JP2000206444A

JP2000206444A - ビ―ム走査装置

Info

Publication number: JP2000206444A
Application number: JP11010213A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ozawa; 健小澤
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-07-28
Also published as: DE10002137A1; US6330095B1; DE10002137B4

Abstract

(57)【要約】【課題】発光源に対峙させたコリメートレンズを直接
に往復運動させることにより光ビームを走査する構成の
車間測定装置等に用いる光ビーム走査装置において、レ
ンズ往復運動方向の反転時の駆動を適切に行うこと。【解決手段】光ビーム走査装置１は、レーザーユニッ
ト４の前方に配置したコリメートレンズ５左右に揺動さ
せる磁気駆動式の揺動機構６と、レンズ揺動範囲を規制
する板ばね１０からなるストッパー機構を有している。
板ばね１０の両側のストッパー片１０ａ、１０ｂの一方
が支持枠７に当たり、そのばね力が、レンズの運動方向
を反転させる力としてロータ９２の側に作用する。よっ
て、運動反転時に揺動機構６の駆動コイル９５に供給す
べき駆動電力を少なくでき、そこからの発熱を抑制でき
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、測定対象領域をレ
ーザービーム等で一次元的あるいは二次元的に走査する
ためのビーム走査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車間測定装置は、レーザービー
ムを前方の測定対象領域に対して一次元的あるいは二次
元的に走査する光ビーム走査装置と、ここから照射され
たレーザービームの反射光を受光する受光装置と、この
受光装置での受光状態に基づき、車間距離を算出する演
算装置から基本的に構成されている。例えば、特開平９
−２７４０７６号公報にはこのような車間測定装置が開
示されている。

【０００３】ここで、車間測定装置に用いられている従
来の光ビーム走査装置は、レーザーダイオード等の発光
源からのパルス光をコリメートレンズを通して光ビーム
として出射し、この光ビームを一定の角度範囲内で揺動
する反射板、あるいは回転しているポリゴンミラーに照
射し、ここからの反射ビームを用いて前方の測定対象領
域を一次元的あるいは二次元的に走査するようになって
いる。例えば、上記の公開特許公報に記載されている車
間測定装置ではポリゴンミラーを用いて二次元的に光ビ
ームを走査するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ビーム走査装
置は、上記のように反射板を揺動運動させ、あるいは、
ポリゴンミラーを回転させることにより、光ビームを一
定の角度範囲で走査するようにしている。このような反
射板等の偏向手段は他の構成部品に比べて設置スペース
を多く必要とするので、光ビーム走査装置の小型化を図
る上での大きな障害となっている。

【０００５】また、従来の光ビーム走査装置では、光ビ
ームを走査角度に同期してパルス状に照射している。光
ビームの照射（発光）タイミングと反射板あるいはポリ
ゴンミラーの回転角度位置（走査角度）との間にずれが
生ずると、測定対象領域の全体を漏れなく走査できない
といった弊害が発生する。このような弊害を回避するた
めに、従来においては、光ビームの照射タイミングに対
して高精度のリニアリティーを保持して反射板やポリゴ
ンミラーを駆動させている。このため、これらの駆動機
構は分解能の高い位置精度が必要である。

【０００６】このような点に鑑みて、本願人は先に、特
願平１０ー１５８２６９号において、反射板やポリゴン
ミラーといった光偏向手段を必要とせずにレーザービー
ム等のビームを一定の角度範囲で走査することができ
る、小型でコンパクトなビーム走査装置を提案してい
る。また、分解能の高い位置精度が備わった駆動機構を
用いることなく、ビームの走査を適切に行うことの可能
なビーム走査装置を提案している。

【０００７】このビーム走査装置は、発光源からの出射
光を光ビームとして出射するコリメートレンズを、揺動
機構によって直接に、一定の角度範囲で揺動運動させる
構成となっている。従って、反射板やポリゴンミラー等
の光偏向手段が不要となるので、光走査装置が従来に比
べて格段に小型でコンパクトに構成できる。

【０００８】また、本願人が提案しているビーム走査装
置では、揺動機構によるコリメートレンズの揺動位置を
位置検出手段により検出し、コリメートレンズの回転角
度位置に基づき当該レンズの揺動運動、発光源の発光タ
イミングをフィードバック制御している。従って、従来
のように高分解能の位置精度を備えた駆動機構を用いな
くとも、発光源の発光タイミングとレンズの回転角度位
置との同期を正確に取ることができ、適切なビーム走査
を行うことができる。

【０００９】ここで、揺動機構は、マグネットおよび駆
動コイルからなる磁気駆動機構によって構成することが
できる。この場合、揺動運動しているコリメートレンズ
の運動方向を反転させるためには、慣性力等の影響も考
慮して、大きな駆動電流を駆動コイルに供給する必要が
ある。大電流を駆動コイルに供給すると、それに伴い発
熱量も増加するので、駆動コイルの耐久性の低下や、周
辺の部品に発熱による熱膨張等の影響が及ぶ等の問題が
発生する。

【００１０】本発明の課題は、この点に鑑みて、運動方
向の反転時に大きな駆動電力を必要とすることに起因す
る発熱を抑制することの可能なビーム走査装置を提案す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、レーザービー
ム等の光ビームを用いて対象領域を所定の方向に走査す
るためのビーム走査装置において、発光源と、この発光
源からの出射光を光ビームとして出射するコリメートレ
ンズと、前記発光源からの出射光の主光軸と前記コリメ
ートレンズの光軸とが同一平面上に位置する状態で、当
該コリメートレンズを一定の移動経路に沿って往復運動
させる駆動機構と、前記コリメートレンズの運動を抑制
するストッパー機構とを有する構成を採用していると共
に、前記ストッパー機構は、前記コリメートレンズの往
復運動の往動から復動への運動方向反転時点および復動
から往動への運動方向反転時点のうちの少なくともいず
れかの時点において、前記駆動機構による運動方向を反
転させるための負荷を軽減する方向に前記コリメートレ
ンズを付勢することを特徴としている。

【００１２】ここで、前記駆動機構としては、前記コリ
メートレンズを支持している往復運動部材と、この往復
運動部材を往復運動可能な状態で支持している支持部材
と、これら往復運動部材および支持部材の間に磁気駆動
力を発生させるマグネットおよび駆動コイルを備えた磁
気駆動回路とを備えたものを用いることができる。この
場合、前記ストッパー機構としては、前記往復運動部材
と前記支持部材との干渉、例えば機械的干渉、あるいは
磁気的干渉により、前記コリメートレンズの運動を抑制
する付勢力を発生するものとすることができる。

【００１３】機械的干渉を発生させる構成の前記ストッ
パー機構は、ばね部材を有し、当該ばね部材の弾性変形
によって前記付勢力を発生させるものとすることが望ま
しい。このようにすれば、往復運動部材の運動方向の反
転時に、ストッパー機構の機械的干渉に伴う衝突力をば
ね部材の弾性変形によって緩和できる。

【００１４】また、前記ストッパー機構は、同極同士が
対峙する一対の磁石を有し、これらの磁石の間の磁気反
発力によって前記付勢力を発生させるものとすることが
望ましい。この場合には、前記往復運動部材と前記支持
部材は非接触状態に保持されるので、往復運動部材の運
動方向の反転時に作用する衝撃力を確実に抑制すること
ができる。

【００１５】次に、本発明のビーム走査装置において
は、前記駆動機構は、前記コリメートレンズを一定の範
囲で揺運運動させる揺動機構とすることができ、この場
合には、前記揺動機構による前記コリメートレンズの揺
動中心点は、前記コリメートレンズよりも前記発光源の
側における当該コリメートレンズの光軸延長上に位置さ
せればよい。

【００１６】また、前記駆動機構を、前記コリメートレ
ンズを一定の範囲で直線往復運動させる直動機構とする
こともできる。

【００１７】一方、本発明のビーム装置においては、前
記駆動機構による前記コリメートレンズの駆動位置を検
出するための位置検出手段を有し、当該位置検出手段の
検出結果に基づき、前記駆動機構による前記コリメート
レンズの往復運動を制御することが望ましい。同様に、
前記位置検出手段の検出結果に基づき、前記発光源の発
光を制御することが望ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用したビーム走査装置を説明する。

【００１９】（第１の実施例）図１（Ａ）〜（Ｃ）は、
車間測定装置等に用いるのに適した光ビーム走査装置の
主要部分の平面図、正面図および側面図である。これら
の図に示すように、本例の光ビーム走査装置１は、矩形
の支持板２と、この上に配置した回路基板３とを有して
いる。回路基板３の上には、キャンタイプのレーザーユ
ニット４と、このレーザーユニット４からの出射される
レーザー光を平行光束化してレーザービームとして射出
するコリメートレンズ５と、このコリメートレンズ５を
揺動させるための揺動機構６とが配置されている。ま
た、コリメートレンズ５の揺動運動における運動方向の
反転時点において作用するストッパー機構を構成してい
る板ばね１０が備わっている。

【００２０】図２（Ａ）は、回路基板３を省略した状態
での光ビーム走査装置の主要部分を示す分解斜視図、図
２（Ｂ）は板ばね１０の作用を説明するための説明図で
ある。また、図３は、図１（Ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線で
切断した部分の断面図である。これらの図も参照して、
光ビーム走査装置１の各部分の構成を説明する。

【００２１】まず、レーザーユニット４は門型の支持枠
７の水平部分７ａの中央位置に、前方に向く状態で取り
付けられており、その主光軸４ａは水平となるように設
定されている。支持枠７の両脚７ｂ、７ｃの下端は後方
に直角に折れ曲がっており、この折れ曲がり部分がビス
等の締結金具によって、回路基板３を介して、その下側
の支持板２の側に固定されている。レーザーユニット４
の前方にはコリメートレンズ５が位置しており、このレ
ンズ５の光軸５ａはレーザーユニット４の主光軸４ａと
同一の水平面上に位置するように設定されている。

【００２２】次に、コリメートレンズ５を左右に揺動さ
せる揺動機構６について説明する。この揺動機構６は、
コリメートレンズ５を支持しているレンズ支持枠８と、
このレンズ支持枠８を左右に一定の角度範囲内を揺動運
動させるための磁気駆動機構９とを有している。

【００２３】磁気駆動機構９はステータ９１とロータ９
２とを有している。ステータ９１は、回路基板３の上面
に取り付けたヨーク板９３と、このヨーク板９３の上面
において、当該ヨーク板９３に形成した貫通穴９３ａの
前後に配置した一対の駆動コイル９４、９５とを備えて
いる。ロータ９２は、円盤状のロータ本体９２ａと、こ
のロータ本体９２ａの裏面中心から垂直に突出している
回転軸９２ｂとを有しており、ロータ本体９２ａの裏面
には、Ｎ、Ｓの磁極が９０度間隔で２組形成されてい
る。

【００２４】支持板２には、ヨーク板の貫通穴９３ａに
対峙する位置に、軸穴２ａが形成されている。この軸穴
２ａの上半部分は大径とされ、下半部分は小径とされて
おり、大径部分にはスラストベアリング９６が嵌め込ま
れ、このスラストベアリング９６により、ロータ９２は
回転自在の状態で支持板２の側に支持されている。

【００２５】ここで、ロータ回転軸９２ｂの中心軸線９
２ｃが、当該ロータに取り付けられたレンズ支持枠８に
よって支持されているコリメートレンズ５の揺動中心線
である。本例では、この揺動中心線９２ｃは、レーザー
ユニット４の発光点４ｂを通るように設定されている。
このように、レーザーユニット４の出射光の主光軸４ａ
とレンズ光軸５ａは同一の水平面上に位置しており、コ
リメートレンズの揺動中心点はレーザーユニットの発光
点４ｂに一致しているので、コリメートレンズ５は、レ
ーザーユニット４の発光点４ｂを中心として、水平面上
を左右に揺動可能となっている。

【００２６】磁気駆動機構６には、更に、ロータ９２の
回転位置（揺動位置）を検出するための位置検出手段が
備わっている。図２を参照して説明すると、本例の位置
検出手段は、ヨーク板９３の表面においてロータ本体９
２ａの裏面（着磁面）に対向配置したホール素子９７に
より構成されている。このホール素子９７を用いて、ロ
ータ９２が予め設定した原点位置に到ると、それを表す
パルス出力を得るようにしている。本例では、これに加
えて、ロータ９２の速度制御手段が備わっている。この
手段には、ロータ本体９２ａの外周面に形成したＦＧ着
磁面（周波数発生用着磁面）９２ｄと、ヨーク板９３の
上面において当該ＦＧ着磁面９２ｄに対向配置したＭＲ
素子９８が含まれている。

【００２７】ここで、円盤状のロータ９２の表面には板
ばね１０が取り付けられている。この板ばね１０は、揺
動中心線９２ｃよりも前方側の位置において、レンズ光
軸５ａと直交する状態で取り付けられている。この板ば
ね１０の両端部分は、前方に向けて僅かに折り曲げられ
て、左右のストッパー片１０１、１０２が形成されてい
る。これらのストッパー片１０１、１０２は、ロータ９
２の外周縁から外方に突出しており、当該ロータ９２が
回転すると、門型の支持枠７の両脚７ｂ、７ｃに当たる
ように設定されている。

【００２８】次に、図４（Ａ）は本例の光ビーム走査装
置１の駆動制御系の概略ブロック図であり、図４（Ｂ）
はその概略動作のタイミングチャートである。これらの
図を参照して説明すると、ホール素子９７の検出信号Ｐ
Ｇに基づき位置検出部１１では磁気駆動機構６のロータ
９２が原点位置に至ったか否かが検出される。検出結果
は比較・制御部１２に供給され、ここにおいては、ロー
タ９２が原点位置に戻ったことが検出されると、モータ
駆動部１３を介して、一対の駆動コイル９４、９５に対
する通電方向を逆向きに切り換えて、ロータ９２を逆転
から正転に切り換える。

【００２９】比較・制御部１２では、基準信号発生部１
４から供給される基準クロック信号に基づき、原点復帰
時点からの時間を計数しており、予め定められている時
間Ｔが経過した時点で、モータ駆動部１３を介して、一
対の駆動コイル９４、９５に対する通電方向を反転させ
る。これにより、ロータ９２は正転から逆転に切り換わ
る。以後、同様にして、ロータ９２の正逆転が周期的に
切り代わる。この結果、当該ロータ９２によって支持さ
れているレンズ５は、例えば、レーザーユニット４の主
光軸４ａを中心として左右に一定の角度範囲で揺動運動
を行う。

【００３０】なお、比較・制御部１２では、更に、ＭＲ
素子９８の検出信号（ＦＧ）に基づき、ロータ９２の速
度制御も同時に行っている。

【００３１】一方、レーザユニット４に内蔵されている
レーザーダイオード４Ａの駆動はＬＤ駆動部１５によっ
て行われ、このＬＤ駆動部１５は、照射同期制御部１６
の制御の下に、レーザーダイオード４Ａを一定のタイミ
ングに間欠的に発光させる。この発光タイミング、換言
すると、測定対象物に対するレーザービームの照射タイ
ミングは、コリメートレンズ５の走査角度と同期が取ら
れる。すなわち、照射同期制御部１６には、基準信号発
生部１４からの基準クロック信号と、位置検出部１１か
らのレンズの原点位置（絶対位置）を示す信号（ＰＧ）
と、比較・制御部１３からの制御信号が供給されてい
る。照射同期制御部１６では、これらの信号に基づき、
照射タイミングを決定している。

【００３２】このように駆動制御される光ビーム走査装
置１においては、そのロータ９２によって一定の角度範
囲を揺動するコリメートレンズ５が揺動運動の反転位置
に到ると、板ばね１０の両端のストッパー片１０ａ、１
０ｂがそれぞれ支持枠７の両脚７ｂ、７ｃに当たり、コ
リメートレンズ５を反対方向に回転させるようとするば
ね力がロータ９２の側に作用する。

【００３３】すなわち、図２（Ｂ）を参照して説明する
と、コリメートレンズ５を支持しているロータ９２が正
転方向ＣＷに向けて所定の角度回転すると、板ばね１０
の一方のストッパー片１０ａが支持枠７の脚７ｂに当た
る。ストッパー片１０ａは板ばねであるので、当該部分
の弾性変形により、衝突の衝撃力が緩和される。また、
当該部分の弾性変形により発生したばね力が、ロータ９
２に対して、それを反転方向ＣＣＷに回転させる回転力
として作用する。同様に、ロータ９２が逆転方向ＣＣＷ
から正転方向に切り換わる際にも、他方のストッパー片
１０ｂが支持枠７の他方の脚７ｃに当たり、ばね力がロ
ータ反転力の一部を負担する。

【００３４】ロータ反転時には、磁気駆動機構６により
一時的に大きな磁力を発生させる必要があるが、本例で
はその一部の力をストッパー片１０ａのばね力に負担さ
せている。従って、本例によれば、ロータ反転時に駆動
コイル９５に供給すべき駆動電力を低減できる。この結
果、駆動コイル９５の発熱を抑制できる。

【００３５】ここで、図５には上記構成の光ビーム走査
装置１において、両端にストッパー片１０ｂ、１０ｃを
備えた板ばね１０が備わっていない場合における駆動コ
イル９５に供給すべき駆動信号の信号波形９５Ｓの測定
例を示してある。図６には、板ばね１０を備えた本例の
光ビーム走査装置１において、図５の場合と同様な駆動
特性を得るために必要とされる駆動コイル９５に供給す
べき駆動信号の信号波形９５Ｓ１の測定例を示してあ
る。

【００３６】これらの測定結果から分かるように、本例
によれば、ロータ反転時の駆動信号の信号波形の山が小
さくなっていることが分かる。すなわち、本例によれ
ば、ロータ反転時に供給すべきコイル駆動電流あるいは
電圧を、ストッパー片１０ａ、１０ｂの無い場合に比べ
て、大幅に低減できることが分かる。

【００３７】（ストッパー機構の別の例）次に、図８に
はストッパー機構の別の例を示してある。本例のストッ
パー機構は、支持枠７の両脚７ｂ、７ｃにそれぞれ磁石
２０１、２０２を取り付け、ロータ９２の側にも、それ
ぞれ、磁石２０３、２０４を取り付けた構成となってい
る。磁石２０１と磁石２０３は、ロータ９２が正転方向
に所定角度回転すると、僅かの隙間をおいて対峙するよ
うに双方の取り付け位置が設定されている。同様に、他
方の磁石２０２と磁石２０４も、ロータ９２が逆転方向
に同一角度回転すると、僅かの隙間をおいて対峙するよ
うに双方の取り付け位置が設定されている。また、相互
に対峙可能な磁石２０１と２０３は、同一磁極が対峙す
るように配置されており、他方の対峙可能な磁石２０
２、２０４も同一時脚が対峙するように配置されてい
る。

【００３８】この構成のストッパー機構においても、ロ
ータ９２が一方の側に所定の角度回転すると、磁石２０
１と２０３あるいは、磁石２０２と２０４が相互に対峙
して、磁気反発力が発生する。この磁気反発力によっ
て、ロータ反転時に駆動コイル９５に供給すべき駆動電
力を低減でき、従って、そこからの発熱を低減できる。

【００３９】ここで、図７には、図５、図６の場合と同
様な駆動特性を得るために、駆動コイル９５に供給すべ
き駆動信号の信号波形９５Ｓ２の測定例を示してある。
この図に示すように、磁力によるストッパー機構を採用
した場合においても、ロータ反転時の駆動電流あるいは
駆動電圧を低減できることが分かる。なお、ロータ反転
時に必要となる駆動信号の大きさを、ロータの各反転時
点で等しくなるようにするためには、例えば、両側の磁
気反発力の大きさを調整すればよい。

【００４０】なお、磁石２０１〜２０４では一組の磁極
を形成してあるが、多数組の磁極を形成した磁石を用い
ることもできる。

【００４１】以上説明したように、本例の光ビーム走査
装置１では、レーザーユニット４の前方に配置されたコ
リメートレンズ５を直接に左右に揺動運動させることに
より、当該コリメートレンズ５から射出されるレーザー
ビームを左右に一定の角度範囲にわたって振り、これに
より測定対象領域を走査するようにしている。

【００４２】なお、本例の光ビーム走査装置１は、上記
のようにストッパー機能を備えていることによる利点に
加えて次のような効果も得られる。すなわち、従来のよ
うな反射板、ポリゴンミラーを用いてレーザービームを
走査する機構に比べて、このような反射板やポリゴンミ
ラーが不要となるので、格段に、装置を小型でコンパク
トに構成することができる。また、ロータ９２、レンズ
支持枠８、コリメートレンズ５等の揺動部材の中心にレ
ーザーユニット４が配置されているので、レーザーユニ
ットが揺動部材の揺動軌跡の外側に配置されている従来
の機構に比べて、各部品を小スペース内に配置すること
ができ、これによっても装置の小型・コンパクト化を達
成できる。さらに、レーザーユニット４の発光タイミン
グ（照射タイミング）と、コリメートレンズ５の走査角
度（回転角度位置）との間の同期は、コリメートレンズ
５の回転角度の絶対位置に基づき発光タイミングをフィ
ードバック制御することにより実現している。従って、
従来のように、発光タイミングに正確に同期させるため
に、高い分解能の位置精度を備えたリニアリティーの高
い駆動機構を用いる必要はなくなり、また、従来のよう
に発光タイミングと走査角度の間に同期ずれが発生する
おそれもない。

【００４３】（第１の実施例の変形例）上記の実施例で
は、レーザーユニット４を１個備えた構成となっている
が、２個以上のレーザーユニットを備えた構成とするこ
ともできる。この場合には、例えば、上下方向に多段に
レーザーユニットを配列し、各レーザーユニットの前方
位置にそれぞれ対応させて多数のコリメートレンズを配
置すればよい。

【００４４】また、上記の実施例の磁気駆動機構６は、
ロータの回転中心線の方向に駆動コイルと磁石が対峙し
た、所謂、面対向型の機構である。この代わりに、ロー
タの回転中心に対して半径方向に駆動コイルと磁石が対
峙した、所謂、周対向型の磁気駆動機構を採用すること
もできる。

【００４５】（コリメートレンズを往復運動させるため
の別の駆動機構）上記の実施例では、コリメートレンズ
５を、定点の回りに所定の角度範囲に亘り、左右に揺動
運動させる揺動機構を備えている。コリメートレンズ５
を揺動運動させる代わりに、直線往復運動させることに
より、レーザービーム等を所定の範囲に亘り走査するよ
うにすることもできる。例えば、ボイスコイルモータを
利用してコリメートレンズを直線往復運動させることが
できる。

【００４６】図９には、ボイスコイルモータを用いてコ
リメートレンズを直線往復運動させる直動機構の例を示
してある。この直動機構３００では、ボイスコイルモー
タ３０１の直線往復運動を行うボイスコイル３０２の移
動範囲を規制している両端の支持板３０３、３０４に
は、磁気反発力を発生するストッパー機構を取り付ける
ことができる。このストッパー機構は、一方の支持板３
０３に取り付けた磁石３１０と、これに対峙するボイス
コイル３０２のボビン端面に取り付けた磁石３１１と、
他方の支持板３０４に取り付けた磁石３１２と、当該磁
石３１２に対峙するボイスコイル３０２のボビン端面に
取り付けた磁石３１３とを備えている。

【００４７】この場合においても、図８において説明し
たストッパー機構と同様に、対峙する磁石間に磁気反発
力が生ずるように、同一磁極が対峙するように各磁石に
磁極が形成されている。

【００４８】このように構成した直動機構においても、
その直線運動の反転時には、磁気反発力により、反対方
向への駆動力が作用する。従って、その分、運動方向反
転時においてボイスコイルに対する供給電力を低減で
き、よって、ボイスコイルと駆動回路の発熱を抑制でき
る。

【００４９】なお、ストッパー機構としては、磁石の代
わりにばね部材を用いることもできる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のビーム走
査装置では、固定した位置に配置した発光源の前方にコ
リメートレンズを配置し、このコリメートレンズを直接
に一定の移動経路に沿って往復運動させるようにしてい
る。また、コリメートレンズの運動を抑制するためのス
トッパー機構を備えており、往復運動の運動方向の反転
時には、コリメートレンズの駆動機構による反対方向へ
の駆動負荷を軽減するような付勢力をコリメートレンズ
に側に付与するようにしている。

【００５１】従って、本発明によれば、レンズの運動方
向の反転時における駆動機構に供給すべき駆動電力を低
減でき、その分、当該駆動機構の発熱を抑制できるとい
う効果が得られる。

【００５２】また、ストッパー機構としてばね力、磁気
反発力を利用する場合には、運動方向の反転時の衝撃を
緩和でき、反転動作を円滑に行うことができる。特に、
非接触型の磁気反発力を利用する場合には、運動方向の
反転時に機械的な接触が無いので、反転動作を一層円滑
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明を適用した光ビ
ーム走査装置の主要部分の平面図、正面図および側面図
である。

【図２】（Ａ）は図１の光走査装置における回路基板省
略した状態での主要部分を示す分解斜視図、（Ｂ）はそ
のストッパー機構の動作を示すための説明図である。

【図３】図１（Ｂ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分
の断面図である。

【図４】（Ａ）は図１の光ビーム走査装置の駆動制御系
の概略ブロック図であり、（Ｂ）はその概略動作のタイ
ミングチャートである。

【図５】図１の光ビーム走査装置において、ストッパー
機構を省略した場合における駆動コイルの駆動信号の信
号波形を、原点信号およびロータ回転方向と共に示す信
号波形図である。

【図６】図１の光ビーム走査装置における駆動コイルの
駆動信号の信号波形を、原点信号およびロータ回転方向
と共に示す信号波形図である。

【図７】図１の光ビーム走査装置において磁気反発力を
発生するストッパー機構を備えた場合における駆動コイ
ルの駆動信号の信号波形を、原点信号およびロータ回転
方向と共に示す信号波形図である。

【図８】磁気反発力を発生するストッパー機構を示す説
明図である。

【図９】直動機構の主要部分を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１光ビーム走査装置２支持板３回路基板４、１０４レーザーユニット４ａ、１０４ａレーザー光の光軸４ｂ、１０４ｂ発光点５、１０５コリメートレンズ５ａ、１０５ａレンズ光軸６揺動機構（レンズ駆動機構）８レンズ支持枠９磁気駆動機構９１、１１１ステータ９２、１１２ロータ９２ｂ回転中心軸９２ｃ揺動中心線９７ホール素子９８ＭＲ素子１０板ばね（ストッパー機構）１０ａ、１０ｂストッパー片２０１、２０２、２０３、２０４ストッパー機構を構
成する磁石３００直動機構（レンズ駆動機構）３１１、３１２、３１３、３１４ストッパー機構を構
成する磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザービーム等の光ビームを用いて対
象領域を所定の方向に走査するためのビーム走査装置に
おいて、発光源と、この発光源からの出射光を光ビームとして出
射するコリメートレンズと、前記発光源からの出射光の
主光軸と前記コリメートレンズの光軸とが同一平面上に
位置する状態で、当該コリメートレンズを一定の移動経
路に沿って往復運動させる駆動機構と、前記コリメート
レンズの運動を抑制するストッパー機構とを有し、前記ストッパー機構は、前記コリメートレンズの往復運
動の往動から復動への運動方向反転時点および復動から
往動への運動方向反転時点のうちの少なくともいずれか
の時点において、前記駆動機構による運動方向を反転さ
せるための負荷を軽減する方向に前記コリメートレンズ
を付勢することを特徴とするビーム走査装置。
【請求項２】請求項１において、前記駆動機構は、前記コリメートレンズを支持している
往復運動部材と、この往復運動部材を往復運動可能な状
態で支持している支持部材と、これら往復運動部材およ
び支持部材の間に磁気駆動力を発生させるマグネットお
よび駆動コイルを備えた磁気駆動機構とを備えており、前記ストッパー機構は、前記往復運動部材と前記支持部
材との干渉により、前記コリメートレンズの運動を抑制
する付勢力を発生するものであることを特徴とするビー
ム走査装置。
【請求項３】請求項２において、前記ストッパー機構は、ばね部材を有し、当該ばね部材
の弾性変形によって前記付勢力を発生させることを特徴
とするビーム走査装置。
【請求項４】請求項２において、前記ストッパー機構は、同極同士が対峙する一対の磁石
を有し、これらの磁石の間の磁気反発力によって前記付
勢力を発生させることを特徴とするビーム走査装置。
【請求項５】請求項１ないし４のうちのいずれかの項
において、前記駆動機構は、前記コリメートレンズを一定の範囲で
揺動運動させる揺動機構であり、前記揺動機構による前記コリメートレンズの揺動中心点
は、前記コリメートレンズよりも前記発光源の側におけ
る当該コリメートレンズの光軸延長上に位置しているこ
とを特徴とするビーム走査装置。
【請求項６】請求項１ないし４のうちのいずれかの項
において、前記駆動機構は、前記コリメートレンズを一定の範囲で
直線往復運動させる直動機構であることを特徴とするビ
ーム走査装置。
【請求項７】請求項５または６において、前記駆動機構による前記コリメートレンズの駆動位置を
検出するための位置検出手段を有しており、当該位置検
出手段の検出結果に基づき、前記駆動機構による前記コ
リメートレンズの往復運動が制御されることを特徴とす
るビーム走査装置。
【請求項８】請求項７において、前記位置検出手段の検出結果に基づき、前記発光源の発
光が制御されることを特徴とするビーム走査装置。