JP5702230B2 - 光走査装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態による光走査装置の概略構成を示す斜視図であり、図2は、本実施形態の光走査装置の概略構成を示すブロック図である。この光走査装置1は、入射されたレーザ光を反射走査して二次元走査するものである。以下の説明では、光走査装置1を、レーザ光を対象領域内で二次元走査して対象領域内に存在する物体までの距離を計測する光測距装置の光走査手段として用いる場合で説明する。
θ1=2θ=4φmax ・・・(1)
θ2=2θ’ ・・・(2)
ここで、図4から分かるように、角度θ’は、角度θよりも大きくなる。これにより、第2光反射面4aで反射され、対象領域内に出射される光の水平方向の走査画角θ2(=2θ’)を、第1揺動軸2b回りの最大機械角φmaxによって定まる走査画角、すなわち、走査角θ1(=2θ)よりも大きくすることができる。
L1×tan(θ1/2)=L2×tan(θ2/2)・・・(3)
但し、L1は、図4に示すように、第1走査手段2の機械角φが最大(φmax)のときに第1走査手段2から楕円ミラー4に向かう光の光路長の長軸A1方向の成分の長さであり、L2は、第1走査手段2の機械角φが最大(φmax)のときに楕円ミラー4から第2走査手段3に向かう光の光路長の長軸A1方向の成分の長さである。例えば、第1走査手段2の走査角θ1が30°の場合であって、このときの、L1とL2の比がL1:L2=2:1になるように反射面2aの湾曲形状が設計された楕円ミラー4を用いた場合は、走査画角θ2は、上記(3)式より、約56.3°となり、第1揺動軸2b回りの最大機械角φmaxによって定まる走査画角(すなわち、θ1=30°)の約1.8倍に拡大される。
x2/a2+y2/b2=1・・・(4)
W/(2sinθ1)+W/(2sinθ2)=2a・・・(5)
但し、xは、長軸A1と短軸A2の交点を原点とする2次元座標における長軸A1側の座標であり、yは、長軸A1と短軸A2の交点を原点とする2次元座標における短軸A2側の座標であり、aは、楕円の長径であり、bは、楕円の短径である。また、Wは、楕円ミラー4の有効幅であり、第1走査手段2の第1揺動軸2b回りの機械角φが最大(φmax)のときに、第1走査手段2から楕円ミラー4への光が入射する点のy座標の2倍(すなわち、y=W/2)である。
図7は、本発明に係る光走査装置の第2実施形態の概略構成を示す斜視図である。なお、図1の第1実施形態と同様の要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。また、本実施形態における光走査装置1の動作は、第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。
2・・・・第1走査手段
2a・・・第1光反射面
2b・・・第1揺動軸
2c・・・第1可動板
2d・・・第1光反射面上の反射点(中心点)
2c’・・第1分割可動板
3・・・・第2走査手段
3a・・・第2光反射面
3b・・・第2揺動軸
3c・・・第2可動板
3c’・・第2分割可動板
3d・・・第2光反射面上の反射点(中心点)
4・・・・楕円ミラー
4a・・・反射面
5・・・・駆動手段
L1・・・楕円の長軸
F1・・・一方の焦点
F2・・・他方の焦点
Claims (3)
- 第1光反射面を有し第1揺動軸回りに揺動可能に形成された第1可動板を備え、前記第1可動板が揺動することによって、光源から前記第1光反射面に入射される光を反射走査する第1走査手段と、
前記第1走査手段の光走査方向については楕円の長軸側の円弧形状に湾曲し、前記第1走査手段の光走査方向と直交する方向については前記円弧形状を延設した形状の反射面を有し、前記第1走査手段から入射される光を反射する楕円ミラーと、
第2光反射面を有し第2揺動軸回りに揺動可能に形成された第2可動板を備え、前記第2可動板が揺動することによって、前記楕円ミラーからの光を前記第1走査手段の光走査方向と直交する方向に反射走査する第2走査手段と、
前記第1及び第2可動板を各揺動軸回りに揺動させる駆動信号を前記第1及び第2走査手段にそれぞれ供給する駆動手段と、
を備え、
前記楕円を含む基準平面の垂直方向から見て前記第1光反射面上の反射点を前記基準平面に投影した点が前記楕円の一方の焦点と一致するように前記第1走査手段を配置し、前記基準平面の垂直方向から見て前記第2光反射面上の反射点を前記基準平面に投影した点が前記一方の焦点と前記楕円ミラー間に位置する他方の焦点と一致し、かつ、前記基準平面に対して前記第1走査手段と反対側に位置するように前記第2走査手段を配置して構成することを特徴とする光走査装置。 - 前記第1走査手段と前記第2走査手段は、1個のチップ上に一体形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
- 前記第1走査手段は、前記第1揺動軸と直交する方向で前記第1可動板を均等に分割して形成した複数の第1分割可動板を備え、各第1分割可動板は、それぞれの前記第1揺動軸を有して形成され、前記第2走査手段は、前記第2揺動軸と直交する方向で前記第2可動板を均等に分割して形成した複数の第2分割可動板を備え、各第2分割可動板は、それぞれの前記第2揺動軸を有して形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光走査装置。
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