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光ビームの走査速度の検知方法及び検知機構 コモンズ

国内特許コード P130010134
整理番号 N13016
掲載日 2013年12月10日
出願番号 特願2013-148195
公開番号 特開2015-022041
出願日 平成25年7月17日(2013.7.17)
公開日 平成27年2月2日(2015.2.2)
発明者
  • 卜 穎剛
  • 段 志輝
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 光ビームの走査速度の検知方法及び検知機構 コモンズ
発明の概要 【課題】 走査角度60度、10kHzといった広角度で高速走査する光ビームの走査速度を確実にかつ高精度に検知することができる光ビームの走査速度の検知機構を提供する。
【解決手段】 光ビームの走査速度を検知する検知機構であって、光ビームを光学的に変調させる変調フィルタ19と、光ビームを集光する集光光学系14と、光ビームの集光位置に配置した光センサ14と、光センサ14により検知される前記変調フィルタ19により変調された走査信号に基づき、光ビームの走査範囲における速度分布を検出する検出部20とを備える。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



レーザ光等の光ビームを回転ミラーあるいは振動ミラーを用いて走査する光走査技術は、レーザプリンタやレーザテレビ、PLD投影機等の家電製品や、バーコードリーダー、レーザ加工機、マーカー機などの産業装置等に広く利用されている。通常、これらの製品における走査ミラーの駆動周波数は、50Hzから10kHz程度、走査角度は数度から数十度程度である。





光走査技術を利用した製品の制御及びこれらの製品の開発には、光ビームの走査角度と走査速度を正確に計測することができるシステムが欠かせない。光ビームの走査速度を計測する方法には、光ビームの走査範囲にCCDラインセンサあるいはPSD(Position Sensitive

Detector)素子といった光検出器を配置して、光ビームのスポットの動きを検知することによって計測する方法がある。

なお、レーザプリンタには、レーザビームの走査域に数個の光センサを配置し、レーザ光が通過するタイミングを検知してレーザ光の速度を検出して印刷制御する機構を備えたものがある(特許文献1、2)。また、光を利用して対象物の動き(軸の振動)を検知する方法として、軸の外周囲にグリッドラインを設け、反射光から検知する方法(特許文献3)、三角スリットを利用する方法(特許文献4)等がある。

産業上の利用分野



本発明は、光ビームが往復走査される際の光ビームの走査速度を検知する検知方法及び検知機構に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光ビームの走査速度を検知する方法であって、
変調フィルタを使用して光学的な変調が加えられた光ビームを集光し、
光ビームの集光位置に配置した光センサにより検知される前記変調フィルタにより変調された走査信号に基づき、光ビームの走査速度を検出することを特徴とする光ビームの走査速度の検知方法。

【請求項2】
光ビームの走査速度を検知する検知機構であって、
光ビームを光学的に変調させる変調フィルタと、光ビームを集光する集光光学系と、光ビームの集光位置に配置した光センサと、
前記光センサにより検知される前記変調フィルタにより変調された走査信号に基づき、光ビームの走査範囲における速度分布を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする光ビームの走査速度検知機構。

【請求項3】
前記変調フィルタとして、光ビームの走査方向に濃度が連続的に変化する可変濃度フィルタを使用し、
前記検出においては、前記光センサの受光強度の変化に基づいて光ビームの走査速度を検知することを特徴とする請求項2記載の光ビームの走査速度検知機構。

【請求項4】
前記変調フィルタとして、光ビームの走査方向に等間隔に濃淡パターンが設けられた等間隔パターンフィルタを使用し、
前記検出部においては、前記光センサにより受光される明暗パターンの極値間の時間間隔に基づいて、光ビームの走査速度を検知することを特徴とする請求項2記載の光ビームの走査速度検知機構。

【請求項5】
前記変調フィルタとして、光ビームの走査方向に等間隔に濃淡パターンが設けられた等間隔パターンフィルタを使用し、
前記検出においては、前記等間隔パターンフィルタにより変調された走査信号をフーリエ変換して得られた走査信号の周波数分布から位相分布を求め、位相分布を微分して速度分布を検出することを特徴とする請求項2記載の光ビームの走査速度検知機構。

【請求項6】
光ビームを往復走査する光ビームの走査機構を備える装置であって、
前記光ビームの走査速度検知機構として、光ビームを光学的に変調させる変調フィルタと、光ビームを集光する集光光学系と、光ビームの集光位置に配置した光センサと、前記光センサにより検知される前記変調フィルタにより変調された走査信号に基づき、光ビームの走査範囲における速度分布を検出する検出部とを備えることを特徴とする装置。




国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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