JPH05249392A - 光学的走査装置 - Google Patents

光学的走査装置

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JPH05249392A
JPH05249392A JP34623991A JP34623991A JPH05249392A JP H05249392 A JPH05249392 A JP H05249392A JP 34623991 A JP34623991 A JP 34623991A JP 34623991 A JP34623991 A JP 34623991A JP H05249392 A JPH05249392 A JP H05249392A
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JP
Japan
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voltage
signal
drive
voltage control
generating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34623991A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Mizukami
洋 水上
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 振動系の経年変化や環境温度の変化で振動系
の固有振動数が変化しても円滑にスタートでき、自励振
動への切り換えが可能な光学的走査装置を提供する。 【構成】 走査鏡の位置を検出する位置検出手段10、
モータ7をパルス駆動するドライブ手段22、ドライブ
手段22に供給するモータの駆動信号として電圧に応じ
て制御された周波数信号を発生する電圧制御発信手段3
4、位置検出手段10で検出した位置信号と電圧制御発
信手段34で発生した駆動信号との位相比較を行い比較
位相に応じた電圧を生成し電圧制御発信手段34に供給
する比較電圧制御手段32、33、一定の電圧を生成す
る電圧発生手段R1、R2、及び位置検出手段10によ
る位置信号を検出するまで電圧発生手段R1、R2の出
力を電圧制御発信手段34に供給する電圧供給切換手段
36を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測定すべき被写体を光
学的に走査する装置に関し、特に振動系が有する自己の
振動数で走査鏡を安定に自励振動するように構成した光
学的走査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】温度パターンを測定する赤外線カメラ
は、周知の如く被写体からの放射線を2次元的な動きを
する走査反射鏡(走査鏡)によって反射すると共に、2
枚の走査鏡で構成されるカセグレイン光学系等により赤
外線検出器上に集束し、各走査点の温度を検出して表示
装置で被写体の表面温度分布像を得る装置である。
【0003】光学的走査装置は、上記赤外線カメラの走
査鏡を回転軸に取り付け、その回転軸と固定部材との間
に弾性体を介在させ、振動系が有する固有振動数で走査
鏡を自励振動させるもの(例えば特公昭62−5228
2号公報、特開昭47−28937号公報参照)であ
り、その従来例について概要を以下に説明する。
【0004】図3は光学的走査機構の構成例を示す図、
図4は光学的走査機構を制御する光学的走査装置の従来
例を示す図、図5は光学的走査装置の動作を説明するた
めの波形図である。
【0005】図3に示す光学走査機構は、平面反射鏡で
構成される走査鏡1が回転軸2に固定され、回転軸2が
上部で軸受4によって枠体3に回転可能に支持されると
共に、他端が枠体3に固定された渦巻状バネ5の一端に
固着されている。そして、回転軸2の下部が結合装置6
を介してパルスモータ7の駆動軸8に連結され、回転軸
2がパルスモータ7の回転と渦巻きバネ5の復元力との
相互作用によって交互に正転、逆転されて往復振動す
る。
【0006】このパルスモータ7を制御するため、枠体
3に位置検出器10を取り付け、この位置検出器10で
走査鏡1の機械的な振動を電気量に変換し、走査鏡1の
振幅及び周波数に対応した電気信号を取り出している。
【0007】位置検出器10で検出した電気信号は、図
4に示すように増幅器13を通して整流回路15と基準
値を有する比較器16とから構成された制御信号作成回
路14及び位相調整回路18とパルス幅調整回路19と
から構成された信号発生回路17に送られる。
【0008】次に簡単に動作を説明する。まず、起動時
に、スタート信号発生器12から図5(a)に示すスタ
ートパルスが切換回路21に供給されると、これをドラ
イブ回路22の入力端子22aに供給し、ドライブ回路
22からスタートパルスが高レベルの半周期(t1 〜t
2 )にパルスモータ7の励磁コイル7aへ励磁電流を供
給する。その結果、パルスモータ7の回転部7bが回転
し、回転軸2が渦巻きバネ5を収縮する方向、つまり正
転方向に回転する。そして、次のスタートパルスの低レ
ベルの半周期(t2 〜t3 )になると、ドライブ回路2
2からパルスモータ7の励磁コイル7aへの励磁電流が
供給されなくなるので、パルスモータ7の回転部7bが
回転を停止し、回転軸2は、渦巻きバネ5に貯えられた
復元力により逆転する。
【0009】上記のようにスタートパルスの半周期毎に
回転軸2が交互に正転、逆転すると、この回転軸2に保
持された走査鏡1も交互に正転、逆転して往復振動し、
その振動に応じた位置信号が位置検出器10から増幅器
13を通して得られる。この位置信号は、走査鏡1が共
振するまでは振幅が小さいため位相調整回路18のトリ
ガーレベルE1 に達しないが、共振付近に達すると、振
幅が大きくなって図5(c)に示すようにトリガーレベ
ルE1 を越えるようになる。位相調整回路18は、位置
信号がトリガーレベルE1 を越えると、その時点で図5
(d)に示すように一定幅T1 のパルス信号を発生す
る。さらに、パルス幅調整回路19は、位相調整回路1
8の出力パルスの立ち下がりで図5(e)に示すように
一定幅T2のパルス信号を発生し、これを切換信号発生
器20及び切換回路21に供給する。この一定幅T1
2 は、振動系の共振時等における位置信号の位相の遅
れに対して設定されているため、パルス幅調整回路19
の出力パルスは、スタートパルスと同一波形となるよう
に位相とパルス幅が調整されたものとなる。
【0010】切換信号発生器20及び切換回路21は、
パルス幅調整回路19の出力パルスにより、この出力パ
ルスへスタート信号発生器12のスタートパルスから切
り換えるので、スタートパルスによって走査鏡1が共振
状態になると、信号発生器17から送出されるパルスが
駆動信号としてドライブ回路22に供給され、走査鏡1
が振動系の自己共振周波数で振動するようになる。
【0011】制御信号作成回路14は、位置信号を整流
回路15で直流信号に変換し、比較器16で予め設定し
た基準値と比較して、その差信号を制御信号としてドラ
イブ回路22の入力端子22bに供給することによっ
て、振幅が大きい場合、すなわち直流信号が基準値より
大きい場合にはパルスモータ7の励磁電流を減少させる
ようにして走査鏡1の振動する振幅が一定になるように
制御している。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学的走査装置では、位置信号の振幅が所定のレベ
ル(トリガーレベルE1 )を越えると、ドライブ回路2
2に供給する信号をスタートパルスから位置信号に基づ
いて生成される信号発生回路17の出力信号へ切り換え
ることによって、自励振動を行うようにしているため、
スタートトリガーがかからなくなり、自励振動に切り換
わらなくなるという問題が生じる。
【0013】すなわち、振動系の固有振動数は、経年変
化し、或いは環境温度が著しく高くなったり低くなった
りした場合に変化する。そのため、振動系の固有周波数
が当初はスタートパルスに合っていても、振動系の経年
変化や環境温度の高低に起因する変化でスタートパルス
と合わなくなってきて、スタートパルスによりパルスモ
ータ7の励磁コイル7aに励磁電流を供給しても、振動
系が共振状態にならず位置信号の振幅がトリガーレベル
1 に達しなくなってしまう。
【0014】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、振動系の経年変化や環境温度の高低に起因する変
化で振動系の固有振動数が変化しても円滑にスタートで
き、自励振動への切り換えが可能な光学的走査装置を提
供することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】そのために本発明は、走
査鏡を回転軸に固定し、結合装置を介してモータの駆動
軸に回転軸を連結して、モータの回転とバネの復元力と
の相互作用によって交互に走査鏡を正転、逆転させ往復
振動させる光学的走査装置において、走査鏡の位置を検
出する位置検出手段、モータをパルス駆動するドライブ
手段、ドライブ手段に供給するモータの駆動信号として
電圧に応じて制御された周波数信号を発生する電圧制御
発信手段、位置検出手段で検出した位置信号と電圧制御
発信手段で発生した駆動信号との位相比較を行い比較位
相に応じた電圧を生成し電圧制御発信手段に供給する比
較電圧制御手段、一定の電圧を生成する電圧発生手段、
及び位置検出手段による位置信号を検出するまで電圧発
生手段の出力を電圧制御発信手段に供給する電圧供給切
換手段を備えたことを特徴とするものである。
【0016】
【作用】本発明の光学的走査装置では、電圧発生手段か
ら一定の電圧を生成し位置検出手段による位置信号を検
出するまで電圧制御発信手段に供給するように電圧供給
切換手段で制御すると共に、比較電圧制御手段により位
置検出手段で検出した位置信号と電圧制御発信手段で発
生した駆動信号との位相比較を行い比較位相に応じた電
圧を生成し電圧制御発信手段に供給して、電圧に応じて
制御された周波数信号をモータの駆動信号としてドライ
ブ手段に供給するので、起動時の駆動信号が振動系の固
有振動数に一致しなくても、走査鏡の振動開始により円
滑に自励振動への切り換えが可能になる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は本発明の光学的走査装置の1実施例を示
す図、図2は光学的走査装置の動作を説明するための波
形図であり、7はパルスモータ、10は位置検出器、1
3は増幅器、14は制御信号作成回路、15は整流回
路、16は比較器、22はドライブ回路、31は波形整
形回路、32は位相比較器、33はチャージポンプ、3
4はVCO、35はカウンタ、36はアナログスイッチ
を示す。
【0018】図1において、パルスモータ7は、図4に
示すようにその駆動軸8が結合装置6を介して走査鏡1
を固定した回転軸2に連結されるものであり、ドライブ
回路22によりパルス駆動され、パルスモータ7の回転
と渦巻状バネ5の復元力との相互作用によって交互に走
査鏡1を正転、逆転させ往復振動させる。位置検出器1
0は、走査鏡1の機械的な信号を電気量に変換するもの
であり、増幅器13は、位置検出器10で検出した位置
信号を増幅するものである。整流回路15と比較器16
とからなる制御信号作成回路14は、位置信号を直流信
号に変換し、予め設定した基準値と比較して、その差信
号を制御信号としてドライブ回路22の入力端子22b
に供給することによって、走査鏡1の振動する振幅が一
定になるように制御を行うものである。以上の各構成は
図3に示した従来のものと同じものである。
【0019】位相比較器32は、波形整形回路31で整
形した位置検出器の信号とカウンタ35の出力信号f0
との位相比較を行い、位相の進み、遅れに応じた信号を
出力するものであり、チャージポンプ33は、位相比較
器32の進み信号、遅れ信号によりチャージ電圧が制御
されるものである。VCO(Voltage ControlledOs
cillator)34は、入力電圧に応じて発信周波数が制御
される電圧制御発信器である。カウンタ35は、VCO
34を出力信号をカウントして例えば周波数nf0 を1
/nのf0 と2/nの2f0 に分周するものであり、f
0 の周波数信号は位相比較器32の入力に戻し、2f0
の周波数信号はドライブ回路22に供給する。抵抗R1
とR2からなる分圧回路は、電圧Vccを分圧し振動系
の固有振動数に対応する周波数信号が得られるVCO3
4の入力電圧を生成するものであり、アナログスイッチ
36は、位相比較器32において波形整形回路31の出
力信号が得られ、位相比較動作が行われるようになった
ことを条件として分圧回路を構成するアース側の抵抗R
2の回路をオフにするものである。
【0020】次に、動作を説明する。始めに電源をオン
にしVccが立ち上がると、抵抗R1、R2からなる分
圧回路で決まる所定の電圧VsがVCO34の入力端子
に供給される。この電圧によりVCO34は、振動系の
固有振動数にほぼ対応した周波数f0 のn倍の周波数信
号nf0 を出力する。これをカウンタ35で1/n、2
/nに分周し、f0 の周波数信号は位相比較器32の入
力端子Rへ、2f0 の周波数信号はドライブ回路22の
入力端子22aへそれぞれ供給する。
【0021】走査鏡が振動を開始し、位置検出器10か
ら図2(b)に示すように位置信号が出力されると、そ
の位置信号は、増幅器13で図2(c)に示すように増
幅され、波形整形回路31で図(d)に示すように波形
整形される。位相比較器32では、カウンタ35の出力
信号f0 をリファレンス信号として波形整形回路31の
出力信号と位相比較を行い、その比較結果に基づく進み
信号、遅れ信号によってチャージポンプ33の電圧を制
御する。
【0022】そこで、位相比較器32では、波形整形回
路31を通して位置信号が得られると、分圧回路のアー
ス側の抵抗R2に直列に接続したアナログスイッチ36
をオフにして抵抗R2を切り離し、抵抗R3を介してチ
ャージポンプ3の出力電圧をそのままVCO34の入力
端子に供給する。したがって、以後は、チャージポンプ
33の出力電圧がVCO34の入力電圧となり、位相比
較器32において位相が一致するようにチャージポンプ
33の出力電圧が制御され、自励振動回路が形成され
る。
【0023】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、アナログスイッチ36を位相比較器32
において位相比較を開始した信号でオフにしたが、増幅
器13や波形整形回路31の出力から位置信号を検出し
てアナログスイッチ36をオフにしてもよいし、位相比
較器32の出力信号を検出してアナログスイッチ36を
オフにしてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、走査鏡が振動を開始すると、その振動を走査鏡の位
置で検出する位置検出器の位置信号とドライブ回路の駆
動信号との位相比較を行って電圧制御発振器の入力電圧
を制御し、電圧制御発振器を介してドライブ回路の駆動
信号を制御するように構成したので、スタート信号発生
器がなくても電圧発振器を所定の電圧で動作させること
により自励振動に切り換えることができ、電源をオンに
してから自励振動への移行を円滑に行うことができる。
しかも、振動系の経年変化や環境温度の高低に起因する
変化で振動系の固有振動数が変化しても対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光学的走査装置の1実施例を示す図
である。
【図2】 光学的走査装置の動作を説明するための波形
図である。
【図3】 光学的走査機構の構成例を示す図である。
【図4】 光学的走査機構を制御する光学的走査装置の
従来例を示す図である。
【図5】 光学的走査装置の動作を説明するための波形
図である。
【符号の説明】
7…パルスモータ、10…位置検出器、13…増幅器、
14…制御信号作成回路、15…整流回路、16…比較
器、22…ドライブ回路、31…波形整形回路、32…
位相比較器、33…チャージポンプ、34…VCO、3
5…カウンタ、36…アナログスイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走査鏡を回転軸に固定し、結合装置を介
    してモータの駆動軸に回転軸を連結して、モータの回転
    とバネの復元力との相互作用によって交互に走査鏡を正
    転、逆転させ往復振動させる光学的走査装置において、
    走査鏡の位置を検出する位置検出手段、モータをパルス
    駆動するドライブ手段、ドライブ手段に供給するモータ
    の駆動信号として電圧に応じて制御された周波数信号を
    発生する電圧制御発信手段、位置検出手段で検出した位
    置信号と電圧制御発信手段で発生した駆動信号との位相
    比較を行い比較位相に応じた電圧を生成し電圧制御発信
    手段に供給する比較電圧制御手段、一定の電圧を生成す
    る電圧発生手段、及び位置検出手段による位置信号を検
    出するまで電圧発生手段の出力を電圧制御発信手段に供
    給する電圧供給切換手段を備えたことを特徴とする光学
    的走査装置。
JP34623991A 1991-12-27 1991-12-27 光学的走査装置 Withdrawn JPH05249392A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014059449A (ja) * 2012-09-18 2014-04-03 Denso Corp 駆動装置
JP2014146148A (ja) * 2013-01-29 2014-08-14 Tokai Rika Co Ltd 触覚呈示装置
JP2022144955A (ja) * 2021-03-19 2022-10-03 株式会社チノー 走査形放射温度計
JP2022144953A (ja) * 2021-03-19 2022-10-03 株式会社チノー 走査形放射温度計

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Effective date: 19990311