素子の光軸を発光素子の光軸に常に追従させるための光検出装置である。
【００２４】
この実施形態における光検出装置は、光無線通信の送信側における構成であり、受信側のパイロット用発光素子からのパイロット参照光に基づいて送信用発光素子の光軸を調整することにより、安定な通信を実現する機能を有するものである。
【００２５】
〔第１の実施の形態の構成〕
（光検出装置の構成）
図１は、本発明に係る光検出装置の第１実施形態における構成を示すブロック図である。
【００２６】
本発明に係る光検出装置は、図１に示すように、入射した光ビームを２軸方向に偏向させて出射することができる２軸光偏向手段である２軸偏向ミラー１と、この２軸偏向ミラー１により反射された光ビームが入射され、この光ビームの入射位置を二次元的に検出することができる二次元光位置検出手段である二次元ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）素子２とを有している。
【００２７】
この光検出装置に入射される受信側のパイロット用発光素子からの光ビームであるパイロット参照光（ＰＬＢ）は、魚眼レンズ（凹レンズ）９を介して、２軸偏向ミラー１に入射される。この魚眼レンズ９は、２軸偏向ミラー１に対する光ビームの入射及び出射をより広角に行えるようにするためのものである。２軸偏向ミラー１に入射されたパイロット参照光は、この２軸偏向ミラー１において反射されて、ビームスプリッタ１３及びＰＳＤ用集光レンズ１０を透過して、二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａに入射される。ＰＳＤ用集光レンズ１０は、パイロット参照光を二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａ上に集光させる。
【００２８】
この光検出装置は、信号送信用のＬＤ（Laser Diode）発光素子１２を備えている。このＬＤ発光素子１２からは、送信データに応じて光変調された送信用光ビーム（ＬＤＢ）が発せられる。このＬＤ発光素子１２から発せられた送信用光ビームは、コリメータレンズ１１を透過することにより平行光束となされ、ビームスプリッタ１３により反射されて偏向され、２軸偏向ミラー１に入射する。この２軸偏向ミラー１に入射した送信用光ビームは、２軸偏向ミラー１において反射され、魚眼レンズ９を介して、パイロット参照光を発するパイロット用発光素子を有する受信側の器機に向けて出射される。
【００２９】
この光検出装置の光学系は、パイロット参照光（ＰＬＢ）が二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの中心に入射する状態において、送信用光ビーム（ＬＤＢ）とパイロット参照光（ＰＬＢ）とが同軸となるように調整されている。すなわち、この光学系において、二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの中心と、ＬＤ発光素子１２の発光点とは、ビームスプリッタ１３の反射面について共役な位置となっている。このように送信用光ビーム（ＬＤＢ）とパイロット参照光（ＰＬＢ）とが同軸となっている状態においては、受信側の器機の信号受信用の受光素子に対して、送信用光ビーム（ＬＤＢ）を正確に入射させることができる。
【００３０】
図２は、２軸偏向ミラー１の構成を示す平面図である。
【００３１】
２軸偏向ミラー１は、図２に示すように、例えば、ポリイミドなどの材料からなるベース１ａを有している。このベース１ａには、パターンエッチングなどの手段により、二重の円形状の空隙１ｂ，１ｃが形成されている。外側の空隙１ｂの外側と内側とは、２箇所の幅の狭いＹ軸ビーム部１ｄ，１ｄによって繋がっている。また、内側の空隙１ｃの外側と内側とは、２箇所の幅の狭いＸ軸ビーム部１ｅ，１ｅによって繋がっている。これらＹ軸ビーム部１ｄ，１ｄ及びＸ軸ビーム部１ｅ，１ｅは、それぞれが空隙１ｂ，１ｃが形成する円の中心回りに１８０°となる位置に形成されているとともに、互いに該中心回りに９０°となる位置に形成されている。したがって、内側の空隙１ｃの内側の円盤状の部分は、Ｘ軸ビーム部１ｅ，１ｅが捻れることにより、図２中矢印Ｘで示すＸ軸方向に傾くことが可能であり、また、Ｙ軸ビーム部１ｄ，１ｄが捻れることにより、図２中矢印Ｙで示すＹ軸方向に傾くことが可能である。
【００３２】
このようにＸ軸方向及びＹ軸方向に傾くことが可能となされている内側の空隙１ｃの内側の円盤状の部分は、ミラー反射部１ｆとなされている。このミラー反射部１ｆの表面部が、ミラー面（反射面）となる。なお、内側の空隙１ｃと外側の空隙１ｂとの間の円環状の部分は、Ｘ軸支持用ジンバル部１ｇとなっている。
【００３３】
図３は、２軸偏向ミラー１の構成を示す分解斜視図である。
【００３４】
ベース１ａの背後側には、図３に示すように、Ｘ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊが配置されている。これらＸ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊは、それぞれが一部が欠損した円環状（Ｃ字状）に形成されているとともに、この欠損部の反対側にそれぞれコイル１ｋ，１ｌが巻回されており、欠損部が磁気ギャップ部１ｍ，１ｍとなる。これらＸ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊの各磁気ギャップ部１ｍ，１ｍは、各コイル１ｋ，１ｌに給電されたときに、互いに同一の空間に磁場を形成するように配置され、かつ、形成する磁場の方向を互いに直交させている。
【００３５】
そして、ミラー反射部１ｆの裏面部には、永久磁石ピン１ｈが突設されている。この永久磁石ピン１ｈは、ミラー反射部１ｆに対して、略々垂直に取付けられている。この永久磁石ピン１ｈの先端側部分は、Ｘ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊの各磁気ギャップ部１ｍ，１ｍ内に挿入されている。これらＸ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊと、ベース１ａとは、永久磁石ピン１ｈの先端側部分が各磁気ギャップ部１ｍ，１ｍの略中心に位置するように、互いに位置決めされて配置されている。
【００３６】
このように構成された２軸偏向ミラー１においては、Ｘ軸駆動磁気コア１ｉの磁気ギャップ部１ｍ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊの磁気ギャップ部１ｍに形成される磁界の強度及び方向（極性）に応じて、永久磁石ピン１ｈの先端側が移動され、ミラー反射面１ｆが２軸方向に傾けられる。
【００３７】
図４は、二次元ＰＳＤ素子２の構成を示す正面図である。
【００３８】
この光検出装置において２軸偏向ミラー１を経た光ビームが入射される二次元ＰＳＤ素子２は、図４に示すように、光ビームの入射位置を二次元的に検出することが可能な素子である。なお、この二次元ＰＳＤ素子２は、光学的な位置計測において一般的に使用されている素子である。この二次元ＰＳＤ素子２は、受光面（位置検出部）２ａに入射した光ビーム２ｂのこの受光面２ａ内における入射位置に応じた４つのＰＳＤ出力信号を４本の出力端子２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆから出力する。これらＰＳＤ出力信号のそれぞれのレベルにより、受光面２ａ内における光ビーム２ｂの入射位置が表現される。
【００３９】
二次元ＰＳＤ素子２から出力される４つのＰＳＤ出力信号は、図１に示すように、サーボエラー信号生成手段となるＰＳＤ信号処理回路７に送られる。このＰＳＤ信号処理回路７は、二次元ＰＳＤ素子２からの出力に基づいて、この二次元ＰＳＤ素子２への光ビームの入射位置に対応したサーボエラー信号となるＸ軸位置信号ＳＸ及びＸ軸位置信号ＳＹを生成し、Ａ／Ｄ変換器５を介して、サーボ制御手段となるＤＳＰ（Digital Signal Processor）３に供給する。
【００４０】
ＰＳＤ信号処理部７が生成するＸ軸位置信号ＳＸ及びＹ軸位置信号ＳＹは、図４中Ｏで示す座標中心ＯをゼロとしたＸ軸、Ｙ軸方向の位置に比例したレベルを有する信号である。これらＸ軸位置信号ＳＸ及びＹ軸位置信号ＳＹのレベルは、座標中心Ｏからの変位量に比例するので、サーボ的な見地からサーボエラー信号と呼ばれる。
【００４１】
また、ＰＳＤ信号処理回路７は、サーボエラー信号のレベルとして入射光量をモニタするための入射光量信号ＳＢを生成する機能を有している。このＰＳＤ信号処理回路７は、生成した入射光量信号ＳＢを、ＤＳＰ３のサーチ・サーボ切換部３ｃに供給する。
【００４２】
なお、二次元光位置検出手段は、二次元ＰＳＤ素子２に限定されるものではなく、４分割ＰＤ（Photo Ditecter）、または、Ｃ−ＭＯＳＳセンサなどに代えることができる。二次元光位置検出手段を４分割ＰＤとした場合には、４分割ＰＤの出力をＤＳＰ３で演算処理することにより、二次元ＰＳＤ素子２を用いた場合と同様の信号を生成することができる。
【００４３】
この光検出装置は、図１に示すように、２軸偏光ミラー１を制御するサーチ制御手段及びサーボ制御手段となるＤＳＰ（Digital Signal Processor）３を備えている。このＤＳＰ３は、一定のサンプリング周期の間に離散時間信号処理のための算術演算処理を高速に行うことができるプロセッサであり、内部に演算処理部（サーチ信号演算部３ａ、サーボ信号演算部３ｂ及びＤＣ成分演算部３ｄ）とメモリ（記憶部３ｅ）を備えている。また、ＤＳＰ３は、データの入出力部前後に、Ａ／Ｄ変換器５及びＤ／Ａ変換器４を備えている。
【００４４】
ＤＳＰ３は、サーチ・サーボ切換部３ｃの判断に応じて、サーチ時にはサーチ制御信号、サーボ時にはサーボ制御信号をＸ軸数値データＳＡＸ及びＹ軸数値データＳＡＹとして出力する。これらＸ軸数値データＳＡＸ及びＹ軸数値データＳＡＹは、Ｄ／Ａ変換器４によりアナログデータに変換されてＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹとなり、駆動アンプ６に送られる。駆動アンプ６は、Ｘ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹを供給され、これらＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹを増幅し、これらＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹに応じたＸ軸駆動電流ＳＤＸ及びＹ軸駆動電流ＳＤＹを、２軸偏向ミラー１のＸ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊの各コイル１ｋ，１ｌに給電する。
【００４５】
２軸偏向ミラー１のミラー反射部１ｆは、Ｘ軸駆動磁気コア１ｉのコイル１ｋに給電されたＸ軸駆動電流ＳＤＸに応じてＸ軸方向に傾けられ、Ｙ軸駆動磁気コア１ｊのコイル１ｌに給電されたＹ軸駆動電流ＳＤＹに応じてＹ軸方向に傾けられる。これらＸ軸方向への傾きと、Ｙ軸方向への傾きとは、互いに独立的に行われる。
【００４６】
なお、図１においては、本発明におけるＤＳＰ３の機能を説明するために、ＤＳＰ３の内部を機能ブロックで表現している。記憶部３ｅは、メモリの機能であり、その他のブロックはプログラムによって実行される機能である。この図１におけるＤＳＰ３内の矢印は、ＤＳＰ３内でのデータの流れを示したものであり、各データはＸ軸情報及びＹ軸情報を含むものである。
【００４７】
サーチ信号演算部３ａは、サーチ制御信号として、互いに周波数の異なる２つの周期信号であるＸ軸数値データＳＡＸ及びＹ軸数値データＳＡＹを発生させるプログラムルーチンを実行する。また、サーチ信号演算部３ａは、記憶部３ｅに記憶された直流成分データを受取り、Ｘ軸数値データＳＡＸ及びＹ軸数値データＳＡＹに直流成分を重畳することができる。
【００４８】
ここで、Ｘ軸数値データＳＡＸ及びＹ軸数値データＳＡＹが互いに周波数の異なる２つの周期信号であることにより、２軸偏向ミラー１のミラー反射面の傾き方向は、リサージュ図形（Lissajous figure, Bowditch curve）を描く方向に変化することとなる。すなわち、２軸偏向ミラー１に入射されこの２軸偏向ミラー１のミラー反射部１ａにより反射された光ビームの二次元ＰＳＤ素子２における入射位置の軌跡は、リサージュ図形となる。
【００４９】
ここで、リサージュ図形とは、 平面上を運動する粒子が二つの直交する軸方向におのおの調和運動を行ない、しかもその振動数の比が有理数（２個の整数の商で表わせる数）であるときに、その粒子によって描かれる図形をいう。
【００５０】
サーボ信号演算部３ｂは、２軸偏向ミラー１の動特性に対する位相補償フィルタ演算によるサーボ処理プログラムルーチンにより構成される。
【００５１】
サーボ信号演算部３ｂは、図１に示すように、ＰＳＤ信号処理部７からのＸ軸位置信号ＳＸ及びＹ軸位置信号ＳＹに基づいて、Ｘ軸及びＹ軸のサーボ制御信号ＳＣを生成することにより、２軸偏向ミラー１の閉ループ制御を行うことができる。これにより、二次元ＰＳＤ素子２に対する光ピームの入射位置を、この二次元ＰＳＤ素子２における座標中心Ｏとすることができる。
【００５２】
サーチ・サーボ切換部３ｃは、ＰＳＤ信号処理部７から送られる入射光量信号ＳＢにより、ＤＳＰ３の出力をサーチ用とするかサーボ用とするかの切換の判断を行う。これにより、ＤＳＰ３は、サーチ制御時には、サーチ制御信号ＳＡを出力し、サーボ制御時には、サーボ制御信号ＳＣを出力することができる。
【００５３】
ＤＣ成分演算部３ｄは、サーボ制御信号ＳＣの直流成分を抽出することができる。具体的には、サーボ制御信号ＳＣを一定のサンプリング数で平均化演算処理することにより可能となる。すなわち、所定時間前からのサーボ制御信号ＳＣを平均したデータにより、サーボ制御信号ＳＣの直流成分を抽出することができる。
【００５４】
ＤＣ成分演算部３ｄで得られたサーボ制御信号ＳＣの直流成分データＳＣＤは、記憶部３ｅに定期的に更新されながら保存されている。この直流成分データＳＣＤは、受信側のパイロット用発光素子からのパイロット参照光が遮断された場合に、遮断される直前に検出されていた当該パイロット参照光の入射方向に相当する直流成分となる。
【００５５】
なお、この光検出装置において、パイロット参照光が遮断された場合に、遮断される直前に検出されていたパイロット参照光の入射方向に相当する直流成分を得る方法としては、サーボ制御信号ＳＣの直流成分を用いる方法に限定されない。例えば、２軸偏向ミラー１の偏向角度を検出するセンサを設けておき、このセンサより得られる２軸偏向ミラー１の偏向角度を示す信号を定期的に更新しながら保存しておくことにより、この２軸偏向ミラー１の偏向角度を示す信号に基づいて、パイロット参照光が遮断される直前に検出されていたパイロット参照光の入射方向を検出することができる。パイロット参照光の入射方向が特定されれば、この方向に対応する直流成分を定めることができる。
【００５６】
〔第１の実施の形態における動作〕
以下、この光検出装置の動作について説明する。
【００５７】
（サーチ・サーボ切換動作について）
この光検出装置においては、図１に示すように、受信側の器機からのパイロット参照光が二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの座標中心（Ｏ）に入射するように、２軸偏向ミラー１が制御されている状態において、送信用光ビームの光軸とパイロット参照光の光軸とが一致し、安定した信号送信が可能となる。
【００５８】
そして、パイロット参照光が二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの受光エリア内に入射していれば、ＤＳＰ３のサーボ制御動作により、このパイロット参照光が受光面２ａの座標中心（Ｏ）に入射されるように２軸偏向ミラー１が制御され、微小な振動などによる光軸ずれを補正しながら光軸調整が行われ続ける。
【００５９】
しかしながら、送信用光ビームの光軸とパイロット参照光の光軸とが大きくずれている状態においては、パイロット参照光が二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａに入射しないので、ＤＳＰ３の動作による光軸調整を行うことができない。このような状態は、送受信器を設置して初めて信号通信を開始するときや、何らかの原因で送受信器が移動してしまった場合等に生じる。
【００６０】
この光検出装置においては、このように送信用光ビームの光軸とパイロット参照光の光軸とが大きくずれてしまっている場合には、ＤＳＰ３のサーチ制御動作により、２軸偏向ミラー１を広角度の範囲で走査駆動させてパイロット参照光の方向を検出するサーチ動作を行う。
【００６１】
この光検出装置におけるサーチ動作時には、２軸偏向ミラー１のＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹを、互いに周波数の異なる正弦波信号とすることにより、この２軸偏向ミラー１のミラー反射部１ａにより反射された光ビームの二次元ＰＳＤ素子２における入射位置の軌跡がリサージュ図形を描く。
【００６２】
光学系は、前述のように、二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの中心にパイロット参照光が入射する時に、送信用光ビームとパイロット参照光とが同軸となるように調整されているので、送信用光ビームの送出方向もリサージュ図形を描く。
【００６３】
そして、サーチ動作中に送信用光ビームの送出方向とパイロット参照光の光軸とが近づくと、二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの受光エリア内にパイロット参照光が入射する。このとき、サーチ動作から、サーボ動作（閉ループ制御動作）に切換えることにより、光軸調整が行われ、サーチ動作が終了する。
【００６４】
図５は、サーチ動作中におけるＰＳＤ信号処理回路７の出力信号波形を示す波形図である。
【００６５】
前述したようなサーチ動作中においては、二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの受光エリア内にパイロット参照光が照射されると、図５中の（ｂ）に示すように、ＤＳＤ信号処理回路７からの入射光量信号（ＳＢ）のレベルが増大するとともに、図５中の（ａ）に示すように、ＰＳＤ信号処理回路７からのパイロット参照光のスポット位置に応じたサーボエラー信号（Ｘ軸位置信号（ＳＸ）、Ｙ軸位置信号（ＳＹ））が変化する。
【００６６】
サーチ・サーボ切換部３ｃは、例えば、入射光量信号（ＳＢ）が規定のサーボロックレベルＡ以上となったときに、サーチ動作からサーボ動作（閉ループ制御動作）ヘの切換えを行い、光軸調整が行われるようにする。
【００６７】
サーボ動作中においては、二次元ＰＳＤ素子２の受光面２ａの受光エリア内にパイロット参照光が入射されている限り、２軸偏向ミラー１によって、パイロット参照光の方向に追従して光軸が調整される。
【００６８】
しかしながら、何らかの障害物により送受信器の光ビームが遮断してしまった場合など入射光量信号（ＳＢ）が規定のサーボオフレベルＡＬ以下となった場合には、サーボ制御不能と判断して、再度サーチ動作を行う。
【００６９】
図６は、サーチ・サーボ切換動作を示すフローチャートである。
【００７０】
Ｓ１では、光検出装置の動作が開始され、Ｓ２では、全方位サーチ動作ルーチンを開始し、２軸偏向ミラー１をリサージュ動作させることにより、全方位のサーチ動作を行う。
【００７１】
Ｓ３では、入射光量信号（ＳＢ）とサーボロックレぺルＡとを比較し、入射光量信号（ＳＢ）がサーボロックレベルＡよりも小さい場合は、サーチ動作を続け、大きい場合はＳ４ヘ進む。
【００７２】
Ｓ４では、サーボ動作ルーチンに切換え、２軸偏向ミラー１のサーボ制御を開始する。
【００７３】
Ｓ５では、サーボ制御中に常に入射光量信号（ＳＢ）とサーボオフレベルＡＬとを比較し、入射光量信号（ＳＢ）がサーボオフレベルＡＬよリも大きい場合はＳ６ヘ進み、サーボ動作を続け、小さい場合は、Ｓ７ヘ進む。
【００７４】
Ｓ６では、サーボ制御信号（ＳＣ）の直流成分（ＳＤＣ）を検出し、記憶（更新）し、Ｓ５ヘ戻る。
【００７５】
Ｓ７では、特定範囲のみのサーチ動作が行われるように、サーチ信号演算部３ａでのサーチ制御信号演算時に、サーチ制御信号（Ｘ軸数値データＳＡＸ及びＹ軸数値データＳＡＹ）に対して、サーボオフとなる直前のサーボ制御信号（ＳＣ）の直流成分（ＳＤＣ）を重畳するとともに、サーチ範囲を狭くしたサーチ制御信号が演算されるように、プログラムのパラメータを設定する。
【００７６】
Ｓ８では、特定範囲サーチ動作ルーチンを開始し、特定範囲のみのサーチ動作を開始する。
【００７７】
Ｓ９では、入射光量信号（ＳＢ）とサーボロックレベルＡとを比較し、入射光量信号（ＳＢ）がサーボロックレベルＡよりも小さい場合は、Ｓ１０に進み、特定範囲のみのサーチ動作を続け、大きい場合は、Ｓ４ヘ進み、ＤＳＰ３の出力信号をサーボ制御信号に切換えて、２軸偏向ミラー１のサーボ制御を開始する。
【００７８】
Ｓ１０では、特定範囲のみのサーチ動作が規定時間（ＴＣ）を超えた場合は、特定範囲内でのサーチが不能と判断し、Ｓ２に戻って、再度全方位サーチ動作を開始する。
【００７９】
以上のような動作によれば、再サーチ時のサーチ動作は、サーチ可能な領域の一部についてのみ行われるので、分解能が高く、かつ、安定な高速サーチが可能となる。また、特定領域のみのサーチが不能な場合には、パイロット光に対する相対位置が大きくずれたと判断して、全方位サーチを行うので、サーチ動作の信頼性を向上させることができる。
【００８０】
（リサージュ図形の特性について）
２軸偏向ミラー１におけるリサージュ動作を説明するために、ＬＤ発光素子１２からの送信用光ビームが２軸偏向ミラー１の駆動により偏向されて描く軌跡を用いて考える。すなわち、この送信用光ビームが描く軌跡は、２軸偏向ミラー１のサーチ動作における傾き方向の軌跡と一致する。
【００８１】
ここで、Ｘ軸及びＹ軸についての周波数Ｆｘ、Ｆｙの比を、以下の（式１）に示すように、ｍとする。
【００８２】
ｍ＝Ｆｙ／Ｆｘ  ・・・（式１）
図７は、Ｘ軸についての周波数Ｆｘを５０〔Ｈｚ〕とした場合における１秒間に２軸偏向ミラー１が描くリサージュ軌跡を示すグラフである。
【００８３】
図７中の（ａ）は、周波数比ｍ＝１（両者の周波数が同じ）とした場合のサーチ軌跡である。この場合には、Ｘ軸及びＹ軸の正弦波の位相差がゼロであるので、軌跡は一直線となり、サーチ動作とならない。
【００８４】
図７中の（ｂ）は、周波数比ｍ＝１．５０（整数比２：３）とした場合のサーチ軌跡である。この場合には、正弦波２周期でサーチ軌跡が収束し、４０ｍsecごとに同じ軌跡を描く。また、Ｙ軸を４回、Ｘ軸を６回横切る軌跡となり、非常に分解能の低い軌跡となる。
【００８５】
なお、Ｘ軸についての周波数ＦｘとＹ軸についての周波数Ｆｙとの比を互いに素な整数の組（ｘ：ｙ）とした場合、リサージュ軌跡は、ｘ軸及びｙ軸をそれぞれ２ｘ回及び２ｙ回横切る図形となる。ここでは、この図形について、光ビームの入射位置をサーチする分解能を、ｘ軸及びｙ軸をそれぞれ横切る回数の積として、４ｘｙと考えることとする。すなわち、図７中の（ｂ）に示した図形における分解能は、２４と示すことができる。
【００８６】
図７中の（ｃ）は、周波数比ｍ＝１．１０（整数比１０：１１）とした場合のサーチ軌跡である。この場合には、正弦波１０周期でサーチ軌跡が収束し、２００ｍsecごとに同じ軌跡を描く。また、Ｙ軸を２０回、Ｘ軸を２２回横切る軌跡となり、図７中の（ｂ）よりも分解能が改善されるとともに、全方位に亘るサーチ動作が行われる。この場合には、分解能は、４４０ということになる。
【００８７】
図７中の（ｄ）は、周波数比ｍ＝１．００３（整数比１０００：１００３）とした場合のサーチ軌跡である。この場合には、１秒間では軌跡は未だ収束せず、全方位をサーチし、収束するためには２０秒も要するので、高速サーチの点では不利となる。この場合には、分解能は、４０１２０００ということになる。
【００８８】
図７中の（ｅ）は、周波数比ｍ＝１．１８（整数比５０：５９）とした場合のサーチ軌跡である。この場合には、正弦波５０周期でサーチ軌跡が収束し、１秒ごとに同じ軌跡を描く。また、Ｙ軸を１００回、Ｘ軸を１１８回横切る軌跡となり、分解能が高い全方位サーチが可能となる。この場合には、分解能は、１１８００ということになる。
【００８９】
図７中の（ｆ）は、周波数比ｍ＝√２（非整数比、無理数）とした場合のサーチ軌跡である。この場合には、サーチ軌跡は収束することなく、時間とともにほぼ無限大の分解能となる。
【００９０】
サーチ動作の速度を上げるためには、正弦波の周波数（Ｆｘ、Ｆｙ）を高くすればよいのであるが、２軸偏向ミラー１の機械的振動により、むやみに高くすることはできない。また、周波数比ｍの値も、なるべく小さいほうが安定した動作となる。
【００９１】
したがって、例えば、図７中の（ｅ）のような周波数比ｍの値（１．１８）を採ると、周波数自体は低くとも、短い時間内に分解能の高い全方位サーチが可能となるリサージュ動作を行うことができる。
【００９２】
また、図７中の（ｆ）のように周波数比ｍを整数比以外の値にすることにより、時間とともにほぼ無限大の分解能とすることができるので、パイロット参照光のビーム径が極めて小さい場合であっても、確実なサーチを行うことができる。
【００９３】
各正弦波の周波数及び周波数比ｍは、目標とするサーチ時間や検出分解能が達成されるように、最適化することができる。
【００９４】
ここで、各正弦波の周波数は、１０〜１０００Ｈｚの範囲とすることが好ましい。また、各正弦波の周波数比ｍは、１〜１．５の範囲が好ましい。
【００９５】
（サーチ領域の部分的動作について）
この光検出装置において、サーチ動作におけるリサージュ図形の描画範囲は、２軸偏向ミラー１の可動範囲全体を用いることにより、広範囲のサーチ動作を行うことができる。
【００９６】
ところで、リサージュ図形が細かい軌跡となるような、すなわちサーチの分解能を高くしようとすると、サーチに時間を要することになるので、高速なサーチを行うためには、Ｘ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹの周波数を高くする必要がある。広範囲のサーチ動作を高速で行おうとする場合には、Ｘ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹの周波数を高くすればよいが、２軸偏向ミラー１の質量やバネ定数などから生じる振動特性の影響により、安定した動作を行うことができなくなる。
【００９７】
一方、リサージュ図形の描画範囲を小さくし、サーチ範囲の一部についてサーチ動作を行うようにすると、２軸偏向ミラー１の駆動角度が小さなくなるので、Ｘ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹの周波数が高くても安定な動作が可能となる。
【００９８】
図８は、周波数比ｍ＝１．０１（整数比１００：１０１）とし、ＦＸ＝４００Ｈｚ、Ｆｙ＝４０４Ｈｚとし、サーチ範囲を限定した場合のサーチ軌跡である。
【００９９】
この場合には、正弦波１００周期でサーチ軌跡が収束し、０．２５秒ごとに同じ軌跡を描く。また、Ｙ軸を２００回、Ｘ軸を２０２回横切る軌跡となる。また、２軸偏向ミラー１の駆動角度が小さくなるようにＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹの振幅を１／２にしているので、この場合には、分解能は、４０４００の２倍、８０８００と考えることができ、この領域においては分解能が高く、かつ、安定な高速サーチが可能となる。
【０１００】
図９は、サーチ制御信号に特定の直流成分を重畳した場合のサーチ軌跡である。
【０１０１】
正弦波信号であるＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹの振幅を制限するとともに、これらＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹに特定の直流成分を重畳することにより、図９に示すように、描画されるリサージュ図形の描画中心位置（角度）、すなわち、サーチ領域の中心位置を任意に変更することができる。
【０１０２】
（Sin演算方法について）
サーチ動作において、ＤＳＰ３は、サンプリング周期にしたがって一定の割合で増加する変数φをSin演算し、その結果をサンプリング周期に同期して動作するＤ／Ａ変換器４に連続的に出力することにより、正弦波状のサーチ制御信号を発生させる。
【０１０３】
以下、ＤＳＰ３のサーチ信号演算部３ａによるサーチ制御信号ＳＡの生成方法についてのプログラム動作を述べる。
【０１０４】
図１０は、正弦波を演算するためのサーチ信号演算部３ａの構成を示すブロック図である。
【０１０５】
この図１０は、サーチ信号演算部３ａの内部における演算機能を離散的信号処理として表現したものである。このサーチ信号演算部３ａにおいて、Sin演算ブロック２０は、入力変数φのSin（φ）を演算するブロックである。具体的演算方法は、コンパイラで提供されるSin関数をそのまま利用することが可能であるが、演算精度と演算速度とのバランスを考慮して、近似多項式を利用してもよい。
【０１０６】
サンプリング遅延手段２１は、１サンプリング周期前の入力変数φの数値を保持する機能を有する。また、加算器２２は、入力変数φと、サンプリング遅延手段２１により保持された１サンプリング周期前の入力変数φとの加算演算を行い、Sin演算ブロック２０及びサンプリング遅延手段２１に送る。
【０１０７】
このサーチ信号演算部３ａにおける正弦波の周波数を決める定数Ｃは、以下の（式２）により求められる。
【０１０８】
Ｃ＝２・π・Ｆ０・Ｔ（∵Ｆ０は正弦波の周波数、Ｔはサンプリング周期である）・・（式２）
Sin演算ブロック２０以外の部分は、以下の（式３）に示す演算を行う。
【０１０９】
φ〔ｎ〕＝φ〔ｎ−１〕＋Ｃ（∵ｎは現在のサンプリング回数である）・・（式３）
この（式３）は、サンプリング周期ごとに、一定の割合Ｃでφ〔ｎ〕を増加させることを意味している。このように、サンプリング周期ごとに、Sin演算ブロック２０でSin（φ〔ｎ〕）を演算することにより、サンプリング周期ごとに変化するSin演算が行われる。φ〔ｎ〕はサンプリング周期と共に順次増加するので、（φ〔ｎ〕＞２π）の条件となった場合には、以下の（式４）の演算を行うことにより、演算の発散を防止する。
【０１１０】
φ〔ｎ〕＝φ〔ｎ−１〕−２π・・・（式４）
図１１は、サーチ信号演算部３ａにおける正弦波の演算処理を示すフローチャートである。
【０１１１】
次に、図１１に示す正弦波演算のフローチャートを用いて、サーチ信号演算部３ａにおけるプログラムの流れを説明する。
【０１１２】
Ｓ１においては、入力変数φを初期化し（φ＝０とする）、Ｓ２に進む。
【０１１３】
Ｓ２においては、前記（式２）により、定数Ｃを計算し、Ｓ３に進む。
【０１１４】
Ｓ３では、クロック発生器８からのサンプリング（割り込み）信号を待ち、割込みがあったならば、Ｓ４に進む。
【０１１５】
Ｓ４では、入力変数φに定数Ｃを加え、一定の割合で増加させ、Ｓ５に進む。
【０１１６】
Ｓ５では、入力変数φが２π以上の場合にはＳ６に進み、入力変数φが２π未満の場合にはＳ７に進む。
【０１１７】
Ｓ６では、入力変数φの発散を防ぐために、入力変数φから２πを減算し、Ｓ７に進む。
【０１１８】
Ｓ７では、Sin（φ）を演算し、これをＤとし、Ｓ８に進む。
【０１１９】
Ｓ８では、Sin（φ）であるＤにリサージュ動作の振幅を制御するための定数Ｗを掛けた後、直流成分を決める定数Ｓ（定数Ｓは正負の値を持つ）を加算する。
【０１２０】
Ｓ９では、ＤＤについて、Ｄ／Ａ変換器４のビット数に対応した定数Ａを掛けることにより、これをＳＤとし、Ｓ３に戻る。
【０１２１】
また、このような演算処理により、周波数の異なるＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹを発生させるには、ＤＳＰ３において、前記（式２）に示したSin演算を、異なる２つの定数Ｃを用いて行えばよい。
【０１２２】
図１２は、サーチ信号演算部３ａにおいて、周波数の異なるＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹを発生させる場合の演算処理を示すフローチャートである。
【０１２３】
すなわち、この図１２においては、２軸偏向ミラー１におけるＸ軸及びＹ軸についての周波数をそれぞれＦｘ、Ｆｙとし、Ｘ軸Sin数値データＳＡＸを演算するための（式２）に対応する定数をＣｘ、Ｙ軸Sin数値データＳＡＹを演算するための（式２）に対応する定数をＣｙとした場合について示している。
【０１２４】
Ｓ１では、入力変数φｘ、φｙを初期化し（φｘ＝０、φｙ＝０）、Ｓ２に進む。
【０１２５】
Ｓ２では、前記（式２）により、定数Ｃｘ、Ｃｙを計算し、Ｓ３に進む。
【０１２６】
Ｓ３では、クロック発生器８からのサンプリング（割込み）信号を待ち、割込みがあったならば、Ｓ４に進む。
【０１２７】
Ｓ４では、入力変数φｘに定数Ｃｘ、入力変数φｙに定数Ｃｙを加え、それぞれ一定の割合で増加させ、Ｓ５に進む。
【０１２８】
Ｓ５では、入力変数φｘが２π以上の場合にはＳ６に進み、入力変数φｘが２π未満の場合にはＳ７に進む。
【０１２９】
Ｓ６では、入力変数φｘの発散を防ぐために、φｘから２πを減算し、Ｓ７に進む。
【０１３０】
Ｓ７では、入力変数φｙが２π以上の場合にはＳ８に進み、入力変数φｙが２π未満の場合にはＳ９に進む。
【０１３１】
Ｓ８では、入力変数φｙの発散を防ぐために、φｙから２πを減算し、Ｓ９に進む。
【０１３２】
Ｓ９では、Sin（φｘ）、Sin（φｙ）をそれぞれ演算し、それぞれをＤｘ、Ｄｙとして、Ｓ１０に進む。
【０１３３】
Ｓ１０では、Ｄｘ、Ｄｙにリサージュ動作の振幅を制御するための定数ＷＸ、ＷＹをそれぞれ掛けた後、直流成分を決める定数ＳＸ、ＳＹ（定数ＳＸ、ＳＹは正負の値を持つ）をそれぞれ加算する。
【０１３４】
リサージュ動作の振幅を制御するための定数ＷＸ、ＷＹは、全方位サーチの場合は１であり、サーチ領域を特定範囲に制限する場合には１未満に設定される。
【０１３５】
また、直流成分を決める定数ＳＸ、ＳＹは、サーボオフとなる直前のサーボ制御信号ＳＣの直流成分ＳＤＣのＸデータ、Ｙデータをそれぞれ加算する。
【０１３６】
Ｓ１１では、ＤＤＸ、ＤＤＹについて、Ｄ／Ａ変換器４のビット数に対応した定数Ａを掛けることにより、これをＳＡＸ、ＳＡＹとし、Ｓ３に戻る。
【０１３７】
このように演算されたＸ軸Sin数値データＳＡＸ及びＹ軸Sin数値データＳＡＹを、Ｄ／Ａ変換器４でＤ／Ａ変換し、駆動アンプ６で電流増幅してＸ軸駆動磁気コア１ｉ及びＹ軸駆動磁気コア１ｊの各コイル１ｋ，１ｌに給電することにより、２軸偏向ミラー１の各軸が正弦波駆動される。また、重畳された直流成分により、サーボがオフとなった直前の方向を中心にしたリサージュ図形を描く動作が行われる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】前記光検出装置の２軸偏向ミラーの構成を示す平面図である。
【図３】前記光検出装置の２軸偏向ミラーの構成を示す分解斜視図である。
【図４】前記光検出装置の二次元ＰＳＤ素子２の構成を示す正面図である。
【図５】前記光検出装置のサーチ動作中におけるＰＳＤ信号処理回路７の出力信号波形を示す波形図である。
【図６】前記光検出装置におけるサーチ・サーボ切換動作を示すフローチャートである。
【図７】前記光検出装置の２軸偏向ミラーにおいてＸ軸についての周波数を５０〔Ｈｚ〕とした場合における１秒間に描かれるリサージュ軌跡を示すグラフである。
【図８】前記光検出装置において、周波数比ｍを１．０１とし、ＦＸを４００Ｈｚ、Ｆｙを４０４Ｈｚとし、サーチ範囲を限定した場合のサーチ軌跡を示すグラフである。
【図９】前記光検出装置においてサーチ制御信号に特定の直流成分を重畳した場合のサーチ軌跡である。
【図１０】前記光検出装置において正弦波を演算するためのサーチ信号演算部の構成を示すブロック図である。
【図１１】前記サーチ信号演算部における正弦波の演算処理を示すフローチャートである。
【図１２】前記サーチ信号演算部において、周波数の異なるＸ軸制御信号ＳＳＸ及びＹ軸制御信号ＳＳＹを発生させる場合の演算処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３９】
１      ２軸偏向ミラー
２      二次元ＰＳＤ素子
２ａ    受光面
３      ＤＳＰ（Digital Signal Processor）
４      Ｄ／Ａ変換器
５      信号切換部
６      駆動アンプ
７      ＰＳＤ信号処理回路
【図１】
2006337251.tif 000003
【図２】
2006337251.tif 000004
【図３】
2006337251.tif 000005
【図４】
2006337251.tif 000006
【図５】
2006337251.tif 000007
【図６】
2006337251.tif 000008
【図７】
2006337251.tif 000009
【図８】
2006337251.tif 000010
【図９】
2006337251.tif 000011
【図１０】
2006337251.tif 000012
【図１１】
2006337251.tif 000013
【図１２】
2006337251.tif 000014