JP2003025629A - Optical scanner, its scanning method, display and laser printer - Google Patents
Optical scanner, its scanning method, display and laser printerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、共振スキャナなど
往復動作を行う光スキャナに関し、特にその走査速度の
均一化に関するするものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating optical scanner such as a resonance scanner, and more particularly to uniformizing a scanning speed thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、共振型スキャナ，ポリゴンミ
ラー，ガルバノメータ等の光偏向器（以下光スキャナと
いう）は種々提案されており、その応用先はバーコード
リーダー，ディスプレイ，ＬＢＰなど多岐にわたってい
る。2. Description of the Related Art Hitherto, various optical deflectors (hereinafter referred to as optical scanners) such as a resonance type scanner, a polygon mirror, a galvanometer and the like have been proposed, and their applications are wide-ranging such as a bar code reader, a display and an LBP.
【０００３】特に共振を利用した光スキャナは半導体製
造プロセスによる製造が可能であり、製品の小型化等に
対して注目されている。その共振周波数は〜数十ｋＨ
ｚ、振幅は共振周波数にもよるが〜±数十度が可能であ
る。In particular, an optical scanner utilizing resonance can be manufactured by a semiconductor manufacturing process, and attention is paid to downsizing of products. The resonance frequency is up to several tens of kH
The z and the amplitude can be ±± several tens of degrees depending on the resonance frequency.
【０００４】共振型スキャナの構造は多々あるが特許第
２６５７７６９号明細書に代表されるローレンツ力を利
用したスキャナがよく知られている。その概略を図２に
示す。図２中コイルに電流ｉを流すと、永久磁石等で発
生している磁界Ｂによりローレンツ力Ｆによる回転トル
クが発生し、トーションバーの復元力とつりあう位置ま
でミラー面がねじれる。この電流ｉをスキャナのもつ共
振周波数で交流的に加えることにより共振動作が可能と
なる。スキャン動作はスキャナ面に構成されたミラーに
外部よりレーザ光などを照射することで行う。Although there are many structures of a resonance type scanner, a scanner utilizing Lorentz force represented by Japanese Patent No. 2657769 is well known. The outline is shown in FIG. When a current i is passed through the coil in FIG. 2, a rotational torque due to the Lorentz force F is generated due to the magnetic field B generated by the permanent magnet or the like, and the mirror surface is twisted to a position where the restoring force of the torsion bar is balanced. Resonant operation becomes possible by applying this current i in alternating current at the resonant frequency of the scanner. The scanning operation is performed by irradiating a mirror formed on the scanner surface with laser light or the like from the outside.
【０００５】この光スキャナは共振を利用してミラーを
振動させる。そのためＱ値は非常に高くその動作はサイ
ンカーブを描く。このときの一定時間ごとのスキャン幅
を図３に示す。図中横軸はスキャナがその振幅の負の最
大値から正の最大値までの角度変位、すなわち変動時間
であり、縦軸は振幅である。図から明らかなように一定
時間ごとのスキャン幅は振動の中心で最大となり、両端
に近づくほど狭くなる。加えて振動角が大きい場合に
は、ｆθ誤差の影響が大きくなってくる。ｆθ誤差とは
レーザ光をたとえ一定の角速度で走査しても走査面上で
の走査速度が場所によって変化してしまうためスキャン
幅が一定にならないという現象のことである。This optical scanner utilizes resonance to vibrate the mirror. Therefore, the Q value is very high and the operation draws a sine curve. FIG. 3 shows the scan width at regular time intervals at this time. In the figure, the horizontal axis represents the angular displacement of the scanner from the negative maximum value to the positive maximum value, that is, the fluctuation time, and the vertical axis represents the amplitude. As is clear from the figure, the scan width at a constant time becomes maximum at the center of vibration and becomes narrower toward both ends. In addition, when the vibration angle is large, the influence of the fθ error becomes large. The fθ error is a phenomenon in which the scanning width is not constant because the scanning speed on the scanning surface changes depending on the location even if the laser light is scanned at a constant angular velocity.
【０００６】これをそのままディスプレイ等に利用する
とスクリーン上での画素幅が不均一な画像しか出力する
ことができず、スクリーン上の輝度も画素幅が短いとこ
ろほど明るくなってしまう。If this is directly used for a display or the like, only an image having a non-uniform pixel width on the screen can be output, and the brightness on the screen becomes brighter as the pixel width becomes shorter.
【０００７】従来では、これらの影響に対しｆθレンズ
もしくはアークサインレンズを用いて光学的に補正を行
っていた。しかし、光学的補正は非常に複雑なレンズ構
成を必要とするため製品システム設計上の負荷は非常に
大きく、システムの小型，簡易化のためにもこれらを用
いずに済ませたいという要望もある。Conventionally, these influences have been optically corrected by using an fθ lens or an arcsine lens. However, the optical correction requires a very complicated lens structure, and therefore the load on the product system design is very large, and there is also a demand for not using these in order to make the system small and simple.
【０００８】これに対し、特公平５−３９４７号公報に
代表されるように、分周比Ｎと１／Ｍの分周器を用い、
さらに分周比Ｎは可変として基準クロックの周波数ｆｏ
を走査速度の変化に応じてｆｏ＊（Ｍ／Ｎ）と変化させ
る電気的補正方法が提案されている。またその他にも基
準クロックに走査面での必要周波数の数十倍の周波数の
信号を用い、走査速度の変化に応じて基準クロックの分
周比を可変して使用するという方法も知られている。On the other hand, as represented by Japanese Patent Publication No. 5-3947, a frequency divider having a frequency division ratio N and 1 / M is used.
Further, the division ratio N is variable and the frequency fo of the reference clock is fo
An electrical correction method has been proposed in which is changed to fo * (M / N) according to the change in scanning speed. In addition, there is also known a method in which a signal having a frequency of several tens of times the required frequency on the scanning surface is used as the reference clock and the frequency division ratio of the reference clock is changed according to the change in the scanning speed. .
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら昨今
のように製品の高速化が著しく、基準クロックの周波数
として数十ＭＨｚが要求される中、基準クロックに所望
の数十倍の周波数を使用することは実際上不可能であ
る。また分周比を可変する方法も、回路の制御スピード
および制御精度を実使用上問題のないレベルまで高める
のは技術的に非常に難しい。However, as the speed of products has been remarkably increased and tens of MHz is required as the frequency of the reference clock as in recent years, it is not possible to use a desired tens of times the frequency of the reference clock. Practically impossible. Also, in the method of varying the frequency division ratio, it is technically very difficult to increase the control speed and control accuracy of the circuit to a level where there is no problem in practical use.
【００１０】本発明は、このような状況のもとでなされ
たもので、走査面上における走査速度の均一化を、従来
の画素変調技術を応用して、電気的手法により容易に実
現することのできる、光走査装置、その走査方法、表示
装置、レーザプリンタを提供することを目的とするもの
である。The present invention has been made under such a circumstance, and it is possible to easily realize the uniformization of the scanning speed on the scanning surface by an electric method by applying the conventional pixel modulation technique. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device, a scanning method thereof, a display device, and a laser printer capable of performing the above.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、光走査装置を次の（１）ないし（５）
のとおりに構成し、表示装置を次の（６）のとおりに構
成し、レーザプリンタを次の（７）のとおりに構成し、
光走査装置における走査方法を次の（８）のとおりに構
成する。In order to achieve the above object, in the present invention, an optical scanning device has the following (1) to (5).
And the display device as shown in (6) below, and the laser printer as shown in (7) below.
The scanning method in the optical scanning device is configured as in (8) below.
【００１２】（１）光スキャナと、前記光スキャナで走
査する光の光源と、画像データを前記光スキャナの振れ
角に応じた補正データに変換する補正データ作成回路
と、前記補正データ作成回路で作成した補正データに応
じて光源変調信号の立ち上がりエッジをトグル動作させ
た第一の変調信号を作成する第一の変調回路と、前記補
正データ作成回路で作成した補正データに応じて光源変
調信号の立下りエッジをトグル動作させた第二の変調信
号を作成する第二の変調回路と、前記第一および第二の
変調回路で作成した第一および第二の変調信号の排他的
論理和を出力する論理回路と、前記論理回路の出力に応
じて前記光源を駆動する光源駆動回路と、を備えた光走
査装置。(1) An optical scanner, a light source of light scanned by the optical scanner, a correction data creating circuit for converting image data into correction data according to a deflection angle of the optical scanner, and the correction data creating circuit. A first modulation circuit that creates a first modulation signal by toggling the rising edge of the light source modulation signal according to the created correction data, and a light source modulation signal according to the correction data created by the correction data creation circuit. Outputs the exclusive OR of the second modulation circuit that creates the second modulation signal with the falling edge toggled, and the first and second modulation signals created by the first and second modulation circuits. And a light source drive circuit that drives the light source according to the output of the logic circuit.
【００１３】（２）前記（１）記載の光走査装置におい
て、前記光スキャナの走査面上における一画素の時間幅
を前記光スキャナの振れ角に応じて該第一および第二の
変調回路の最小分解能単位で大きく又は小さくし、かつ
前記光源の発光制御可能時間は常に一定とする光走査装
置。(2) In the optical scanning device described in (1) above, the time width of one pixel on the scanning surface of the optical scanner is adjusted according to the deflection angle of the optical scanner. An optical scanning device in which the light emission controllable time of the light source is always made constant by increasing or decreasing by the minimum resolution unit.
【００１４】（３）前記（１）記載の光走査装置におい
て、前記第一および第二の変調回路の変調パターンは画
素の右端より順次成長する右成長パターンと画素の左端
より順次成長する左成長パターンを入力データにより選
択可能とした光走査装置。(3) In the optical scanning device described in (1) above, the modulation patterns of the first and second modulation circuits are a right growth pattern that sequentially grows from the right end of the pixel and a left growth that sequentially grows from the left end of the pixel. An optical scanning device that can select patterns according to input data.
【００１５】（４）前記（１）記載の光走査装置におい
て、前記光スキャナの各偏向ごとに走査面上での画素の
時間幅の変化の仕方を変える光走査装置。(4) The optical scanning device as described in (1) above, in which the way of changing the time width of the pixel on the scanning surface is changed for each deflection of the optical scanner.
【００１６】（５）光スキャナと、前記光スキャナによ
り走査される光を発生する光源と、前記光源を変調する
画像データの１画素の時間を、前記光スキャナの振れ角
に応じて制御するとともに、前記光源の発光制御可能時
間幅を前記１画素の時間の制御にかかわらず常に一定に
制御する制御手段と、を備えた光走査装置。(5) The optical scanner, the light source for generating the light scanned by the optical scanner, and the time for one pixel of the image data for modulating the light source are controlled according to the deflection angle of the optical scanner. A light scanning controllable time width of the light source that is always constant regardless of the time control of the one pixel.
【００１７】（６）前記（１）ないし（５）のいずれか
に記載の光走査装置により表示面を走査し表示する表示
装置。(6) A display device for scanning and displaying a display surface by the optical scanning device according to any one of (1) to (5).
【００１８】（７）前記（１）ないし（５）のいずれか
に記載の光走査装置によりレーザを走査するレーザプリ
ンタ。(7) A laser printer which scans a laser with the optical scanning device according to any one of (1) to (5).
【００１９】（８）光スキャナと、前記光スキャナによ
り走査される光を発生する光源とを備えた光走査装置に
おける走査方法であって、前記光スキャナを駆動するス
テップと、前記光源を変調する画像データの１画素の時
間を、前記光スキャナの振れ角に応じて制御するととも
に、前記光源の発光制御可能時間幅を前記１画素の時間
の制御にかかわらず常に一定に制御するステップと、を
備えたことを特徴とする光走査装置における走査方法。(8) A scanning method in an optical scanning device comprising an optical scanner and a light source for generating light scanned by the optical scanner, the method comprising driving the optical scanner and modulating the light source. Controlling the time of one pixel of the image data according to the deflection angle of the optical scanner, and constantly controlling the light emission controllable time width of the light source regardless of the control of the time of the one pixel. A scanning method in an optical scanning device, comprising:
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を光走査
装置等の実施例により詳しく説明する。なお、本発明
は、装置の形に限らず、実施例の説明に裏付けられた方
法の形で実施することもできる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to examples of an optical scanning device and the like. It should be noted that the present invention is not limited to the form of the apparatus, and can be implemented in the form of the method supported by the description of the embodiments.
【００２１】〔実施例１〕実施例１は従来よりＬＢＰ等
のレーザ印画エンジンに採用されている画素変調回路を
応用して容易に電気的な走査速度の均一化を実現するも
のである。昨今ではレーザ印画エンジンの高速化に対応
するために複数のレーザを用いるマルチビームシステム
が開発されている。それに伴い画素変調回路もマルチビ
ーム対応のＬＳＩとして同時に開発されている。本実施
例では、２ビーム用に開発された画素変調回路、つまり
２系統の画素変調回路を用いることで走査速度の均一化
を容易に実現することができる。[Embodiment 1] In Embodiment 1, a pixel modulation circuit conventionally used in a laser printing engine such as an LBP is applied to easily realize uniform electric scanning speed. Recently, a multi-beam system using a plurality of lasers has been developed in order to cope with the increase in the speed of a laser printing engine. Along with this, a pixel modulation circuit is being developed at the same time as a multi-beam compatible LSI. In the present embodiment, the pixel modulation circuit developed for two beams, that is, the pixel modulation circuit of two systems is used, so that the uniformization of the scanning speed can be easily realized.
【００２２】走査速度の均一化は、画像データの１画素
の時間を画素変調回路の最小時間単位で変化するように
制御し、かつ光源の発光制御可能時間幅は常に一定とす
ることで画素幅が均一で一定輝度の走査を実現するもの
である。To make the scanning speed uniform, the time for one pixel of the image data is controlled so as to change in the minimum time unit of the pixel modulation circuit, and the light emission controllable time width of the light source is always constant. Provides uniform and constant brightness scanning.
【００２３】まず、走査速度の補正方法について説明す
る。First, a method of correcting the scanning speed will be described.
【００２４】図４に示すようにスキャナのミラー面から
走査面までの垂直距離をｄとする。スキャナの振れ角を
±θとし、その利用率をｒａｔとする。また１スキャン
内の画素数をＮｈとすると走査面上での１画素の幅ｗ
は、As shown in FIG. 4, the vertical distance from the mirror surface of the scanner to the scanning surface is d. The deflection angle of the scanner is ± θ, and its utilization rate is rat. If the number of pixels in one scan is Nh, the width w of one pixel on the scanning surface is w.
Is
【００２５】[0025]
【数１】
となる。なお図４においては走査面の中心より右半分の
みを示してある。[Equation 1] Becomes In FIG. 4, only the right half from the center of the scanning surface is shown.
【００２６】同図よりｎ番目の画素における角度Δθｎ
はFrom the figure, the angle Δθn at the nth pixel
Is
【００２７】[0027]
【数２】
となる。このときの１画素の時間Ｔｎは、スキャナの振
動がサインカーブであることより[Equation 2] Becomes The time Tn for one pixel at this time is because the vibration of the scanner is a sine curve.
【００２８】[0028]
【数３】
となる（Ｔｈはスキャナの共振周期、角度の単位はｄｅ
ｇ）。[Equation 3] (Th is the resonance period of the scanner, and the unit of angle is de
g).
【００２９】（３）式より各画素の時間を算出し、１走
査中で時間のもっとも短い画素を基準としてこれを基準
クロックの周期とする。実際にこの基準クロックの周波
数設定を行う際には周波数シンセサイザを用いればよ
い。The time of each pixel is calculated from the equation (3), and the pixel having the shortest time in one scan is used as a reference and this is set as the cycle of the reference clock. A frequency synthesizer may be used when actually setting the frequency of the reference clock.
【００３０】通常画素変調回路は基準クロック周期を画
素単位とするが、本実施例においては１画素の時間はス
キャナの変位に応じて変調回路の最小分割単位で大きく
する。従って例えば、ある画素の画素時間Ｔｎが基準ク
ロックの２倍の時間であればその画素は基準クロック２
周期で１画素を表現することになる。In the normal pixel modulation circuit, the reference clock cycle is set in pixel units, but in this embodiment, the time for one pixel is increased in the minimum division unit of the modulation circuit according to the displacement of the scanner. Therefore, for example, if the pixel time Tn of a certain pixel is twice as long as the reference clock, the pixel has the reference clock 2
One pixel is expressed in a cycle.
【００３１】基準クロック内における変調回路の分割数
をｄｉｖとし、Ｔｎの最小値即ち基準クロックの周期を
Ｔｂａｓｅとすると、各画素における分割数Ｎｄｉｖ
は、When the number of divisions of the modulation circuit in the reference clock is div and the minimum value of Tn, that is, the period of the reference clock is Tbase, the number of divisions Ndiv in each pixel.
Is
【００３２】[0032]
【数４】 となる。[Equation 4] Becomes
【００３３】これを全画素について算出することで画像
領域内で必要な基準クロック数がわかり、振れ角の利用
率ｒａｔを考慮することで１走査中に必要な基準クロッ
ク数がわかる。By calculating this for all pixels, the number of reference clocks required in the image area can be known, and by taking the utilization ratio rat of the deflection angle into consideration, the number of reference clocks required for one scanning can be found.
【００３４】この画素時間に対し光源を発光させられる
時間幅は画素時間によらず一定の時間幅Ｔｂａｓｅとす
る。したがって先の例のようにある画素の画素時間Ｔｎ
が基準クロックの２倍の時間（２＊Ｔｂａｓｅ）となっ
ても発光制御に使用する時間はＴｂａｓｅである。これ
によりどの画素においても発光輝度を一定に保つことが
できる。The time width during which the light source is made to emit light for this pixel time is a constant time width Tbase regardless of the pixel time. Therefore, as in the previous example, the pixel time Tn of a certain pixel
Is Tbase, the time used for light emission control is Tbase even if the time is twice as long as the reference clock (2 * Tbase). As a result, it is possible to keep the emission brightness constant in any pixel.
【００３５】図５に基準クロックと画素の関係を示す。
図５（ａ）は画素時間Ｔｎが最小付近での画素時間幅で
あり、図５（ｂ）はある程度Ｔｎが大きくなった位置で
の画素時間幅である。図に示したようにＴｎの変化に応
じて変調の最小分割数単位で画素時間幅が大きくなって
くる。同図において変調回路の分割数ｄｉｖ＝８となっ
ているがこれは変調回路の性能によるものでｄｉｖ＝８
に限ったものではない。また各画素時間幅はスキャナの
共振周波数，振れ角θ，利用率ｒａｔ，画素数Ｎｈによ
って変化するものであり先の（１）〜（４）式で算出で
きる。FIG. 5 shows the relationship between the reference clock and the pixels.
5A shows the pixel time width in the vicinity of the minimum pixel time Tn, and FIG. 5B shows the pixel time width at the position where Tn has increased to some extent. As shown in the figure, the pixel time width increases in units of the minimum division number of modulation according to the change in Tn. In the figure, the number of divisions of the modulation circuit is div = 8, but this is due to the performance of the modulation circuit, and div = 8.
It is not limited to. The time width of each pixel changes depending on the resonance frequency of the scanner, the deflection angle θ, the utilization ratio rat, and the number of pixels Nh, and can be calculated by the above equations (1) to (4).
【００３６】また図５（ｃ）は画素時間に対する発光制
御可能時間幅（図中グレー部分）である。図のように画
素の時間幅が変化しても発光に使用する時間は変化させ
ない。この図では発光制御可能部分は画素の左に寄って
いるが、もちろん中央でも右でもかまわない。Further, FIG. 5C shows a light emission controllable time width (gray portion in the drawing) with respect to the pixel time. Even if the time width of the pixel changes as shown in the figure, the time used for light emission does not change. In this figure, the light emission controllable portion is near the left side of the pixel, but of course it does not matter if it is in the center or on the right side.
【００３７】次に具体的なシステム構成について述べ
る。Next, a specific system configuration will be described.
【００３８】図１は、本実施例である“光走査装置”の
システム構成を示すブロック図である。補正データ作成
回路１１は先に述べた演算に従って元の画像データ１９
を走査速度一定となるようなデータに新たに変換する回
路である。FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of the "optical scanning device" of this embodiment. The correction data creation circuit 11 uses the original image data 19 according to the above-described calculation.
Is a circuit for newly converting the data into data so that the scanning speed becomes constant.
【００３９】ここでデータの変換について述べる。図６
（ａ）はオリジナルの画像データである。このオリジナ
ルデータを（ｂ）のようにデータ幅はそのままで画素時
間幅に対応するデータに変換する。この図においても発
光制御可能部分は左によっているが先述のように中央で
も右でもかまわない。その後（ｃ）に示すようにこのデ
ータを基準クロック幅に対応するように時間間隔のみ再
変換する。Data conversion will be described here. Figure 6
(A) is original image data. This original data is converted into data corresponding to the pixel time width while keeping the data width as shown in (b). Also in this figure, the light emission controllable portion is on the left side, but it may be on the center or on the right side as described above. Then, as shown in (c), this data is reconverted only in the time interval so as to correspond to the reference clock width.
【００４０】さらに本実施例においては変調回路を２系
統用い、一つは光源の駆動信号の立ち上がりエッジをト
グル動作させたような変調信号を出力し、もう一つは立
下りエッジをトグル動作させたような変調信号を出力す
る。図６の（ｄ）と（ｅ）がそれを表している。Further, in this embodiment, two modulation circuits are used. One outputs a modulation signal in which the rising edge of the drive signal of the light source is toggled, and the other one toggles the falling edge. Output a modulated signal such as This is shown in (d) and (e) of FIG.
【００４１】従って図１中の変調部１２に入力される変
調データ１および変調データ２は図６（ｄ）と（ｅ）の
変調出力が得られるデータとしておく。Therefore, the modulation data 1 and the modulation data 2 input to the modulation section 12 in FIG. 1 are set as data that can obtain the modulation outputs of FIGS. 6D and 6E.
【００４２】図１中の補正データ作成回路１１は前述の
ようにオリジナルの画像データ１９を補正後の変調デー
タ１および変調データ２へ変換するものである。この回
路についてはあらかじめスキャナの共振周波数，振れ
角，利用率等から補正パターンを算出しておき、それを
メモリ等に記憶させる変換方法を用いてもよいし、図示
はしないがスキャナの変位を検出できる装置を用い、利
用率，画素数等からマイコン，ＤＳＰ等を用いて自動的
に補正データを算出する方法を用いてもよい。The correction data generation circuit 11 in FIG. 1 converts the original image data 19 into the modulated data 1 and the modulated data 2 after correction as described above. For this circuit, a conversion pattern may be used in which a correction pattern is calculated in advance from the resonance frequency, deflection angle, utilization rate, etc. of the scanner and stored in a memory or the like. Although not shown, displacement of the scanner is detected. It is also possible to use a device capable of automatically calculating the correction data from the utilization rate, the number of pixels, etc. by using a microcomputer, DSP, or the like.
【００４３】次に変調部１２について述べる。変調部１
２は変調回路１と変調回路２からなる。この変調回路は
基準クロック単位で入力データに応じた変調を行うもの
である。一例として、その構成は図７のようにＳＲＡＭ
７１とパラシリ変換回路７２からなっている。パラシリ
変換回路７２はＳＲＡＭ７１からのパラレルデータを基
準クロックＣＫ内でシリアル変換し、それを変調信号と
して出力するものである。Next, the modulator 12 will be described. Modulator 1
Reference numeral 2 includes a modulation circuit 1 and a modulation circuit 2. This modulation circuit performs modulation according to input data in units of reference clocks. As an example, the configuration is SRAM as shown in FIG.
71 and a parallel-serial conversion circuit 72. The parallel-serial conversion circuit 72 serially converts the parallel data from the SRAM 71 within the reference clock CK and outputs it as a modulation signal.
【００４４】変調パターンはＳＲＡＭ制御信号を用いて
ＳＲＡＭ７１にあらかじめ設定しておき入力データに応
じて、図８に示すようなシリアル信号として出力され
る。具体例を挙げるとＳＲＡＭ７１中の記憶可能な変調
パターンは６４通りであり、基準クロック内を３２分割
したシリアル信号を出力するものである。本実施例にお
いては左右成長のパターンをあらかじめ設定しておくこ
とにより図６（ｄ）と（ｅ）の変調出力を得ることがで
きる。The modulation pattern is preset in the SRAM 71 using the SRAM control signal, and is output as a serial signal as shown in FIG. 8 according to the input data. As a specific example, there are 64 types of modulation patterns that can be stored in the SRAM 71, and a serial signal obtained by dividing the reference clock into 32 is output. In this embodiment, the modulation outputs of FIGS. 6D and 6E can be obtained by presetting the pattern of lateral growth.
【００４５】本実施例における補正方法は画素時間幅が
大きくなっても発光制御可能時間は一定であるため、図
９（ａ）の画素時間幅に応じたデータを基準クロックに
応じたデータに変換したときには同図（ｂ）、（ｃ）に
示すように１基準クロック時間内に立ち上がりエッジも
しくは立下りエッジが２つ存在することはない。従って
変調回路の変調パターンは左右成長で問題ない。In the correction method of this embodiment, since the light emission controllable time is constant even when the pixel time width is large, the data according to the pixel time width in FIG. 9A is converted into the data according to the reference clock. In this case, there are no two rising edges or two falling edges within one reference clock time, as shown in FIGS. Therefore, the modulation pattern of the modulation circuit has no problem in lateral growth.
【００４６】変調部１２で作成された２つの変調出力は
ＥＸＯＲ（排他的論理和回路）１３によりその排他的論
理和をとることで最終的な光源変調信号となる。The EXOR (exclusive OR circuit) 13 takes the exclusive OR of the two modulation outputs created by the modulator 12 to form a final light source modulation signal.
【００４７】変調回路を２系統用いる利点は、従来の技
術を用いて容易にシステムの構築をできることに加えて
以下の点が挙げられる。The advantages of using two modulation circuits include the following points in addition to the fact that the system can be easily constructed using conventional techniques.
【００４８】まず、たとえば変調回路の分割数を１画素
の３２分割で使用する場合、変調回路１系統のみでは１
画素内をランダムにオン／オフさせなくてはならないた
め３２ｂｉｔの変調データが必要となる。これだけのデ
ータ処理は回路規模の増大を招くとともにデータの取り
扱いも不便にする。またデータを６ｂｉｔで済ませた場
合には変調は６段階しかできなくなり光の変調精度が極
端に低下する。First, for example, when the number of divisions of the modulation circuit is used by dividing one pixel into 32, the number of divisions of one modulation circuit is 1
Since it is necessary to turn on / off the inside of the pixel at random, 32-bit modulated data is required. Such data processing causes an increase in circuit scale and makes data handling inconvenient. Further, when the data is 6 bits, the modulation can be performed only in 6 steps, and the light modulation accuracy is extremely lowered.
【００４９】光源駆動回路１４は排他的論理和回路１３
の出力である光源の駆動信号に応じて光源の発光／消灯
を制御する回路である。The light source drive circuit 14 is an exclusive OR circuit 13
Is a circuit for controlling light emission / extinction of the light source according to the drive signal of the light source, which is the output of.
【００５０】制御回路１は基準クロックＣＫよりスキャ
ナの制御信号Ｓｄｒｖ１を作成する。もちろんこのＳｄ
ｒｖ１の周期はスキャナの共振周期Ｔｈである。またこ
の信号は同時に補正データ作成回路１１へと出力され、
この信号により補正データ作成回路１１回路では変調デ
ータの出力タイミングを決定する。The control circuit 1 produces the control signal Sdrv1 of the scanner from the reference clock CK. Of course this Sd
The cycle of rv1 is the resonance cycle Th of the scanner. Further, this signal is simultaneously output to the correction data creating circuit 11,
The correction data creation circuit 11 determines the output timing of the modulation data based on this signal.
【００５１】スキャナ駆動回路１７はスキャナの制御信
号Ｓｄｒｖ１をもとにスキャナ１８を駆動する。キャナ
１８は共振型のものであるが先に述べたようなローレン
ツ力を利用するものだけでなく、ピエゾ等の加振器によ
るものでもかまわない。The scanner drive circuit 17 drives the scanner 18 based on the scanner control signal Sdrv1. Although the canner 18 is of a resonance type, it may be not only the one utilizing the Lorentz force as described above but also a vibrating device such as a piezo.
【００５２】光源１５にはレーザまたはＬＥＤ等を用い
る。A laser, an LED or the like is used as the light source 15.
【００５３】以上説明したように、本実施例によれば、
走査面上における走査速度の均一化を、従来の画素変調
技術を応用して、電気的手法により容易に実現すること
ができる。As described above, according to this embodiment,
Uniformization of the scanning speed on the scanning surface can be easily realized by an electrical method by applying a conventional pixel modulation technique.
【００５４】（実施例２）図１０は実施例２である“小
型ディスプレイ”のシステム構成を示すブロック図であ
る。本実施例は実施例１の光走査装置をディスプレイに
利用した例であり、水平方向のスキャンは共振スキャナ
を用い、垂直方向のスキャンはガルバノメータやステッ
ピングモータ等を用いる。(Embodiment 2) FIG. 10 is a block diagram showing a system configuration of a "small display" which is Embodiment 2. In FIG. The present embodiment is an example in which the optical scanning device of the first embodiment is used for a display, and a resonance scanner is used for horizontal scanning, and a galvanometer or stepping motor is used for vertical scanning.
【００５５】垂直スキャナ１０１は、制御回路２におい
て共振スキャナ１８の制御信号Ｓｄｒｖ１をもとに作成
される制御信号Ｓｄｒｖ２によって、駆動回路１０２に
より駆動される。The vertical scanner 101 is driven by the drive circuit 102 by the control signal Sdrv2 generated based on the control signal Sdrv1 of the resonance scanner 18 in the control circuit 2.
【００５６】この制御信号Ｓｄｒｖ２をスキャナの制御
信号Ｓｄｒｖ１と共に補正データ作成回路１１に入力
し、これらの信号を元に変調データを出力することで画
像をスクリーン上で所望の位置に描画することができ
る。By inputting this control signal Sdrv2 together with the control signal Sdrv1 of the scanner to the correction data generating circuit 11 and outputting the modulation data based on these signals, an image can be drawn at a desired position on the screen. .
【００５７】またこの方式のディスプレイの場合、画像
の左右両端が凹型になるＴＶ歪曲が発生する。これに対
しては補正データ作成回路１１において、そのデータ補
正量を水平ラインごとに可変とすることで対応可能であ
る。In the case of this type of display, TV distortion occurs in which the left and right ends of the image are concave. This can be dealt with by making the data correction amount variable for each horizontal line in the correction data creation circuit 11.
【００５８】このようにして実施例１の光走査装置（走
査速度均一化システムともいえる）をディスプレイシス
テムに用いることで容易にスクリーン上で走査速度の均
一化を実現できる。As described above, by using the optical scanning device of Example 1 (which can also be referred to as a scanning speed equalizing system) for the display system, the uniform scanning speed can be easily realized on the screen.
【００５９】（実施例３）図１１は、実施例３である
“ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）の構成を示すブロッ
ク図である。(Third Embodiment) FIG. 11 is a block diagram showing the arrangement of an "LBP (laser beam printer)" according to a third embodiment.
【００６０】図中フォトダイオード１１６は、レーザ光
源としての半導体レーザ１１５が出力するレーザ光のモ
ニタリングを行う。光源駆動回路１４はモニタされた光
量に基づいて半導体レーザ１１５への印加電流を制御
し、フォトダイオード１１６からの出力が所定値となる
ように制御する。In the figure, a photodiode 116 monitors the laser light output from the semiconductor laser 115 as a laser light source. The light source drive circuit 14 controls the current applied to the semiconductor laser 115 based on the monitored light quantity so that the output from the photodiode 116 becomes a predetermined value.
【００６１】受光ダイオードからなるビームディテクタ
１１１はレーザビームにより感光ドラム１１４上の情報
書き込み開始位置を検出し、水平同期信号発生回路１１
２はビームディテクタ１１１の出力に基づいて水平同期
信号Ｈｓｙｎｃを発生する。The beam detector 111 formed of a light receiving diode detects the information writing start position on the photosensitive drum 114 by the laser beam, and the horizontal synchronizing signal generating circuit 11
2 generates a horizontal synchronizing signal Hsync based on the output of the beam detector 111.
【００６２】この水平同期信号Ｈｓｙｎｃは補正データ
作成回路１１に入力されこのタイミングに応じて画像デ
ータを変調部１２へ出力する。The horizontal synchronizing signal Hsync is input to the correction data creating circuit 11 and the image data is output to the modulator 12 in accordance with this timing.
【００６３】同期クロック発生回路１１３は基準クロッ
クＣＫをＨｓｙｎｃに同期して出力するもので、変調部
１２はこのＨｓｙｎｃに同期したクロックＳＣＫで動作
する。The synchronous clock generation circuit 113 outputs the reference clock CK in synchronization with Hsync, and the modulator 12 operates with the clock SCK synchronized with this Hsync.
【００６４】このようにして本発明をＬＢＰに用いるこ
とで容易に感光ドラム上で走査速度の均一化を実現でき
る。As described above, by using the present invention for the LBP, it is possible to easily realize a uniform scanning speed on the photosensitive drum.
【００６５】（変形）なお、以上の各実施例は、共振ス
キャナを用いるものであるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、適宜の光スキャナを用いることにより
実施することができる。また、前記第一および第二の変
調回路の変調パターンは、入力データにより、画素の右
端より順次成長する右成長パターンと画素の左端より順
次成長する左成長パターンを選択可能としてもよい。ま
た、用途によっては、光スキャナの各偏向ごとに走査面
上での画素の時間幅の変化の仕方を変えるようにしても
よい。(Modification) Although each of the above embodiments uses the resonance scanner, the present invention is not limited to this, and can be implemented by using an appropriate optical scanner. Further, as the modulation patterns of the first and second modulation circuits, a right growth pattern sequentially grown from the right end of the pixel and a left growth pattern sequentially grown from the left end of the pixel may be selectable according to the input data. Depending on the application, the way of changing the time width of the pixel on the scanning surface may be changed for each deflection of the optical scanner.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光スキャナの走査速度の均一化を電気的に容易に実現す
ることができる。As described above, according to the present invention,
The scanning speed of the optical scanner can be easily made uniform electrically.
【図１】 実施例１のシステム構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of a first embodiment.
【図２】 共振型スキャナの構成，動作原理を示す図FIG. 2 is a diagram showing the configuration and operation principle of a resonant scanner.
【図３】 一定時間毎のスキャン幅を示す図FIG. 3 is a diagram showing a scan width at regular time intervals.
【図４】 スキャナの振れ角と走査面上の位置の関係を
示す図FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a deflection angle of a scanner and a position on a scanning surface.
【図５】 基準クロックと画素の関係を示す図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a reference clock and pixels.
【図６】 実施例１の動作を示すタイミングチャートFIG. 6 is a timing chart showing the operation of the first embodiment.
【図７】 変調部の構成を示すブロック図FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a modulator.
【図８】 変調の一例を示すタイミング図FIG. 8 is a timing diagram showing an example of modulation.
【図９】 発光制御可能時間と基準クロックの関係を示
す図FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a light emission controllable time and a reference clock.
【図１０】 実施例２の構成を示すブロック図FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment.
【図１１】 実施例３の構成を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment.
１１ 補正データ作成回路 １２ 変調部 １３ 排他的論理和回路 １４ 光源駆動回路 １５ 光源 １８ スキャナ １９ 画像データ 11 Correction data creation circuit 12 Modulator 13 Exclusive OR circuit 14 Light source drive circuit 15 light source 18 scanner 19 image data
Claims (8)
タに変換する補正データ作成回路と、 前記補正データ作成回路で作成した補正データに応じて
光源変調信号の立ち上がりエッジをトグル動作させた第
一の変調信号を作成する第一の変調回路と、 前記補正データ作成回路で作成した補正データに応じて
光源変調信号の立下りエッジをトグル動作させた第二の
変調信号を作成する第二の変調回路と、 前記第一および第二の変調回路で作成した第一および第
二の変調信号の排他的論理和を出力する論理回路と、 前記論理回路の出力に応じて前記光源を駆動する光源駆
動回路と、を備えたことを特徴とする光走査装置。1. An optical scanner, a light source of light scanned by the optical scanner, a correction data creation circuit for converting image data into correction data according to a deflection angle of the optical scanner, and the correction data creation circuit. The first modulation circuit that creates the first modulation signal by toggling the rising edge of the light source modulation signal according to the correction data, and the rising of the light source modulation signal according to the correction data created by the correction data creation circuit. A second modulation circuit that creates a second modulation signal whose down edge is toggled, and outputs an exclusive OR of the first and second modulation signals created by the first and second modulation circuits. An optical scanning device comprising: a logic circuit; and a light source drive circuit that drives the light source according to an output of the logic circuit.
記光スキャナの振れ角に応じて該第一および第二の変調
回路の最小分解能単位で大きく又は小さくし、かつ前記
光源の発光制御可能時間は常に一定とすることを特徴と
する光走査装置。2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a time width of one pixel on a scanning surface of the optical scanner is set to a minimum resolution of the first and second modulation circuits according to a deflection angle of the optical scanner. An optical scanning device, characterized in that the light emission controllable time of the light source is always constant.
右端より順次成長する右成長パターンと画素の左端より
順次成長する左成長パターンを入力データにより選択可
能としたことを特徴とする光走査装置。3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the modulation patterns of the first and second modulation circuits are a right growth pattern that sequentially grows from the right end of the pixel and a left growth pattern that sequentially grows from the left end of the pixel. An optical scanning device characterized by being selectable according to input data.
記光スキャナの各偏向ごとに走査面上での画素の時間幅
の変化の仕方を変えることを特徴とする光走査装置。4. The optical scanning device according to claim 1, wherein a method of changing a time width of a pixel on a scanning surface is changed for each deflection of the optical scanner.
光スキャナの振れ角に応じて制御するとともに、前記光
源の発光制御可能時間幅を前記１画素の時間の制御にか
かわらず常に一定に制御する制御手段と、を備えたこと
を特徴とする光走査装置。5. An optical scanner, a light source for generating light scanned by the optical scanner, and a time for one pixel of image data for modulating the light source is controlled according to a deflection angle of the optical scanner, An optical scanning device comprising: a control unit that constantly controls the light emission controllable time width of the light source regardless of the time control of the one pixel.
走査装置により表示面を走査し表示することを特徴とす
る表示装置。6. A display device, wherein a display surface is scanned and displayed by the optical scanning device according to any one of claims 1 to 5.
走査装置によりレーザを走査することを特徴とするレー
ザプリンタ。7. A laser printer which scans a laser with the optical scanning device according to claim 1.
査される光を発生する光源とを備えた光走査装置におけ
る走査方法であって、 前記光スキャナを駆動するステップと、 前記光源を変調する画像データの１画素の時間を、前記
光スキャナの振れ角に応じて制御するとともに、前記光
源の発光制御可能時間幅を前記１画素の時間の制御にか
かわらず常に一定に制御するステップと、を備えたこと
を特徴とする光走査装置における走査方法。8. A scanning method in an optical scanning device comprising an optical scanner and a light source for generating light scanned by the optical scanner, the method comprising driving the optical scanner, and an image modulating the light source. Controlling the time of one pixel of the data according to the deflection angle of the optical scanner, and constantly controlling the light emission controllable time width of the light source regardless of the control of the time of the one pixel. A scanning method in an optical scanning device characterized by the above.
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|---|---|---|---|
| JP2001218196A JP2003025629A (en) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | Optical scanner, its scanning method, display and laser printer |
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