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KR19990044345A - 광 스캐닝 장치 및 그 장치가 구비된 장치 - Google Patents

광 스캐닝 장치 및 그 장치가 구비된 장치 Download PDF

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Publication number
KR19990044345A
KR19990044345A KR1019980701587A KR19980701587A KR19990044345A KR 19990044345 A KR19990044345 A KR 19990044345A KR 1019980701587 A KR1019980701587 A KR 1019980701587A KR 19980701587 A KR19980701587 A KR 19980701587A KR 19990044345 A KR19990044345 A KR 19990044345A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scanning
measuring
reference plane
sub
radiation
Prior art date
Application number
KR1019980701587A
Other languages
English (en)
Inventor
로즈말엔 게르나르드 에듀아르드 반
Original Assignee
요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 요트.게.아. 롤페즈, 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이 filed Critical 요트.게.아. 롤페즈
Publication of KR19990044345A publication Critical patent/KR19990044345A/ko

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Abstract

반사 측정 참조면(31)을 갖는 스캐닝 요소, 참조면에 수직한 방향에서 스캐닝 요소 위치를 위해 일명 측정 신호(SZ)를 공급하는 위치 검출 시스템(80)이 구비된 광 스캐닝 장치가 제공된다. 스캐닝 요소를 매우 얇은 형태로 하고 위치 검출 시스템에 의해 공급된 다각형 벤딩 신호(Sb) 수단에 의해 측정 신호(S)를 올바르게 하므로서, 매우 빠르고 정확한 스캐닝이 실현될 수 있다.

Description

광 스캐닝 장치 및 그 장치가 구비된 장치
디지털 광학적 기록 기술이 도입된 이후 지금까지는 상기 매개물상에 저장될수 있는 예를 들면, 디지털 비디오 신호를 위해 사용되는 매개물의 저장 용량 증가의 필요성이 증대되었다. 공지된 오디오 디스크, 또는 콤펙트 디스크(CD) 및 미디어에서 파생된 씨디-롬(CD-ROM), 씨디-아이(CD-I)등과 같이 저장 용량은 상기 미디어의 정보 평면내에 형성되는 스캐닝 반점의 크기에 의해 결정되며, 상기 스캐닝 반점은 아직까지 별개로 검출될 수 있는 예를 들면, 정보 피트, 상세 정보의 최소 치수 및 스캐닝 장치의 분해능으로 결정된다. 이는 스캐닝 반점의 사이즈는 스캐닝 반점이 형성된 목표 시스템의 수의 구멍을 증가 시키는 것에 의해 또는 사용되는 스캐닝 비임의 파장 감소에 의해 감소될 수 있으나, 이는 제한된 범위만 가능하며 수십의 팩터에 의해 저장 용량의 증가를 안내하지 못한다.
" 콤팩트 광학적 테이프 레코딩 시스템"( A Compact Optical Tape Recording System) SPIE, Vol 2338 Optical Data Storage, 1994, pp. 8 내지 14 에서의 논문에 기술된 바와 같이, 저장 용량 및 스캐닝 속도는 테이프의 길이 방향에 대해 수직 방향으로 연장되는 정보 트랙내에 제공되는 정보와 광학적 스캐닝 장치를 따라 이동하는 길이 방향으로 나타난 테이프 형태 레코드 캐리어의 사용으로 만들어지는 것에 의해 종래 스캐닝 반점 사이즈를 유지하는 반면 크기의 수차례 명령에 의해 증가될 수 있다. 상기 정보 트랙을 스캐닝하기 위해, 스캐닝 장치는 미러 다각형을 갖는 형태, 예를 들면, 6 개의 미러 면 또는 상의 스캐닝 요소를 구성한다. 미러 다각형의 회전에서, 연속적인 미러 면들의 각 면은 정보 트랙이 스캐닝 되는 것을 보장하며 이후 기록 또는 판독된다.
SPIE 논문에 기술된 스캐닝 장치에서는, 미러 다각형은 저널이 되며 전자기적으로 구동된다. 5 개의 자유도내의 미러 다각형의 위치는 필요시 교정되도록 연속 검출된다. 공지된 장치는 복사 비임이 발생되는 위치 검출 시스템을 구비하며 참조면으로서 기능하는 다각형의 상부측에 대해 비임 분리기에 의해 측정된 비임으로서 일부는 반사된다. 참조면의 중앙 부분상에 제공되는 구형 요소의 만곡부 중앙내의 측정 비임 주변 부분에 초점을 맞추는 특수 렌즈는 비임 분리기 및 참조면 사이에 배치된다. 상기 주변 부분은 제 1 측정 서브-비임을 구성한다. 제 2 측정 서브- 비임은 렌즈 작용을 수행하지 않는 렌즈상에 측정 비임의 중앙 부분에 의해 구성되지만, 제 1 측정 서브-비임의 주요 광선보다 다른 방향의 상기 측정 서브-비임의 주요 광선만이 주어진다. 기준면에 의해 반사되는 제 1 및 제 2 측정 서브-비임은 각각 제 1 및 제 2 검출기를 위해 비임 분리기에 의해 통과되며, 검출기는 비임을 전기 신호로 변환한다. 상기 검출기 각각은 4분원 검출기, 즉 4 개의 다른 상한내에 배치된 4 개의 검출기 세그먼트로 구성되는 검출기에 의해 구성된다.
테이프 스캐닝 장치내의 효과적으로 높은 스캐닝 속도를 얻기위해 다른 장치내의 미러 다각형은 스캐닝 요소로서 사용되며, 다각형은 예를 들면, 2 kHz의 고주파에서 회전되야 한다. 상기의 회전 주파수를 얻기위해 상기 SPIE 논문에 기술된 바와 같이, 다각형은 진공내에 위치되며 가능하면 작고 가볍게 수행된다. 미러 다각형은 주어진 강성을 반드시 가지기 때문에 스캐닝 방향에 직각인 치수인 이 높이는 즉 이 직경과 비교해서 상대적으로 크다.
본 발명은 스캐닝 요소의 위치를 제어하기 위한 제어 시스템 및 스캐닝 요소를 구성하는 스캐닝 장치에 관한 것으로, 상기 스캐닝 요소의 비-스캐닝 표면은 측정 참조면을 구성하며, 상기 제어 시스템은 스캐닝 요소의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 시스템을 구성하며, 상기 시스템의 출력은 참조면에 수직 방향으로 스캐닝 요소의 위치를 교정하기 위한 제어 회로에 연결된다.
본 발명은 또한 상기 스캐닝 장치에 제공되는 매개물 스캐닝을 위한 광학적 장치에 관한 것이다.
매개물 조건은 기록된 이미지에 의해 구성되는 정보인 전자기적 복사선을 가지고 기록할 수 있는 예를 들면, 테이프 형태, 레코드 캐리어, 프린터내의 감광성층 또는 이미지 디스플레이 패널로 구성되며 넓은 의미를 갖는 것으로 고려된다.
스캐닝 요소의 비-스캐닝 면은 스캐닝을 보장하는 요소를 제공하지 않는 표면을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
도 1은 광학적 테이프를 스캐닝 하기위한 장치의 회로 다이아그램을 도시한 도면.
도 2는 상기 장치에 사용되는 복사원의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 상기 장치의 다각형 미러의 위치를 제어하기위한 광학적 검출 시스템의 원리를 도시하는 도면.
도 4는 참조면상에 제공되는 스트립 패턴의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 상기 패턴의 수단에 의해 얻어지는 회전속도 신호를 도시하는 도면.
도 6은 다각형 벤딩을 위한 보정에 사용하는 본 발명에 다른 스캐닝 장치의 원리를 도시하는 도면.
도 7은 위치 검출 시스템에 사용할 수 있는 레이저 프린터의 회로 다이어그램을 도시하는 도면.
도 8은 위치 검출 시스템에 사용할수 있으며 복사선 수단에 의해 기록할수 있는 피쳐 디스플레이 패널을 가지는 픽쳐 디스플레이 장치의 회로 다이어그램을 도시하는 도면.
도 9는 상기 패널의 구조를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 다각형이 보다 가볍고, 안정되는 한편, 특히 높이 조정이 감소되지 않는 스캐닝 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 스캐닝 장치는 스캐닝 요소는 디스크-형태이며, 위치 검출 시스템은 스캐닝 요소의 벤딩을 대표하는 신호를 공급하며, 상기 신호는 상기 방향으로 제어를 안정화하기위해 로우-패스 필터를 통해 상기 제어 회로에 적용된다.
상기 스캐닝 장치의 설계는, 미러 다각형의 높이를 가정할 때 다각형의 위치에서 스캐닝 비임의 직경에 따르나 상기 다각형의 강성에 의해 규정되지는 않는다. 한 면의 높이는, 그러므로 다각형은 대략 비임 직경만큼 커진다. 추후 아이디어에 기초하면, 미러 한 면은 상기 높이를 갖는 것이 필요하지만 미러 다각형의 중앙부는 중량이 추후 감소되도록 얇아져 더욱 빠른 개시 및 더욱 높은 스캐닝 속도를 안내한다. 미러 다각형의 축의 공진 즉, 참조면에 직각방향 공진을 방지하기위해, 축은 얇은 다각형의 주기적인 벤딩에 기인하여 불안정한 제어가 이루어지며, 벤딩은 제 2 측정 서브-비임에 의해 측정되며, 이후 벤딩 신호의 차별은 축의 제어신호에 대한 감쇠 신호로서 추가된다.
스캐닝 요소는 다양한 방식으로 수행된다, 예를 들면, 상기 요소는 회전 전달 프리즘에 의해 구성된다. 그러나, 본 발명에 다른 스캐닝 장치는 반사 참조면인 하나의 디스크 표면 및 이 원주에서 미러 한 면을 갖는 디스크 형태 미러 다각형인 것을 특징으로하는 것이 바람직하다. 3 kHz 의 회전 주파수가 상기 스캐닝 요소로 실현된다.
스캐닝 장치의 바람직한 실시예는 스캐닝 요소의 위치의 만족스러운 제어가 실현되며, 스캐닝 장치가 또한 특징으로 하는 반점에서 제어 시스템은 통합되는 직각 시스템의 3 개축을 따라 스캐닝 요소의 위치 제어 및 2 개의 상기 축 에 대한 이 요소의 회전 제어에 적합하며, 반사 참조면은 구형 요소를 가지는 반점에서, 위치 검출 시스템은 상기 위치 및 회전에 적합한 반점에서, 위치 검출 시스템은 측정 비임을 공급하기위한 복사원을 구성하는 반점에서, 광학적 시스템은 제 1 측정 서브-비임을 형성하기위한 비임 분배기를 제공하며, 상기 위치를 측정하기위한 구형 요소의 만곡의 중앙에 초점을 맞추며, 제 2 측정 서브-비임, 참조면상에 구형 요소 외측에 흔히 발생하는, 상기 회전을 측정하기위해, 제 1 및 제 2 측정 서브-비임을 위한 제 1 및 제 2 검출기, 각각 참조면 및 광학적 시스템을 관통에 의해 반사되는 복사선의 경로에 배치되며, 제 1 검출기의 출력은 참조면에 직각방향으로 스캐닝 요소의 위치를 교정하기위한 제어회로에 연결되며, 제 2 검출기의 출력 신호라는 점에서 로우-패스 필터를 통해 상기 제어회로에 적합한 벤딩 신호이다.
위치 검출 시스템 자체는, 2 개 축에 대한 회전 및 3 개 축을 따라 변위를 측정하기 위해서 "콤펙트한 광학적 테이프 레코딩 시스템" 상기 SPIE 논문에 기술된 바와 같이 수행될 수 있다. 공지된 위치 검출 시스템에서, 일부만을 예를 들면, 절반의 측정 비임 복사선은 참조면쪽으로 반사되며 측정을 위해 사용되는데 반하여, 나머지의 복사선은 잃는다. 더욱이 측정 비임의 초점을 맞추기 위해 사용되는 렌즈는 시스템을 표현하는데 고가이며 제조가 어려운 매우 특수한 렌즈이다.
위치 검출 시스템의 개선된 실시예는 보통 렌즈가 초점을 맞추기 위해 사용될 수 있고, 더욱이 유효한 측정 비임 복사선의 제조에 더욱 많이 사용하는 것을 특징으로 한다는 점에서 광학적 시스템은 참조면 쪽으로 서브-비임 측정의 하나로서 비임 분리기에 의해 통과되는 측정 비임의 부분을 반사하는 반사기로 그리고 참조면 쪽으로 다른 측정 서브-비임으로서 측정 비임의 다른 부분을 반사하는 비임 분리기라는 점에서 또한 적합하다.
위치 검출 시스템에서, 측정 서브-비임은 특별하게 형성된 렌즈의 사용을 필요로하지 않으며 이중 기능을 가지도록, 비임 분리기 및 특별형상을 가지는 렌즈에 의해서 더 이상 형성되지 않는다. 더욱이, 측정 비임의 복사선의 최대양은 보다 강한 측정 신호를 얻기위해 측정을 위해 사용한다. 비임은 분리기가 편광-중립 비임 분리기가 될 수 있으나, 이는 복사선-감광성의 비임 분리기 및 쿼터 파장판의 조합에 의해 선택적으로 구성될수 있다.
큰 포착 범위를 실현하기 위해, 두 개의 검출기 요소는 상대적으로 크며 이 검출기는 서로에서 상대적으로 큰 거리에서 이격된다. 이는 위치 검출 시스템이 비임 분리기의 비임 분리면이 측정 비임의 주요 광에 대한 각도와 같이 연장되며 측정 서브-비임이 반사되는 것에 의해 통상의 예각에서 참조면상에서 일어나기 쉬운 점에서, 상기 측정 서브-비임은 제 2 측정 서브-비임이므로, 수렴 렌즈 시스템은 반사기에의해 제 1 측정 서브-비임이 반사되는 경로에 배치되는 반점에서 또한 특징되는 것이 가능하다.
위치 검출 시스템의 바람직한 실시예는 제 2 측정 서브-비임 또한 제 3 축에 대한 목표의 회전을 측정하며, 끝으로, 참조면은 적어도 면적이 갖는 상기 주변으로부터 다른 반사에 적합하다는 점에서 또한 특징된다.
상기 실시예는 테이프 형태 레코드 캐리어를 위한 스캐닝 장치에서 특히 중요하다.
위치 검출 시스템은 또한 미러 다각형의 회전의 축 또는 Z 축 주위의 회전을 재현하는 측정 신호를 공급하기 때문에, 상기 신호를 발생시키기 위해 분리된 검출 시스템을 사용할 필요가 없다.
본 발명은 또한 매개물을 전자기적으로 스캐닝하는 광 장치예 관한 것으로, 상기 장치는, 작동시, 전자기적 복사 반점 수단에 의해 하나 이상의 방향으로 매개물을 스캐닝하는 광 스캐닝 장치가 구비된다. 상기 장치는 위치 검출 시스템이 상술된 바와 같은 시스템인 것이 특징이다.
상기 장치는, 예를 들면, 스캐닝 레이저 비임이 잉크 용액을 통해 종이에 결과적으로 프린트되는 감광성층에 신호, 기호 또는 그래픽 픽쳐를 초기에 제공하기 위해 사용되는 레이저 프린터일 수 있다. 레이저 프린터에서, 스캐닝 반점은 연속된 라인을 지나 큰 속도로 이동하며 제 1 라인으로부터 다음까지의 이동은, 보다 작은 속도로, 복사 반점 스캐닝 방향에 수직한 방향으로 감광성층을 이동시키므로서 달성된다.
장치는 또한 광전도성층을 포함하는 하나 이상의 반사 액정 픽쳐 디스플레이 패널이 구비된 픽쳐 디스플레이 장치이다. 디스플레이된 픽쳐는 매트릭스 패턴에 따라 스캐닝 반점 수단에 의해 광전도성층을 스캐닝하므로서 기록되며, 스캐닝 반점을 형성하는 비임은 디스플레이된 픽쳐 정보와 일치하도록 조절된다. 제 1 방향에서 높은 속도로 스캐닝하기 위해, 상술된 빠른 스캐닝 요소는 상술된 위치 검출 시스템 수단에 의해 제어되는 위치에서 사용될 수 있다. 제 2 스캐닝 요소, 예를 들면, 진동 미러는 제 2 방향에서 보다 늦은 스캐닝을 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 매개물이 테이프의 길이 방향을 가로지르는 제 1 방향으로 확장되는 정보 트랙에 배열된 광학적으로 검출가능한 정보 영역의 구조를 기록하기 위한 테이프-형태 광 레코드 캐리어가 있는 장치이며, 상기 장치는 공급 릴, 그것의 길이 방향으로 테이프를 이송하기 위한 감기-릴 및, 스캐닝 비임을 공공급하기 위한 복사원이 구비되며, 스캐닝 장치는 제 1 방향에서 스캐닝 비임의 스캐닝 운동을 실현한다.
본 발명의 상술된 내용 및 다른 양태는 후술되는 실시예를 참조하면 더욱 명료해질 것이디.
도 1 에서, 참조부호 1 은 테이프 형태 레코드 케리어를 표시한다. 상기 레코드 케리어는 고정 안내 요소(4)를 가로지르는 공급 릴(3)로부터 감기-릴(2)로 직접 이송된다. 상기 장치는 추후의 테이프 안내 요소의 어떠한 구성도 갖지 않는다. 양 릴은 별개의 모터(도시 안됨)에 의해 구동된다. 모터는 테이프 장력이 일정하게 유지되는 상기의 방식으로 구동된다. 테이프의 이동 방향은 화살표 5 의 수단에 의해 나타난다.
장치의 스캐닝 장치는 스캐닝 비임(b)을 공급하는 복사원 검출 유닛(10)과, 테이프상에 비임을 복사선 반점(V)에 초점을 맞추는 대물렌즈(30)를 위한 비임, 예를 들면, 평행으로 반사되는 회전 미러 다각형을 구비한다. 미러 다각형은, 예를 들면, 미러 다각형의 회전축에 평행한 10 개의 미러 면(f1내지 f10)을 포함한다. 작동중에는, 상기 다각형은 화살표 22 방향으로 회전한다. 비임의 복사선 경로에서의 각 회전면, 도면에서의 면(f2)은 대물렌즈의 동공을 거쳐 테이프 이송 방향(5)에 수직으로 화살표 25 방향으로 비임을 이동시킬 것이다. 그런 다음 이 렌즈에 의해 형성된 복사선 스폿(V)은 상기 방향(5)에 수직인 방향으로 연장되는 트랙에 주사한다. 제 2, 제 3 등의 트랙이 면(f1,f2등)에 의해 연속 주사된다.
유닛(10)에서 나오고 미러면에 입사되는 비임은 미러 다각형에서 나오는 주사 비임에 의해 한정되는 평면에 배치되며 예를 들면, 48°의 각도로 이동되는 주사 비임의 중앙 위치에 대해 예를 들면, 38°의 소정의 각도에서 확장된다. f-θ 렌즈 형태의 대물 렌즈는 예를 들면, 1.25㎜ 의 유효 초점 길이와 0.45 의 직경을 갖는다. 그 다음 주사 반점이 예를 들면, 수직 방향으로 거리 1㎜의 거리를 통하여 이동될 수 있다. 이 방식으로, 테이프 이송 방향에 수직인 방향으로 1㎜ 의 길이를 갖는 트랙을 기록 및 판독할 수 있다.
다수의 수직 정보 트랙의 수평 스트립은 테이프상에 기록 되어질 수 있다. 이것 때문에, 1㎜ 의 길이를 갖는 트랙은 테이프 시작에서 끝까지 먼저 기록된다. 테이프의 이송 방향이 역전된 다음, 테이프와 광학적 시스템은 서로에 대해 1㎜ 이상의 거리를 통하여 배치되며 수직 트랙의 다음 수평 스트립이 기록된다. 따라소, 정보 트랙을 갖는 12 스트립이 12.7㎜ 의 폭을 갖는 테이프 상에 설치될 수 있다. 또한 장치는 8㎜ 의 폭을 갖는 테이프를 기록하는데 적합하다. 기록된 테이프를 읽는 것은 기록을 위한 것과 유사한 방식으로 수행된다. 그런 다음 테이프에 의해 반사된 비임은 복사원 검출 유닛에 대해 역방향으로 동일 광학 경로를 관통한다. 정보 신호, 초점 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호가 광 오디오 디스크(CD) 플레이어에서와 같은 유사한 방법으로 얻어진다.
복사원 검출 유닛은 예를 들면, 780㎚ 의 파장을 갖는 고전력 다이오드 레이저를 구비한다. 대물 렌즈가 0.45 NA를 가지면, 콤팩트 디스크 시스템에 견줄만한 해상력이 얻어진다. 그다음 1 bit/㎛ 의 정보 밀도가 달성되며 12.7㎜ 의 폭과 42m 의 길이를 갖는 테이프가 50 기가바이트의 정보를 포함할 수 있다.
트랙 방향에서의 정보 밀도가 예를 들면, 0.6 ㎛/bit 이므로 트랙이 대략 1600 비트를 포함할 수 있다. 다각형 미러의 명목상의 회전 주파수는 예를 들면, 초당 2000 회전이다. 열 개의 면을 갖는 다각형 미러의 주사 주파수는 20 kHz 이다. 트랙당 1600 비트에서 초당 32 메가바이트의 비트 전송률이 달성된다. 트랙 주기는 예를 들면, 1.6㎛ 정도이다. 그래서 20 kHz 주사 주파수에서 테이프 속도가 기록 및 판독중에 3.2 cm/sec 이다. 이것은 상대적으로 낮은 속도이므로 복잡한 테이프 이송 메커니즘이 요구되지 않는다.
도 2 는 복사원 검출 유닛(10)의 일 실시예의 단면을 도시한다. 이 실시예는 콤팩트 디스크 시스템에 사용되는 것과 유사하다. 상기 유닛은 발산 비임(b)을 공급하는 다이오드 레이저 형태의 복사원(11)을 구비한다. 이 비임은 회절격자(12)에 의해 기록 및 판독 정보용으로 사용되는 중앙 주 비임과 트랙킹용으로 사용되는 두 개의 보조 비임(도시되지 않음)으로 분리된다. 이 비임들은 편광-감각 비임 분리기(13)를 관통하여 콜리메이터 렌즈(14)에 의해 평행한 비임으로 전환된다. 쿼터-파장판(16)을 통해서 상기 비임들은 다각형 미러(20)를 향하는 중에 복사원 검출 유닛을 떠나게 된다. 유닛의 길이를 축소시키는 접힌 미러(15)는 콜리메이터 렌즈(14)와 판(16)사이에 배치된다. 필요하다면, 대물 렌즈(17) 및 콜리메이터 렌즈(18)로 구성되는 텔레스코픽 시스템은 예를 들면, 1.1㎜ 의 소정치로 비임 직경을 축소시키기 위해 판(16) 후방에 배치될 수 있다. 다각형 미러상에서의 반사후에, 주요 반점, 또는 스캐닝 반점, V 및 두 개의 보조 반점이 테이프상에 발생되도록 대물 렌즈(30)에 의해 테이프상에 비임이 집중된다.
대물 렌즈(30)를 지난 후에, 테이프에 의해 반사된 비임은 다각형 미러에 의해 유닛(10)으로 반사되어 비임 분리기(13)까지 반대방향에서 이 유닛을 관통한다. 거기에서, 비임은 복사선-감도 검출 시스템(60)에 도달하기 위해 유도 평면에 수직 방향으로 진행중인 비임의 경로로부터 반사된다. 주 비임이 뚜렷하게 난시안이 될 수 있는 원통 렌즈(19)가 비임 분리기(13)와 시스템(60) 사이에 배치된다. 이 비임은 검출 평면에 형성된 주요 반점의 형태가 결정될 수 있는 4 개의-4분면 검출기상에 입사되며, 주요 반점 형태는 테이프상의 비임의 초점 범위에서 결정된다. 트랙킹을 위해 별개의 검출기와 협력하는 두 개의 보조 비임이 이 실시예에 사용되며, 그 이유는 만족스런 트랙킹 에러 검출이 트랙에서의 원래의 정보 비트와 무관하게 실현될 수 있기 때문이다. 다각형 미러의 면이 다각형의 회전축에 평행할 때, 보조 반점이 주요 반점에 의해 관통된 경로에 평행한 직선을 따라 이동된다. 따라서 콤팩트 디스크 시스템에서 사용된 바와 같이 표준 3 개의 반점 시스템이 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 복사원 검출 유닛은 가능한 실시예중 단지 하나라는 것을 알 수 있다. 이 유닛은 콤팩트 디스크 기술에서 공지된 다양한 방법으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 초점 검출용 원통 렌즈는 테이프에 의해 반사된 비임을 검출기 쌍과 각각 협조하는 두 개의 서브-비임으로 분할하는 루프 프리즘으로 대체될 수 있다. 그 다음, 관련 검출쌍에 대한 각 서브-비임의 위치로 인해 일정량의 초점을 맞춘다. 트랙킹 신호는 두 개의 보조 반점을 사용하는 것에 의해서만이 아니라 교호적으로 스캐닝 비임에도 전달되고, 이 비임용 검출기를 두개의 부분으로 분할 하므로써 전달될 수도 있다. 서로에게서 검출기의 신호를 공제하므로써 트랙킹 신호가 얻어진다. 이 방법은 푸쉬-풀 방법(push-pull method)으로 공지되어 있다. 비임 분리기(13)는 테이프에 의해 반사된 스캐닝 비임을 검출 시스템쪽으로 반사시키는 회절 격자로 대체될 수 있다. 이 격자는 두 개의 부분으로 분할되거나 난시 수단을 가질 수 있다.
대물 또는 스캐닝 렌즈(30)는 액츄에이터(도시되지 않음)에 배치될 수 있어서, 이 렌즈가 초점을 설정하는 하나의 이동과 트랙킹을 위한 다른 이동의 두 방향으로 이동될 수 있다. 평균 초점 위치를 한정하기 위하여, 테이프가 안내 요소(4)를 통해 이송된다. 그러나, 테이프 표면과 렌즈(30) 사이 거리의 저주파수 변화가 예를 들면, 테이프 두께의 변화에 기인하여 발생될 수 있다. 이것은 상기 제 1 이동에 의해 보정될 수 있어서, 렌즈와 테이프 표면사이의 거리가 렌즈의 초점 평면이 테이프 표면과 항상 일치하도록 변화될 수 있다. 이 초점 조절은 매우 작은 대역폭을 가질 수 있다. 렌즈(30)의 초점 평면이 테이프 표면에 대해 경사지면, 초점 경사 보정이 수행되어야만 한다. 이때문에 안내 요소가 기울어질 수 있는 수단을 가질 수 있다.
빈 테이프를 기록할 때, 대물 렌즈는 고정 위치에 고정된다. 상기 시스템은 일정한 트랙 주기로 완벽한 직선 트랙을 기록하도록 충분한 고안정도를 갖는다. 이 시스템에서 스캐닝 주파수 정도의 주파수에서 진동은 발생하지 않는다.
기록된 테이프를 재생할 때, 스캐닝 반점 및 스캐닝된 트랙의 예기치않은 3 개의 상대적인 이동이 발생된다. 제 1 이동은 트랙 방향에 평행한 방향에서의 테이프의 이동이다. 이 이동은 스캐닝 경로 길이가 트랙 길이보다 크게 선택되기 때문에 문제가 되지 않는다. 이것은 트랙이 항상 스캐닝 영역내에 존재하도록 보장한다. 이 이동의 유일한 효과는 작은 지연이 기록된 신호에서 일어난다는 것이다. 예기치 않은 제 2 이동은 테이프의 이송 속도의 작은 변화에 의해 유발된다. 이 변화는 평균 트랙킹 에러를 발생시킨다. 테이프를 읽고 재기록하는 중에, 이 에러는 렌즈 액츄에이터에 의해 가능한 렌즈의 제 2 이동, 즉 이 렌즈의 후방 초점 평면에 평행한, 바람직하게는 후방 초점 평면에 위치하는 축에 대한 렌즈의 회전에 의해 보정될 수 있다. 이 축은 트랙 방향과 평행한 방향을 가진다. 이 방식으로, 상기 트랙 에러를 보정하기 위해 트랙 방향에 수직인 방향에서 스캐닝 경로를 변경시키는 것이 가능하다. 예기치 않은 제 3 이동은 스캐닝 경로에 대한 트랙의 경사에 의해 유발된다. 이것을 보정하기 위해 스캐닝 경로는 다각형 미러를 경사지게 하는 대응 방법으로 경사질 수 있다.
이 방식으로, 매우 적합한 초정밀 테이프 안내 시스템이 필요없도록 활성 서보 기구에 의한 제어에 의해 모든 불규칙한 테이프 이동이 보정될 수 있다. 테이프 이송 메커니즘은 매우 간단하다: 테이프가 하나의 릴에서 다른 릴로 하나의 안내 요소(4)를 통해 직접 이송된다.
다각형 미러는 전자기적으로 저널되며 여섯 개의 자유도로 이동될 수 있다. 이 이동은 필요하면 보정될 수 있도록 검출되어야만 한다. 이 때문에, 위치 검출 시스템은 3 개의 축을 따라가는 다각형 미러의 이동과 3 개의 축중 2 개에 대한 경사가 측정될 수 있도록 제공된다. 또한 이 시스템은 그 회전축에 대한 다각형 미러의 회전을 측정하는 능력을 제공한다. 이 시스템은 간단한 구조를 가지며 유용한 측정 복사선이 최대 길이를 갖는 측정 신호가 얻어지도록 효과적으로 사용된다. 도 3은 위치 검출 시스템(80)의 원리를 도시한다. 상기 시스템은 구형 요소(23)(도 1 참조)가 존재하는 다각형 미러의 측면에 배치된다. 도 3에서, 참조 번호 33 은 복사선 비임(40)을 방사하는 다이오드 레이저를 나타낸다. 이 비임은 첫 번째로 콜리메이터 렌즈(35)에 의해 평행 비임으로 집중된다. 결론적으로, 상기 비임(40)은 분리면(37)이 다각형쪽을 향하는 측정 서브-비임으로 측정 비임(40)의 일부를 반사시키면서 분리 입방체(36)상에 입사된다. 이 다각형은 도 1 에 도시되어 있으며 이전에 참조면으로 지시된 면(31)으로 지시된다. 이 면은 도 1 에 또한 도시되며 반사성인 반볼록 요소(23)와 함께 중앙에 설치된다. 분리 입방체에 의해 반사되지 않는 측정 비임(40)의 일부는 구형 요소(23)를 향하는 측정 서브-비임(45)으로서 참조면(31)상에 이 부분을 반사시키는 반사기(38)쪽으로 통과된다. 첫번째로, 이 측정 서브-비임은 구형 요소(23)의 곡률반경 중앙에서 대물 렌즈(39)에 의해 집중된다. 요소(23)에 의해 반사된 측정 서브-비임은 재차 대물렌즈(39)를 관통하며,반사기에 의해 비임 분리기(36)쪽으로 반사되며 비임 분리기는 다수의 검출 요소를 구비하는 복사선 감도 검출 시스템(60)쪽으로 비임의 일부분(45)을 반사한다. 측정 서브-비임을 수렴비임(55) 으로 변환하는 렌즈(41)는 비임 분리기와 검출 시스템(60) 사이에 배치된다. 다각형 미러가 도면에서 도면에 수직인 X 및 Y 방향으로 이동할 때,검출 평면에서 제 1 측정 서브-비임에 의해 형성된 복사원 반점은 검출 시스템(60) 요소에 대해 각각 X 및 Y 방향으로 이동된다. 이 이동은 공지된 방식으로 검출 요소의 출력 신호를 결합시키므로서 측정된다. 원통형 렌즈(34)는 도면에서 Z 방향에서의 다각형의 이동을 측정하기 위한 복사선 통로에 배치된다. 이 렌즈는 다이오드 레이저 비임을 난시 비임으로 바꾼다. 참조면에 의해 반사후 그와 같은 비임은 검출 평면에서 복사선 반점을 형성하며, 그 반점은 구형요소(23)의 곡률중심에 초점을 맞추는 정도에 따르는 형상을 가진다. 비임이 이 지점에서 뚜렷하게 초점을 맞추는 경우, 즉 참조면이 위치 검출 시스템에 대해 보정 위치를 가진다면 복사선 반점은 둥글게 된다. 참조면의 위치가 소정 위치로 부터 이탈하는 경우, 즉 비임이 곡률 중심에 더 이상 예리하게 초점을 맞추지 못하는 경우 복사선 반점은 타원 형상을 가진다. 복사선 반점의 형상과 다각형 미러의 참조면의 Z 위치는 검출 시스템(60)에 수용된 4-사분면 검출기에 의해 공지된 방식으로 검출된다.
대안적으로, 원통형 렌즈(34)는 복사원(33)과 비임 분리기(36)사이 대신에 비임 분리기와 검출 시스템(60)사이에 배치된다. 중립 비임 분리기(36)는 편광 감도 비임 분리기와 4분의1 파장판의 결합에 의해 대체될수 있다. 대체로 참조면(31)으로 부터 모든 복사선은 검출 시스템(60)쪽으로 통과한다. 편광 감도가 있는 또는 편광 감도가 없는 분리 입방체 대신에 편광 감도가 있는 또는 편광 감도가 없는 분리층을 가지는 평면 평행 판이 비임(40)의 주요선에 대해 45°의 각도에 배치된다. 그와 같은 판은 원통형 렌즈(34)가 더 이상 요구되지 않도록 비임에 비점수차를 도입한다.
비임 분리기에 의해 반사된 제 2 측정 서브-비임(50)은 참조면(31)의 평면부에 입사된다. 비임은 참조면에 반사되며,그 부분은 비임 분리기에 의해 검출 시스템(60)으로 통과되며 그 비임은 렌즈(41)에 의해 수렴한다. X 및 Y 축 둘레의 다각형 미러와 참조면(31)을 경사시킬 때, 검출 평면에서 제 2 측정 서브-비임에 의해 형성된 복사선 반점은 X 및 Y 방향으로 시스템(60)의 검출 요소를 거쳐 이동되어 그 경사가 측정된다.
참조면의 평면 부분의 영역 또는 스트립에 도 1 의 스트림(24)에 의해 도시된 바와 같이 면의 나머지 보다 낮거나 높은 반사 계수가 제공되는 것에 의해 다른 측정 가능성이 검출 시스템에 발생되도록 짧은 간격동안 제 2 측정 비임의 강도가 감소 또는 증가된다. 편향 반사를 가지는 단일 영역이 존재하는 경우, 제 2 측정 비임의 강도는 다각형 미러의 1 회전에 대해 감소 또는 증가하며, 비임에 의해 발생된 검출 신호는 1회전에 대해 최소 또는 최대값을 가진다. 그리하여 시간, 초 또는 분당 다각형 미러의 회전수와 다각형 미러의 회전속도 또는 회전 주파수가 결정된다. 상기 영역 또는 스트립은 어두운 또는 흐릿한 영역 또는 스트립 또는 거친 또는 격자제공에 의해 얻어진 확산 영역으로 구성된다. 이 영역의 크기는 최대 효과를 얻기위해 제 2 측정 서브-비임의 단면적과 동일하다.
단일 영역 또는 스트립 대신에 다수의 방사상 변화 스트립 또는 라인은 참조면의 평면부에 제공된다. 제 2 측정 서브 -비임에 의해 발생된 검출기 신호는 회전당 대응하는 최소 또는 최대수를 가진다. 다각형 미러의 회전 상대 각도가 측정될수 있다. 스트립의 수는 회전 각도가 측정되는 소정 정확도와 참조면상의 제 2 측정 서브-비임에 의해 형성된 복사선 반점의 크기에 의해 결정된다. 각 스트립은 어두운 또는 흐릿한 선 또는 확산 홈으로 구성된다.
회전 속도를 측정 하기 위해 참조면에서 편향 반사를 가지는 스트립 또는 다수의 스트립을 제공하는 대신에 참조면이 360°를 통해 반사의 단일 선형 변화를 가지는 방식으로 수행된다. 검출기 신호는 1 회전에 대응하는 주기를 갖는 톱니형 신호이다. 반사의 선형 증가 또는 감소는 참조면이 360°를 통하여 스트립으로 제공되는 경우 흐릿한 정도를 선형 변화 시키거나 스트립 밀도를 선형 변화 시키는 것에 의해 얻어진다.
도 4 는 회전 속도를 측정하기 위한 참조면으로 제공되는 스트립 패턴을 나타내는 것으로, 이는 "A Compact Optical Tape Recording System"in:SPIE, VOL 2338, Optical Data Storage, 1994, pp. 8 내지 14 의 논문 기사에 기술된 다각형 구동 모터와의 결합에 특히 적합하며, 4 개의 자기 코일의 두층으로 제공된다. 도 4 에 도시된 바와같이 스트립 구조는 180°를 통하여 연장되는 두 스트립(85,86) 그룹을 구비한다, 각 그룹에서 최초 스트립(87)의 밀도는 먼저 증가하고 그 후 감소한다. 그와 같은 스트립 패턴이 제 2 측정 서브-비임 하에서 회전 되는 경우 도 5 에 도시한 바와 같이 비임의 강도는 다양화 되며 비임에 의해 발생된 검출기 신호도 다양화 된다. 도면에서 시간(t)은 수평으로 검출기 신호(So)는 임의 유닛에서 수직으로 구성된다. 수직 라인(83, 84)간의 시간 간격은 1 회전에 대응한다. 회전시에 사인곡선 신호(So)는 사인을 4 번 바꾼다. 이 신호는 상기 SPIE 논문에 기술된 다각형 모터를 직접 구동하는데 적합하다.
상술된 위치 검출 시스템에 있어, 제 1 측정 서브-비임(45)은 3 개의 축(X,Y 및, Z)을 따라서 변위 검출을 위해 사용되며, 제 2 측정 서브-비임(50)은 3 개의 축 주위의 회전 측정을 위해 사용된다. 다각형 미러의 상대 회전 각도를 측정하기 위한 분리 검출 시스템은 더 이상 요구 되지 않는다.
다양한 측정 신호에 대한 충분히 큰 포획 범위를 갖기 위해 시스템(60)의 검출 요소는 소정 크기를 가지며 복사선 반점(62,63)은 충분히 이격 되어야 한다. 도 3 에 도시된 바와같이 비임 분리면(37)은 측정 비임의 복사선 통로에 비스듬하게 배치된다. 즉 상기 면은 비임(40)의 주요선에 대해 45°와는 다른 각도로 연장된다. 그럼으로서 비임 분리기에 의해 반사된 제 2 측정 서브-비임(50)은 90°와는 다른 각도에서 참조면(31)의 평면부에 입사되는 것으로 성취된다. 그후 반사 비임(50)은 시스템을 거쳐 비스듬하게 통과하며 렌즈(41)는 시스템 축의 좌측에 위치된 복사선 반점(62)에서 이 비임에 초점을 맞춘다. 제 1 측정 서브-비임(45)은 구형 요소(23)상에 수직 입사된다. 반사된 비임(45)은 비임 분리기(36)의 분리면(37)에 비스듬하게 입사되며 비임이 렌즈(41)에 비스듬하게 입사되도록 우측으로 편향된다. 비임에 의해 검출 평면에 형성된 복사선 반점(63)은 시스템 축의 우측에 위치된다. 복사선 반점(62, 63)은 충분히 큰 포획 범위가 실현되는곳까지 이격된다.
검출 시스템(60)은 도 3 의 상측부에서 하부도로 나타내었다. 이 시스템은 각각 검출 요소(71,72,73,74 및, 76,77,78,79)를 가지는 2 개의 사분면 검출기(70, 75)를 구비한다. 검출 요소(71, 72, 73 및, 74)의 신호가 a, b, c 및, d 로 나타내지고, 검출 요소(76, 77, 78 및, 79)의 그것이 p, q, r 및, s 로 나타내질 때, X, Y 및, Z 방향에서의 Mx,My및, Mz은 각각 Mx=(p+s)-(q+r), My=(p+q)-(r+s) 및, Mz=(p+r)-(q+s)이며, X, Y 및, Z에 관한 회전 φX,φy및, φZ는, φX=(a+b)-(c+d),φy=(a+d)-(b+c)및, φZ=a+b+c+d 이며, 여기에서 신호 φZ는, 예를 들면, 축소된 반사율을 갖는 스트립이 비임(50) 아래를 지나는 점프, 또는 신호가 사인곡선의 변동을 갖는다.
도 3 에 도시된 바와 같이, Y 축 대신에, 비임 분리기(36)는 비임(40)의 주요 광선에 관해 선택적으로 경사지게되므로 복사선 반점(62, 63)이 충분히 떨어져서 공간지게 된다.
미러 다각형의 중량을 최소로 하기 위해서, 미러 다각형의 높이 즉, 도 3 에서의 Z 방향에서의 치수를 가능한한 작게한다. 원칙적으로, 미러 면의 높이, 짜라서 다각형의 그것은 미러 다각형 위치에서의 스캐닝 비임의 직경 순서로 되어야만 한다. 다각형의 중량은 그것의 중앙부분을 면이 제공되는 주변부분보다 얇게 하므로서 추가적으로 줄일수 있다.
상기와 같은 다각형이 스캐닝 장치에 사용될 때, 다각형의 교대로의 오목하고 볼록한 벤딩에 의해 Z 방향에서 기생적인 기계적 공명이 발생될 수 있다. 비교적 낮은 진동수와 비교적 높은 진폭을 갖는 기생적인 공명은 Z 방향에서 서보기구에 의한 제어를 불안하게 한다.
도 6 에서, 표시번호 31' 는 볼록한 미러 다각형을, 31" 는 오목한 미러 다각형을 나타낸다. 벤딩에 의해서, 제 1 측정 서브-비임(45)의 주요 광선 위치에서의 참조면의 높이는 전체로서의 미러 다각형의 Z 방향에서의 위치 변동 없이도 변할수 있다. 도 6 은 또한 기생적인 공명이 본 발명에 따라 어떻게 진동을 멈추는가를 나타낸다. X 측 뿐 만 아니라 Y 축에 관한 다각형의 원형 대칭성으로 인하여, 벤딩에 의해, 제 2 측정 서브-비임(50) 위치에서의 참조면(31)은 경사진다. 이와 같은 경사는 검출기(62)에 의해 검출될 수 있다. 경사각도가 벤딩에 의해 교대로 포지티브와 네가티브로 되므로, 벤딩 신호는 전체 미러 다각형이 X 축 및 Y 축에 관해 경사질 때 나타나는 경사 신호로부터 구별될 수 있는 주기적 신호가 된다.
4분면 검출기이 의해 공급되는 벤딩 신호(Sb)와 관련 프로세싱 전자기 회로장치는 래지스터(R)와 커패시터(C) 수단으로 다이어그램방식으로 도시된 로우-패스 필터(62)를 경유하여 결합회로(64)에 공급된다. 검출기(63)에서 나오는 높이 측정 신호(SZ)는 상기 결합회로의 다른 입력에 적용된다. 따라서 조정된 높이 측정 신호(SZ)는 미러 다각형용으로 미러 시스템(68)에서 릴(69) 수단으로 다이어그램방식으로 도시된 Z 엑츄에이터를 구동하는 제어회로(66), Z 또는 높이에 적용된다. 상기와 같은 모터 시스템의 일 예는 미국 특허 제 5, 171, 984 호에 개시된다.
미러 다각형이 큰 강셩을 가져야 된다는 것이 필요 없다는 것과 감소된 강성의 결과가 측정가능하다는 것이 상술된 바와 같이 위치 검출 시스템의 장점이며, 미러 다각형의 중량을 현저하게 줄여주므로서 보다 빠른 스타트가 가능해지며 그리고 미러 다각형의 보다 높은 회전 진동수가 가능해진다.
본 발명은 테이프 스캐닝 장치 뿐 만 아니라 회전 미러 다각형이 6 개의 자유도로 이동할 수 있는 어떤 스캐닝 장치에서도 사용할 수 있다. 레이저 프린터 및 픽쳐 디스플레이 장치도 그 일 예로서 언급될 수 있을 것이다.
도 7 은 레이저 프린터(90)의 원리가 도시된다. 상기 프린터에서, 감광성 층이 스캐닝 레이저 비임과 함께 제일 먼저 언급된다. 결과적으로, 상기 층은 인크 용액기를 통해 통과하고 그때 종이에 프린트가 되게 된다. 감광성 층(92)은 연속선으로 나타낸 축(93)에 관해 회전되는 롤(91) 주위를 감쌀수 있다. 미러 다각형(20) 수단으로 실현되는 라인 스캐닝은, 예를 들면, 6 개의 반사면(f)과 축(95)에 관해 회전된다. 참조 번호 30 은 목적 렌즈, 예를 들면, 미러 면에 의해 매개물(92)상의 복사선 반점(V)까지 반사되며, 예를 들면, 고압 다이오드 레이저인 복사원(11)으로부터 나오는 복사선에 초점이 맞춰지는 f-θ 렌즈이다. 레이저 비임의 강도는 다이오드 레이저를 통해 전류를 조졸하거나 또는 예를 들면 분리 음파 광학적 또는 전기-광학적 변조기(96) 수단으로 얻어지는 정보에 따라 조절된다. 6 개의 자유도로 미러 다각형의 위치를 검출하기 위해, 장치는 도 3 및 도 6 에 도시된 바와 같이 실행되는 위치 검출 시스템(80)이 구비된다. 미러 다각형은 따라서 얇고 가볍게 될 수 있다.
도 8 은 반사, 복사성 즉, 복사-새김 픽쳐 디스플레이 패널(110)에 의해 픽쳐가 발생되는 픽쳐 디스플레이 장치(100)의 회로 다이어그램이 도시된다. 상기 패널을 이미지 투사 장치에 사용하는 것은 유럽 특허 제 0, 517, 517호에 개시된다. 종래 액티브 매트릭스 패널에 대해 복사-새김 패널의 장점은 전자기적 스위치의 매트릭스를 제공할 필요가 없고 패널 표면상에서 전극을 유도할 수 있으며 그리고 상기 패널은 어떤 복사선도 거의 흡수하지 않기 때문에 그 사이에서 높은 광 효율성이 얻어질수 있다.
도 9 는 복사-어드레스가능한 패널(110)의 구조가 도시된다. 상술된 복사선(130)의 측면으로부터 보면, 상기 패널은 글라스와 같은 제 1 투명 기판(111), 바람직하게는 인듐 주석 산화물(ITO)로 구성된 투명한 전기 전도층(112), 어두운곳에서 높은 저항을 가지며 노출되면 양호한 컨덕턴스를 가지며 마람직하게는 실리콘으로 구성된 광전도성 층(113), 광-차단층(114), 바람직하게는 4분의1 파장의 두께를 갖는 유전층 묶음으로 구성된 광-반사층(115), 제 1 유도층(116), 액정 재료층(117), 제 2 유도층(118), 제 2 투명 전기 전도층(119) 및, 제 2 투명 기판(120)을 포함한다.
상기 패널은 바람직하게는 레이저인 복사원을 수용하는 유닛(125)으로부터 나오는 적용된 비임(130) 뿐 만 아니라 예를 들면, 비디오 신호와 같이 정보가 디스플레이되는 비임-형태의 광학적 시스템에 의해 라인-연속적으로 스캔되는 패널이 적용되므로서 레이저 비임은 상기 정보와 일치하도록 그 강도가 조절된다. 레이저 비임(130)은 빠르게 회전하는 미러 다각형(20)상으로 입사되며 결과적으로 예를 들면 진동 평면 미러 또는 제 2 미러 다각형에 의해 형성되고 더욱 느리게 이동하는 제 2 스캐닝 요소(131)상에 입사된다. 스캐닝 요소(131)는 패널(110)을 향해 비임을 반사시킨다. 미러 다각형(20)은 라인으로 나타낸 패널의 감광성 층상에 복사 반점이 형성되는 방식으로 수렴 비임(130)을 반사시킨다. 제 2 스캐닝 요소(131)는 라인 방향에 수직한 제 2 방향에서 복사 반점의 비교적 느린 이동을 확실하게 한다. 따라서, 패널(110)의 감광성 층(113)은 2 차원으로 스캔되며 화소의 2 차원 매트릭스가 쓰여진다. 쓰여지는 비임 수단으로 픽쳐 디스플레이 패널을 스캔시키기위해 미러 다각형을 이용하는 것은 일본 특허 제 62-56931호의 영문판으로부터 공지이다.
전극(112, 119)은 전압원(121)에 연결된다. 광전도성 층(113)이 오랫동안 어두울수록, 전극(112)은 액정층(117)으로부터 격리된다. 그 위로 높은 강도 수준에서 스위치되는 비임(130)이 연속적으로 입사되는 광전도성 층(113)의 어떤 위치에서도, 상기 층은 전도되며, 전기장이 액정층을 가로질러 국부적으로 생성되게 되므로서 층안에서의 분자 방향이 부분적으로 변하게되며 따라서 투사 비임(145) 또는 읽는것에 대응하는 부분의 편광상태가 좌측 변화로부터 입사된다. 이와 같은 편광 변화는 편광 분석 수단에 의해 패널에 의해 반사되는 강도 변화속으로 공지된 방식으로 전환된다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 기록 시스템이 구비된 패널(110)은 이미지 투사 장치에 사용될 수 있다. 상기 장치는 복사원(140) 및 유닛이 조명 비임(145)을 공급하는 비임-형태 광학적 시스템(141)을 포함하는 조명 유닛이 구비된다. 상기 비임은 편광성 비임 분리기(142)를 경유하여 패널(110)을 조명시킨다. 패널에 형성된 상기 이미지는 패널과 투사 렌즈(143)에 의해 반사된 비임(146)에 의해 투사 스크린(144)상에 투사된다.
기록 시스템이 구비된 새겨질수 있는 패널은 사용자가 패널을 직접 지켜볼수 있는 다이렉트-비전 장치에 교대로 사용될 수 있다.
미러 다각형(20)을 6 개의 자유도 안에서 이동시키는 것을 결정하기 위해서는, 상술되고 도 3 및 도 6 에 도시된 위치 검출 시스템(80)이 사용될 수 있다. 미러 다각형은 얇고 가볍게될 수 있다.
또한 레이저-TV로 공지되며 이미지가 투사 스크린상 또는 스캐닝 레이저 비임 수단으로 기능하는 벽 상 또는 칼러 이미지의 경우 3 개의 레이저 비임상에 직접 기록되는 픽처 디스플레이 시스템에서는, 미러 다각형이 구비된 스캐닝 장치가 사용될 수 있다. 레이저 TV 장치는 예를 들면 유럽 특허 제 0, 374, 857호에 개시된다. 상기 장치에서, 스캐닝은 높은 속도에서 일어나야만 하기 때문에 SPIE 자료에 개시된 바와 같이 진공안에서 자유롭게 부류되고 높은 속도에서 회전하는 상기 경우에 미러 다각형이 바람직하게 사용될 수 있다. 작고 가벼운 미러 다각형은 바람직하게는 레이저-TV 장치에 사용될 수 있을 뿐 만 아니라, 그것의 위치가 최대 정밀도로 결정될 수 있기 때문에, 본 발명은 상기 경우에도 그 장점을 가질수 있다.
본 발명은 또한 헤드가 장착되고, 헬멧이 장착된 여기서는 레이저 스캐닝을 사용하는 디스플레이에 사용될 수 있다. 상기 디스플레이에서, 단일 칼라 또는 디스플레이된 정보에 의해 조절되는 복수 칼라 비임은 사용자의 눈위로 스캐닝된다. 헤드-장착 디스플레이는, 예를 들면, PCT 특허 출원 93/23783호, 유럽 특허 출원 제 0, 473, 343호 및 0, 562, 742호에 개시되며, 헬멧-장착 디스플레이는 미국 특허 제 5, 091, 719호에 개시된다. 상기 디스플레이 스캐닝은 높은 속도에서 일어나야만 하기 때문에, 높은 속도에서 회전하는 미러 다각형이 이들 디스플레이들에 바람직하게 사용될 수 있다. 작고 가벼운 미러 다각형의 위치는 최대 정밀도로 결정될 수 있기 때문에, 본 발명은 이들 디스플레이에도 그 장점을 발휘할 수 있다.
본 발명의 다른 사용례는 스크린의 상 또는 목적물 렌즈에 의해 형성된 목적물이 검출기의 로우 똔느 검출기를 횡단하여 이동되는 것과 같이, 현저하게 적외선에 민감한 카메라, 즉, 스캐닝 카메라 분야이다. 상기 카메라는 예를 들면 미국 특허 제 3, 706, 484호에 개시된다. 빠르게 회전하는 미러 다각형은 검출기를 가로질러 이미지를 라인-연속적으로 이동시키는데 사용된다. 본 발명은 큰 정밀도를 가지고 높은 스캐닝 속도를 달성하는데 사용될 수 있다.
미러 다각형은 또한 그 제조중에 목적물이나 작업물을 검사하기 위해, 또는 목적물상에서 예를 들면 바 코드와 같은 읽음 코드용 장치에 사용될 수 있기 때문에, 본 발명은 이들 장치에 사용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 스캐닝 요소, 상기 스캐닝 요소의 위치를 제어하기 위한 제어 시스템 및, 측정 참조면을 구성하는 상기 스캐닝 요소의 비-스캐닝 표면을 포함하며, 상기 제어 시스템은 스캐닝 요소의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 시스템을 포함하며, 상기 시스템의 출력은 참조면과 수직인 방향에서 스캐닝 요소의 위치를 수정하기 위해 제어 회로에 연결된 스캐닝 장치에 있어서, 상기 스캐닝 요소는 디스크-형태이며, 위치 검출 시스템은 스캐닝 요소의 벤딩을 나타내며, 상기 방향에서 제어를 안정시키기 위해 로우-패스 필터를 경유하여 상기 제어 회로에 적용되는 신호를 공급하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스캐닝 요소는 그것의 주변부에 미러 면을 가지며, 그것의 디스크표면들 중 하나는 반사 참조면인 디스크-형태 미러 다각형인 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 제어 시스템은 좌표의 직교 시스템의 3 개 축을 따라 스캐닝 요소의 위치를 제어하고, 이들 축들의 2 개에 관해 상기 요소의 회전을 제어하기 위해 채택되며, 반사 참조면은 구형 요소가 구비되며, 위치 검출 시스템은 상기 위치 및 회전을 검출하기 위해 채택되며, 위치 검출 시스템은 측정 비임을 공급하기 위한 복사원, 상기 위치를 측정하기 위해, 구형 요소의 만곡부 중앙에 초점이 맞춰진, 제 1 측정 서브-비임을 형성하기 위한, 비임 분리기가 구비된 광 시스템, 상기 회전을 측정하기 위해, 참조면상에서 구형 요소 외부로 입사되는, 제 2 측정 서브-비임 및, 그 각각이 광 시스템을 통해 통과하며 참조면에 의해 반사된 복사선 경로에 배열된, 제 1 및 제 2 측정 서브-비임을 위한 제 1 및 제 2 검출기를 포함하며, 상기 제 1 검출기의 출력은 참조면에 수직인 방향에서 스캐닝 요소의 위치를 수정하기 위해 제어 회로에 연결되며, 상기 제 2 검출기의 출력 신호는 로우-패스 필터를 경유하여 상기 제어 회로에 적용되는 벤딩 신호인 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 광 시스템은 측정 서브-비임들 중 하나로서 참조면을 향해 비임 분리기에 의해 통과된 측정 비임의 일 부분을 반사하는 반사기가 부가로 구비되며, 상기 비임 분리기는 다른 측정 서브-비임으로서 참조면을 향해 측정 비임의 다른 부분을 반사하는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 비임 분리기의 비임-분리면은 측정 비임의 주요 광선까지 일정 각도에서 확장되기 때문에 반사된 서브-비임의 측정은 정확한 각도에서 수직으로까지 참조면상에 입사되며, 상기 측정 서브-비임은 제 2 측정 서브-비임이며, 수렴 렌즈 시스템은 반사기에 의해 반사된 제 1 측정 서브-비임의 경로에 배열되는 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  6. 제 3 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 측정 서브-비임은 또한 제 3 축에 관해 목적물의 회전을 측정하며, 이것이 종료되면, 참조면은 그것 주변과는 다른 반사율을 갖는 하나 이상의 영역이 구비된 것을 특징으로 하는 스캐닝 장치.
  7. 작동시, 전자기적 복사 반점 수단에 의해 하나 이상의 방향에서 매개물을 스캔하는 광 스캔 장치가 구비된, 매개물을 전자기적으로 스캐닝하기 위한 광 장치에 있어서, 상기 스캐닝 장치는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에서 청구된 장치인 것을 특징으로 하는 광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 매개물은 테이프의 길이 방향을 가로지르는 제 1 방향으로 확장되는 정보 트랙에 배열된 광학적으로 검출가능한 정보 영역의 구조를 기록하기 위한 테이프-형태의 광 레코드 캐리어 이며, 상기 장치는 공급 릴, 레코드 캐리어의 길이 방향인, 제 2 방향으로 상기 캐리어를 이송하기 위한 김기-릴 및, 스캐닝 비임을 공급하기 위한 복사원이 구비되며, 상기 스캐닝 장치는 제 1 방향에서 스캐닝 비임의 스캐닝 운동을 실현하는 것인 광 장치.
  9. 제 7 항에 있어서, 복사선에 민감한 층에 라인 패턴에따라 시각적으로 읽을수 있는 신호를 기록하기 위하여, 상기 장치는 기록 비임을 공급하기 위한 복사원과 상기 비임을 기록된 정보에 일치시키기 위해 조절하기 위한 수단이 구비되며, 상기 스캐닝 장치는 라인 스캐닝을 확실하게 하는 것인 광 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 광전도성층이 구비된 반사 픽쳐 디스플레이 패널을 전자기적으로 기록하기 위하여, 상기 장치는 기록 비임을 공급하기 위한 복사원과 기록된 정보에 기록 비임을 일치시키기 위한 조절 수단이 구비되며, 상기 스캐닝 장치는 상기 층을 라인-연속적으로 스캐닝하도록 의도되는 것인 광 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 시각적 이미지를 투사 스크린 또는 그와 같은 기능을 하는 표면상에, 라인 패턴에 따라, 기록하기 위하여, 상기 장치는 기록 비임을 공급하기 위한 복사원과 기록된 이미지와 일치시키기 위해 기록 비임을 조절하는 수단이 구비되며, 상기 장치는 스크린을 라인-연속적으로 스캐닝하도록 의도되는 것인 광 장치.
  12. 제 7 항에 있어서, 그 안에서 매개물이 복사선에 민감한 검출기이며 스캐닝 장치가 검출기를 가로질러 이미지를 라인-연속적으로 이동되도록 의도된 전기 신호로 한 장면의 이미지를 변환시키는 것인 광 장치.
  13. 제 7 항에 있어서, 레이저 비임 스캐닝 수단으로 사용자의 눈에 픽쳐를 떠오르도록 하기 위하여, 상기 장치는 헤드-장착 장치이며 레이저 비임을 제공하기 위한 레이저 수단과 떠오른 픽쳐와 레이저 비임을 일치시키기 위한 조절 수단이 구비되며, 상기 스캐닝 장치는 눈을 라인-연속적으로 스캐닝하도록 의도되는 것인 광 장치.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172470B1 (en) * 1998-04-30 2001-01-09 Trw Inc. Large aperture precision gimbal drive module
JP3547038B2 (ja) 1998-10-06 2004-07-28 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置
US6441908B1 (en) 1999-08-06 2002-08-27 Metron Systems, Inc. Profiling of a component having reduced sensitivity to anomalous off-axis reflections
KR100809971B1 (ko) * 1999-12-15 2008-03-07 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 광학 주사장치
US20080260593A1 (en) * 2000-03-22 2008-10-23 Dewalch Norman Binz Method and apparatus for processing substances in a single container
JP2003329944A (ja) * 2002-05-09 2003-11-19 Olympus Optical Co Ltd 分散補償器および分散補償システム
WO2004029540A2 (en) 2002-09-26 2004-04-08 Metron Systems, Inc. Determination of the angular position of a laser beam
AU2003284961A1 (en) * 2002-10-28 2004-05-25 Metron Systems, Inc. High precision optical imaging systems and related systems
US6822748B2 (en) * 2002-10-29 2004-11-23 Metron Systems, Inc. Calibration for 3D measurement system
US7054528B2 (en) * 2004-04-14 2006-05-30 Lucent Technologies Inc. Plasmon-enhanced tapered optical fibers
US7012687B2 (en) * 2004-05-04 2006-03-14 Lucent Technologies Inc. Spectral analysis with evanescent field excitation
US7460146B2 (en) * 2004-07-28 2008-12-02 Towner David K Dynamic correction of field curvature from a scanner
JP5314239B2 (ja) * 2006-10-05 2013-10-16 株式会社キーエンス 光学式変位計、光学式変位測定方法、光学式変位測定プログラム及びコンピュータで読み取り可能な記録媒体並びに記録した機器
JP2010020091A (ja) 2008-07-10 2010-01-28 Funai Electric Co Ltd 画像表示装置
JP6572443B2 (ja) * 2016-03-09 2019-09-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 キャリアテープの部品検出装置および部品供給装置
JP7219059B2 (ja) * 2018-11-09 2023-02-07 株式会社キーエンス 変位測定装置
JP7219057B2 (ja) * 2018-11-09 2023-02-07 株式会社キーエンス 変位測定装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3706484A (en) * 1970-04-23 1972-12-19 Fuji Photo Optical Co Ltd Optical system for mechanically scanning with a rotating polyhedral reflector
JPS6256931A (ja) * 1985-09-06 1987-03-12 Nec Corp 投写型液晶表示装置
US4829175A (en) * 1985-12-05 1989-05-09 Fuji Photo Film Co., Ltd. Light beam scanning apparatus, method of correcting unevenness in scanning lines in light beam scanning apparatus, method of detecting deflection of rotational axis of light beam deflector and rotational axis deflection detecting device
US5140427A (en) * 1988-12-23 1992-08-18 Sony Corporation Apparatus for displaying an image on a screen
NL9001260A (nl) * 1990-06-01 1992-01-02 Philips Nv Aftastinrichting met een roteerbare spiegel, alsmede aandrijfeenheid ten gebruike in de aftastinrichting, en rotorlichaam ten gebruike in de aandrijfeenheid.
NL9001253A (nl) * 1990-06-01 1992-01-02 Philips Nv Inrichting voor het optisch bepalen van de positie en stand van een voorwerp en optisch inschrijf- en/of weergaveapparaat voorzien van een dergelijke inrichting.
US5245182A (en) * 1990-06-01 1993-09-14 U.S. Philips Corporation Optical recording and/or reproducing apparatus with optical sensing of scanning mirror position
JPH05203908A (ja) * 1991-06-07 1993-08-13 Hughes Aircraft Co 単一の光バルブ全色投影ディスプレイ装置
BE1007872A3 (nl) * 1993-12-15 1995-11-07 Philips Electronics Nv Optische aftastinrichting, alsmede een opteken- en/of uitleesinrichting voorzien van een dergelijke aftastinrichting.
EP0806038A1 (en) * 1995-11-27 1997-11-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical apparatus for scanning a tape-shaped record carrier

Also Published As

Publication number Publication date
US5789743A (en) 1998-08-04
WO1998001853A3 (en) 1998-02-19
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JPH11514781A (ja) 1999-12-14
WO1998001853A2 (en) 1998-01-15

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