(57)【要約】【課題】簡素な構成にて、位置検出信号に重畳する暗電流を検出することができるビーム照射装置を提供する。【解決手段】ＰＳＤ３１５から出力される検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路４１によってデジタル信号に変換される。サーボ光を受光しないときは、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３から出力される電圧信号が後段アンプ３５に供給される。これにより、ＰＳＤ３１５から出力される暗電流は、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理範囲内の電圧信号に変換されて、Ａ／Ｄ変換回路４１に入力される。信号演算回路６ｂは、検出信号に基づくデジタル信号を暗電流に基づくデジタル信号により補正して、ＰＳＤ３１５の受光面上のサーボ光の受光位置を求める。【選択図】図８
2011085559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
目標領域において前記レーザ光を走査させるアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動に伴ってサーボ光の進行方向を変化させるサーボ光学系と、
前記サーボ光を受光して受光位置に応じた検出信号を出力する光検出器と、
前記検出信号に基づいて前記受光位置を求める信号処理部と、
前記信号処理部により取得された前記受光位置に基づいて前記レーザ光源と前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、
前記信号処理部は；
前記検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記サーボ光を受光しないときに前記光検出器から出力される誤差成分信号を前記Ａ／Ｄ変換回路の処理範囲内の信号に変換して前記Ａ／Ｄ変換回路に供給するための誤差信号調整回路と、
前記検出信号に基づく第１のデジタル信号を前記誤差成分信号に基づく第２のデジタル信号により補正して、前記受光位置を求める信号演算回路と、を備える、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のビーム照射装置において、
前記信号処理部は、第１のオフセット信号に基づき、前記検出信号の変化幅が前記Ａ／Ｄ変換回路における処理範囲に適合するよう調整するレンジ調整回路を備え、
前記誤差信号調整回路は、前記光検出器が前記サーボ光を受光しないときに、前記第１のオフセット信号とは異なる第２のオフセット信号を、前記第１のオフセット信号に替えて、前記レンジ調整回路に供給する、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のビーム照射装置において、
前記レーザ光が目標領域において走査されていないときの所定の区間において、前記光検出器に対する前記サーボ光の照射が中止され、前記誤差信号調整回路により調整された前記誤差成分信号が前記Ａ／Ｄ変換回路に供給される、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項４】
請求項３に記載のビーム照射装置において、
連続する複数の前記区間について取得された前記誤差成分信号に基づくデジタル信号をもとに、次に前記レーザ光が目標領域において走査されるときの、前記補正に用いる前記第２のデジタル信号が生成される、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【請求項５】
請求項４に記載のビーム照射装置において、
連続する複数の前記区間について取得された前記誤差成分信号に基づくデジタル信号を平均化して、次に前記レーザ光が目標領域において走査されるときの、前記補正に用いる前記第２のデジタル信号が生成される、
ことを特徴とするビーム照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標領域にレーザ光を照射するビーム照射装置に関し、特に、目標領域にレーザ光を照射したときの反射光をもとに、目標領域内における障害物の有無や障害物までの距離を検出する、いわゆるレーザレーダに搭載されるビーム照射装置に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、走行時の安全性を高めるために、走行方向前方にレーザ光を照射し、その反射光の状態から、目標領域内における障害物の有無や障害物までの距離を検出するレーザレーダが、家庭用乗用車等に搭載されている。一般に、レーザレーダは、レーザ光を目標領域内でスキャンさせ、各スキャン位置における反射光の有無から、各スキャン位置における障害物の有無を検出し、さらに、各スキャン位置におけるレーザ光の照射タイミングから反射光の受光タイミングまでの所要時間をもとに、そのスキャン位置における障害物までの距離を検出するものである。
【０００３】
レーザレーダの検出精度を高めるには、レーザ光を目標領域内において適正にスキャンさせる必要があり、また、レーザ光の各スキャン位置を適正に検出する必要がある。目標領域においてレーザ光をスキャンさせるための構成として、ミラーを２軸駆動する構成を用いることができる（特許文献１）。このスキャン機構では、レーザ光を水平方向斜めからミラーに入射させる。ミラーを水平方向と鉛直方向に２軸駆動することにより、レーザ光が目標領域を走査する。
【０００４】
このスキャン機構では、目標領域におけるレーザ光のスキャン位置がミラーの回動位置に一対一に対応するため、レーザ光のスキャン位置は、ミラーの回動位置を検出することにより検出できる。
【０００５】
ここで、ミラーの回動位置は、ミラーに伴ってサーボ光を光検出器（ＰＳＤ：Position Sensing Device）上で走査させることにより検出することができる。光検出器から出力される信号をもとに、光検出器上におけるサーボ光の入射位置を検出することにより、ミラーの回動位置が検出され、目標領域におけるレーザ光の走査位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１４６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記光検出器から出力される信号には、光検出器の特性上、暗電流が重畳する。暗電流は、使用状態等（たとえば設置環境温度）により、大きさが変化する。かかる暗電流は、光検出器の位置検出精度を低下させる原因となるため、暗電流を検出して光検出器から出力される信号を適正に補正することが望ましい。
【０００８】
しかしながら、暗電流は、サーボ光の点灯時に光検出器から出力される信号に比べてかなり小さいため、既存の回路構成によっては、光検出器から出力される信号に重畳する暗電流を適正に求めることができず、結果、暗電流を除去した精度の高い位置検出信号が得られないという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて、位置検出信号に重畳する暗電流を検出することができるビーム照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るビーム照射装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、目標領域において前記レーザ光を走査させるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動に伴ってサーボ光の進行方向を変化させるサーボ光学系と、前記サーボ光を受光して受光位置に応じた検出信号を出力する光検出器と、前記検出信号に基づいて前記受光位置を求める信号処理部と、前記信号処理部により取得された前記受光位置に基づいて前記レーザ光源と前記アクチュエータを制御する制御部とを備える。ここで、前記信号処理部は、前記検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記サーボ光を受光しないときに前記光検出器から出力される誤差成分信号を前記Ａ／Ｄ変換回路の処理範囲内の信号に変換して前記Ａ／Ｄ変換回路に供給するための誤差信号調整回路と、前記検出信号に基づく第１のデジタル信号を前記誤差成分信号に基づく第２のデジタル信号により補正して、前記受光位置を求める信号演算回路とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡素な構成にて、位置検出信号に重畳する暗電流を検出することができるビーム照射装置を提供することができる。
【００１２】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係るミラーアクチュエータの構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係るビーム照射装置の光学系を示す図である。
【図３】実施の形態に係るビーム照射装置の光学系を示す図である。
【図４】実施の形態に係るＰＳＤの構成を示す図である。
【図５】実施の形態に係る位置検出信号の生成方法を説明する図である。
【図６】電流信号に重畳する暗電流の総和とＰＳＤの設置環境温度との関係を表す例示図である。
【図７】実施の形態に係るビーム照射装置の回路構成を示す図である。
【図８】実施の形態に係るレベル調整回路と制御回路を示す図である。
【図９】実施の形態に係るＰＳＤ電圧信号の調整を説明する図およびサーボ光の走査軌跡を模式的に示す図である。
【図１０】実施の形態に係る各信号の変化を示す図である。
【図１１】実施の形態に係るＰＳＤ電圧信号の変化を示す図である。
【図１２】実施の形態に係る位置検出信号の変化を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る光検出器の変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に、本実施の形態に係るミラーアクチュエータ１００の構成を示す。なお、同図（ａ）はミラーアクチュエータ１００の分解斜視図、同図（ｂ）はアセンブル状態にあるミラーアクチュエータ１００の斜視図である。
【００１５】
同図（ａ）において、１１０は、ミラーホルダである。ミラーホルダ１１０には、端部に抜け止めを有する支軸１１１と、端部に受け部１１２ａを有する支軸１１２が形成されている。受け部１１２ａには透明体２００の厚みと略同じ寸法の凹部が配され、この凹部に透明体２００の上部が装着される。さらに、ミラーホルダ１１０の前面には平板状のミラー１１３が装着されており、背面にはコイル１１４が装着されている。なお、コイル１１４は、方形状に巻回されている。
【００１６】
支軸１１２には、上記の如く、受け部１１２ａを介して平行平板状の透明体２００が装着される。ここで、透明体２００は、２つの平面がミラー１１３の鏡面に平行となるようにして支軸１１２に装着される。
【００１７】
１２０は、ミラーホルダ１１０を支軸１１１、１１２を軸として回動可能に支持する可動枠である。可動枠１２０には、ミラーホルダ１１０を収容するための開口１２１が形成されており、また、ミラーホルダ１１０の支軸１１１、１１２と係合する溝１２２、１２３が形成されている。さらに、可動枠１２０の側面には、端部に抜け止めを有する支軸１２４、１２５が形成され、背面には、コイル１２６が装着されている。コイル１２６は、方形状に巻回されている。
【００１８】
１３０は、支軸１２４、１２５を軸として可動枠１２０を回動可能に支持する固定枠である。固定枠１３０には、可動枠１２０を収容するための凹部１３１が形成され、また、可動枠１２０の支軸１２４、１２５と係合する溝１３２、１３３が形成されている。さらに、固定枠１３０の内面には、コイル１１４に磁界を印加するマグネット１３４と、コイル１２６に磁界を印加するマグネット１３５が装着されている。なお、溝１３２、１３３は、それぞれ固定枠１３０の前面から上下２つのマグネット１３５間の隙間内まで延びている。
【００１９】
１４０は、ミラーホルダ１１０の支軸１１１、１１２が可動枠１２０の溝１２２、１２３から脱落しないよう、支軸１１１、１１２を前方から押さえる押さえ板である。また、１４１は、可動枠１２０の支軸１２４、１２５が固定枠１３０の溝１３２、１３３から脱落しないよう、支軸１２４、１２５を前方から押さえる押さえ板である。
【００２０】
ミラーアクチュエータ１００をアセンブルする際には、ミラーホルダ１１０の支軸１１１、１１２を可動枠１２０の溝１２２、１２３に係合させ、さらに、支軸１１１、１１２の前面を押さえるようにして、押さえ板１４０を可動枠１２０の前面に装着する。これにより、ミラーホルダ１１０が、可動枠１２０によって、回動可能に支持される。
【００２１】
このようにしてミラーホルダ１１０を可動枠１２０に装着した後、可動枠１２０の支軸１２４、１２５を固定枠１３０の溝１３２、１３３に係合させ、さらに、支軸１３２、１３３の前面を押さえるようにして、押さえ板１４１を固定枠１３０の前面に装着する。これにより、可動枠１２０が、回動可能に固定枠１３０に装着され、ミラーアクチュエータ１００のアセンブルが完了する。
【００２２】
ミラーホルダ１１０が可動枠１２０に対し支軸１１１、１１２を軸として回動すると、これに伴ってミラー１１３が回動する。また、可動枠１２０が固定枠１３０に対し支軸１２４、１２５を軸として回動すると、これに伴ってミラーホルダ１１０が回動し、ミラーホルダ１１０と一体的にミラー１１３が回動する。このように、ミラーホルダ１１０は、互いに直交する支軸１１１、１１２と支軸１２４、１２５によって、二次元方向に回動可能に支持され、ミラーホルダ１１０の回動に伴って、ミラー１１３が二次元方向に回動する。このとき、支軸１１２に装着された透明体２００も、ミラー１１３の回動に伴って回動する。
【００２３】
なお、同図（ｂ）に示すアセンブル状態において、２つのマグネット１３４は、コイル１１４に電流を印加することにより、ミラーホルダ１１０に支軸１１１、１１２を軸とする回動力が生じるよう配置および極性が調整されている。したがって、コイル１１４に電流を印加すると、コイル１１４に生じる電磁駆動力によって、ミラーホルダ１１０が、支軸１１１、１１２を軸として回動する。
【００２４】
また、同図（ｂ）に示すアセンブル状態において、２つのマグネット１３５は、コイル１２６に電流を印加することにより、可動枠１２０に支軸１２４、１２５を軸とする回動力が生じるよう配置および極性が調整されている。したがって、コイル１２６に電流を印加すると、コイル１２６に生じる電磁駆動力によって、可動枠１２０が、支軸１２４、１２５を軸として回動し、これに伴って、透明体２００が回動する。
【００２５】
図２は、ミラーアクチュエータ１００が装着された状態の光学系の構成を示す図である。
【００２６】
図２において、５００は、光学系を支持するベースである。ベース５００には、ミラーアクチュエータ１００の設置位置に開口５１０ａが形成され、この開口に透明体２００が挿入されるようにして、ミラーアクチュエータ１００がベース５００上に装着されている。
【００２７】
ベース５００の上面には、ミラー１１３にレーザ光を導くための光学系４００が装着されている。この光学系４００は、レーザ光源４０１と、ビーム整形用のレンズ４０２、４０３からなっている。レーザ光源４０１は、ベース５００の上面に配されたレーザ光源用の基板４０１ａに装着されている。
【００２８】
レーザ光源４０１から出射されたレーザ光（以下、「走査用レーザ光」という）は、レンズ４０２、４０３によって、それぞれ、水平方向および鉛直方向の収束作用を受ける。レンズ４０２、４０３は、目標領域（たとえば、ビーム照射装置のビーム出射口から前方１００ｍ程度の位置に設定される）におけるビーム形状が、所定の大きさ（たとえば、縦２ｍ、横１ｍ程度の大きさ）になるよう設計されている。
【００２９】
レンズ４０２は、鉛直方向にレンズ効果があるシリンドリカルレンズであり、レンズ４０３は、走査用レーザ光を略平行光とするための非球面レンズである。レーザ光源から出射されたビームは、鉛直方向と水平方向で広がり角が異なる。１つ目のレンズ４０２は、鉛直方向と水平方向におけるレーザ光の広がり角の比率を変える。２つ目のレンズ４０３は、出射ビームの広がり角(鉛直方向と水平方向の両方）の倍率を変える。
【００３０】
レンズ４０２、４０３を透過した走査用レーザ光は、ミラーアクチュエータ１００のミラー１１３に入射し、ミラー１１３によって目標領域に向かって反射される。ミラーアクチュエータ１００によってミラー１１３が二次元駆動されることにより、走査用レーザ光が目標領域内において二次元方向にスキャンされる。
【００３１】
ミラーアクチュエータ１００は、ミラー１１３が中立位置にあるときに、レンズ４０３からの走査用レーザ光がミラー１１３のミラー面に対し水平方向において４５度の入射角で入射するよう配置されている。なお、「中立位置」とは、ミラー面が鉛直方向に対し平行で、且つ、走査用レーザ光がミラー面に対し水平方向において４５度の入射角で入射するときのミラー１１３の位置をいう。
【００３２】
ベース５００の下面には、回路基板３００が配されている。さらに、ベース５００の裏面と側面にも回路基板３０１、３０２が配されている。
【００３３】
図３（ａ）は、ベース５００を裏面側から見たときの一部平面図である。同図（ａ）には、ベース５００の裏側のうちミラーアクチュエータ１００が装着された位置の近傍が示されている。
【００３４】
図示の如く、ベース５００の裏側周縁には、壁５０１、５０２が形成されており、壁５０１、５０２よりも中央側は、壁５０１、５０２よりも一段低い平面５１０となっている。壁５０１には、半導体レーザ３１０を装着するための開口が形成されている。この開口に半導体レーザ３１０を挿入するようにして、半導体レーザ３１０が装着された回路基板３０１が壁５０１の外側面に装着されている。他方、壁５０２の近傍には、ＰＳＤ３１５が装着された回路基板３０２が装着されている。
【００３５】
ベース５００裏側の平面５１０には、取り付け具３１４によって集光レンズ３１１と、アパーチャ３１２と、ＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタ３１３が装着されている。さらに、この平面５１０には開口５１０ａが形成されており、この開口５１０ａを介して、ミラーアクチュエータ１００に装着された透明体２００がベース５００の裏側に突出している。ここで、透明体２００は、ミラーアクチュエータ１００のミラー１１３が中立位置にあるときに、２つの平面が、鉛直方向に平行で、且つ、半導体レーザ３１０の出射光軸に対し４５度傾くように位置づけられる。
【００３６】
半導体レーザ３１０から出射されたレーザ光（以下、「サーボ光」という）は、集光レンズ３１１を透過した後、アパーチャ３１２によってビーム径が絞られ、さらにＮＤフィルタ３１３によって減光される。その後、サーボ光は、透明体２００に入射され、透明体２００によって屈折作用を受ける。しかる後、透明体２００を透過したサーボ光は、ＰＳＤ３１５によって受光され、ＰＳＤ３１５から、受光位置に応じた位置検出信号が出力される。
【００３７】
図３（ｂ）は、透明体２００の回動位置がＰＳＤ３１５によって検出されることを模式的に示す図である。
【００３８】
サーボ光は、レーザ光軸に対し傾いて配置された透明体２００の屈折作用により、入射前と入射後とで、Ｘ−Ｙ平面内での出射位置が異なる。ここで、透明体２００が破線矢印のように回動すると、サーボ光の光路が図中の点線のように変化し、光検出器３１５上におけるサーボ光の受光位置が変化する。これにより、光検出器３１５にて検出されるサーボ光の受光位置によって、透明体２００の回動位置を検出することができる。
【００３９】
図４（ａ）は、ＰＳＤ３１５の構成を示す図（側断面図）、図４（ｂ）はＰＳＤ３１５の受光面を示す図である。
【００４０】
図４（ａ）を参照して、ＰＳＤ３１５は、Ｎ型高抵抗シリコン基板の表面に、受光面と抵抗層を兼ねたＰ型抵抗層を形成した構造となっている。抵抗層表面には、同図（ｂ）の横方向における光電流を出力するための電極Ｘ１、Ｘ２と、縦方向における光電流を出力するための電極Ｙ１、Ｙ２（同図（ａ）では図示省略）が形成されている。また、裏面側には共通電極が形成されている。
【００４１】
受光面にレーザ光が照射されると、照射位置に光量に比例した電荷が発生する。この電荷は光電流として抵抗層に到達し、各電極までの距離に逆比例して分割されて、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される。ここで、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流は、レーザ光の照射位置から各電極までの距離に逆比例して分割された大きさを有している。よって、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流値をもとに、受光面上における光の照射位置を検出することができる。
【００４２】
たとえば、図５の位置Ｐにサーボ光が照射されたとする。この場合、受光面のセンターを基準点とする位置Ｐの座標（ｘ，ｙ）は、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流量をそれぞれＩｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２、Ｘ方向およびＹ方向における電極間の距離をＬｘ、Ｌｙとすると、たとえば、以下の式によって算出される。
【００４３】
【数１】
2011085559.tif 000003
【００４４】
図６は、電流信号Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２に重畳する暗電流の総和（ＸＳＵＭ＋ＹＳＵＭ）と、ＰＳＤ３１５の設置環境温度との関係を表す例示図である。なお、この測定においてバイアス電圧は１Ｖに設定した。図示の如く、暗電流の総和は、ＰＳＤ３１５の設置環境温度の上昇と共に増加する。
【００４５】
ここで、各電極から出力される電流信号Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２に、それぞれ暗電流Δが重畳するとすれば、この場合にサーボ光の照射位置の座標を表すｘ’とｙ’の値は、以下の式によって算出される。
【００４６】
【数２】
2011085559.tif 000004
【００４７】
式（３）、（４）より、暗電流が重畳するときのＸ方向位置（２ｘ’／Ｌｘ）とＹ方向位置（２ｙ’／Ｌｙ）を示す位置検出信号の絶対値は、それぞれ、暗電流が重畳しないときのＸ方向位置（２ｘ／Ｌｘ）とＹ方向位置（２ｙ／Ｌｙ）の絶対値に比べ、小さくなることが分かる。すなわち、暗電流が重畳するときのサーボ光の照射位置は、暗電流が重畳しないときの照射位置よりも、原点に近づいた位置として検出される。このように、ＰＳＤ３１５の周辺温度が上昇して暗電流が増加すると、位置検出信号の精度が低下する惧れがある。そこで、本実施の形態では、ビーム照射装置の回路構成を以下に示す構成とすることにより、位置検出信号に重畳する暗電流を抑制するようにされている。
【００４８】
図７は、本実施の形態に係るビーム照射装置の回路構成を示す図である。なお、同図には、便宜上、図３（ａ）に示すサーボ光学系１の主要な構成が示されている。
【００４９】
図示の如く、ビーム照射装置は、レベル調整回路２〜５と、制御回路６と、Ｄ／Ａ変換回路７、９、１１と、サーボレーザ駆動回路８、走査レーザ駆動回路１０と、アクチュエータ駆動回路１２とを備えている。
【００５０】
サーボ光学系１において、半導体レーザ３１０から出射されたサーボ光は、上記の如く、透明体２００によって屈折された後、ＰＳＤ３１５の受光面に入射される。これにより、サーボ光の受光位置に応じた電流信号Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２（図５中の電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流信号）がＰＳＤ３１５から出力され、それぞれ、レベル調整回路２〜５に入力される。
【００５１】
レベル調整回路２〜５は、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流信号Ｉｘ１、Ｉｘ２、Ｉｙ１、Ｉｙ２を電圧信号に変換し、さらに、後述するように、これら電圧信号を増幅させて制御回路６に出力する。なお、レベル調整回路２〜５の構成については、追って図８を参照して説明する。
【００５２】
制御回路６は、レベル調整回路２〜５から出力される電圧信号から、図５を用いて説明した演算に基づき、サーボ光の受光位置を表す信号を生成する。また、制御回路６は、後述するレベル調整回路２〜５内に配されたスイッチング回路の切り替えを行う。
【００５３】
また、制御回路６は、生成したサーボ光の受光位置を表す位置検出信号をもとに、目標領域におけるレーザ光の走査位置を検出し、ミラーアクチュエータ１００の駆動制御や、レーザ光源４０１の駆動制御等を実行する。すなわち、制御回路６は、目標領域における走査用レーザ光の走査位置が所定の位置に到達したタイミングで、パルス駆動信号を、Ｄ／Ａ変換回路９を介して走査レーザ駆動回路１０に出力する。これにより、レーザ光源４０１がパルス発光され、目標領域にレーザ光が照射される。また、制御回路６は、目標領域における走査用レーザ光の走査位置を所期の軌道に追従させるためのサーボ信号を、Ｄ／Ａ変換回路１１を介してアクチュエータ駆動回路１２に出力する。これを受けてアクチュエータ駆動回路１２はミラーアクチュエータ１００を駆動し、走査用レーザ光が所期の軌道に追従するよう目標領域を走査する。
【００５４】
さらに、制御回路６は、Ｄ／Ａ変換回路７を介して、サーボレーザ駆動回路８に制御信号を出力する。これにより、サーボ光学系１内の半導体レーザ３１０が、一定パワーレベルにて発光される。
【００５５】
次に、図８を参照してレベル調整回路２〜５と制御回路６の構成について説明する。なお、図８には、便宜上、図５の電極Ｘ２からの信号を処理するレベル調整回路３の構成が示されているが、他のレベル調整回路２、４、５の構成も、レベル調整回路３と同じである。また、他のレベル調整回路２、４、５からの信号も、制御回路６で同様に処理される。さらに、他のレベル調整回路２、４、５内のスイッチング回路も同図に示すレベル調整回路３内のスイッチング回路３４と同様に切り替えられる。以下、レベル調整回路３を取り上げて説明を行い、他のレベル調整回路２、４、５の説明は省略する。
【００５６】
図示の如く、レベル調整回路３は、Ｉ／Ｖ変換初段アンプ３１と、位置信号取込用電圧レベル発生回路３２と、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３と、スイッチング回路３４と、後段アンプ３５とを有する。制御回路６は、Ａ／Ｄ変換回路４１と、メモリ６ａと、信号演算回路６ｂとを有する。
【００５７】
Ｉ／Ｖ変換初段アンプ３１は、ＰＳＤ３１５の電極Ｘ２から出力される電流信号Ｉｘ２を電圧信号に変換すると共に、所定のオフセット電圧を加えて、後段アンプ３５に出力する。位置信号取込用電圧レベル発生回路３２と暗電流取込用電圧レベル発生回路３３は、それぞれ、所定の電圧信号を出力し、スイッチング回路３４の端子３４ａ、３４ｂに接続されている。位置信号取込用電圧レベル発生回路３２は、サーボ光が点灯しているときに用いられる電源回路であり、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３は、サーボ光が消灯しているときに用いられる電源回路である。
【００５８】
スイッチング回路３４は端子３４ａ〜３４ｃを有する。スイッチング回路３４は、制御回路６からの信号により、端子３４ａと３４ｃが接続されている状態（以下、「位置信号取込接続」という）と、端子３４ｂと３４ｃが接続されている状態（以下、「暗電流取込接続」という）を切り替える。スイッチング回路３４の接続状態が位置信号取込接続のとき、位置信号取込用電圧レベル発生回路３２から出力される電圧信号が、後段アンプ３５に出力される。スイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続のとき、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３から出力される電圧信号が、後段アンプ３５に出力される。以下、端子３４ｃから出力される電圧信号を、「アンプオフセット電圧信号」と称することにする。
【００５９】
後段アンプ３５は、Ｉ／Ｖ変換初段アンプ３１から出力される電圧信号を増幅するとともに、アンプオフセット電圧信号に基づいてレベルシフトして、制御回路６に出力する。以下、後段アンプ３５から出力される電圧信号を、「ＰＳＤ電圧信号」と称することにする。
【００６０】
ＰＳＤ電圧信号は、制御回路６内のＡ／Ｄ変換回路４１に入力される。Ａ／Ｄ変換回路４１は、ＰＳＤ電圧信号をデジタル変換し、メモリ６ａに出力する。以下、Ａ／Ｄ変換回路４１から出力される電圧信号を、「Ａ／Ｄ出力信号」と称することにする。
【００６１】
ここで、スイッチング回路３４の接続状態が位置信号取込接続のとき、Ａ／Ｄ変換回路４１が、ＰＳＤ電圧信号を効率的にデジタル信号に変換できるよう、Ｉ／Ｖ変換初段アンプ３１および後段アンプ３５と、位置信号取込用電圧レベル発生回路３２から出力される電圧信号が調整されている。すなわち、図９（ａ）に示す如く、ＰＳＤ３１５の電極Ｘ２から出力される電流信号Ｉｘ２が範囲Ｉａで変動するとき、かかる電流信号Ｉｘ２をもとにＩ／Ｖ変換初段アンプ３１と後段アンプ３５とにより生成したＰＳＤ電圧信号の変動範囲Ｖａが、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲Ｖｂに含まれるよう、Ｉ／Ｖ変換初段アンプ３１および後段アンプ３５と、位置信号取込用電圧レベル発生回路３２から出力される電圧信号が調整されている。こうすると、Ａ／Ｄ変換回路４１の分解能が効率的に利用されるため、ＰＳＤ電圧信号を精度良くデジタル信号に変換することができ、結果、ＰＳＤ３１５に入射するサーボ光の位置検出精度が高められる。
【００６２】
なお、このように後段アンプ３５に位置信号取込用電圧レベル発生回路３２から出力される電圧信号が入力された状態で、サーボ光が消灯され、これにより、暗電流がＩ／Ｖ変換初段アンプ３１に入力されると、図９（ａ）に示すように、暗電流の変動範囲Ｉｃは、電流信号Ｉｘ２の変動範囲Ｉａから大きく離れているため、後段アンプ３５から出力される暗電流の電圧信号（ＰＳＤ電圧信号）の変動範囲Ｖｃは、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲Ｖｂから外れてしまう。このため、暗電流の電圧信号（ＰＳＤ電圧信号）を、Ａ／Ｄ変換回路４１によって処理できなくなる。
【００６３】
そこで、本実施の形態では、暗電流に対応する電圧信号を検出する場合に、スイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続とされ、後段アンプ３５に入力されるアンプオフセット電圧信号が、暗電流に対応する大きさに調整される。こうすると、サーボ光の消灯時、すなわち暗電流出力時におけるＰＳＤ電圧信号の変動範囲Ｖｃが、図９（ａ）に示す如く、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３からの電圧信号（アンプオフセット電圧信号）によりオフセットされてＶｃ’となり、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲Ｖｂ内に収められる。これにより、暗電流に対応する電圧信号が検出可能となる。
【００６４】
図８に戻り、メモリ６ａには、Ａ／Ｄ変換回路４１から出力される電圧信号と、レベル調整回路２、４、５にそれぞれ対応する３つのＡ／Ｄ変換回路から出力される電圧信号が入力される。このとき、メモリ６ａ内には、スイッチング回路３４の接続状態が位置信号取込接続のときの４つのＡ／Ｄ変換回路から出力される電圧信号（Ｖｘ１ａ、Ｖｘ２ａ、Ｖｙ１ａ、Ｖｙ２ａ）と、スイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続のときの４つのＡ／Ｄ変換回路から出力される電圧信号（Ｖｘ１ｂ、Ｖｘ２ｂ、Ｖｙ１ｂ、Ｖｙ２ｂ）が、別々に格納される。
【００６５】
信号演算回路６ｂは、メモリ６ａに格納された電圧信号に基づいて、暗電流が抑制された各電極に対応する電圧信号（Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２）を生成する。たとえば、電極Ｘ１に対応する電圧信号Ｖｘ１は、電圧信号Ｖｘ１ａを、電圧信号Ｖｘ１ｂにより、暗電流成分が取り除かれるよう補正することによって生成される。
【００６６】
さらに、信号演算回路６ｂは、暗電流が抑制された電圧信号（Ｖｘ１、Ｖｘ２、Ｖｙ１、Ｖｙ２）から、上記式（１）、（２）の演算に基づき、サーボ光の受光位置を表す位置検出信号を生成する。制御回路６は、かかる位置検出信号に基づき、Ｄ／Ａ変換回路７、９、１１を介して、サーボレーザ駆動回路８と、走査レーザ駆動回路１０と、アクチュエータ駆動回路１２を制御する。
【００６７】
図９（ｂ）は、走査用レーザ光が目標領域を走査したときのＰＳＤ３１５受光面上におけるサーボ光の走査軌跡を模式的に示す図である。本実施の形態では、走査用レーザ光が水平方向に３段、目標領域内を走査することが想定されている。
【００６８】
同図に示すＬ１、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ、走査用レーザ光が目標領域内の上段、中段、下段の各走査ラインを走査したときのＰＳＤ３１５受光面上におけるサーボ光の走査軌跡である。図中、開始位置Ｓから終了位置Ｅの区間が、目標領域の探索区間に相当する水平走査区間である。各ラインの走査軌跡において、サーボ光は、水平走査区間の開始位置Ｓから走査を開始し、終了位置Ｅまで水平方向に走査し、その後、次の走査ラインの開始位置Ｓへと戻される。
【００６９】
本実施の形態では、サーボ光が走査ラインＬ１〜Ｌ３を水平方向に走査している区間において、サーボ光は常時点灯している状態とされる。他方、サーボ光が走査ラインＬ１〜Ｌ３を走査していない区間、すなわち、サーボ光が終点位置Ｅから次の走査ラインの開始位置Ｓへと戻される区間において、点灯中のサーボ光が一時的に消灯される。また、サーボ光が一時的に消灯されるタイミングに合わせて、スイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続とされる。
【００７０】
なお、サーボ光が一時的に消灯されるタイミングが、サーボ光が開始位置Ｓへと戻される区間に設定されたのは、以下の理由による。
【００７１】
サーボ光が走査ラインＬ１〜Ｌ３を走査している区間では、走査用レーザ光は目標領域を走査しているため、走査用レーザ光の走査位置を所期の軌道に精度よく追従させる必要がある。この場合、サーボ光を常時点灯させることにより、制御回路６がアクチュエータ駆動回路１２にサーボ信号を出力する必要がある。他方、サーボ光が開始位置Ｓへと戻される区間では、最終的に開始位置Ｓにサーボ光の走査位置が合わせられれば良く、サーボ光の戻り途中における走査用レーザ光の走査精度は常に高い状態でなくても良い。よって、本実施の形態では、走査用レーザ光の走査精度を高く維持するために、サーボ光が一時的に消灯されるタイミングが、サーボ光が開始位置Ｓに戻される区間内に設定されている。
【００７２】
図１０は、サーボ光が走査されるときの各値と時間との関係を示す図である。同図（ａ）は、Ｐａｎ方向（水平方向）のミラー１１３の角度を示す図であり、同図（ｂ）は、サーボ光のＯＮ／ＯＦＦを示す図であり、同図（ｃ）は、レベル調整回路３内のアンプオフセット電圧信号を示す図であり、同図（ｄ）は、後段アンプ３５から出力されるＰＳＤ電圧信号を示す図である。なお、同図（ａ）〜（ｄ）の横軸（時間軸）は、それぞれ一致するように図示されている。
【００７３】
同図（ａ）に示す如く、ミラー１１３のＰａｎ方向の振り角は、サーボ光の走査位置が図９の開始位置Ｓと終点位置Ｅの中間点にあるときを０として、−Ｈと＋Ｈの間で推移している。このとき、同図（ｂ）に示す如く、サーボ光は、戻り区間において一時的に消灯されている。
【００７４】
なお、本実施の形態において、戻り区間は９ｍｓ程度に設定され、サーボ光の消灯時間は１ｍｓ以下に設定されている。こうすると、戻り区間においても走査用レーザ光の走査精度が高く維持されながら、暗電流に相当するＰＳＤ電圧信号を検出することができる。
【００７５】
ここで、上述したように、スイッチング回路３４の接続状態は、サーボ光の点灯時には位置信号取込接続とされ、サーボ光の消灯時には暗電流取込接続とされる。これにより、同図（ｃ）に示す如く、アンプオフセット電圧信号は、サーボ光の点灯時に位置信号取込用電圧レベル発生回路３２から出力される位置信号取込電圧レベルとされ、サーボ光の消灯時に暗電流取込用電圧レベル発生回路３３から出力される暗電流取込電圧レベルとされる。
【００７６】
レベル調整回路３内のＰＳＤ電圧信号は、同図（ｄ）に示す如く、サーボ光の点灯時には、ミラー１１３の振り角に合わせて推移している。このＰＳＤ電圧信号の変化範囲は、上述したようにＡ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲内に効率的に収まるよう回路構成が設定されている。
【００７７】
ここで、サーボ光の消灯時に、スイッチング回路３４の接続状態が位置信号取込接続とされ、アンプオフセット電圧信号が位置信号取込電圧レベルのままとされると、図９（ａ）に示したように、暗電流に相当するＰＳＤ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲外となってしまう。この場合の暗電流に相当するＰＳＤ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換回路４１によってデジタル変換されると、例えば、図１０（ｄ）の太い点線に示す如くゼロとなり、暗電流に相当する電圧信号を正しく検出することができなくなる。しかしながら、上述したように、サーボ光の消灯に合わせてスイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続に切り替えられると、サーボ光の消灯時に、暗電流に対応するアンプオフセット電圧信号が後段アンプ３５に入力される。このため、暗電流に相当するＰＳＤ電圧信号は、同図（ｄ）に示す如く“暗電流信号電圧”の近くにオフセットされ、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲内に収まる。よって、暗電流に相当するＰＳＤ電圧信号が適正に検出され得る。
【００７８】
なお、暗電流に相当するＰＳＤ電圧信号は、戻り区間毎にＡ／Ｄ変換されて、制御回路６内のメモリ６ａに格納される。この場合、各走査区間のＰＳＤ電圧信号に対する暗電流信号の抑制処理は、直前の戻り区間において取得された暗電流のＰＳＤ電圧信号に基づいて行うこともできる。しかし、こうすると、直前の戻り区間において取得された暗電流のＰＳＤ電圧信号に大きなノイズ成分が含まれていると、暗電流信号の抑制処理によって、各走査区間におけるＰＳＤ検出信号が、却って、劣化する惧れがある。
【００７９】
この問題を回避するために、本実施の形態では、走査区間の直前から数回前までの各戻り区間について、暗電流のＰＳＤ電圧信号（デジタル）をメモリ６ａの保持しておき、これらを平均した信号を用いて、当該走査区間におけるＰＳＤ電圧信号を補正するようにしている。これにより、直前の戻り区間において取得された暗電流のＰＳＤ電圧信号に大きなノイズが含まれていても、走査区間におけるＰＳＤ電圧信号を適正に補正でき、位置検出精度が劣化するのを抑制することができる。なお、平均化の他、最小２乗法等、ノイズ成分を抑制するための他の方法により処理した信号を用いても良い。
【００８０】
図１１（ａ）ないし（ｄ）は、本実施の形態に係る構成を用いた場合の測定結果を示す図である。各図には、ミラーアクチュエータ１００を固定して、ＰＳＤ３１５の受光面上の所定の位置にサーボ光が入射した場合のＰＳＤ電圧信号の測定値が示されている。同図（ａ）、（ｂ）は、電極Ｘ１、Ｘ２に対応するＰＳＤ電圧信号を示す図であり、同図（ｃ）、（ｄ）は、電極Ｙ１、Ｙ２に対応するＰＳＤ電圧信号を示す図である。
【００８１】
同図（ａ）、（ｂ）では、サーボ光の入射位置が、ＰＳＤ３１５の受光面上でＴｉｌｔ方向（中立位置からミラー１１３を鉛直方向に振ったときのサーボ光の移動方向）の中間位置にあり、Ｐａｎ方向（中立位置からミラー１１３を水平方向に振ったときのサーボ光の移動方向）において、互いに異なっている。また、同図（ｃ）、（ｄ）では、サーボ光の入射位置が、ＰＳＤ３１５の受光面上でＰａｎ方向の中間位置にあり、Ｔｉｌｔ方向において、互いに異なっている。また、同図（ａ）〜（ｄ）の縦軸は電圧値を表し、横軸は経過時間を表している。
【００８２】
同図（ａ）〜（ｄ）を参照して、期間Ａ、Ｃ、Ｄは、スイッチング回路３４の接続状態が位置信号取込接続であり、且つ、サーボ光が点灯している期間を表し、期間Ｂは、スイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続であり、且つ、サーボ光が消灯している期間を表している。なお、各電極に対応するＡ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲は、何れも０〜４（Ｖ）である。
【００８３】
図示の如く、期間Ａ、Ｄでの各電極に対応したＰＳＤ電圧信号は、何れもＡ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲内に収められている。また、期間Ｂでの各電極の暗電流に対応したＰＳＤ電圧信号は、同図（ａ）、（ｂ）では約１．４Ｖであり、同図（ｃ）、（ｄ）では約１．０Ｖであるため、何れもＡ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲内に収められている。これにより、各電極に対応するＰＳＤ電圧信号に基づいて、暗電流の補正によって精度の高い位置検出信号を生成することができる。
【００８４】
なお、期間Ｂから期間Ｃに移るタイミングでは、スイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続から位置信号取込接続に切り替えられ、サーボ光の点灯指示が行われる。この場合、サーボ光の照射パワーは、点灯指示が行われてから徐々に増大するため、サーボ光の点灯直後に相当する期間Ｃでは、ＰＳＤ電圧信号はマイナスとなり、期間Ｄに入る頃に、ＰＳＤ電圧信号がプラスに転じる。しかしながら、この測定に用いた回路構成では、後段アンプ３５は、マイナスの値を出力しないよう構成され、出力範囲が０〜５Ｖに設定されているため、結果、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す如く、期間ＣでのＰＳＤ電圧信号は０Ｖとなっている。
【００８５】
このように、本実施の形態によれば、サーボ光が消灯している期間においてスイッチング回路３４の接続状態が暗電流取込接続とされることにより、暗電流に対応したＰＳＤ電圧信号を取得することができる。
【００８６】
図１２は、本実施の形態に係る構成において、ＰＳＤ３１５上におけるサーボ光の走査範囲（図５参照）の右下付近にサーボ光を照射させた場合の、温度と位置検出信号の関係を測定した測定結果を示す図である。同図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、暗電流の補正が行われていない場合のＰａｎ方向とＴｉｌｔ方向の位置検出信号を示す図であり、同図（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、上記実施の形態の構成に従って暗電流の補正が行われた場合のＰａｎ方向とＴｉｌｔ方向の位置検出信号を示す図である。なお、同図（ａ）〜（ｄ）の横軸はＰＳＤ３１５の設置環境温度を表し、縦軸は位置検出信号を表している。また、同図（ａ）〜（ｄ）の縦軸の目盛間隔（１０）は、走査用レーザ光の振り角０．２度に相当する。
【００８７】
同図（ａ）を参照して、Ｐａｎ方向の位置検出信号は、設置環境温度が−４０度〜２０度付近では略一定であるが、設置環境温度が２０度〜９０度では、設置環境温度の上昇と共に減少していることが分かる。これは、温度の上昇とともに、位置検出信号に対する暗電流成分の重畳量が変化したことによるものと推測される（図６参照）。この場合、設置環境温度が上昇すると、サーボ光のＰａｎ方向の照射位置が、正規の位置からＰＳＤ３１５の原点位置により近付いた位置にあるとして検出される惧れがある。
【００８８】
これに対し、同図（ｃ）では、ＰＳＤ３１５の設置環境温度が上昇する場合でも、暗電流の補正により、位置検出信号の減少が抑制されている。また、同図（ｃ）では、同図（ａ）に比べて、設置環境温度に関わらず位置検出信号のバラつきが抑制されている。これにより、サーボ光の正しい照射位置を検出することができるため、走査用レーザ光を適正な軌道上に走査させることができる。
【００８９】
同図（ｂ）を参照して、Ｔｉｌｔ方向の位置検出信号は、設置環境温度が上昇するにつれて増加していることが分かる。これも、温度の上昇とともに、位置検出信号に対する暗電流成分の重畳量が変化したことによるものと推測される（図６参照）。この場合、設置環境温度が上昇すると、サーボ光のＴｉｌｔ方向の照射位置が、正規の位置からＰＳＤ３１５の原点位置により近付いた位置にあるとして検出される惧れがある。これに対し、同図（ｄ）では、ＰＳＤ３１５の設置環境温度が上昇する場合でも、暗電流の補正により、位置検出信号の変化が抑制されている。
【００９０】
なお、本実施の形態では、ＰＳＤ３１５上におけるサーボ光の走査範囲は、Ｐａｎ方向に広く、Ｔｉｌｔ方向に狭くなるよう設定されている。一般に、ＰＳＤの出力信号に重畳する暗電流は、サーボ光の照射位置が原点位置から遠いほどその影響が大きくなる。本測定では、ＰＳＤ３１５上におけるサーボ光の走査範囲の右下付近（図５参照）にサーボ光が照射されたため、サーボ光の照射位置は、原点に対して、Ｐａｎ方向に大きく離れ、Ｔｉｌｔ方向には余り離れていない。このため、位置検出信号に重畳する暗電流は、Ｔｉｌｔ方向よりも、Ｐａｎ方向の方により強い影響を与える。この理由から、図１２（ａ）では図１２（ｂ）に比べ、温度による位置検出信号の変化幅が大きくなったものと考えられる。
【００９１】
本実施の形態によれば、図１２（ａ）ないし（ｄ）の測定結果からも分かるとおり、走査範囲がより広いＰａｎ方向における位置検出信号の精度が効果的に高められる。Ｔｉｌｔ方向における位置検出信号は、走査範囲が狭いため、Ｐａｎ方向ほどの顕著な効果は生じない。
【００９２】
なお、同図（ｄ）では、同図（ｂ）に比べて、設置環境温度によって位置検出信号がややバラついているが、この場合も、位置検出信号の分布は、Ｔｉｌｔ方向の振り角０．２度に相当する範囲内に収まっている。このため、同図（ｄ）に示すＴｉｌｔ方向の位置検出信号に基づいて、問題なく走査用レーザ光をＴｉｌｔ方向に走査させることができる。
【００９３】
以上、本実施の形態によれば、暗電流が、Ａ／Ｄ変換回路４１の処理可能範囲の電圧信号に変換されてＡ／Ｄ変換回路４１に入力されるため、暗電流を適正に検出することができる。また、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３とスイッチング回路３４を追加するとの簡単な構成の採用により、暗電流に基づく電圧信号をＡ／Ｄ変換回路４１にて処理することができる。
【００９４】
また、本実施の形態によれば、走査用レーザ光が目標領域を走査していないとき、すなわち、図１０に示す戻り区間内の所定のタイミングでサーボ光の照射が中止されて、暗電流の検出が行われるため、目標領域における走査用レーザ光の走査に支障なく、暗電流の検出を行うことができる。
【００９５】
なお、上記実施の形態では、暗電流の発生原因として、ＰＳＤ３１５の設置環境温度の上昇を挙げたが、これ以外にも、ＰＳＤ３１５に漏れ込む光によっても暗電流と同様の誤差信号が生じる場合がある。たとえば、ビーム照射装置が非常に明るい場所に設置されたためにＰＳＤ３１５に外光が漏れ込む場合や、ビーム照射装置の構成により走査用レーザ光がＰＳＤ３１５に漏れ込む場合が挙げられる。この場合も、上記実施の形態と同様、サーボ光の消灯時のＰＳＤ電圧信号に基づいてＡ／Ｄ出力信号が補正されるため、精度の高い位置検出信号を得ることができる。
【００９６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態および変更例に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。
【００９７】
たとえば、上記実施の形態では、サーボ光の光源として半導体レーザを用いたが、これに替えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることもできる。
【００９８】
また、上記実施の形態では、ミラー１１３を駆動することによってレーザ光を目標領域内で走査させたが、ミラー１１３の替わりにレンズを用い、レンズを二次元駆動することによってレーザ光を目標領域内で走査させるようにすることもできる。この場合、たとえば、レンズホルダにサーボ光を発光する光源を配置し、この光源からのサーボ光をＰＳＤにて受光するようにすれば良い。あるいは、レンズを透過した後のレーザ光の一部をビームスプリッタによって分岐させ、分岐したレーザ光をサーボ光としてＰＳＤで受光するようにすることができる。ただし、この場合には、サーボ光がＰＳＤに常時導かれるよう、レーザ光源を微弱発光させ、目標領域への照射タイミングで、レーザ光源の出射パワーをパルス状に高める等の構成が必要である。
【００９９】
また、上記実施の形態では、透明体２００を用いてサーボ光の進行方向を変化させるようにしたが、透明体２００に替えてサーボ用のミラーをミラーアクチュエータ１００の支軸１１２に装着し、かかるサーボ用のミラーによってサーボ光を反射させることによりサーボ光の進行方向を変化させるようにしても良い。この他、ミラーホルダ１１０、支軸１１１または支軸１１２にサーボ光を発光する光源を配置するようにしても良い。
【０１００】
また、上記実施の形態では、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から出力される電流信号に対してレベル調整回路２〜５が配され、各電極に対応する電圧信号に重畳する暗電流が抑制されたが、電極Ｘ１、Ｘ２に対応する電圧信号に重畳する暗電流のみが抑制されるようにしても良い。たとえば、レベル調整回路４、５については、暗電流取込用電圧レベル発生回路３３とスイッチング回路３４を省略して、常に、位置信号取込用電圧レベル発生回路３２からのアンプオフセット電圧信号を後段アンプ３５に入力するようにしても良い。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２に対応するＡ／Ｄ変換回路が、制御回路６内に配されたが、これらＡ／Ｄ変換回路は、レベル調整回路２〜５の中に含まれていても良い。
【０１０２】
なお、上記実施の形態では、サーボ光を受光する光検出器としてＰＳＤ３１５を用いたが、これに替えて、４分割センサを用いることもできる。４分割センサにおいても、ＰＳＤと同様、暗電流が生じるため、この場合も、上記と同様の構成を用いるのが望ましい。
【０１０３】
図１３は、サーボ光を受光する光検出器として４分割センサ３２０を用いる場合の構成を示す図である。サーボ光は、ミラー１１３が中立位置にあるときに、４分割センサ３２０の中央位置に照射される。サーボ光が４分割センサ３２０に照射されると、各センサは、図示の如く、電流信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を出力する。
【０１０４】
電流信号Ｓ１〜Ｓ４は、上記実施の形態と同様、レベル調整回路２〜５内で、サーボ光の点灯時と消灯時にそれぞれ電圧信号に変換された後、上記実施の形態と同様の信号処理がなされる。すなわち、電流信号Ｓ１〜Ｓ４は、レベル調整回路２〜５により、サーボ光の点灯時と消灯時に対応したＰＳＤ電圧信号に変換される。電流信号Ｓ１〜Ｓ４に対応するＰＳＤ電圧信号は、制御回路６内のＡ／Ｄ変換回路４１でデジタル信号に変換された後、メモリ６ａに格納される。図１０の走査区間において取得されたＰＳＤ電圧信号（デジタル）は、戻り区間の消灯時に取得されたＰＳＤ電圧信号（デジタル）に基づいて、信号演算回路６ｂにより暗電流の補正が行われ、それぞれ、電圧信号Ｓｖ１、Ｓｖ２、Ｓｖ３、Ｓｖ４となる。
【０１０５】
さらに、制御回路６内の信号演算回路６ｂは、電圧信号Ｓｖ１〜Ｓｖ４に基づき、サーボ光のＸ方向の入射位置ｘとＹ方向の入射位置ｙを、たとえば次式によって求める。
【０１０６】
【数３】
2011085559.tif 000005
【０１０７】
こうして得られたサーボ光の入射位置に基づき、後段のサーボレーザ駆動回路８と、走査レーザ駆動回路１０と、アクチュエータ駆動回路１２が制御される。
【０１０８】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
２〜５  …  レベル調整回路（信号処理部）
６  …  制御回路（信号処理部、制御部）
６ａ  …  メモリ（信号処理部）
６ｂ  …  信号演算回路（信号処理部、信号演算回路）
３１  …  Ｉ／Ｖ変換初段アンプ（信号処理部、レンジ調整回路）
３２  …  位置信号取込用電圧レベル発生回路（信号処理部、レンジ調整回路）
３３  …  暗電流取込用電圧レベル発生回路（信号処理部、誤差信号調整回路）
３４  …  スイッチング回路（信号処理部、誤差信号調整回路、レンジ調整回路）
３５  …  後段アンプ３５（信号処理部、レンジ調整回路）
４１  …  Ａ／Ｄ変換回路（信号処理部、Ａ／Ｄ変換回路）
１００  …  ミラーアクチュエータ（アクチュエータ）
２００  …  透明体（サーボ光学系）
３１５  …  ＰＳＤ（光検出器）
３２０  …  ４分割センサ（光検出器）
４０１  …  レーザ光源
【図１】
2011085559.tif 000006
【図２】
2011085559.tif 000007
【図３】
2011085559.tif 000008
【図４】
2011085559.tif 000009
【図５】
2011085559.tif 000010
【図６】
2011085559.tif 000011
【図７】
2011085559.tif 000012
【図８】
2011085559.tif 000013
【図９】
2011085559.tif 000014
【図１０】
2011085559.tif 000015
【図１１】
2011085559.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
2011085559.tif 000018