JP2000284199A

JP2000284199A - 光走査装置

Info

Publication number: JP2000284199A
Application number: JP13046699A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Suzuki; 和雄鈴木
Original assignee: Takano Co Ltd
Current assignee: Takano Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ，Ｙ方向に光走査を行うための２台の回転
反射鏡とｆθレンズの組み合わせにより、平面上の任意
の位置に光を集束させる事が可能な光走査装置におい
て、座標軸上以外での入力信号の座標位置と実際の光集
束位置が異なる，いわゆる歪みを無くし、高精度でしか
も高速に位置決めが可能な光走査装置を提供する。【解決手段】Ｘ座標方向に発生する誤差を、Ｘ座標と
Ｙ座標の偶関数である２ｎ次多項式との積から算出し、
この値で予めｘ座標方向に入力する電気的信号を補正し
た信号を入力信号とする事で、補正を行う手段をとる。
またＹ軸に対しても、Ｘ，Ｙ座標を入れ替えて同じ事を
行う。また誤差信号の発生と補正に複数のアナログ乗算
回路とアナログ加減算回路を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ，Ｙ方向に光走
査を行うための２台の回転反射鏡とｆθレンズの組み合
わせにより、平面上の任意の位置に光を集束させる事が
可能な光走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ，Ｙ方向に走査可能な回転反射鏡とｆ
θレンズを組みあわせた光走査装置は、回転反射鏡の走
査にガルバノメータを用いた高速走査装置を用いる事
で、２次元平面上の任意の位置に光を集束させる事が可
能である。

【０００３】図４は、ｆθレンズによる光集束の様子を
模式図で示す。入射光ビーム１２は回転反射鏡１３によ
って任意の入射角度θ１１が与えられ、ｆθレンズ１４
によって光照射面１５上の集束点１６に集束される。集
束点１６が光軸と成す距離Ｌ１７は入射角θ１１に比例
する。

【０００４】図５は２枚の回転反射鏡とｆθレンズを用
いた２次元光走査装置の模式図である。入射ビーム１８
は一方の軸１９方向に走査する回転鏡２１により反射
し、他方の軸２０方向に走査する回転鏡２２により再び
反射してｆθレンズ２３により、集束点２４に集まる。

【０００５】回転反射鏡を２枚用いる２次元の光走査装
置では、２回目に反射する回転鏡２２上のビーム反射位
置は１回目反射の回転鏡２１の角度によって異なり、２
枚のミラーの位置関係によって、見かけ上ｆθレンズに
入射する軸に対する角度が、相互に影響を受ける。ｆθ
レンズは光軸２５を通過する光線について軸対象に設計
してあり、入射角度に比例する位置に光を集束させる機
能を持つ為、座標軸上以外では、各々の座標位置によっ
て希望する光集束位置と実際の光集束位置が異なる、い
わゆる歪みが生じる。また回転反射鏡の原点位置とｆθ
レンズの光軸２５が完全に合致していない場合には、た
とえ座標軸上でも歪みが生じる。この様な場合、歪みは
座標軸に対して非対称に発生する。

【０００６】図６の希望する集束位置２６に対して実際
の集束位置２７は歪んだ軌跡を残す。歪みは必ず１方向
は凹、他方向は凸の形状となる。

【０００７】図７は実際の歪みによる誤差をより詳細に
示した物である。回転鏡に入力される位置信号２８に対
して、実際の光集束位置２９は異なる。従来の歪み補正
の方法は図７に示す様に２次元座標をマトリックス上に
区切り、その各点における誤差値を実測値として求め、
補正用のマトリックステーブルを作成する。このマトリ
ックステーブルを用いて、回転鏡への入力信号を事前に
補正する事で、集束点２９を見かけ上２８に移動させる
事が行われている。図７は簡単のために座標の第一象元
のみを示したが、実際は他の三象元についても、補正の
マトリックステーブルを作成する必要がある。

【０００８】図８は上記従来の歪み補正の方式を用いた
電気的補正回路の構成図で有り、集束位置Ｘの位置信号
３０と集束位置Ｙの位置信号３１から補正用のマトリッ
クステーブル３２によりＸ位置補正値３３とＹ位置補正
値３４が算出され、Ｘ位置減算回路３５によって補正済
みのＸ信号３７と、Ｙ位置減算回路３６によって補正済
みのＹ信号３８が求められる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】マトリックスによる多
点補正方法では、２次元座標全面にわたって歪みの補正
を行う必要があるため、補正点が多い。特に高精度の補
正が求められる場合にはマトリックステーブルが膨大に
なり、補正の為の演算に時間が掛かるという問題点があ
った。また機械毎にｆθレンズの光軸回転鏡の位置関係
が若干異なるため、１台毎に補正のためのマトリックス
テーブルを作成する為に多くの時間が必要であった。ま
た実測を行った補正点での誤差は０となるが、補正点間
は通常直線補間または階段補間で補正が行われる為、誤
差が座標軸に対して周期上に現れ、微視的には軌跡の移
動が階段上でスムースでは無いという問題点があった。

【００１０】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、２個の回転反射鏡とｆθレンズを用いて２次
元平面上の任意の部位に光を集束する光走査装置におい
て、発生する歪みが小さく、高精度でしかも高速に位置
決めが可能な光走査装置を提供する事を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めの請求項１記載の発明は、互いに直交するＸ，Ｙ２軸
方向に光を走査する為に、該２軸方向に各々位置を設定
する為の電気的な入力に比例した角度が得られる回転反
射鏡２個と、入射角度と集束位置が比例関係にある通称
ｆθレンズ１枚を備え、平面上の任意な座標に光を集束
する事が可能である様な光走査装置において、Ｘ座標方
向に発生する誤差を、Ｘ座標とＹ座標の偶関数である２
ｎ次多項式との積から算出する手段と、Ｙ座標方向に発
生する誤差を、Ｙ座標とＸ座標の偶関数である２ｎ次多
項式との積から算出する手段と、上記手段で算出された
誤差を予め補正した信号を上記回転反射鏡への電気的な
入力信号とする手段とを具備することを特徴とするもの
である。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記誤差の算出手段において、Ｘ座標の誤
差を計算する場合、Ｙ座標値から一定量を加算減算する
機能と、Ｙ座標方向の誤差を計算する場合、Ｘ座標値か
ら一定量を加算減算する機能とを、有する事を特徴とす
るものである。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記誤算の算出手段において、２ｎ
次多項式として近似的に２次項のみまたは２次と４次の
項を用いる事を特徴とするものである。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１又は２又
は３記載の発明において、複数のアナログ乗算回路とア
ナログ加減算回路を用いる事を特徴とするものである。

【００１５】請求項５記載の発明は、請求項１又は２又
は３記載の発明において、誤差信号を算出と補正を行う
方法として、コンピュータのソフトウエアによるディジ
タル数値計算を行う事を特徴とするものである。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１又は２又
は３又は４又は５記載の発明において、上記誤差信号に
算出による補正方法に加えて、実際の走査位置と理論的
な走査位置の間の誤差を２次元的に測定した誤差マトリ
ックステーブルを用いる多点補正方法を併用する事を特
徴とするものである。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明は、前記の構成により、Ｘ
座標方向およびＹ座標方向に発生する誤差を、各々Ｘ座
標とＹ座標の偶関数である２ｎ次多項式の積とＹ座標と
Ｘ座標の偶関数である２ｎ次多項式の積から算出補正を
行うことで、高精度で光の集束位置が得られる。例えば
Ｘ，Ｙの入力信号を各々Ｘｉ，Ｙｉとすれば、Ｘ軸方向
に走査する回転反射鏡への出力信号Ｘｏは数１で求めら
れる。

【００１８】

【数１】

【００１９】またＹ軸方向に走査する回転反射鏡への出
力信号Ｙｏは数２で求められる。

【００２０】

【数２】

【００２１】請求項２記載の発明は、前記の構成によ
り、集束位置の歪み量を算出するための近似多項式を計
算する場合、各々の座標軸の値に一定数値を加減する事
で、回転反射鏡の原点と光軸が一致しないことによる座
標軸に対して非対称に発生する歪みを高精度で補正する
事ができる。例えばＸ，Ｙの入力信号を各々Ｘｉ，Ｙ
ｉ，Ｙ軸方向の光軸と回転鏡の原点不一致の補正係数を
ＹｃとすればＸ軸方向に走査する回転反射鏡への出力信
号Ｘｏは数３で求められる。

【００２２】

【数３】

【００２３】またＸ軸方向の光軸と回転鏡の原点不一致
の補正係数をＸｃとすればＹ軸方向に走査する回転反射
鏡への出力信号Ｙｏは数４で求められる。

【００２４】

【数４】

【００２５】請求項３記載の発明は、前記の構成によ
り、歪み量を算出するための近似式として、２次式また
は２と４次の項を用いるものであり、例えばＸ，Ｙの入
力信号を各々Ｘｉ，Ｙｉ，Ｙ軸方向の光軸と回転鏡の原
点不一致の補正係数をＹｃとすればＸ軸方向に走査する
回転反射鏡への出力信号Ｘｏは数５，数６で求められ
る。

【００２６】

【数５】

【数６】

【００２７】Ｘ軸方向の光軸と回転鏡の原点不一致の補
正係数をＸｃとすればＹ軸方向に走査する回転反射鏡へ
の出力信号Ｙｏは数７，数８で求められる。

【００２８】

【数７】

【数８】

【００２９】請求項４記載の発明は、前記の構成によ
り、歪みの算出のために複数のアナログ乗算回路とアナ
ログ加減回路を用いる事で、高速，高精度で歪みの補正
を行う事ができる。

【００３０】請求項５記載の発明は、前記の構成によ
り、歪みの算出のための計算をコンピュータによるソフ
トウエアによる数値計算を行う事で、高速，高精度で歪
みの補正を行う事ができる。

【００３１】請求項６記載の発明は、上記誤差信号に算
出による補正方法に加えて、従来の歪み補正方法であ
る、誤差マトリックステーブルを用いる多点補正方法を
併用する事をにより、より高速，高精度で歪みの補正を
行う事ができる。

【００３２】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の実施例に
ついて説明する。

【００３３】図１は本発明の第一の実施例を示す２次元
光走査装置の概略図である。光走査方向Ｘに相当する入
力信号ＸｉがＸ入力端子６５に加えられ、光走査方向Ｙ
に相当入力信号ＹｉがＹ入力端子６６に加えられる。歪
み補正のための回路６７によりＸおよびＹ方向の補正済
みの信号Ｘｉ６８およびＹｉ６９が得られる。信号Ｘｉ
６８およびＹｉ６９はＸ軸方向ガルバノスキャナ用駆動
回路７０およびＹ軸方向ガルバノスキャナ用駆動回路７
１に入力し、各々Ｘ軸ガルバノスキャナ７２およびＹ軸
ガルバノスキャナ７３を駆動する。光源はレーザ７４で
あり、出射光７５はＸ軸７６方向回転反射鏡７７及びＹ
軸７８方向回転反射鏡７９を経て、ｆθレンズ８０によ
って、一点８１に集束する。

【００３４】図２は本発明の実施例において歪み補正の
ための回路６７の構成を具体的に示す。Ｘ軸およびＹ軸
方向に光を走査するための回転反射鏡に対する電気的な
入力を各々Ｘｉ３９，Ｙｉ４０とする。Ｘ軸方向の歪み
の補正成分はまず正負を発生する可変電源４１により、
Ｙ軸方向回転鏡上の光照射位置の原点を補正するためパ
ラーメータＹｃ４２を得る。原点補正は差動増幅器４３
へＹｉ４０とＹｃ４２を入力し、電圧（Ｙｉ−Ｙｃ）４
４が得られる。電圧（Ｙ−Ｙｃ）４４は掛け算回路４５
の両入力に与えられ、電圧（Ｙｉ−Ｙｃ）^２４６が得ら
れる。掛け算回路４７に入力電圧Ｘｉ３９と電圧（Ｙｉ
−Ｙｃ）^２４６が与えられ、両者の掛け算結果として電
圧｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝４８が得られる。電圧
｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝４８は正負極性選択可能な
可変減衰器４９により誤差を与える実係数ａ１が重畳
し、ａ１×｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝５０が得られ
る。加算器４１に入力電圧Ｘｉ３９とａ１×｛Ｘｉ×
（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝５０を入力する事で、最終的なＸ軸
方向の補正済み信号Ｘｏ＝Ｘｉ×｛１＋ａ１×（Ｙｉ−
Ｙｃ）^２｝５２が得られる。ここでａ１の符号は歪みの
凸凹に対して正負の値を取る。

【００３５】Ｙ軸方向の歪みの補正成分はまず正負を発
生する可変電源５３により、Ｘ軸方向の回転鏡上の光照
射位置の原点を補正するためパラーメータＸｃ５４を得
る。原点補正は差動増幅器５５へＸｉ３９とＸｃ５３を
入力し、電圧（Ｘｉ−Ｘｃ）５６が得られる。電圧（Ｘ
ｉ−Ｘｃ）５６は掛け算回路５７の両入力に与えられ、
電圧（Ｘｉ−Ｘｃ）２５８が得られる。掛け算回路５９
に入力電圧Ｙｉ４０と電圧（Ｘ−Ｘｃ）^２５８が与えら
れ、両者の掛け算結果として電圧｛Ｙｉ×（Ｘｌ−Ｘ
ｃ）^２｝６０が得られる。電圧｛Ｙｉ×（Ｘｌ−Ｘｃ）
^２｝６０は正負極性選択可能な可変減衰器６１により誤
差を与える実係数ｂ１が重畳し、ｂ１×｛Ｙｉ×（Ｘ−
Ｘｃ）^２｝６２が得られる。加算器６３に入力電圧Ｙｉ
４０とｂ１×｛Ｙｉ×（Ｘ−Ｘｃ）^２｝６２を入力する
事で、最終的なＹ軸方向の補正済み信号Ｙｏ＝Ｙｉ×
｛１＋ｂ１×（Ｘ−Ｘｃ）^２｝６４が得られる。ここで
ｂ１の符号は歪みの凸凹に対して正負の値を取る。

【００３６】図３は本発明の第二の実施例を示す。本実
施例の光走査部は図１に示す第一の実施例と同一で有
り、歪み補正のための回路６７のみ２次および４次項の
補正を行う場合である。求めるＸ軸およびＹ軸方向に対
応する電気的な入力を各々Ｘｉ８２，Ｙｉ８３とする。
Ｘ軸方向の歪みの補正成分はまず正負を発生する可変電
源８４により、Ｙ軸方向回転鏡上の光照射位置の原点を
補正するためパラーメータＹｃ８５を得る。原点補正は
差動増幅器８６へＹｉ８３とＹｃ８５を入力し、電圧
（Ｙｉ−Ｙｃ）８７が得られる。電圧（Ｙ−Ｙｃ）８７
は掛け算回路８８の両入力に与えられ、電圧（Ｙｉ−Ｙ
ｃ）^２８９が得られる。掛け算回路９０に入力電圧Ｘｉ
８２と電圧（Ｙｉ−Ｙｃ）^２８９が与えられ、両者の掛
け算結果として電圧｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝９１が
得られる。電圧｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝９１は正負
極性選択可能な可変減衰器９３により２次の誤差を与え
る実係数ａ１が重畳し、ａ１×｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）
^２｝９４が得られる。掛け算回路９５に（Ｙｉ−Ｙｃ）
^２８９と｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝９１を入力するこ
とで、両者の掛け算結果として｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）
^４｝９６が得られる。電圧｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^４｝
９６は正負極性選択可能な可変減衰器９７により４次の
誤差を与える実係数ａ２が重畳し、ａ２×｛Ｘｉ×（Ｙ
ｉ−Ｙｃ）^４｝９８が得られる。加算器９９に入力電圧
Ｘｉ８２とａ１×｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２｝９４とａ
２×｛Ｘｉ×（Ｙｉ−Ｙｃ）^４｝９８を入力する事で、
最終的なＸ軸方向の補正済み信号Ｘｏ＝Ｘｉ×｛１＋ａ
１×（Ｙｉ−Ｙｃ）^２＋ａ２×（Ｙｉ−Ｙｃ）^４｝１０
０が得られる。ここでａ１，ａ２の符号は歪みの凸凹に
対して正負の値を取る。

【００３７】Ｙ軸方向の歪みの補正成分はまず正負を発
生する可変電源１０１により、Ｘ軸方向回転鏡上の光照
射位置の原点を補正するためパラーメータＸｃ１０２を
得る。原点補正は差動増幅器１０３へＸｉ８２とＸｃ１
０２を入力し、電圧（Ｘｉ−Ｘｃ）１０４が得られる。
電圧（Ｘ−Ｘｃ）１０４は掛け算回路１０５の両入力に
与えられ、電圧（Ｘｉ−Ｘｃ）^２１０６が得られる。掛
け算回路１０７に入力電圧Ｙｉ８３と電圧（Ｘｉ−Ｘ
ｃ）^２１０６が与えられ、両者の掛け算結果として電圧
｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^２｝１０８が得られる。電圧
｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^２｝１０８は正負極性選択可能
な可変減衰器１０９により誤差を与える実係数ｂ１が重
畳し、ｂ１×｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^２｝１１０が得ら
れる。掛け算回路１１１に（Ｘｉ−Ｘｃ）^２１０６と
｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^２｝１０８を入力することで、
両者の掛け算結果として｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^４｝１
１２が得られる。電圧｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^４｝１１
２は正負極性選択可能な可変減衰器１１３により４次の
誤差を与える実係数ｂ２が重畳し、ｂ２×｛Ｙｉ×（Ｘ
ｉ−Ｘｃ）^４｝１１４が得られる。加算器１１５に入力
電圧Ｙｉ８３とｂ１×｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^２｝１１
０とｂ２×｛Ｙｉ×（Ｘｉ−Ｘｃ）^４｝１１４を入力す
る事で、最終的なＸ軸方向の補正済み信号Ｙｏ＝Ｙｉ×
｛１＋ｂ１×（Ｘｉ−Ｘｃ）^２＋ｂ２×（Ｘｉ−Ｘｃ）
^４｝１１６が得られる。ここでｂ１，ｂ２の符号は歪み
の凸凹に対して正負の値を取る。

【００３８】第一の実施例による歪み補正の結果を図９
に示す。第一の実施例で、ｆθレンズ８０の焦点距離が
１５０ｍｍ，ｆθレンズ８０とＹ軸方向回転鏡７９の間
の垂直方向距離は５０ｍｍ，Ｙ軸方向回転鏡７９とＸ
軸方向回転鏡７７の間の垂直方向距離は３０ｍｍであ
る。この構成でのレーザ光の走査範囲は１００ｍｍ四方
となる。歪み補正を行わない場合、座標（５０，５０）
位置での実際の照射部位１１７は入力した目標の照射位
置１１８に比べてＸ軸方向に４ｍｍ，Ｙ軸方向に３ｍｍ
シフトしている。図７に示す歪み補正回路により、Ｘ，
Ｙ方向の補正量を各々可変減衰器４９と可変減衰器６１
を調整する事で、図９点線に示す様な照射パタンが得ら
れた。１１８近傍の誤差はＸ軸方向０．３ｍｍ以下、Ｙ
軸方向０．２ｍｍ以下が得られた。走査範囲全域で誤差
は上記以下となっている。

【００３９】同様な試験を第二の実施例において行うと
誤差は走査範囲全域に渡り、Ｘ，Ｙ両軸共に０．０５ｍ
ｍ以下が得られた。

【００４０】図１０は第一の実施例において、Ｘ軸方向
の回転鏡７７の原点とＹ軸方向の回転鏡７９の原点がｆ
θレンズ８０の光軸と合致していない場合に発生する非
対称の歪みのパタンを示す。この場合Ｘ軸方向の誤差を
算出するためのＹ軸の原点ずれ１１９は図７の正負を発
生する可変電源４１によって補正し、Ｙ軸方向の誤差を
算出するためのＸ軸の原点ずれ１２０は図７の正負を発
生する可変電源５３によって補正し、その後全体の歪み
を補正する事で、全域にわたって補正を行う事が可能で
ある。

【００４１】第一、第二の実施例では、歪み補正用の多
項式関数の発生を個別演算器からなるアナログ回路で行
ったが、それを単一の関数発生ＩＣで行う事も可能であ
る。

【００４２】第一、第二の実施例では、歪み補正用の多
項式関数の発生をアナログ回路で行ったが、これをＣＰ
Ｕを含むディジタル演算回路に置き換えて行う事も可能
である。

【００４３】また本発明の歪み補正方法では、補正のた
めに近似式を用いるため、若干の誤差が取りきれない場
合がある。この場合は本発明で歪みを補正した上で取り
きれない歪みを従来技術である誤差マトリックステーブ
ルを用いた歪み補正法を併用して補正を行う事が出来
る。この場合従来方法のみを使う方法にくらべ補正に用
いるマトリックスの大きさが微小ですむ事から、高精度
で高速の補正が可能となる。

【００４４】尚、本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能であ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、２次元の光走査装置のＸ，Ｙの２入力を、
事前に誤差関数として偶関数の多項式を用いた歪み補正
回路による補正を行った上で、通常の回転反射鏡の駆動
信号とする事で、歪みのない２次元の光走査が可能であ
る。

【００４６】請求項２の記載によれば、誤差の計算にお
いて座標をオフセットする事で、回転反射鏡の物理的な
原点とｆθレンズの不一致による歪みの非対称を補正
し、高精度に位置を補正する事ができる。

【００４７】請求項３の記載によれば、誤差補正のため
の計算において多項式を２次式または２次＋４次式で近
似する事で、誤差補正回路をより簡単にする事ができ
る。

【００４８】請求項４の記載によれば、誤差補正のため
の多項式演算をアナログ乗算回路とアナログ加減算回路
を用いる事で、簡単な回路で高速の誤差補正が可能であ
る。

【００４９】請求項５の記載にによれば、誤差補正のた
めの多項式演算をＣＰＵを用いたディジタル演算により
行うことで、より高精度の誤差補正が可能である。

【００５０】請求項６の記載によれば、多項式演算によ
る誤差補正を行った信号をさらに誤差マトリックスを用
いて補正することでさらに構成動の誤差補正が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す図である。

【図２】本発明の第一の実施例における歪み補正の為の
回路構成である。

【図３】本発明の第二の実施例となる歪み補正の為の回
路構成である。

【図４】ｆθレンズによる光集束の概念図である。

【図５】２枚の回転反射鏡とｆθレンズを用いた２次元
光走査装置の模式図である。

【図６】２枚の回転反射鏡とｆθレンズを用いた２次元
光走査装置で発生する光走査位置の歪みを示す図であ
る。

【図７】光走査位置の歪みの詳細を示す図である。

【図８】従来の２次元光走査装置の歪み補正方法を示す
図である。

【図９】本実施例による歪み補正の結果を表す図であ
る。

【図１０】歪みが非対称に出ている場合の光走査の例で
ある。

【符号の説明】

１１入射角度１２入射光ビーム１３回転反射鏡１４ｆθレンズ１５光照射面１６集束点１７集束点が光軸と成す距離１８入射ビーム１９一方の軸２０一方の軸方向に走査する回転鏡２１他方の軸２２他方の軸方向に走査する回転鏡２３ｆθレンズ２４集束点２５ｆθレンズの光軸２６希望する集束位置２７実際の集束位置２８回転鏡に入力される位置信号２９実際の光集束位置３０集束位置Ｘの位置信号３１集束位置Ｙの位置信号３２補正用のマトリックステーブル３３Ｘ位置補正値３４Ｙ位置補正値３５Ｘ位置減算回路３６補正済みのＸ信号３７Ｙ位置減算回路３８補正済みのＹ信号３９回転反射鏡Ｘ軸への電気的な入力Ｘｉ４０回転反射鏡Ｙ軸への電気的な入力Ｙｉ４１正負を発生する可変電源４２Ｙ軸方向の原点補正パラメータＹｃ４３差動増幅器４４差動増幅器出力電圧４５掛け算回路４６掛け算回路出力電圧４７掛け算回路４８掛け算結果の電圧４９可変減衰器５０誤差を与える実係数を重畳した電圧５１加算器５２Ｘ軸方向補正済み信号５３正負を発生する可変電源５４Ｘ軸方向の原点補正パラメータＸｃ５５差動増幅器５６差動増幅器出力電圧５７掛け算回路５８掛け算回路出力電圧５９掛け算回路６０掛け算結果の電圧６１可変減衰器６２誤差を与える実係数を重畳した電圧６３加算器６４Ｙ軸方向補正済み信号６５Ｘ入力端子６６Ｙ入力端子６７歪みを補正する為の回路６８Ｘ方向の補正済み信号６９Ｙ方向の補正済み信号７０Ｘ軸方向ガルバノスキャナ用駆動回路７１Ｙ軸方向ガルバノスキャナ用駆動回路７２Ｘ軸方向ガルバノスキャナ７３Ｙ軸方向ガルバノスキャナ７４レーザ光源７５レーザ出射光７６Ｘ軸７７Ｘ軸方向回転反射鏡７８Ｙ軸７９Ｙ軸方向回転反射鏡８０ｆθレンズ８１集束点８２Ｘ軸方向に対応する電気的な入力Ｘｉ８３Ｙ軸方向に対応する電気的な入力Ｙｉ８４正負を発生する可変電源８５Ｙ軸方向回転鏡上の原点補正パラメータＹｃ８６差動増幅器８７出力電圧Ｙｉ−Ｙｃ８８掛け算器８９出力電圧（Ｙｉ−Ｙｃ）^２９０掛け算回路９１掛け算結果の電圧９２９３可変減衰器９４実係数ａ１が重畳した出力電圧９５掛け算回路９６掛け算結果９７可変減衰器９８実係数ａ２が重畳した出力電圧９９加算器１００Ｘ軸方向補正済み信号１０１正負を発生する可変電源１０２Ｘ軸方向回転鏡上の原点補正パラメータＸｃ１０３差動増幅器１０４出力電圧Ｘｉ−Ｘｃ１０５掛け算器１０６出力電圧（Ｘｉ−Ｘｃ）２１０７掛け算回路１０８掛け算結果の電圧１０９可変減衰器１１０実係数ｂ１が重畳した出力電圧１１１掛け算回路１１２掛け算結果１１３可変減衰器１１４実係数ｂ２が重畳した出力電圧１１５加算器１１６Ｙ軸方向補正済み信号１１７歪み補正が無い場合の実際の照射位置１１８入力した目標照射位置１１９Ｙ軸の原点ずれ１２０Ｘ軸の原点ずれ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに直交するＸ，Ｙ２軸方向に光を走
査する為に、該２軸方向に各々位置を設定する為の電気
的な入力に比例した角度が得られる回転反射鏡２個と、
入射角度と集束位置が比例関係にある通称ｆθレンズ１
枚を備え、平面上の任意な座標に光を集束する事が可能
である様な光走査装置において、該直交する座標軸上を
外れた座標位置で、該位置を設定する為の電気的な入力
信号に対して、実際の集束座標位置が比例関係と外れる
現象において、Ｘ座標方向に発生する誤差をＸ座標とＹ
座標の偶関数である２ｎ次多項式との積から算出する手
段と、Ｙ座標方向に発生する誤差をＹ座標とＸ座標の偶
関数である２ｎ次多項式との積から算出する手段と、上
記手段で算出された誤差を予め補正した信号を上記回転
反射鏡への電気的な入力信号とする手段とを具備するこ
とを特徴とする光走査装置。
【請求項２】前記誤差の算出手段において、Ｘ座標方
向の誤差を計算する場合、Ｙ座標値から一定量を加算減
算をする手段と、Ｙ座標方向の誤差を計算する場合、Ｘ
座標値から一定量の加算減算をする手段とを具備するこ
とを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】前記誤算の算出手段において、偶関数で
ある２ｎ次多項式として近似的に２次項または２次と４
次の項のみを用いる事を特徴とする請求項１又は２記載
の光走査装置。
【請求項４】前記誤差の算出と補正を行う方法とし
て、複数のアナログ乗算回路とアナログ加減算回路を用
いる事を特徴とする請求項１又は２又は３記載の光走査
装置。
【請求項５】前記誤差の算出補正を行う方法として、
コンピュータのソフトウエアによるディジタル数値計算
を行う事を特徴とする請求項１又は２又は３記載の光走
査装置。
【請求項６】上記誤差の算出による補正方法に加え
て、実際の走査位置と理論的な走査位置の間の誤差を２
次元的に測定した誤差マトリックステーブルを用いる多
点補正方法を併用する事を特徴とする請求項１又は２又
は３又は４又は５記載の光走査装置。