JP2020034663A - ポリゴンミラー - Google Patents

Abstract

【課題】塵や埃の付着等による影響を少なくし、しかも簡単な構造として製造を容易にすることが可能なポリゴンミラーを提供すること。【解決手段】光源から出射される光束を対象物上に走査して対象物を検出するポリゴンミラーにおいて、回転軸に接続される光学筒部と、前記光学筒部の外周に形成される出射面と、前記光学筒部に形成され、前記回転軸の先端が挿入される空洞部と、前記光学筒部に形成され、前記空洞部側に向けて前記光源からの光が入射する透明な入射面と、前記空洞部の底面に形成され、前記回転軸の中心軸方向に対して略４５度の角度をもって配置され、前記入射面から前記光学筒部内に入射する光に対して全反射面を構成する斜面部と、を有し、前記入射面から入射した光を前記斜面部で全反射させて、前記出射面から対象物上に光を走査させてなることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明はポリゴンミラーに関する。

従来から回転軸に対して平行または傾斜して設けられた回転多面鏡を光ビームの走査に用いるポリゴンミラーが知られている（例えば、特許文献１）。

また、特許文献２には、ポリゴンミラーの車両用レーザーレーダー等への応用例が開示されている。
特開２０００−２９２７３２号公報 特開２０１５−１２５００７号公報

上述した従来のポリゴンミラーでは、回転多面鏡として、回転体の外周面に鏡面加工等して形成された反射面を利用している。このため、ポリゴンミラーを製造する場合には、回転体の鏡面加工工程が必要となり、また、走査光の検出信号は、回転多面鏡への塵や埃の付着等による影響を受けやすいという問題を有している。

本発明はこのような従来の問題点を考慮してなされたものであり、ポリゴンミラー本体の内部に形成した全反射面を回転多面鏡として用いることで、外部に露出する鏡面を有さないため塵や埃の付着等による影響を少なくし、しかも簡単な構造として製造を容易にすることが可能なポリゴンミラーを提供することを目的とする。

請求項１の発明のポリゴンミラーは、光源から出射される光束を対象物上に走査して対象物を検出するポリゴンミラーにおいて、回転軸に接続される光学筒部と、前記光学筒部の外周に形成される出射面と、前記光学筒部に形成され、前記回転軸の先端が挿入される空洞部と、前記光学筒部に形成され、前記空洞部側に向けて前記光源からの光が入射する透明な入射面と、前記空洞部の底面に形成され、前記回転軸の中心軸方向に対して略４５度の角度をもって配置され、前記入射面から前記光学筒部内に入射する光に対して全反射面を構成する斜面部と、を有し、前記入射面から入射した光を前記斜面部で全反射させて、前記出射面から対象物上に光を走査させてなることを特徴とする。

請求項１の発明では、回転軸の先端部が挿入される空洞部の前記入射面側の底面を入射光に対して略４５度の角度をもって配置される斜面部とし、これを全反射面として用いる。このような請求項１の発明では、反射面が本体内部に設けられ露出していないため、反射面に対して塵や埃の付着等による影響がなくなり、検出信号強度を長期にわたり一定とすることができ、また、メンテナンスが容易となる。

請求項２の発明は、前記出射面が前記回転軸の中心軸方向に対して傾いて配置されることを特徴とする。

請求項２の発明では、出射方向を回転軸の軸方向に対して直交方向ではなく、所定の角度でずらすことで、走査箇所をポリゴンミラーの設置する高さ等の位置に限定されることなく、範囲を広く取ることができる。

請求項３の発明は、前記斜面部が、複数の領域に区画され、それぞれの領域の斜面部に対応して複数の前記出射面を備えてなることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、前記出射面が前記回転軸の中心軸方向に対してそれぞれが異なる角度の傾きで複数配置されることを特徴とする。

請求項３及び請求項４の発明では、光源位置を殆ど変えることなく、出射方向を回転軸の軸方向に対して直交方向だけではなく、所定の角度でずらすことで、走査箇所の範囲を広く取ることができる。

本発明のポリゴンミラーによれば、反射面が本体内部に設けられるため、反射面に対して塵や埃の付着等による影響がなくなり、外周面に鏡面を持たないためにメンテナンスが容易となる。また、アルミニウム、銀、金等の金属薄膜を蒸着やスパッタリング等による鏡面加工が不要であり、回転軸のポリゴンミラーへの取付けが容易であることから、走査範囲の広いポリゴンミラーを安価で且つ簡単に製造することができる。

以下、本発明を図示する実施の形態に具体的に説明する。

図１〜図１０は、本発明の実施の形態におけるポリゴンミラーであり、図１は平面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図、図４は図１におけるＣ−Ｃ線断面図、図５〜図７は側面図、図８は底面図、図９は外観を示す上方斜視図、図１０は外観を示す下方斜視図である。

本発明のポリゴンミラー１は、図1乃至図１０に図示の通り、光学面を形成する光学筒部１０１及び、図示しないモータ等の回転軸の先端が挿入される空洞部１０３を備えた取付筒部１０２を有している。

前記光学筒部１０１と取付筒部１０２とは、別部材で形成しても構わないが、本発明の実施の形態では、射出成形等により一体的に成型され、少なくとも前記光学筒部１０１部分が光透過性を有する透明樹脂材料により形成される。

前記光学筒部１０１の上面には、図示しない光源からの光が入射する入射面３が形成され、前記光学筒部１０１の外側面には、前記光源からの光を走査光として出射する複数の出射面２ａ・２ｂ・２ｃが形成されている。

前記入射面３に対向する前記空洞部１０３の底面には、前記入射面３に垂直方向から入射する入射光に対して略４５度の角度をもって配置され、入射光を出射面２ａ・２ｂ・２ｃに向けて全反射させる複数の斜面部４ａ・４ｂ・４ｃが、それぞれ複数の前記出射面２ａ・２ｂ・２ｃに対向して配置されている。

図８に示すように、前記光源からの光が入射する入射面３は、それぞれ前記斜面部４ａ・４ｂ・４ｃに対応して複数の入射ポイント３ａ・３ｂ・３ｃに区分される。

前記出射面２ａ・２ｂ・２ｃは、それぞれ、走査光の出射角度に応じて、回転軸の軸方向に対して傾斜配置される面（２ａ、２ｃ）及び平行配置される面（２ｂ）を備えている。

本発明のポリゴンミラー１は、モータ等の回転手段の回転軸（図示せず）に接続され、この回転手段によって、ポリゴンミラー１を回転させることで、光源から出射された光束を、前記出射面２ａ・２ｂ・２ｃから対象物上に走査させて対象物を検出する。

本発明の実施の形態におけるポリゴンミラーの平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の実施の形態におけるポリゴンミラーの側面図である。 本発明の実施の形態におけるポリゴンミラーの側面図である。 本発明の実施の形態におけるポリゴンミラーの側面図である。 本発明の実施の形態におけるポリゴンミラーの底面図である。 本発明の実施の形態におけるポリゴンミラー装置の外観を示す上面斜視図である。 本発明の実施の形態におけるポリゴンミラー装置の外観を示す下方斜視図である。

１ ポリゴンミラー
１０１ 光学筒部
１０２ 取付筒部
１０３ 空洞部
３ 入射面
２ａ 出射面
２ｂ 出射面
２ｃ 出射面
３ａ 入射ポイント
３ｂ 入射ポイント
３ｃ 入射ポイント
４ａ 斜面部
４ｂ 斜面部
４ｃ 斜面部

Claims (4)

1. 光源から出射される光束を対象物上に走査して対象物を検出するポリゴンミラーにおいて、
   回転軸に接続される光学筒部と、
   前記光学筒部の外周に形成される出射面と、
   前記光学筒部に形成され、前記回転軸の先端が挿入される空洞部と、
   前記光学筒部に形成され、前記空洞部側に向けて前記光源からの光が入射する透明な入射面と、
   前記空洞部の底面に形成され、前記回転軸の中心軸方向に対して略４５度の角度をもって配置され、前記入射面から前記光学筒部内に入射する光に対して全反射面を構成する斜面部と、を有し、
   前記入射面から入射した光を前記斜面部で全反射させて、前記出射面から対象物上に光を走査させてなることを特徴とするポリゴンミラー。
2. 前記出射面が、前記回転軸の中心軸方向に対して傾いて配置される請求項１に記載のポリゴンミラー。
3. 前記斜面部が、複数の領域に区画され、それぞれの領域の斜面部に対応して複数の前記出射面を備えてなる請求項１に記載のポリゴンミラー。
4. 前記出射面が前記回転軸の中心軸方向に対してそれぞれが異なる角度の傾きで配置される請求項３に記載のポリゴンミラー。
   

Images