JPS5952451B2 - 光学走査装置 - Google Patents
光学走査装置Info
- Publication number
- JPS5952451B2 JPS5952451B2 JP52078705A JP7870577A JPS5952451B2 JP S5952451 B2 JPS5952451 B2 JP S5952451B2 JP 52078705 A JP52078705 A JP 52078705A JP 7870577 A JP7870577 A JP 7870577A JP S5952451 B2 JPS5952451 B2 JP S5952451B2
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- JP
- Japan
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- signal
- vibration
- vibrator
- circuit
- scanning mirror
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学走査装置、とくに光学系をねじり振動をな
す振動子により駆動して走査を行う光学走査装置に関す
るものである。
す振動子により駆動して走査を行う光学走査装置に関す
るものである。
赤外線映像装置は狭い瞬時視野で対象物を光学的に走査
し、走査系通過後の赤外線を赤外線検知器に入射させて
光電変換することにより映像信号を得ている。
し、走査系通過後の赤外線を赤外線検知器に入射させて
光電変換することにより映像信号を得ている。
この光学的走査は、通常平面型の走査鏡の回転運動によ
つて行われる。従来、赤外線映像装置の光学的走査線に
おいては、平面鏡の駆動はねじり振動子の固有振動周期
と整数比をなす周期に近い周期で泪励発振する発振回路
を有する駆動源から、電気−機械エネルギー変換、例え
ば前記振動子をソレノイドにより駆動する方法で固有振
動を与え、この振動周期で対象物を走査していた。
つて行われる。従来、赤外線映像装置の光学的走査線に
おいては、平面鏡の駆動はねじり振動子の固有振動周期
と整数比をなす周期に近い周期で泪励発振する発振回路
を有する駆動源から、電気−機械エネルギー変換、例え
ば前記振動子をソレノイドにより駆動する方法で固有振
動を与え、この振動周期で対象物を走査していた。
この方式では、周囲温度、外部雑音および気圧変動に伴
う空気抵抗の変化等の要因で上記振動子の機械的共振周
波数が変化し、これに伴つて走査鏡の振動周期や振動振
幅（捩角）の変化が生じて表示面上での赤外線画像に乱
れを生じる問題があつた。
う空気抵抗の変化等の要因で上記振動子の機械的共振周
波数が変化し、これに伴つて走査鏡の振動周期や振動振
幅（捩角）の変化が生じて表示面上での赤外線画像に乱
れを生じる問題があつた。
また上記のような環境変化に伴う振動子の機械的共振周
波数の変動に対処する一つの方策として、例えば特開昭
４７−２８９３７号公報に見られるように走査鏡の振動
位相を検出して駆動回路にフィードバックするループを
設け、駆動信号の位相を共振周波数の変化に追従させる
制御を行つて走査鏡の振動振幅を一定に維持するやり方
も提案されているが、走査鏡の振動周波数の変動を防ぐ
配慮が欠けていたので画像表示を目的とした赤外線映像
装置の撮像系としては、やはり表示画像にみだれを生じ
るという欠点があつた。本発明は、前述の点に鑑みなさ
れたもので、ねじり振動を行う振動系によつて光学系を
駆動し、前記振動エネルギーを自己の発振周期に強制的
に周期せしめる信号発生回路から供給し、かつ自動位相
制御により、電気回路および機械系の位相ずれの補正を
行い、また振動子の振幅を検知して駆動源へ帰還し、走
査角の変動の少ない光学的走査装置を提供するものであ
る。
波数の変動に対処する一つの方策として、例えば特開昭
４７−２８９３７号公報に見られるように走査鏡の振動
位相を検出して駆動回路にフィードバックするループを
設け、駆動信号の位相を共振周波数の変化に追従させる
制御を行つて走査鏡の振動振幅を一定に維持するやり方
も提案されているが、走査鏡の振動周波数の変動を防ぐ
配慮が欠けていたので画像表示を目的とした赤外線映像
装置の撮像系としては、やはり表示画像にみだれを生じ
るという欠点があつた。本発明は、前述の点に鑑みなさ
れたもので、ねじり振動を行う振動系によつて光学系を
駆動し、前記振動エネルギーを自己の発振周期に強制的
に周期せしめる信号発生回路から供給し、かつ自動位相
制御により、電気回路および機械系の位相ずれの補正を
行い、また振動子の振幅を検知して駆動源へ帰還し、走
査角の変動の少ない光学的走査装置を提供するものであ
る。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明に係る光学的走査装置の一実施例を系
統図として示したもので、１は一端を固定されてねじり
振動を行う金属棒で、振動子と称する。
統図として示したもので、１は一端を固定されてねじり
振動を行う金属棒で、振動子と称する。
該振動子１はソレノイドコイル２と振動子１に付設され
た鉄片３からなる電磁系で駆動される。すなわちソレノ
イドコイル２に印加される電流により鉄片３を通じてね
じり応力を受け、電流が断たれると弾性により復元する
。従つて、ソレノイドコイル２に供給する電圧周期で振
動子は駆動されてねじり振動を行い、該振動子に取付け
られている走査鏡４は光学的走査を行う。ソレノイドコ
イル２に供給される電圧の周期は基準同期信号源９によ
り決定される。本実施例では、該基準同期信号源９はデ
ユーテイ比一定の矩型波信号発生器で、このようなもの
は周知である。前記振動子１の振動を検知したゲート信
号発生回路５よりゲート信号が発生し、このゲート信号
により後述するように前記振動子１の振角および位相を
制御する。電源投入後、振動子１が所望の振動を行なつ
ていない時、ゲート信号発生回路５にはゲート信号が発
生しないので、位相比較回路１１からは基準同期信号に
よつて定まる一定の直流電圧が出力される。
た鉄片３からなる電磁系で駆動される。すなわちソレノ
イドコイル２に印加される電流により鉄片３を通じてね
じり応力を受け、電流が断たれると弾性により復元する
。従つて、ソレノイドコイル２に供給する電圧周期で振
動子は駆動されてねじり振動を行い、該振動子に取付け
られている走査鏡４は光学的走査を行う。ソレノイドコ
イル２に供給される電圧の周期は基準同期信号源９によ
り決定される。本実施例では、該基準同期信号源９はデ
ユーテイ比一定の矩型波信号発生器で、このようなもの
は周知である。前記振動子１の振動を検知したゲート信
号発生回路５よりゲート信号が発生し、このゲート信号
により後述するように前記振動子１の振角および位相を
制御する。電源投入後、振動子１が所望の振動を行なつ
ていない時、ゲート信号発生回路５にはゲート信号が発
生しないので、位相比較回路１１からは基準同期信号に
よつて定まる一定の直流電圧が出力される。
低域フイルタ１２を通過した前記直流電圧が電圧制御発
振器１３へ入力すると、基準同期信号に同期した矩型波
電圧が発生する。なお、前記の位相比較回路１１．低域
フイルタ１２、電圧制御発振器］３はＰＬＬに通常用い
られているものであり周知のものである。前記の電圧制
御発振器１３で発生した矩型波電圧は波形変換回路１４
で正弦波電圧に変換されたのち、乗算器１５に加わる。
該乗算器１５の他入力である振幅制御信号は、基準同期
信号とクロツク信号源８からのクカツク信号によりゲー
ト回路１０、カウンタ回路１７およびＤ／Ａ変換器１８
でつくられ、乗算器出力信号を最大ならしめる。この結
果振動子は静止状態から速やかに定常的な振動状態へ移
る。乗算器出力信号は増幅回路１６で所要の振幅に増幅
され、駆動用ソレノイド２に加えられると振動子１およ
び走査鏡４は振動をはじめる。振動子の振動に伴う走査
鏡の運動を検出したゲート信号発生回路５は、走査鏡４
の運動と等しい繰返し周期を有するゲート信号を発生す
る。このようにゲート信号発生回路５は振動系の振動を
検知し、電気信号に変換する振動検出系を構成する。運
動の検出には、運動体の変位にほぼ比例する電圧または
電流を発生する変換器を用いればよく、このような変換
器としては電磁方式、圧電方式、光電変換方式等多種の
ものがすでに周知であつて、これらのうち適当なものを
選んで用いればよい。ゲート信号発生回路５で発生した
ゲート信号は、ゲート回路７およびゲート回路１０へ送
られ、振動子１の振動の位相および振角を制御する。す
なわぢ、振動子１が振動をはじめてゲート信号発生回路
５で発生したゲート信号はゲート回路７、ゲート回路１
０へ送られ、今まで基準同期信号のみによつて制御され
ていた振動子の運動は、位相制御および振角制御をうけ
る。
振器１３へ入力すると、基準同期信号に同期した矩型波
電圧が発生する。なお、前記の位相比較回路１１．低域
フイルタ１２、電圧制御発振器］３はＰＬＬに通常用い
られているものであり周知のものである。前記の電圧制
御発振器１３で発生した矩型波電圧は波形変換回路１４
で正弦波電圧に変換されたのち、乗算器１５に加わる。
該乗算器１５の他入力である振幅制御信号は、基準同期
信号とクロツク信号源８からのクカツク信号によりゲー
ト回路１０、カウンタ回路１７およびＤ／Ａ変換器１８
でつくられ、乗算器出力信号を最大ならしめる。この結
果振動子は静止状態から速やかに定常的な振動状態へ移
る。乗算器出力信号は増幅回路１６で所要の振幅に増幅
され、駆動用ソレノイド２に加えられると振動子１およ
び走査鏡４は振動をはじめる。振動子の振動に伴う走査
鏡の運動を検出したゲート信号発生回路５は、走査鏡４
の運動と等しい繰返し周期を有するゲート信号を発生す
る。このようにゲート信号発生回路５は振動系の振動を
検知し、電気信号に変換する振動検出系を構成する。運
動の検出には、運動体の変位にほぼ比例する電圧または
電流を発生する変換器を用いればよく、このような変換
器としては電磁方式、圧電方式、光電変換方式等多種の
ものがすでに周知であつて、これらのうち適当なものを
選んで用いればよい。ゲート信号発生回路５で発生した
ゲート信号は、ゲート回路７およびゲート回路１０へ送
られ、振動子１の振動の位相および振角を制御する。す
なわぢ、振動子１が振動をはじめてゲート信号発生回路
５で発生したゲート信号はゲート回路７、ゲート回路１
０へ送られ、今まで基準同期信号のみによつて制御され
ていた振動子の運動は、位相制御および振角制御をうけ
る。
すなわち、ゲート回路７へ送られるゲート信号により振
動子の位相制御を行い、ゲート回路１０へ送られるゲー
ト信号により振動子の振角制御を行う。ゲート回路７は
、ゲート信号が発生していない期間はパルス消滅検出回
路６の制御により電圧制御発振器１３の出力信号の一部
を位相比較回路１１へ帰還し、振動子駆動用ソレノイド
２へ送られる駆動信号の位相を基準同期信号の位相と一
致せしめる。
動子の位相制御を行い、ゲート回路１０へ送られるゲー
ト信号により振動子の振角制御を行う。ゲート回路７は
、ゲート信号が発生していない期間はパルス消滅検出回
路６の制御により電圧制御発振器１３の出力信号の一部
を位相比較回路１１へ帰還し、振動子駆動用ソレノイド
２へ送られる駆動信号の位相を基準同期信号の位相と一
致せしめる。
次に振動子１の振動に伴つてゲート信号発生回路５から
ゲート信号が出力されると、パルス消滅検出回路６の働
きにより、ゲート回路７は前記ゲート信号のみを位相比
較回路１１へ送る。位相比較回路１１では、基準同期信
号とゲート信号の位相差に応じた差信号電圧が発生する
。低域フイルタ１２は、前記差信号電圧に含まれる高周
波成分を減衰させ、妨害信号除去特性を良くする機能を
有する。低域通過フイルタ１２を通過した差信号電圧は
電圧制御発振器１３の発振周波数を基準同期信号の周波
数に一致させるような制御機能を有するので、ゲート信
号と基準同期信号に位相差が生じてもこれを解消せしめ
るＰＬＬが構成されることになる。電圧制御発振器１３
の矩型波出力信号は、波形整形回路１４で正弦波に変換
される。
ゲート信号が出力されると、パルス消滅検出回路６の働
きにより、ゲート回路７は前記ゲート信号のみを位相比
較回路１１へ送る。位相比較回路１１では、基準同期信
号とゲート信号の位相差に応じた差信号電圧が発生する
。低域フイルタ１２は、前記差信号電圧に含まれる高周
波成分を減衰させ、妨害信号除去特性を良くする機能を
有する。低域通過フイルタ１２を通過した差信号電圧は
電圧制御発振器１３の発振周波数を基準同期信号の周波
数に一致させるような制御機能を有するので、ゲート信
号と基準同期信号に位相差が生じてもこれを解消せしめ
るＰＬＬが構成されることになる。電圧制御発振器１３
の矩型波出力信号は、波形整形回路１４で正弦波に変換
される。
このような波形整形回路１４は、低域淵波器とノツチフ
イルタから成るアクティブフィダーで構成することがで
きる。乗算器１５では、前記正弦彼信号の振幅は、Ｄ／
Ａ変換器１８から送られる振角制御信号によ．り、振動
子の振角に対応して変調され、振動子の振角が大きくな
ると乗算器１５の出力信号の振幅は小さくなり、振角が
小さくなると前記乗算器１５の出力信号の振幅は大きく
なる。
イルタから成るアクティブフィダーで構成することがで
きる。乗算器１５では、前記正弦彼信号の振幅は、Ｄ／
Ａ変換器１８から送られる振角制御信号によ．り、振動
子の振角に対応して変調され、振動子の振角が大きくな
ると乗算器１５の出力信号の振幅は小さくなり、振角が
小さくなると前記乗算器１５の出力信号の振幅は大きく
なる。
この点については後に詳しく述べる。従つて増幅回路１
６で増ノ幅されたソレノイド駆動信号は常に基準同期信
号と位相が一致しており、また振動子の振角が一定とな
るように制御されている。ここで、前述の振角制御信号
について述べる。
６で増ノ幅されたソレノイド駆動信号は常に基準同期信
号と位相が一致しており、また振動子の振角が一定とな
るように制御されている。ここで、前述の振角制御信号
について述べる。
振動子１が振動をはじめていない時すなわちゲ５一ト信
号発生回路５でゲート信号が発生していない期間中は、
パルス消滅検出回路６の制御によりゲート回路１０は、
基準同期信号の一周期中のクロツク信号のパルス数をカ
ウンタ回路１７へ送る。この場合、基準同期信号および
クロツク信号の周期は常に一定に保持されているので、
カウンタ回路での計数は常に一定であるため、Ｄ／Ａ変
換器１８の出力信号である振角制御信号の大きさも一定
である。
号発生回路５でゲート信号が発生していない期間中は、
パルス消滅検出回路６の制御によりゲート回路１０は、
基準同期信号の一周期中のクロツク信号のパルス数をカ
ウンタ回路１７へ送る。この場合、基準同期信号および
クロツク信号の周期は常に一定に保持されているので、
カウンタ回路での計数は常に一定であるため、Ｄ／Ａ変
換器１８の出力信号である振角制御信号の大きさも一定
である。
この時の乗算器１５の出力信号の振幅は最大となるよう
に設定されているので、振動子１は大きなエネルギーを
得て速やかに所定の振動をはじめる。この結果、振動子
１の振動に伴いゲート信号発生回路５でゲート信号が発
生すると、パルス消滅検出回路６の制御により、ゲート
回路１０は振動子１の振角に対応した期間中のクロツク
信号のパルス数をカウンタ回路１７へ送りこれを計数す
る。もし、何らかの要因で振動子の振角が大きくなると
、カウンタ回路１７で計数されるクロツク信号のパルス
数は増加し、これに応じてＤ／Ａ変換器１８の出力であ
る振角制御信号は小さくなり、乗算器１５の出力信号、
すなわちソレノイド駆動信号の振幅は小さくなつて、ソ
レノイド駆動信号は小さくなるため、振動子１の振角が
小さくなるように制御される。逆に振動子１の振角が小
さくなると上記の場合とは反対に、乗算器１５の出力信
号の振幅は大きくなるため、振動子１は大きなエネルギ
ーで付勢され大きな振角の振動をするような制御を受け
る。さて以上の説明から明らかなように、要するに本発
明は走査鏡の振動を検出して電気信号を得、これと基準
同期信号の位相を比較して走査鏡の振動周波数を絶えず
一定に維持するような位相制御ループを設けた点と、更
にこの位相制御の結果走査鏡の実際の振動周波数が環境
変化に伴つて変化したねじり振動子の機械的共振周波数
から離調することによつて生じる走査鏡の振動振幅の変
化を補正する振角制御ループを設けた点とを特徴とする
ものであり、これら制御ループによつて走査鏡の振動周
波数と振動振幅を周囲の環境条件の変化に無関係に一定
にすることができるので、品質の良い表示画像を得るこ
とができる。
に設定されているので、振動子１は大きなエネルギーを
得て速やかに所定の振動をはじめる。この結果、振動子
１の振動に伴いゲート信号発生回路５でゲート信号が発
生すると、パルス消滅検出回路６の制御により、ゲート
回路１０は振動子１の振角に対応した期間中のクロツク
信号のパルス数をカウンタ回路１７へ送りこれを計数す
る。もし、何らかの要因で振動子の振角が大きくなると
、カウンタ回路１７で計数されるクロツク信号のパルス
数は増加し、これに応じてＤ／Ａ変換器１８の出力であ
る振角制御信号は小さくなり、乗算器１５の出力信号、
すなわちソレノイド駆動信号の振幅は小さくなつて、ソ
レノイド駆動信号は小さくなるため、振動子１の振角が
小さくなるように制御される。逆に振動子１の振角が小
さくなると上記の場合とは反対に、乗算器１５の出力信
号の振幅は大きくなるため、振動子１は大きなエネルギ
ーで付勢され大きな振角の振動をするような制御を受け
る。さて以上の説明から明らかなように、要するに本発
明は走査鏡の振動を検出して電気信号を得、これと基準
同期信号の位相を比較して走査鏡の振動周波数を絶えず
一定に維持するような位相制御ループを設けた点と、更
にこの位相制御の結果走査鏡の実際の振動周波数が環境
変化に伴つて変化したねじり振動子の機械的共振周波数
から離調することによつて生じる走査鏡の振動振幅の変
化を補正する振角制御ループを設けた点とを特徴とする
ものであり、これら制御ループによつて走査鏡の振動周
波数と振動振幅を周囲の環境条件の変化に無関係に一定
にすることができるので、品質の良い表示画像を得るこ
とができる。
第１図は本発明に係るねじり振動子を利用した光学走査
装置の一実施例を示す構成系統図である。 １：ねじり振動子、２：ソレノイドコイル、３：鉄片、
４：走査鏡、５：ゲートパルス発生回路、６：パルス消
滅検出回路、７リゲート回路（１）、８：タロツク信号
源、９：基準同期信号源、１０：ゲート回路（２）、１
１：位相比較回路、１２゜低域フイルタ、１３電圧制御
発振器、１４：波形整形回路、１５：乗算器、１６：増
幅器、１７：カウンタ回路、１８：Ｄ／Ａ変換器。
装置の一実施例を示す構成系統図である。 １：ねじり振動子、２：ソレノイドコイル、３：鉄片、
４：走査鏡、５：ゲートパルス発生回路、６：パルス消
滅検出回路、７リゲート回路（１）、８：タロツク信号
源、９：基準同期信号源、１０：ゲート回路（２）、１
１：位相比較回路、１２゜低域フイルタ、１３電圧制御
発振器、１４：波形整形回路、１５：乗算器、１６：増
幅器、１７：カウンタ回路、１８：Ｄ／Ａ変換器。
Claims (1)
- １ ねじり振動子と、前記ねじり振動子に固定された走
査鏡と、前記ねじり振動子の固有振動数とほぼ整数比を
なす振動数で発振する基準同期信号源を有する駆動回路
と、該駆動回路からの駆動信号で上記ねじり振動子を付
勢するための電磁系と、上記走査鏡の振動を検出して電
気信号に変換する振動検出系と、該検出系の出力信号と
前記基準同期信号源からの同期信号との位相を比較して
上記電磁系に印加される駆動信号の位相を制御する位相
制御系と、前記検出系からの出力信号に応じて走査鏡の
振動振幅が一定になるよう前記電磁系に印加される駆動
信号を制御する振角制御系とを具えて成り、上記位相制
御系により基準同期信号に対する走査鏡の振動の位相同
期をなすとともに、上記振角制御系により走査鏡の振角
制御をなすようにしたことを特徴とする光学走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52078705A JPS5952451B2 (ja) | 1977-06-30 | 1977-06-30 | 光学走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52078705A JPS5952451B2 (ja) | 1977-06-30 | 1977-06-30 | 光学走査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5413354A JPS5413354A (en) | 1979-01-31 |
| JPS5952451B2 true JPS5952451B2 (ja) | 1984-12-19 |
Family
ID=13669269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52078705A Expired JPS5952451B2 (ja) | 1977-06-30 | 1977-06-30 | 光学走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5952451B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59195218A (ja) * | 1983-04-20 | 1984-11-06 | Nippon Teresukomu Kk | 位相制御装置付共振型スキヤナ |
| JP2660015B2 (ja) * | 1988-09-28 | 1997-10-08 | 株式会社東芝 | Ｖｏｒ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3642344A (en) * | 1970-11-27 | 1972-02-15 | Honeywell Inc | Optical scanner having high-frequency torsional oscillator |
-
1977
- 1977-06-30 JP JP52078705A patent/JPS5952451B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5413354A (en) | 1979-01-31 |
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