(57)【要約】【課題】  ガルバノミラーの角度検出を小型光量センサ１つのみで行う。【解決手段】  偏向子上に穴を設け、開口面積が揺動により実質的に変化する前記穴を通過した光をセンサで検出し、検出した光量を利用して偏向子の角度検出をする。【選択図】  図１
2005181925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板偏向子を揺動させて光を走査するガルバノミラーの角度検出手段であって、前記偏向子上に穴を設けると共に常に一定の角度と方向を保つ光源を前記穴に入射し、前記穴を通過する光の光量を光量センサで測定した場合に、前記偏向子の揺動角度に応じて前記穴の前記光源に対する開口面積が変化して、前記光量センサで検出される光量が前記揺動角に応じて変化することを原理として前記偏向子の角度を検出することを特徴とするガルバノミラーの角度検出手段。
【請求項２】
平板偏向子を揺動させて光を走査するガルバノミラーの角度検出手段であって、前記平板偏向子に入射される光源は前記平板偏向子以外の走査手段により走査され前記平板偏向子上にて直線上を正弦波状に往復移動する場合に、前記移動の方向が変化する前記平板偏向子上に穴を設けると共に、前記入射光が前記穴に照射される時刻に、前記穴を通過する光の光量を光量センサで測定した場合に、前記偏向子の揺動角度に応じて前記穴の前記光源に対する開口面積が変化して、前記光量センサで検出される光量が前記揺動角に応じて変化することを原理として前記偏向子の角度を検出することを特徴とするガルバノミラーの角度検出手段。
【請求項３】
請求項１或いは請求項２記載の光量センサの出力値と請求項１或いは請求項２記載の偏向子の角度との関係をあらかじめＬＵＴとして保存しておき、前記光量センサの出力値を前記ＬＵＴを用いて前記偏向子の角度に変換することを特徴とする請求項１〜請求項２記載のガルバノミラーの角度検出手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走査方式ディスプレイ等の走査手段となるガルバノミラーの角度検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る従来の技術として、ＰＳＤを用いた角度検出がある（特許文献１）。また図６を用いて詳細を説明する。図６は従来例の構成を示す図で、偏向子８、光源９、ＰＳＤ１０がある。偏向子８には軸８ａがあり、軸８ａを中心に揺動可能に支持されている。軸８ａに向かって入射される光源９は偏向子８で反射され、反射光９´としてＰＳＤ１０に入射される。反射光９´がＰＳＤ１０に垂直に入射する偏向子８の角度を基準角度と記す。ＰＳＤ１０は１次元の位置検出素子で、ＰＳＤ上に入射される光の位置に応じた電気信号が出力される。
【０００３】
従来例の角度検出は、ＰＳＤ上の反射光９´の位置から偏向子８の基準角度からの変化角度を測定する。
【０００４】
偏向子８が基準角度にある場合の反射光９´のＰＳＤ１０までの光路長をｙ´、偏向子８が基準角度からθ´回転した場合の反射光９´の、ＰＳＤ１０上の距離をｘ´とすると、
【０００５】
【数１】
2005181925.tif 000003
より、
【０００６】
【数２】
2005181925.tif 000004
の関係があり、基準角度からの角度θ´を測定する。
【特許文献１】特開平０５−０３４１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら従来の技術では、センサであるＰＳＤが高価であるばかりでなく、ＰＳＤと測定光の光路のスペースを必要とし、装置全体の小型化が難しいという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するため本発明のガルバノミラーは、偏向子上に穴を設けると共に常に一定の角度と方向を保つ光源を前記穴に入射し、前記穴を通過する光の光量を光量センサで測定した場合に、前記偏向子の揺動角度に応じて前記穴の前記光源に対する開口面積が変化して、前記光量センサで検出される光量が前記揺動角に応じて変化することを原理として前記偏向子の角度を検出する。
【０００９】
また上記基本構成に基づいた以下の如き手段もあり得る。
【００１０】
平板偏向子に入射される光源は前記平板偏向子以外の走査手段により走査され前記平板偏向子上にて直線上を正弦波状に往復移動する場合に、前記移動の方向が変化する前記平板偏向子上に穴を設けると共に、前記入射光が前記穴に照射される時刻に、前記穴を通過する光の光量を光量センサで測定した場合に、前記偏向子の揺動角度に応じて前記穴の前記光源に対する開口面積が変化して、前記光量センサで検出される光量が前記揺動角に応じて変化することを原理として前記偏向子の角度を検出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、ガルバノミラーの角度検出がＰｉｎフォト等の安価で小型な光量センサで行うことができるため、ガルバノミラーを用いる装置の小型化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を明らかにすべく、図面に沿って具体的な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１を図１と図２を使って説明する。
【００１４】
図１（ａ）は実施例１の構成を示す図で、光偏向子１、測定光源２ａ、通過光２ｂ、光量センサ３で構成される。揺動板１には、回転軸１ａ、穴１ｂがある。
【００１５】
偏向子１は回転軸１ａにより揺動可能に支持されていると共に、回転軸を中心に穴１ｂを設けておく。測定光源２ａはレーザ等のビーム状光源で、偏向子１の穴１ｂに照射されている。穴１ｂを通過した通過光２ｂの光量をＰｉｎフォト等の光量センサ３で測定する。図１（ｂ）は穴１ｂの付近の拡大図である。穴１ｂの開口形状は、軸１ａ方向長さｌｘ、幅方向長さｌｙ、とする四角で、偏向子の厚をｌｚとする。
【００１６】
次に図２を使って本発明の測定原理の詳細を説明する。図２は偏向子１を穴１ｂ部の回転軸１ａに垂直に切った断面図で、図１と同じ構成には同じ番号を付した。図２において、穴１ｂは斜線で示される部分でｌｙ、ｌｚは図１に対応している。
【００１７】
図２（ａ）は、偏向子１が測定光２ａに対して垂直な状態を示す図で、この角度をθ＝０とする。
【００１８】
図２（ｂ）は偏向子１が回転軸１ａを中心にθ＝０のから角度θ回転した状態を示す図である。このとき通過光２ｂの断面積Ｓ２は、
【００１９】
【数３】
2005181925.tif 000005
で表される。
【００２０】
通過光２ｂの光量は、回折による影響を無視できる場合は断面積Ｓに比例する。すなわち通過光２ｂの単位面積あたりの光量をＰｄとすると、通過光量Ｐは、
【００２１】
【数４】
2005181925.tif 000006
となる。
【００２２】
さらに、厚みｌｚが十分に薄い場合は、
Ｐ＝Ｐｄ×ｌｘ×ｌｙ  ｃｏｓ（θ）・・・（３）
と近似することができる。
【００２３】
式（３）が適用される場合は、偏向子１を回転させつつ光量センサ３で光量を測定し、光量が最大となる角度を測定する。光量が最大となる角度はθ＝０の場合でθ＝０の場合に光量センサ３で測定される光量をＰ１とすると、
Ｐ１＝Ｐｄ×ｌｘ×ｌｙ・・・（４）
（３）、（４）式から偏向子１の角度θは、
【００２４】
【数５】
2005181925.tif 000007
光量センサ３の測定値から式（５）を使って角度を検出する。
【実施例２】
【００２５】
本発明の実施例２を、図３と図４を使って説明する。図３は実施例２の構成を示す図で、図１と同じ構成には同じ番号を付した。図３例えば２次元走査方式ディスプレイの副走査光偏向子であり、偏向子１には図示しない水平走査手段により走査され光源４ａが入射される。光源４ａはディスプレイの画像の光源であるだけでなく、角度測定のための光源としても利用される。光源４ａの偏向子１上のスポット位置は、回転軸１ａ軸方向に走査される。以下では光源４ａの走査方向にｘ軸をとる。
【００２６】
穴１ｂは光源４ａのスポットが通過する位置ｘ１に設けられる。光源４ａが位置ｘ１に位置した時の通過光４ｂの光量を光量センサ３で測定する。通過光量と角度の関係は、実施例１と同じであるため省略する。
【００２７】
図４は、光源４ａのスポット位置ｘと偏向子１の角度θの時間関係を示す図で、横軸に時間、縦軸に位置ｘ、角度θを示した図である。図４において光源４ａスポット位置ｘは点線で示される。走査方式ディスプレイの水平走査周期は数十ＫＨｚであるため、水平走査の光偏向子は共振現象により駆動されるのが一般的である。このため光偏向子１の光源４ａのスポット位置は、図４に示されるように正弦波状に変化するものとする。
【００２８】
偏向子１の穴１ｂの位置ｘ１は、光源４ａの走査の折り返し付近とする。正弦波状に水平走査した場合、水平方向両端近傍では時間に対する位置変化が遅くなり画像が縦方向に圧縮されるの問題がある。このため水平方向両端近傍はブランキング期間として画像を描画しない。このため偏向子１上の穴１ｂを偏向子上に設けても画像描画の問題は発生しない。また位置ｘ１では光源４ａのスポットの時間変化が遅いため、測定時間を長く取ることができる。
【００２９】
前述のように、偏向子１の角度測定は、光源４ａのスポットが位置ｘ１を通る毎に行う、図４ではｔ１、ｔ２、ｔ３毎に測定が行われ、偏向子１の角度が実線で示される変化をする場合、時刻ｔ１では角度θ１に応じた光量が、光量センサ３により測定される。同様に時刻ｔ２では角度θ２、時刻ｔ３では角度θ３が測定される。
【実施例３】
【００３０】
本発明の実施例３を、図５を使って説明する。図５は実施例３の構成を示す図で、図１と同じ構成には同じ番号を付した。図１の光源２ａ、通過光２ｂの代わりに光源５ａ、通過光５ｂがある。また光量センサ３から出力される光量信号６とＬＵＴ７がある。本実施例の光源５ａから光量センサ３で通過光量５ｂを測定する方法は、実施例１或いは実施例２の任意の一方が適用されるため、説明を省略する。ＬＵＴ７は光量センサ３から出力される信号６と偏向子１の角度θとの関係をあらかじめ測定した結果を、ＲＯＭ等に記録したＬＵＴで、信号６ａはＬＵＴ７に基づいて角度θに変換される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１の構成を示す図である。
【図２】角度検出の原理を説明する図である。
【図３】実施例２の構成を示す図である。
【図４】実施例２の角度測定の時刻を説明する図である。
【図５】実施例３を説明する図である。
【図６】従来例の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、８  偏向子
１ａ、８ａ  回転軸
１ｂ  穴
２ａ、４ａ、５ａ、９  光源
２ｂ、４ｂ、５ｂ  通過光
３  光量センサ
６  光量信号
７  ＬＵＴ
１０  ＰＳＤ
θ、θ´、θｎ  角度
ｘ１  スポット位置
ｔｎ  時刻
【図１】
2005181925.tif 000008
【図２】
2005181925.tif 000009
【図３】
2005181925.tif 000010
【図４】
2005181925.tif 000011
【図５】
2005181925.tif 000012
【図６】
2005181925.tif 000013