JP2014109686A - 偏向装置、光走査装置及び走査式測距装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】走査式測距装置10は、投受光部20と投受光部20から出射された測定光を光学窓12から外部に偏向反射する偏向装置とで構成され、偏向装置は、第1軸心P1周りに揺動可能な可動部3と可動部3を揺動駆動する駆動部を備えた第1偏向機構30と、第1偏向機構30を第1軸心P1と直交する第2軸心P2周りに回転駆動する第2偏向機構40と、第2偏向機構40の回転に伴って第2軸心P2周りに回転するように配置された第2コイル54と、第2コイル54と共通の軸心上で対向配置された第1コイル52とを備えた非接触給電部50とを備えた偏向装置とを備えている。
【選択図】図3
Description
図1及び図2に示すように、第1偏向機構30は、固定部2となる枠体と、可動部3となる平坦な板状体と、固定部2に対して可動部3を第1軸心P1周りに揺動可能に支持する一対の梁部4,4と、梁部4,4を挟んで可動部3の両側に配置された永久磁石5,6と、上部カバー体8等を備えている。
αA=A sin 2πf1t
αA=A sin 2πf2t
これから、
t11={1/(2πf1)}×sin−1(α)
t12={1/(2πf1)}×{π−sin−1(α)}
t13={1/(2πf1)}×{2π−sin−1(α)}
と求まる。但し、0≦sin−1(α)≦π/2である。
よって、
T11=t12−t11={1/(2πf1)}×{π−2sin−1(α)}
T12=t13−t12={1/(2πf1)}×{π+2sin−1(α)}
T11/T12={π−2sin−1(α)}/{π+2sin−1(α)}
となり、同様に、
T21/T22={π−2sin−1(α)}/{π+2sin−1(α)}
となる。
つまり、振幅が同一であれば周波数が変わってもT1/T2(=T11/T12=T21/T22)は一定となり、逆にT1/T2が一定になるように周波数を調整すれば、振幅が一定に維持されるようになるのである。
An=A×sin(φn)
を満たす位相角で測距すればよい。周波数f1の場合、その時間t1nは、
t1n=(φn/2π)×T1
となり、この時間に測距すればよい。
t2n=(φn/2π)×T2
で求められる。
上述した実施形態では、非接触給電部50を介してコイルCへの印加信号と同一周波数の交流信号を給電信号として第1コイル52に印加し、第2コイル54に電磁誘導された給電信号をコイルCに印加する直接駆動タイプの構成を説明した。この場合、例えば周波数200〜400Hzの駆動信号が非接触給電部50を介して第1コイル52に印加される。このタイプは回路構成が簡単になるが周波数が低いため、コイル支持部51,53を含めた非接触給電部50が大型化する。
11:ケーシング
12:光学窓
20:投受光部
30:第1偏向機構
40:第2偏向機構
50:非接触給電部
70:信号処理部
P1:第1軸心
P2:第2軸心
Claims (11)
- 第1軸心周りに揺動可能な可動部と前記可動部を揺動駆動する駆動部を備えた第1偏向機構と、
前記第1偏向機構を前記第1軸心とは異なる第2軸心周りに回転駆動する第2偏向機構と、
前記駆動部と電気的に接続され、前記第2偏向機構の回転に伴って前記第2軸心周りに回転するように配置された第2コイルと、前記第2コイルと共通の軸心上で対向配置された第1コイルとを備え、電磁誘導方式により前記第1コイルから前記第2コイルに給電する非接触給電部と、
を備えている偏向装置。 - 前記第1偏向機構は、前記第2偏向機構に回転可能に支持された固定部と、前記可動部を前記固定部に支持する梁部とを備えて構成され、
前記梁部は、前記駆動部により捻り回転駆動または撓み揺動駆動され、前記第1軸心として機能する請求項1記載の偏向装置。 - 前記第2軸心上に配置された投受光部と、
前記可動部に設置され、前記投受光部から前記第2軸心に沿って出射された測定光を偏向反射し、偏向反射された測定光のうち物体で反射された反射光を前記投受光部に導く光偏向部と、
前記投受光部から出射され、前記光偏向部で偏向反射された測定光が照射される基準反射部材と、
前記投受光部で受光された前記基準反射部材からの反射光に基づいて、前記駆動部を制御する揺動制御部と、
を備え、
前記揺動制御部からの制御信号が前記非接触給電部を介して前記駆動部に伝達される請求項2記載の偏向装置。 - 前記基準反射部材は、前記第2軸心に沿って反射率が異なる領域を備え、
前記揺動制御部は、前記投受光部で受光された前記基準反射部材からの反射光に基づいて前記第1偏向機構による揺動振幅を検知する振幅検知部と、前記振幅検知部で検知された揺動振幅が所定の揺動振幅になるように前記駆動部を制御する振幅制御部と、を備えている請求項3記載の偏向装置。 - 前記駆動部は、前記可動部に形成された駆動用のコイルを含み、前記振幅制御部は、前記非接触給電部を介して前記コイルに印加する電流の周波数を制御する請求項4記載の偏向装置。
- 駆動部は、前記可動部に形成された駆動用のコイルと、前記コイルに印加する電流を生成する電源回路とを含み、
前記振幅制御部は、前記非接触給電部を介して前記コイルに印加する電流の周波数制御情報を高周波に重畳させて前記電源回路に伝送し、
前記電源回路は前記周波数制御情報に基づいて前記コイルに印加する電流の周波数を制御する請求項4記載の偏向装置。 - 前記可動部の揺動周期に同期して前記第2偏向機構の回転周期及び/または前記投受光部から出射された測定光による測定周期を調整する同期制御部を備えている請求項4から6の何れかに記載の偏向装置。
- 前記投受光部で受光された前記基準反射部材からの反射光に基づいて、前記投受光部から出射される測定光の強度または発光インタバルを調整する調光部を備えている請求項3から7の何れかに記載の偏向装置。
- 前記非接触給電部は、前記第1コイル及び第2コイルを各別に巻回して支持する一対の環状のコイル支持部を備え、各コイル支持部の中心部に形成された空間に前記第1偏向機構との間で信号を伝送する非接触信号伝送部が配置されている請求項1から8の何れかに記載の偏向装置。
- 請求項1から9の何れかに記載された偏向装置を備えている光走査装置。
- 請求項1から9の何れかに記載された偏向装置を備えている走査式測距装置。
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