JP2000075235A - 光走査装置 - Google Patents
光走査装置Info
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- JP2000075235A JP2000075235A JP24074198A JP24074198A JP2000075235A JP 2000075235 A JP2000075235 A JP 2000075235A JP 24074198 A JP24074198 A JP 24074198A JP 24074198 A JP24074198 A JP 24074198A JP 2000075235 A JP2000075235 A JP 2000075235A
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- Japan
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- polygon mirror
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １個のポリゴンミラーでレーザー光を直接２
次元走査可能で、かつ、高速走査時にも安定した光走査
を可能とする、安価なポリゴンミラー式光走査装置を提
供すること。 【解決手段】 回転板１９の外周部に、回転板に垂直
に、かつ、多角形状に、複数のミラーを装着してなるポ
リゴンミラー１を、回転軸２に対して所定角度だけ傾斜
させ、回転板の所定の位置に所定の量だけカウンタウェ
イト３を付加したことを特徴とするポリゴンミラー式光
走査装置とした。
次元走査可能で、かつ、高速走査時にも安定した光走査
を可能とする、安価なポリゴンミラー式光走査装置を提
供すること。 【解決手段】 回転板１９の外周部に、回転板に垂直
に、かつ、多角形状に、複数のミラーを装着してなるポ
リゴンミラー１を、回転軸２に対して所定角度だけ傾斜
させ、回転板の所定の位置に所定の量だけカウンタウェ
イト３を付加したことを特徴とするポリゴンミラー式光
走査装置とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光を偏向
するポリゴンミラー式光走査装置に関するものである。
するポリゴンミラー式光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のポリゴンミラーは、回転軸に対し
て多角形面状に構成され、各多角形面の全ては回転軸と
平行の面に固定されていたので、各多角形面に入射され
たレーザー光はこれの回転に従って一方向にしか走査さ
れず、スクリーンの全体にわたる２次元走査が必要な場
合は、特開昭６４―２７７９１号公報に記載されている
ように、新たなるスキャナミラーを必要とし、装置の大
型化等の問題があった。
て多角形面状に構成され、各多角形面の全ては回転軸と
平行の面に固定されていたので、各多角形面に入射され
たレーザー光はこれの回転に従って一方向にしか走査さ
れず、スクリーンの全体にわたる２次元走査が必要な場
合は、特開昭６４―２７７９１号公報に記載されている
ように、新たなるスキャナミラーを必要とし、装置の大
型化等の問題があった。
【０００３】この問題を解決し、１個のポリゴンミラー
でレーザー光を直接２次元走査可能にするため、特開平
５―０４５６００号公報では、ポリゴンミラーの各面の
ミラーの回転軸に対する傾斜角度を、光学計算の結果に
基づいてミラーごとに順次変化させて、これに投射され
たレーザー光を２次元走査に対応するように偏向すると
いう技術が記載されている。
でレーザー光を直接２次元走査可能にするため、特開平
５―０４５６００号公報では、ポリゴンミラーの各面の
ミラーの回転軸に対する傾斜角度を、光学計算の結果に
基づいてミラーごとに順次変化させて、これに投射され
たレーザー光を２次元走査に対応するように偏向すると
いう技術が記載されている。
【０００４】しかし、この構成を採ると、装置が高価に
なるという問題がある。
なるという問題がある。
【０００５】また、１個のポリゴンミラーでレーザー光
を直接２次元走査可能にするためのその他の手法として
は、ポリゴンミラー部を駆動モータの回転軸に対して所
定角度だけ傾斜させ、上述の特開平５―０４５６００号
公報と同様の効果を得ようとするものがある。
を直接２次元走査可能にするためのその他の手法として
は、ポリゴンミラー部を駆動モータの回転軸に対して所
定角度だけ傾斜させ、上述の特開平５―０４５６００号
公報と同様の効果を得ようとするものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリゴ
ンミラー部を回転軸に対して所定角度だけ傾斜させる
と、ポリゴンミラー部の質量分布が回転軸に対して非対
称となるので、ポリゴンミラー回転時に、回転軸に曲げ
モーメントやジャイロモーメントが発生し、ポリゴンミ
ラーの回転が不円滑となり、光走査が不安定になりやす
いという問題があった。
ンミラー部を回転軸に対して所定角度だけ傾斜させる
と、ポリゴンミラー部の質量分布が回転軸に対して非対
称となるので、ポリゴンミラー回転時に、回転軸に曲げ
モーメントやジャイロモーメントが発生し、ポリゴンミ
ラーの回転が不円滑となり、光走査が不安定になりやす
いという問題があった。
【０００７】この傾向は、高速走査時すなわち高速回転
時に特に顕著に発生するものである。故に、本発明は、
上記実情に鑑みてなされたものであり、１個のポリゴン
ミラーでレーザー光を直接２次元走査可能で、かつ、高
速走査時にも安定した光走査を可能とする、安価なポリ
ゴンミラー式光走査装置を提供することを技術的課題と
するものである。
時に特に顕著に発生するものである。故に、本発明は、
上記実情に鑑みてなされたものであり、１個のポリゴン
ミラーでレーザー光を直接２次元走査可能で、かつ、高
速走査時にも安定した光走査を可能とする、安価なポリ
ゴンミラー式光走査装置を提供することを技術的課題と
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の技術的課題を解決
するために成された発明は、回転板の外周部に、前記回
転板に垂直に、かつ、多角形状に、複数のミラーを装着
してなるポリゴンミラーを、回転軸に対して所定角度だ
け傾斜させ、前記回転板の所定の位置に所定の量だけカ
ウンタウェイトを付加したことを特徴とするポリゴンミ
ラー式光走査装置とした。
するために成された発明は、回転板の外周部に、前記回
転板に垂直に、かつ、多角形状に、複数のミラーを装着
してなるポリゴンミラーを、回転軸に対して所定角度だ
け傾斜させ、前記回転板の所定の位置に所定の量だけカ
ウンタウェイトを付加したことを特徴とするポリゴンミ
ラー式光走査装置とした。
【０００９】このように、回転板の所定の位置に所定の
量だけカウンタウェイトを付加することにより、ポリゴ
ンミラー部を回転軸に対して所定角度だけ傾斜させたこ
とにより発生する、ポリゴンミラー部の質量分布の回転
軸に対する非対称が相殺され、ポリゴンミラー回転時
に、回転軸に曲げモーメントやジャイロモーメントが発
生しなくなり、円滑にポリゴンミラーが回転し、安定し
た光走査が可能となるものである。
量だけカウンタウェイトを付加することにより、ポリゴ
ンミラー部を回転軸に対して所定角度だけ傾斜させたこ
とにより発生する、ポリゴンミラー部の質量分布の回転
軸に対する非対称が相殺され、ポリゴンミラー回転時
に、回転軸に曲げモーメントやジャイロモーメントが発
生しなくなり、円滑にポリゴンミラーが回転し、安定し
た光走査が可能となるものである。
【００１０】本発明により、回転板に垂直に多角形状に
装着された複数のミラーよりなる１個のポリゴンミラー
部を、駆動モータの回転軸に対して所定角度だけ傾斜さ
せ、かつ、回転板の所定の位置に所定の量だけカウンタ
ウェイトを付加するのみで、ポリゴンミラーの各面のミ
ラーの回転軸に対する傾斜角度を、ミラーごとに順次変
化させることができ、これに投射されたレーザー光を、
高回転時においても安定して２次元走査に対応するよう
に偏向することができるポリゴンミラー式光走査装置を
提供することができるものである。
装着された複数のミラーよりなる１個のポリゴンミラー
部を、駆動モータの回転軸に対して所定角度だけ傾斜さ
せ、かつ、回転板の所定の位置に所定の量だけカウンタ
ウェイトを付加するのみで、ポリゴンミラーの各面のミ
ラーの回転軸に対する傾斜角度を、ミラーごとに順次変
化させることができ、これに投射されたレーザー光を、
高回転時においても安定して２次元走査に対応するよう
に偏向することができるポリゴンミラー式光走査装置を
提供することができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施形態におけるポリ
ゴンミラー式光走査装置を正面からみた模式図である。
図１において、１は、ポリゴンミラーであり、ポリゴン
ミラー１には、ポリゴンミラーの回転対称軸５に対し
て、８個のミラーが互いに垂直に８角形状に、回転板１
９（図２参照）の外周部に装着されている。４は、ポリ
ゴンミラー１を回転駆動するモータであり、水平面に固
定されている。モータ４から垂直方向に延びるモータ４
の回転軸２には、ポリゴンミラーの回転対称軸５と駆動
軸２とのなす角が所定の角度θを有するように、ポリゴ
ンミラー１が傾斜されて一体的に固接されている。３
は、カウンタウェイトであり、ポリゴンミラー１の質量
分布の回転軸２に対する非対称が相殺されるように、ポ
リゴンミラー１の回転板１９（図２参照）の所定の位置
に所定の量だけ図１に示すように２箇所に付加されてい
る。
ゴンミラー式光走査装置を正面からみた模式図である。
図１において、１は、ポリゴンミラーであり、ポリゴン
ミラー１には、ポリゴンミラーの回転対称軸５に対し
て、８個のミラーが互いに垂直に８角形状に、回転板１
９（図２参照）の外周部に装着されている。４は、ポリ
ゴンミラー１を回転駆動するモータであり、水平面に固
定されている。モータ４から垂直方向に延びるモータ４
の回転軸２には、ポリゴンミラーの回転対称軸５と駆動
軸２とのなす角が所定の角度θを有するように、ポリゴ
ンミラー１が傾斜されて一体的に固接されている。３
は、カウンタウェイトであり、ポリゴンミラー１の質量
分布の回転軸２に対する非対称が相殺されるように、ポ
リゴンミラー１の回転板１９（図２参照）の所定の位置
に所定の量だけ図１に示すように２箇所に付加されてい
る。
【００１３】図２は、図１に示したポリゴンミラー式光
走査装置の斜視図である。図２において、８角形状を有
するポリゴンミラー１の対角線６は、水平方向に対し
て、角度θだけ傾いており、対角線７は、水平である。
上述のカウンタウェイト３は、図２においては、斜線部
分で示してある。ポリゴンミラー１の回転方向は、図２
に示した通りである。
走査装置の斜視図である。図２において、８角形状を有
するポリゴンミラー１の対角線６は、水平方向に対し
て、角度θだけ傾いており、対角線７は、水平である。
上述のカウンタウェイト３は、図２においては、斜線部
分で示してある。ポリゴンミラー１の回転方向は、図２
に示した通りである。
【００１４】１６は、レーザダイオードであり、このレ
ーザダイオード１６からレーザ光１７が放射され、モー
タ４により回転駆動されるポリゴンミラー１に投射され
ることにより、レーザ光１７は、２次元走査に対応する
ように順次偏向され、スクリーン１８の全体にわたって
２次元走査が可能となるものである。
ーザダイオード１６からレーザ光１７が放射され、モー
タ４により回転駆動されるポリゴンミラー１に投射され
ることにより、レーザ光１７は、２次元走査に対応する
ように順次偏向され、スクリーン１８の全体にわたって
２次元走査が可能となるものである。
【００１５】以下、この２次元走査がなされる原理につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１６】図２は、８個のミラーを有するポリゴンミ
ラー１のうちの１面であるミラー面８にレーザ光１７が
投射されている瞬間の様子を示している。ポリゴンミラ
ー１が上述のとおり、対角線７を中心にして角度θだけ
傾斜しているので、幾何学的に、ミラー面８の図２にお
いて右端部分８ａは、垂直方向を向いており、左端部分
８ｂは、垂直方向に対して１／２θだけ図２において上
向きに傾斜していることになる。よって、レーザ光１７
がミラー面８の右端部分８ａに投射されているときは、
レーザ光１７は、水平方向に偏向され、スクリーン１８
において点１８ａに投射される。この状態から、所定時
間が経過し、ポリゴンミラー１が４５°回転すると、レ
ーザ光１７は、１／２θだけ上向きに傾斜しているミラ
ー面８の左端部分８ｂに投射されることになり、このと
きは、入射角と反射角の関係から、１／２θの２倍であ
るθだけ上向きに偏向され、スクリーン１８において点
１８ｂに投射される。尚、この間は、レーザ光１７は、
スクリーン１８において、線分１８ａ１８ｂ上を点１８
ａから点１８ｂに向かって走査されることになる。
ラー１のうちの１面であるミラー面８にレーザ光１７が
投射されている瞬間の様子を示している。ポリゴンミラ
ー１が上述のとおり、対角線７を中心にして角度θだけ
傾斜しているので、幾何学的に、ミラー面８の図２にお
いて右端部分８ａは、垂直方向を向いており、左端部分
８ｂは、垂直方向に対して１／２θだけ図２において上
向きに傾斜していることになる。よって、レーザ光１７
がミラー面８の右端部分８ａに投射されているときは、
レーザ光１７は、水平方向に偏向され、スクリーン１８
において点１８ａに投射される。この状態から、所定時
間が経過し、ポリゴンミラー１が４５°回転すると、レ
ーザ光１７は、１／２θだけ上向きに傾斜しているミラ
ー面８の左端部分８ｂに投射されることになり、このと
きは、入射角と反射角の関係から、１／２θの２倍であ
るθだけ上向きに偏向され、スクリーン１８において点
１８ｂに投射される。尚、この間は、レーザ光１７は、
スクリーン１８において、線分１８ａ１８ｂ上を点１８
ａから点１８ｂに向かって走査されることになる。
【００１７】次に、ミラー面８による走査段階が終了
し、ミラー面９による走査段階に入った場合（図２にお
いてミラー面８の位置にミラー面９が位置する場合）を
説明する。
し、ミラー面９による走査段階に入った場合（図２にお
いてミラー面８の位置にミラー面９が位置する場合）を
説明する。
【００１８】幾何学的に、ミラー面９の図２において右
端部分９ａは、垂直方向に対して１／２θだけ図２にお
いて上向きに傾斜を向いており、左端部分９ｂは、垂直
方向に対してθだけ図２において上向きに傾斜している
ことになる。よって、レーザ光１７がミラー面９の右端
部分９ａに投射されているときは、レーザ光１７は、入
射角と反射角の関係から、１／２θの２倍であるθだけ
上向きに偏向され、スクリーン１８において点１８ｃに
投射される。この状態から、所定時間が経過し、ポリゴ
ンミラー１が４５°回転すると、レーザ光１７は、θだ
け上向きに傾斜しているミラー面９の左端部分９ｂに投
射されることになり、このときは、入射角と反射角の関
係から、θの２倍である２θだけ上向きに偏向され、ス
クリーン１８において点１８ｄに投射される。尚、この
間は、レーザ光１７は、スクリーン１８において、線分
１８ｃ１８ｄ上を点１８ｃから点１８ｄに向かって走査
されることになる。
端部分９ａは、垂直方向に対して１／２θだけ図２にお
いて上向きに傾斜を向いており、左端部分９ｂは、垂直
方向に対してθだけ図２において上向きに傾斜している
ことになる。よって、レーザ光１７がミラー面９の右端
部分９ａに投射されているときは、レーザ光１７は、入
射角と反射角の関係から、１／２θの２倍であるθだけ
上向きに偏向され、スクリーン１８において点１８ｃに
投射される。この状態から、所定時間が経過し、ポリゴ
ンミラー１が４５°回転すると、レーザ光１７は、θだ
け上向きに傾斜しているミラー面９の左端部分９ｂに投
射されることになり、このときは、入射角と反射角の関
係から、θの２倍である２θだけ上向きに偏向され、ス
クリーン１８において点１８ｄに投射される。尚、この
間は、レーザ光１７は、スクリーン１８において、線分
１８ｃ１８ｄ上を点１８ｃから点１８ｄに向かって走査
されることになる。
【００１９】以下同様に、ミラー面１０〜１５による走
査段階に入った場合には、スクリーン１８において、そ
れぞれ、点１８ｅ→点１８ｂ、点１８ｃ→点１８ｇ、点
１８ａ→点１８ｉ、点１８ｆ→点１８ｊ、点１８ｈ→点
１８ｉ、点１８ｆ→点１８ｇに向かって走査され、結
局、ポリゴンミラー１が１回転するたび毎に、スクリー
ン１８上にて２次元走査が完了することになるのであ
る。
査段階に入った場合には、スクリーン１８において、そ
れぞれ、点１８ｅ→点１８ｂ、点１８ｃ→点１８ｇ、点
１８ａ→点１８ｉ、点１８ｆ→点１８ｊ、点１８ｈ→点
１８ｉ、点１８ｆ→点１８ｇに向かって走査され、結
局、ポリゴンミラー１が１回転するたび毎に、スクリー
ン１８上にて２次元走査が完了することになるのであ
る。
【００２０】以上、本発明に係るポリゴンミラー式光走
査装置の一実施形態として、図１及び図２に示すような
位置にカウンタウェイト３を付加した例を示したが、こ
の位置に限定されるものではなく、ポリゴンミラー１の
質量分布の回転軸に対する非対称が相殺されるような位
置であるならば、どこにカウンタウェイトを付加しても
よいことはいうまでもない。
査装置の一実施形態として、図１及び図２に示すような
位置にカウンタウェイト３を付加した例を示したが、こ
の位置に限定されるものではなく、ポリゴンミラー１の
質量分布の回転軸に対する非対称が相殺されるような位
置であるならば、どこにカウンタウェイトを付加しても
よいことはいうまでもない。
【００２１】尚、本発明を上記実施の態様に即して説明
したが、本発明は上記態様に限定されるものではなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。
したが、本発明は上記態様に限定されるものではなく、
本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、１個のポリゴンミラー
でレーザー光を直接２次元走査可能で、かつ、高速走査
時にも安定した光走査を可能とする、安価なポリゴンミ
ラー式光走査装置を提供することができる。
でレーザー光を直接２次元走査可能で、かつ、高速走査
時にも安定した光走査を可能とする、安価なポリゴンミ
ラー式光走査装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態におけるポリゴンミラー式
光走査装置を正面からみた模式図である。
光走査装置を正面からみた模式図である。
【図２】図１に示したポリゴンミラー式光走査装置の斜
視図である。
視図である。
１ ポリゴンミラー ２ 回転軸 ３ カウンタウェイト １９ 回転板
Claims (1)
- 【請求項１】 回転板の外周部に、前記回転板に垂直
に、かつ、多角形状に、複数のミラーを装着してなるポ
リゴンミラーを、回転軸に対して所定角度だけ傾斜さ
せ、前記回転板の所定の位置に所定の量だけカウンタウ
ェイトを付加したことを特徴とするポリゴンミラー式光
走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24074198A JP2000075235A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24074198A JP2000075235A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000075235A true JP2000075235A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17064018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24074198A Pending JP2000075235A (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000075235A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102665A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-11 | Clvr Pty Ltd | Solid state uv laser |
| CN104076507A (zh) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种激光旋转扫描照明装置及其应用 |
| CN108705774A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-10-26 | 上海梓域材料科技有限公司 | 一种3d打印用准直均匀的光源系统及打印系统 |
| CN111587382A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-08-25 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 激光测量装置及无人飞行器 |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP24074198A patent/JP2000075235A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003102665A1 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-11 | Clvr Pty Ltd | Solid state uv laser |
| CN104076507A (zh) * | 2013-03-29 | 2014-10-01 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种激光旋转扫描照明装置及其应用 |
| CN108705774A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-10-26 | 上海梓域材料科技有限公司 | 一种3d打印用准直均匀的光源系统及打印系统 |
| CN111587382A (zh) * | 2018-12-18 | 2020-08-25 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 激光测量装置及无人飞行器 |
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