JP6682730B2 - Optical scanning device - Google Patents

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JP6682730B2 JP2016037707A JP2016037707A JP6682730B2 JP 6682730 B2 JP6682730 B2 JP 6682730B2 JP 2016037707 A JP2016037707 A JP 2016037707A JP 2016037707 A JP2016037707 A JP 2016037707A JP 6682730 B2 JP6682730 B2 JP 6682730B2
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Description

本発明は、光走査装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device.

三次元距離測定を行うためにレーザ光を用いた光走査装置が従来より提案されており、例えば特許文献1及び特許文献2のような構成が開示されている。   An optical scanning device using a laser beam for performing three-dimensional distance measurement has been proposed in the past and, for example, configurations such as Patent Document 1 and Patent Document 2 are disclosed.

特許文献1に開示されている光走査装置は、水平回転軸及び鉛直回転軸の双方を中心に回転する平板反射鏡を設けている。
この平板反射鏡は、発光素子から放出された光を測定空間に正反射させ、その後測定空間の物体で反射されて戻ってくる反射光を再び正反射させて、受光素子に送る。
平板反射鏡は、水平回転軸を中心に回転するようにミラーマウントによって支持されている。ミラーマウントには、上下移動体の内壁面に形成されたガイドレール内に挿入される回転ガイド軸が設けられている。
また、平板反射鏡は、モータ(電動機)の回転力が加えられる回転部材によって鉛直回転軸を中心に回転するように設けられている。
このため、単一のモータの回転駆動によって、平板反射鏡は、水平回転軸を中心に搖動すると同時に鉛直回転軸を中心として回転する。
The optical scanning device disclosed in Patent Document 1 is provided with a flat reflecting mirror that rotates around both a horizontal rotation axis and a vertical rotation axis.
The flat reflecting mirror specularly reflects the light emitted from the light emitting element to the measurement space, and then specularly reflects the reflected light returning from the object in the measurement space and returning it to the light receiving element.
The flat reflector is supported by a mirror mount so as to rotate about a horizontal rotation axis. The mirror mount is provided with a rotation guide shaft that is inserted into a guide rail formed on the inner wall surface of the vertical moving body.
Further, the flat reflecting mirror is provided so as to rotate about a vertical rotation axis by a rotating member to which a rotational force of a motor (electric motor) is applied.
Therefore, due to the rotation of a single motor, the flat reflecting mirror swings around the horizontal axis of rotation and at the same time rotates around the vertical axis of rotation.

また、特許文献2に開示されている光走査装置は、単一のモータで平板反射鏡を鉛直回転軸及び水平回転軸を中心に回転させる機構を備えている。このモータの回転駆動力は、ギアボックスを回転させる平ギアに伝達され、ギアボックスは鉛直回転軸を中心に回転する。
鉛直回転軸の中心には回転しない中空のウォームギアが配置されている。
この中空のウォームギアに螺合するウォームホイールは、ギアボックス内に設けられており、ギアボックスの回転に伴ってウォームギアと螺合して回転する。
ウォームホイールの回転軸には平板反射鏡の水平回転軸に連結された平ギアが取り付けられている。ギアボックスと一体となって鉛直回転する水平回転軸を中心に平板反射鏡が回転する。
すなわち、単一のモータの回転駆動によって、平板反射鏡は、水平回転軸及び鉛直回転軸を中心として回転する。
In addition, the optical scanning device disclosed in Patent Document 2 includes a mechanism that rotates a flat reflecting mirror about a vertical rotation axis and a horizontal rotation axis with a single motor. The rotational driving force of this motor is transmitted to a spur gear that rotates the gearbox, and the gearbox rotates about a vertical rotation axis.
A hollow worm gear that does not rotate is arranged at the center of the vertical rotation shaft.
The worm wheel that is screwed into the hollow worm gear is provided inside the gear box, and rotates by screwing into the worm gear as the gear box rotates.
A spur gear connected to the horizontal rotating shaft of the flat reflecting mirror is attached to the rotating shaft of the worm wheel. The flat reflector rotates around a horizontal axis of rotation that rotates vertically together with the gearbox.
That is, the rotation of the single motor causes the flat reflecting mirror to rotate about the horizontal rotation axis and the vertical rotation axis.

特開2010−527024号公報JP, 2010-527024, A 特許第5620603号公報Japanese Patent No. 5620603

上述した特許文献1の光走査装置では、図27又は図29に示されるように、対象空間に対して走査線が斜めに形成され、斜めとなっている複数の走査線が交差して格子状の模様を描くように形成される。
また、特許文献2の光走査装置でも特許文献1と同様に、図5に示されるように、対象空間に対して走査線が斜めに形成され、斜めとなっている複数の走査線が交差してらせん状の模様を描くように形成される。
In the optical scanning device of Patent Document 1 described above, as shown in FIG. 27 or 29, scanning lines are formed obliquely with respect to the target space, and a plurality of oblique scanning lines intersect to form a grid pattern. It is formed so as to draw the pattern of.
Also, in the optical scanning device of Patent Document 2, as in Patent Document 1, as shown in FIG. 5, scanning lines are formed obliquely with respect to the target space, and a plurality of oblique scanning lines intersect. It is formed to draw a spiral pattern.

用途に応じて一部の光走査装置はレーザ計測ユニットを備えており、このレーザ計測ユニットは、測定対象に向かってレーザ光を発光し、測定対象で反射されたレーザ光を受光することでレーザ光の往復の時間を測定するなどして測定対象までの距離を算出している。このとき、レーザ計測ユニットでは、1つの点の距離測定を行うのに所定の時間(例えば25μsec)を必要とし、この間に測距方式に基づいた固有のレーザ光の照射を行う。
したがって、特許文献1や特許文献2に示されているような走査線は、距離測定のためのレーザ光を仮に連続して照射した場合の軌跡であり、この軌跡上に距離測定を行う点が存在するというだけで、このような密度で各点の距離測定を行い得るということではなく、現実には各測定点の間に実用上無視できない間隔が存在する。
Depending on the application, some optical scanning devices are equipped with a laser measurement unit that emits laser light toward the measurement target and receives the laser light reflected by the measurement target. The distance to the measurement target is calculated by measuring the round-trip time of light. At this time, the laser measurement unit requires a predetermined time (for example, 25 μsec) to measure the distance at one point, and during that time, the unique laser beam is emitted based on the distance measurement method.
Therefore, the scanning line as shown in Patent Document 1 or Patent Document 2 is a locus when laser light for distance measurement is tentatively continuously irradiated, and the point where distance measurement is performed on this locus is The existence of the distance does not mean that the distance measurement of each point can be performed with such a density, and in reality, there is a practically non-negligible interval between the measurement points.

上述した従来の光走査装置において、測定対象に対して走査線の密度を増加させる場合、平面反射鏡の水平回転軸を中心とした回転速度と、鉛直回転軸を中心とした回転速度との両者の回転速度調整を行うことで可能である。
しかし、両者の回転速度によっては、走査線が存在しない範囲が広くなってしまい、走査線の密度が場所によって低下してしまう場合が生じる。
In the above-described conventional optical scanning device, when increasing the density of the scanning lines with respect to the measurement target, both the rotation speed about the horizontal rotation axis of the plane reflecting mirror and the rotation speed about the vertical rotation axis It is possible by adjusting the rotation speed of.
However, depending on the rotation speed of both, the range where the scanning line does not exist becomes wide, and the density of the scanning line may decrease depending on the location.

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、走査線が存在しない範囲をなるべく狭くして、適切に走査線の密度を増加することができる光走査装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an optical scanning device capable of appropriately increasing the density of scanning lines by narrowing the range where scanning lines do not exist as much as possible. Especially.

本発明にかかる光走査装置によれば、鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第1の電動機と、鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第2の電動機と、前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、第1の電動機の回転数に対する第2の電動機の回転数比RR1を、ともに正の整数であるM、NによってM/Nと表した場合において、N/Mが偶数となることを満たすように、前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御することを特徴としている。
この構成を採用することによって、特に水平方向の仰角俯角が小さい領域において走査線が交差しないようにすることができるので、走査線が存在しない範囲をなるべく狭くし、全体の解像度を上げることができる。
According to the optical scanning device of the present invention, the optical scanning device can rotate about a vertical rotation axis having a vertical direction as an axis, and can rotate about a horizontal rotation axis having a horizontal direction as an axis, and can be parallel to the horizontal rotation axis. Is located at a position where the scanning light is incident on the reflecting surface along various directions, and the reflecting mirror irradiates the measuring object with the scanning light and receives the reflected light from the measuring object, and the reflecting mirror is rotated around the horizontal rotation axis. A first electric motor for rotating the reflecting mirror about a vertical rotation axis; and a control unit for controlling the number of rotations of the first electric motor and the second electric motor. In the case where the ratio RR1 of the number of revolutions of the second electric motor to the number of revolutions of the first electric motor is expressed as M / N by M and N which are both positive integers, N / M becomes an even number. So that the first electric motor and the second electric motor It is characterized by controlling the rotation number.
By adopting this configuration, it is possible to prevent the scanning lines from intersecting in an area where the elevation angle and depression angle in the horizontal direction are particularly small. Therefore, the range where the scanning lines do not exist can be made as narrow as possible and the overall resolution can be improved. .

本発明にかかる光走査装置によれば、鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第1の電動機と、鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第2の電動機と、前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御する制御部と、前記第1の電動機の回転数を計測する第1のエンコーダと、を具備し、前記制御部は、前記第1の電動機の回転数を計測する前記第1のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第2の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第2の電動機に入力することを特徴としている。   According to the optical scanning device of the present invention, the optical scanning device can rotate about a vertical rotation axis having a vertical direction as an axis, and can rotate about a horizontal rotation axis having a horizontal direction as an axis, and is parallel to the horizontal rotation axis. Is located at a position where the scanning light is incident on the reflecting surface along various directions, and the reflecting mirror irradiates the measuring object with the scanning light and receives the reflected light from the measuring object, and the reflecting mirror is rotated around the horizontal rotation axis. A first electric motor, a second electric motor that rotates a reflecting mirror about a vertical rotation axis, a control unit that controls the number of rotations of the first electric motor and the second electric motor, and the first electric motor A first encoder for measuring the number of revolutions of the first electric motor, wherein the control unit divides, multiplies or divides the encoder output signal of the first encoder for measuring the number of revolutions of the first electric motor. Or, for the rotation of the second electric motor without multiplication As dynamic pulse, or it is characterized in that input to the second electric motor as the speed control clock pulse.

本発明にかかる光走査装置によれば、鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第1の電動機と、鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第2の電動機と、前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御する制御部と、前記第2の電動機の回転数を計測する第2のエンコーダと、を具備し、前記制御部は、前記第2の電動機の回転数を計測する前記第2のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第1の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第1の電動機に入力することを特徴としている。   According to the optical scanning device of the present invention, the optical scanning device can rotate about a vertical rotation axis having a vertical direction as an axis, and can rotate about a horizontal rotation axis having a horizontal direction as an axis, and can be parallel to the horizontal rotation axis. Is located at a position where the scanning light is incident on the reflecting surface along various directions, and the reflecting mirror irradiates the measuring object with the scanning light and receives the reflected light from the measuring object, and the reflecting mirror is rotated around the horizontal rotation axis. A first electric motor, a second electric motor that rotates a reflecting mirror about a vertical rotation axis, a control unit that controls the rotational speeds of the first electric motor and the second electric motor, and the second electric motor. A second encoder that measures the number of revolutions of the second electric motor, wherein the control unit divides, multiplies, or divides the encoder output signal of the second encoder that measures the number of revolutions of the second electric motor. Or, for the rotation of the first electric motor without multiplication As dynamic pulse, or it is characterized in that input to the first motor as the speed control clock pulse.

本発明によれば、走査線が存在しない範囲をなるべく狭くし、適切に走査線の密度を増加することができる。   According to the present invention, it is possible to appropriately narrow the range where there are no scanning lines and appropriately increase the density of scanning lines.

光走査装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram showing a schematic structure of an optical scanning device. 光走査装置の外観構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an external configuration of an optical scanning device. 光走査装置の外観構成を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance structure of an optical scanning device. 回転数比の逆数が偶数の場合の走査線の正角円筒図法によるイメージ図である。It is an image figure by the conformal cylindrical projection of the scanning line when the reciprocal of the rotation speed ratio is an even number. 回転数比の逆数が奇数の場合の走査線の正角円筒図法によるイメージ図である。It is an image figure by the conformal cylindrical projection of the scanning line when the reciprocal of the rotation speed ratio is an odd number.

(全体構成)
図1に本実施形態の光走査装置の概略構成のブロック図を示す。
光走査装置30は、レーザ光を光走査装置30の周囲の測定対象に照射し、測定対象で反射した反射光によって測定対象までの距離を測定し、この測定した距離にレーザ光の照射方向情報を加えることで三次元座標系の座標値を算出し、この三次元座標値の算出を周囲の空間に対してレーザ光の照射方向を変えながら、複数回行って複数の座標値(点群データ)を取得し、この点群データによって周囲の空間の形状を測定するものである。光としては、主にレーザ光が用いられる。
なお、測定対象に到達するまでのレーザ光を往路光、測定対象で反射して戻るレーザ光を復路光と定義する。
(overall structure)
FIG. 1 shows a block diagram of a schematic configuration of the optical scanning device of the present embodiment.
The optical scanning device 30 irradiates the measuring object around the optical scanning device 30 with the laser light, measures the distance to the measuring object by the reflected light reflected by the measuring object, and the irradiation direction information of the laser light at the measured distance. The coordinate value of the three-dimensional coordinate system is calculated by adding, and the calculation of the three-dimensional coordinate value is performed a plurality of times while changing the irradiation direction of the laser light with respect to the surrounding space, and a plurality of coordinate values (point group data ) Is acquired, and the shape of the surrounding space is measured by this point cloud data. Laser light is mainly used as the light.
The laser light that reaches the measurement target is defined as the forward light, and the laser light reflected by the measurement target and returned is defined as the return light.

光走査装置30は、レーザ計測ユニット31を備えている。レーザ計測ユニット31は、レーザ発光装置51及びレーザ受光装置52を内部に有しており、レーザ発光装置51から発光されたレーザ光が往路光として測定対象に照射され、測定対象で反射して戻ってきた復路光をレーザ受光装置52が受光する。
レーザ計測ユニット31では、レーザ光を測定対象へ照射してから測定対象で反射して戻ってくるまでの時間を計測し、この時間に光速度を乗算することにより測定対象までの往復距離を算出できる。なお、実際に往復時間の計測をせず、レーザ光の位相差などを利用して距離を算出するなどの方法もある。
The optical scanning device 30 includes a laser measuring unit 31. The laser measurement unit 31 has a laser light emitting device 51 and a laser light receiving device 52 inside, and the laser light emitted from the laser light emitting device 51 is applied to the measurement target as outward light, reflected by the measurement target, and returned. The laser light receiving device 52 receives the returned light.
The laser measurement unit 31 measures the time from the irradiation of the laser light to the measurement target until the laser light is reflected by the measurement target and returns, and the multiplication of this time by the light speed calculates the round trip distance to the measurement target. it can. Note that there is also a method of calculating the distance by utilizing the phase difference of the laser light without actually measuring the round trip time.

レーザ計測ユニット31から往路光としてのレーザ光は水平方向に照射される。レーザ計測ユニット31から水平方向に照射されたレーザ光は、反射鏡34に照射される。
反射鏡34は、第1の電動機32の回転軸に取り付けられており、第1の電動機32の回転駆動によって水平回転軸Yを中心にして回転する。また、反射鏡34の水平回転軸Yは、反射鏡34の反射面の中心を通るように設けられている。
Laser light as outward light is emitted from the laser measurement unit 31 in the horizontal direction. The laser light emitted from the laser measurement unit 31 in the horizontal direction is applied to the reflecting mirror 34.
The reflecting mirror 34 is attached to the rotation shaft of the first electric motor 32, and is rotated about the horizontal rotation axis Y by the rotational driving of the first electric motor 32. The horizontal rotation axis Y of the reflecting mirror 34 is provided so as to pass through the center of the reflecting surface of the reflecting mirror 34.

反射鏡34と第1の電動機32との間には第1のエンコーダ37が設けられている。第1のエンコーダ37は、反射鏡34の水平回転軸Yを中心とした回転の回転数及び位相を検出し、後述する制御部36へ検出結果を送出する。   A first encoder 37 is provided between the reflecting mirror 34 and the first electric motor 32. The first encoder 37 detects the rotation speed and phase of the rotation of the reflecting mirror 34 about the horizontal rotation axis Y, and sends the detection result to the control unit 36 described later.

なお、反射鏡34は、円柱状のロッドの先端をロッドの軸線方向に対して垂直又は平行以外の角度である所定角度に傾斜させた反射面を有するロッドミラーを採用している。ロッドミラーとは、ガラス等で形成されたロッドの先端を所定角度に切断し、この切断面に金属等の反射膜を蒸着させるなどして形成することで反射面としたものである。
本実施形態では、所定角度として45°となるようにしているが、所定角度としては45°に限定するものではない。
The reflecting mirror 34 employs a rod mirror having a reflecting surface formed by inclining the tip of a cylindrical rod at a predetermined angle other than the direction perpendicular or parallel to the axial direction of the rod. The rod mirror is a reflecting surface formed by cutting a tip of a rod made of glass or the like at a predetermined angle and depositing a reflecting film of metal or the like on the cut surface.
In this embodiment, the predetermined angle is set to 45 °, but the predetermined angle is not limited to 45 °.

反射鏡34、第1のエンコーダ37及び第1の電動機32は、図2〜図3で示す基台40に設けられており、基台40は第2の電動機48によって鉛直回転軸Zを中心にして回転する。
第2の電動機48と基台40との間には、第2のエンコーダ38が設けられている。第2のエンコーダ38は、基台40の鉛直回転軸Zを中心とした回転の回転数及び位相を検出し、検出結果を後述する制御部36へ送出する。
なお、第2のエンコーダ38の取り付け位置は、図2におけるZ軸であり、第2の電動機48の出力軸から第1ギア49及び第2ギア50を介してZ軸へ駆動力が伝達される。
The reflecting mirror 34, the first encoder 37, and the first electric motor 32 are provided on the base 40 shown in FIGS. 2 to 3, and the base 40 is centered on the vertical rotation axis Z by the second electric motor 48. Rotate.
A second encoder 38 is provided between the second electric motor 48 and the base 40. The second encoder 38 detects the rotation speed and phase of the rotation of the base 40 about the vertical rotation axis Z, and sends the detection result to the control unit 36 described later.
The mounting position of the second encoder 38 is the Z axis in FIG. 2, and the driving force is transmitted from the output shaft of the second electric motor 48 to the Z axis via the first gear 49 and the second gear 50. .

制御部36は、レーザ計測ユニット31の動作を制御するとともに、第1の電動機32及び第2の電動機48の回転動作を制御する。
また、制御部36は、レーザ計測ユニット31で計測された測定対象までの距離と、第1のエンコーダ37によって検出された水平回転軸Yの回転数及び位相と、第2のエンコーダ38によって検出された鉛直回転軸Zの回転数及び位相をデータ処理装置55に送出する。
The control unit 36 controls the operation of the laser measurement unit 31 and also controls the rotating operation of the first electric motor 32 and the second electric motor 48.
In addition, the control unit 36 detects the distance to the measurement target measured by the laser measurement unit 31, the rotation speed and phase of the horizontal rotation axis Y detected by the first encoder 37, and the second encoder 38. The rotation speed and phase of the vertical rotation axis Z are sent to the data processing device 55.

データ処理装置55は、制御部36から受信した測定対象までの距離と、水平回転軸Y及び鉛直回転軸Zの回転数及び位相に基づいて、測定対象点の三次元座標データを算出する。この三次元座標データの集合が点群データであり、計測対象の形状を離散化して表現している。
なお、データ処理装置55としては通常のパーソナルコンピュータ等であってもよいし、データ処理用の専用機であってもよい。通常のパーソナルコンピュータの場合、測定対象の三次元座標データを算出するソフトウェアがこのパーソナルコンピュータに搭載されている。
The data processing device 55 calculates the three-dimensional coordinate data of the measurement target point based on the distance to the measurement target received from the control unit 36 and the number of rotations and the phase of the horizontal rotation axis Y and the vertical rotation axis Z. This set of three-dimensional coordinate data is point cloud data, which represents the shape of the measurement target in a discrete form.
The data processing device 55 may be an ordinary personal computer or the like, or may be a dedicated device for data processing. In the case of an ordinary personal computer, software for calculating the three-dimensional coordinate data of the measurement target is installed in this personal computer.

(具体的構成)
図2〜図3に、光走査装置の具体的構造を示す。ただし、図2〜3ではデータ処理装置については省略している。
レーザ計測ユニット31及び第1の電動機32は基台40に設けられている。
基台40は、水平方向に延びてレーザ計測ユニット31や第1の電動機32が配置される上部水平面部41と、上部水平面部41の中心から下方に向けて延びる上下軸部42と、上下軸部42の下端部から水平方向に延びる下部水平面部43とを有している。
(Specific configuration)
2 to 3 show a specific structure of the optical scanning device. However, the data processing device is omitted in FIGS.
The laser measurement unit 31 and the first electric motor 32 are provided on the base 40.
The base 40 includes an upper horizontal surface portion 41 that extends horizontally and in which the laser measurement unit 31 and the first electric motor 32 are arranged, a vertical shaft portion 42 that extends downward from the center of the upper horizontal surface portion 41, and a vertical shaft. The lower horizontal surface portion 43 extends in the horizontal direction from the lower end portion of the portion 42.

基台40は、第2の電動機48の回転駆動により、鉛直回転軸Zを中心にして回転する。鉛直回転軸Zは、上下軸部42の中心を通るように設けられている。   The base 40 is rotated about the vertical rotation axis Z by the rotational drive of the second electric motor 48. The vertical rotation axis Z is provided so as to pass through the center of the vertical shaft portion 42.

第2の電動機48は、基台40の下部水平面部43に配置されている。第2の電動機48の回転軸は、下部水平面部43の下方に位置する第1ギア49に接続されている。第1ギア49は、上下軸部42の下部と連結した第2ギア50と噛合している。第2ギア50は、その中心が鉛直回転軸Zと一致するように上下軸部42に取り付けられている。
第2ギア50の下部には台座60が設けられており、光走査装置30を床や机などの上に載置する際には台座60の下面が床や机に当接する。
第2の電動機48が動作することによって、第1ギア49は第2ギア50の周りを公転し、基台40全体が鉛直回転軸Zを中心に回転する。第2のエンコーダ38は、第2ギア50と基台40の間に設けられている。
The second electric motor 48 is arranged on the lower horizontal surface portion 43 of the base 40. The rotation shaft of the second electric motor 48 is connected to the first gear 49 located below the lower horizontal surface portion 43. The first gear 49 meshes with a second gear 50 connected to the lower portion of the vertical shaft portion 42. The second gear 50 is attached to the vertical shaft portion 42 so that the center thereof coincides with the vertical rotation axis Z.
A pedestal 60 is provided below the second gear 50, and the lower surface of the pedestal 60 contacts the floor or the desk when the optical scanning device 30 is placed on the floor or the desk.
As the second electric motor 48 operates, the first gear 49 revolves around the second gear 50, and the entire base 40 rotates about the vertical rotation axis Z. The second encoder 38 is provided between the second gear 50 and the base 40.

上部水平面部41には上方に向けて延びる取付部44が設けられている。取付部44の内側に第1の電動機32が取り付けられ、第1の電動機32の回転軸に反射鏡34が取り付けられている。
また反射鏡34の反射面の中心に鉛直回転軸Zが通るように、反射鏡34の位置が設定されている。
The upper horizontal surface portion 41 is provided with a mounting portion 44 extending upward. The first electric motor 32 is attached to the inside of the attachment portion 44, and the reflecting mirror 34 is attached to the rotating shaft of the first electric motor 32.
The position of the reflecting mirror 34 is set so that the vertical rotation axis Z passes through the center of the reflecting surface of the reflecting mirror 34.

レーザ計測ユニット31が配置されている側の上部水平面部41の下面には、制御部36が設けられている。
また、第1のエンコーダ37、第2のエンコーダ38、第1の電動機32、第2の電動機48と制御部36との間を接続する電気配線は、基台40の内部を通って配線されている。
A control unit 36 is provided on the lower surface of the upper horizontal surface portion 41 on the side where the laser measurement unit 31 is arranged.
In addition, the electrical wiring that connects the first encoder 37, the second encoder 38, the first electric motor 32, the second electric motor 48, and the control unit 36 is wired through the inside of the base 40. There is.

レーザ計測ユニット31から照射されるレーザ光は反射鏡34に直接入射され、反射鏡34で反射される復路光はレーザ計測ユニット31に直接入射される。なお、入射される復路光を受光センサに効率よく集光する目的でレンズを使用することもある。
また、レーザ計測ユニット31と反射鏡34はともに上部水平面部41の上面に配置されており、鉛直回転軸Zを中心として基台40と共に回転する。
The laser light emitted from the laser measuring unit 31 is directly incident on the reflecting mirror 34, and the return light reflected by the reflecting mirror 34 is directly incident on the laser measuring unit 31. A lens may be used for the purpose of efficiently condensing the incoming backward light on the light receiving sensor.
Further, both the laser measuring unit 31 and the reflecting mirror 34 are arranged on the upper surface of the upper horizontal surface portion 41, and rotate together with the base 40 about the vertical rotation axis Z.

(制御方法)
以下、制御部36が実行する反射鏡34の回転動作制御について説明する。
反射鏡34は、水平回転軸Yと鉛直回転軸Zの2つの軸を中心に自転、公転する。
制御部36は、第1の電動機32を制御することによって水平回転軸Yの回転数(以下、自転回転数と称する場合がある)を制御し、同時に第2の電動機48を制御することによって鉛直回転軸Zの回転数(以下、公転回転数と称する場合がある)を制御する。
(Control method)
Hereinafter, the rotation operation control of the reflecting mirror 34 executed by the control unit 36 will be described.
The reflecting mirror 34 rotates and revolves around two axes of a horizontal rotation axis Y and a vertical rotation axis Z.
The control unit 36 controls the first electric motor 32 to control the rotation speed of the horizontal rotation axis Y (hereinafter, also referred to as rotation speed), and simultaneously controls the second electric motor 48 to control the vertical rotation. The number of revolutions of the rotation axis Z (hereinafter sometimes referred to as the revolution number of revolutions) is controlled.

自転回転数及び公転回転数については、自転回転数をR1、公転回転数をR2とした場合において、自転回転数R1に対する公転回転数R2の回転比をRR1とすると、
RR1=R2/R1である。
そして制御部36は、M、Nを正の整数として、1/RR1=N/Mで表したとき、N/Mが偶数となるように、自転回転数R1及び公転回転数R2を設定する。
Regarding the rotation speed and the revolution speed, when the rotation speed is R1 and the revolution speed is R2, and the rotation ratio of the revolution speed R2 to the rotation speed R1 is RR1,
RR1 = R2 / R1.
Then, the control unit 36 sets the rotation speed R1 and the revolution speed R2 so that N / M becomes an even number when represented by 1 / RR1 = N / M, where M and N are positive integers.

図4に、N/Mが偶数の場合の走査線の様子について、反射鏡34を中心として反射鏡の周囲に球状となるように仮想した場合のものを正角円筒図法で表現したものを示す。球状表面を平面に広げたものであるので、緯度の高い部分(反射鏡34から見ると天頂方向及び底部方向)については、経度方向に面積が広がっている。
すなわち、図4における走査線は、球状である場合を考えると天頂部と底部で一点に集中しており、赤道部分(天頂部と底部との中間部分)では走査線同士が交差することなく、上下方向にジグザグ形状に延びている。
FIG. 4 shows a state of the scanning line when N / M is an even number, which is represented by a conformal cylindrical projection method when it is assumed to be spherical around the reflecting mirror 34 with the reflecting mirror 34 as the center. . Since the spherical surface is spread in a plane, the area of high latitude (the zenith direction and the bottom direction when viewed from the reflecting mirror 34) has an area extending in the longitude direction.
That is, the scanning lines in FIG. 4 are concentrated at one point at the zenith and the bottom when considering the case of a spherical shape, and the scanning lines do not intersect with each other at the equator portion (the middle portion between the zenith portion and the bottom portion). It extends in a zigzag shape in the vertical direction.

一方、図5に、N/Mが奇数の場合の走査線の様子について、反射鏡34を中心として反射鏡の周囲に球状となるように仮想した場合のものを正角円筒図法で表現したものを示す。
図5では、図4と比較して第1の電動機32の回転数を増加させたため、走査線の本数は増加している。しかし、その走査線は赤道部分(天頂部と底部との中間部分)で交差してしまう。このことにより、図4の条件に対し走査線の本数を増加させたにもかかわらず、図5では赤道付近の走査線の密度はかえって低下する結果となる。
On the other hand, in FIG. 5, the scanning lines in the case where N / M is an odd number are represented by a conformal cylindrical projection method in a case in which the reflecting mirror 34 is assumed to be spherical around the reflecting mirror 34 as a center. Indicates.
In FIG. 5, the number of rotations of the first electric motor 32 is increased as compared with FIG. 4, so that the number of scanning lines is increased. However, the scanning lines intersect at the equator (the middle between the zenith and the bottom). As a result, even though the number of scanning lines is increased with respect to the condition of FIG. 4, in FIG. 5, the density of scanning lines near the equator is rather lowered.

図5では、走査線が赤道付近で交差しているので、赤道付近における走査線密度が小さくなっている。一方、天頂部と底部においてはN/Mが偶数であっても奇数であっても走査線が集中する点で大きな違いはない。   In FIG. 5, since the scanning lines intersect near the equator, the scanning line density near the equator is small. On the other hand, there is no significant difference in that the scanning lines are concentrated in the zenith and the bottom even if N / M is even or odd.

このように、N/Mを偶数にすることにより、適切に走査線の密度を増加することができる。   Thus, by setting N / M to an even number, it is possible to appropriately increase the density of scanning lines.

(具体的な制御方法1)
次に、制御部36の第1の電動機32及び第2の電動機48の回転数の制御について、その具体的な制御方法を説明する。
まず、制御部36は、第1の電動機32の回転数を計測する第1のエンコーダ37のエンコーダ出力信号を、1/n1回に分周するか、又はn2倍に逓倍する。なおn1、n2は正の整数である。ただし、エンコーダ出力信号を分周または逓倍しなくてもよい場合もある。
(Specific control method 1)
Next, a specific control method for controlling the rotation speeds of the first electric motor 32 and the second electric motor 48 of the control unit 36 will be described.
First, the control unit 36 divides the encoder output signal of the first encoder 37, which measures the rotation speed of the first electric motor 32, into 1 / n1 times or multiplies by n2 times. Note that n1 and n2 are positive integers. However, in some cases, it is not necessary to divide or multiply the encoder output signal.

第2の電動機48がステッピングモータ、サーボモータ又はDCブラシレスモータであるとした場合、制御部36は、1/n1回に分周するか、又はn2倍に逓倍された第1の電動機32のエンコーダ出力信号を、第2の電動機48の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第2の電動機48に入力する。   When the second electric motor 48 is a stepping motor, a servo motor or a DC brushless motor, the control unit 36 divides the frequency by 1 / n1 times or multiplies by n2 times the encoder of the first electric motor 32. The output signal is input to the second electric motor 48 as a drive pulse for rotation of the second electric motor 48 or as a speed control clock pulse.

第1の電動機32の第1のエンコーダ37の1回転あたり出力するパルス数をMEPとする。MEPは、エンコーダ信号の取扱いにより、A相のパルス数、AB相を逓倍したパルス数、さらに逓倍回路を用いて逓倍したパルス数のうち、システムで実際に使用するパルス数を想定している。
上記のように自転回転数R1に対する公転回転数R2の回転比をRR1とする。
公転回転軸の回転を第2の電動機48から変速機構(本実施形態では第1ギア49、第2ギア50)を介して駆動する場合の減速比をRR2とする。本実施形態では、第1ギア49のギア数をZ1とし、第2ギア50のギア数をZ2とすると、RR2=Z1/(Z1+Z2)である。
また、第2の電動機48が1回転するために必要な駆動パルス数、又は速度制御用クロックパルス数をLSとする。
第1の電動機32によって反射鏡34が1回自転する間に何回距離計測を行うか、その回数をMNとする。
The number of pulses output per rotation of the first encoder 37 of the first electric motor 32 is MEP. Depending on the handling of the encoder signal, the MEP assumes the number of pulses actually used in the system among the number of A-phase pulses, the number of AB-phase pulses, and the number of pulses multiplied by a multiplier circuit.
As described above, the rotation ratio of the revolution speed R2 to the rotation speed R1 is RR1.
The reduction ratio when the rotation of the revolution shaft is driven from the second electric motor 48 via the speed change mechanism (the first gear 49 and the second gear 50 in this embodiment) is RR2. In the present embodiment, RR2 = Z1 / (Z1 + Z2), where Z1 is the number of gears of the first gear 49 and Z2 is the number of gears of the second gear 50.
In addition, the number of drive pulses or the number of speed control clock pulses required for the second electric motor 48 to make one rotation is LS.
The number of times the distance is measured by the first electric motor 32 while the reflecting mirror 34 rotates once is MN.

エンコーダ出力信号を1/n1に分周する場合、
RR1が上述した条件を満たすことが必要である。また、MN=MEP又はMNとMEPはいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、MEP=n1×LS×(RR1/RR2)となるように、RR1、RR2、第1のエンコーダ37の1回転あたり出力するパルス数をMEP、正の整数n1を設定する。
When dividing the encoder output signal into 1 / n1,
It is necessary that RR1 satisfies the above-mentioned conditions. Further, it is preferable that either MN = MEP or MN and MEP is a divisor of the other, but this may not be satisfied.
Then, MEP and the positive integer n1 are set as the number of pulses output per rotation of the RR1, RR2, and the first encoder 37 so that MEP = n1 × LS × (RR1 / RR2).

(制御方法1の実施例)
上述した制御方法1の実施例を説明する。
レーザ計測ユニット31の測定周波数F1を48000Hzとする。これは、レーザユニット31において予め設定されているものとする。
とりあえず反射鏡34の自転回転数R1を2000rpm、公転回転数R2を10rpmとし、このR1、R2で本願の目的を達成できるか検証する。
(Example of control method 1)
An example of the above-mentioned control method 1 will be described.
The measurement frequency F1 of the laser measurement unit 31 is 48000 Hz. This is set in advance in the laser unit 31.
For the time being, the rotation speed R1 of the reflecting mirror 34 is set to 2000 rpm and the revolution speed R2 is set to 10 rpm, and it is verified whether the objects of the present application can be achieved by these R1 and R2.

反射鏡34が1回自転する際における計測回数MNは、
MN=F1/(R1/60)=48000/(2000/60)=1440
第2の電動機48が1回転するために必要な駆動パルス数、又は速度制御用クロックパルス数LSは800とする。これは、電動機の構造や制御方法によって決定される定数である。
また、第2の電動機48の回転駆動を公転運動させる際の変速比は1/30に設定する。
The number of measurements MN when the reflecting mirror 34 rotates once is
MN = F1 / (R1 / 60) = 48000 / (2000/60) = 1440
The number of drive pulses required for one rotation of the second electric motor 48 or the number of speed control clock pulses LS is 800. This is a constant determined by the structure of the electric motor and the control method.
Further, the gear ratio at the time of revolving the rotational drive of the second electric motor 48 is set to 1/30.

上記のように設定された数値の場合、
1/RR1=R1/R2=2000/10=200であって偶数であるから条件を満たす。
そして、MN=MEP又はMNとMEPはいずれか一方が他方の約数であることを満たし、MEP=n1×800×(200/(1/30))となるようにMEPと、正の整数n1を設定する。
MN=MEP=1440とした場合、
MEP=n1×LS×(RR1/RR2)
1440=n1×800×((1/200)/(1/30))
n1=12
となり、条件を満たす。すなわちエンコーダ出力信号を1/12に分周するように設定すればよいことがわかる。
If the number is set as above,
Since 1 / RR1 = R1 / R2 = 2000/10 = 200, which is an even number, the condition is satisfied.
Then, MN = MEP or one of MN and MEP satisfies the divisor of the other, and MEP and a positive integer n1 such that MEP = n1 × 800 × (200 / (1/30)). To set.
When MN = MEP = 1440,
MEP = n1 × LS × (RR1 / RR2)
1440 = n1 × 800 × ((1/200) / (1/30))
n1 = 12
And satisfy the condition. That is, it is understood that the encoder output signal may be set to be divided into 1/12.

したがって、自転回転数R1を2000rpm、公転回転数R2を10rpmに設定し、且つその他必要なパラメータを設定することにより、第1の電動機32からのパルス信号を分周して第2の電動機48に入力すれば、必要な箇所の走査線密度を増加させることができ、全体として解像度を上げることができる。   Therefore, by setting the rotation speed R1 to 2000 rpm, the revolution speed R2 to 10 rpm, and setting other necessary parameters, the pulse signal from the first electric motor 32 is divided to the second electric motor 48. If input, the scanning line density of the required portion can be increased, and the resolution can be increased as a whole.

なお、上記の実施例では、エンコーダ出力信号を1/n1に分周する場合について説明したが、n2倍に逓倍する場合でも、同様に具体的な数値を設定することができる。   In the above embodiment, the case where the encoder output signal is divided into 1 / n1 has been described, but a specific numerical value can be similarly set in the case of multiplying by n2.

また、エンコーダ出力信号を分周又は逓倍せずに、第2の電動機48の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第2の電動機48に入力する場合も考えられるが、この場合、RR1が上述した条件を満たすことが必要で、MN=MEP又はMNとMEPはいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、n2×MEP=LS×(RR1/RR2)となるように、RR1、RR2、第1のエンコーダ37の1回転あたり出力するパルス数MEPを設定すればよい。
It is also possible to input the encoder output signal to the second electric motor 48 as a drive pulse for rotation of the second electric motor 48 or as a clock pulse for speed control without dividing or multiplying the encoder output signal. , RR1 needs to satisfy the above-mentioned condition, and it is preferable that either MN = MEP or one of MN and MEP is a divisor of the other, but this may not be satisfied.
Then, the number of pulses MEP to be output per rotation of the RR1, RR2, and the first encoder 37 may be set so that n2 × MEP = LS × (RR1 / RR2).

(具体的な制御方法2)
以下に説明する制御方法2は、上述した制御方法1とは異なり、第2の電動機48の第2のエンコーダ38のエンコーダ出力信号を用いて第1の電動機32に入力させる場合である。
まず、制御部36は、第2の電動機48の回転数を計測する第2のエンコーダ38のエンコーダ出力信号を、1/n1回に分周するか、又はn2倍に逓倍する。なおn1、n2は正の整数である。ただし、エンコーダ出力信号を分周または逓倍しなくてもよい場合もある。
(Specific control method 2)
The control method 2 described below is different from the above-described control method 1 in that it is input to the first electric motor 32 by using the encoder output signal of the second encoder 38 of the second electric motor 48.
First, the control unit 36 divides the encoder output signal of the second encoder 38, which measures the rotation speed of the second electric motor 48, into 1 / n1 times or multiplies it by n2 times. Note that n1 and n2 are positive integers. However, in some cases, it is not necessary to divide or multiply the encoder output signal.

また、第1の電動機32がステッピングモータ、サーボモータ又はDCブラシレスモータであるとした場合、制御部36は、1/n1回に分周するか、又はn2倍に逓倍された第2の電動機48のエンコーダ出力信号を、第1の電動機32の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第1の電動機32に入力する。   When the first electric motor 32 is a stepping motor, a servo motor, or a DC brushless motor, the control unit 36 divides the frequency by 1 / n1 times or multiplies the second electric motor 48 by n2 times. The encoder output signal of is input to the first electric motor 32 as a drive pulse for rotation of the first electric motor 32 or as a clock pulse for speed control.

第2の電動機48の第2のエンコーダ38の1回転あたり出力するパルス数をSEPとする。SEPは、エンコーダ信号の取扱いにより、A相のパルス数、AB相を逓倍したパルス数、さらに逓倍回路を用いて逓倍したパルス数のうち、システムで実際に使用するパルス数を想定している。
上記のように自転回転数R1に対する公転回転数R2の回転比をRR1とする。
第1の電動機32が1回転するために必要な駆動パルス数、又は速度制御用クロックパルス数をLMとする。
第1の電動機32によって反射鏡34が1回自転する間に何回距離計測を行うか、その回数をMNとする。
The number of pulses output per rotation of the second encoder 38 of the second electric motor 48 is SEP. The SEP assumes the number of pulses actually used in the system among the number of A-phase pulses, the number of AB-phase pulses, and the number of pulses multiplied by a multiplier circuit, depending on the handling of encoder signals.
As described above, the rotation ratio of the revolution speed R2 to the rotation speed R1 is RR1.
The number of drive pulses or the number of speed control clock pulses required for the first electric motor 32 to make one rotation is LM.
The number of times the distance is measured by the first electric motor 32 while the reflecting mirror 34 rotates once is MN.

エンコーダ出力信号を1/n1に分周する場合、
RR1が上述した条件を満たすことが必要である。MN=SEP×RR1又はMNとSEP×RR1はいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、n1×LM×SEP=RR1となるように、RR1、第2のエンコーダ38の1回転あたり出力するパルス数SEPと、正の整数n1を設定する。
When dividing the encoder output signal into 1 / n1,
It is necessary that RR1 satisfies the above-mentioned conditions. It is preferable that one of MN = SEP × RR1 or MN and SEP × RR1 is a divisor of the other, but this may not be satisfied.
Then, RR1, the number of pulses SEP output per one rotation of the second encoder 38, and a positive integer n1 are set so that n1 × LM × SEP = RR1.

エンコーダ出力信号をn2倍に逓倍する場合、
RR1が上述した条件を満たすことが必要である。MN=SEP×RR1又はMNとSEP×RR1はいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、LM×SEP=n2×RR1となるように、RR1、第2のエンコーダ38の1回転あたり出力するパルス数SEPと、正の整数n2を設定する。
When multiplying the encoder output signal by n2 times,
It is necessary that RR1 satisfies the above-mentioned conditions. It is preferable that one of MN = SEP × RR1 or MN and SEP × RR1 is a divisor of the other, but this may not be satisfied.
Then, RR1, the number of pulses SEP output per rotation of the second encoder 38, and a positive integer n2 are set so that LM × SEP = n2 × RR1.

なお、エンコーダ出力信号を分周又は逓倍せずに、第1の電動機32の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第1の電動機32に入力する場合も考えられるが、この場合も、RR1が上述した条件を満たすことが必要である。MN=SEP×RR1又はMNとSEP×RR1はいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、LM×SEP=RR1となるよう、RR1、第2のエンコーダ38の1回転あたり出力するパルス数SEPを設定する。
It should be noted that the encoder output signal may be input to the first electric motor 32 as a drive pulse for rotation of the first electric motor 32 or as a speed control clock pulse without being divided or multiplied. Also, it is necessary that RR1 satisfies the above-mentioned condition. It is preferable that one of MN = SEP × RR1 or MN and SEP × RR1 is a divisor of the other, but this may not be satisfied.
Then, RR1 and the number of pulses SEP output per rotation of the second encoder 38 are set so that LM × SEP = RR1.

(他の条件)
上述したN/Mを偶数にするという条件の他に、
自転回転数R1に対する公転回転数R2の回転比をRR1とし、RR1=R2/R1=M/Nとしたとき(M、Nは正の整数)、
正の整数M、Nは1以外の公約数を持たないという条件(以下、この条件を条件2とする)であってもよい。
(Other conditions)
In addition to the above condition that N / M is an even number,
When the rotation ratio of the revolution speed R2 to the rotation speed R1 is RR1 and RR1 = R2 / R1 = M / N (M and N are positive integers),
There may be a condition that the positive integers M and N do not have a common divisor other than 1 (hereinafter, this condition is referred to as condition 2).

例えば、制御部36が選択した数値がM=17、N=20であれば、公約数は1しか存在しないので条件2を満たす。
しかし、制御部36が選択した数値がM=15、N=20の場合には、公約数が1以外の数値である5が存在する。これは、RR1=M/Nとして考えた場合、RR1=15/20=3/4であり、実質的にM=3、N=4と同じことになってしまう。
For example, when the numerical values selected by the control unit 36 are M = 17 and N = 20, the condition 2 is satisfied because the common divisor is only 1.
However, when the numerical values selected by the control unit 36 are M = 15 and N = 20, the common divisor is 5, which is a numerical value other than 1. When considering RR1 = M / N, this is RR1 = 15/20 = 3/4, which is substantially the same as M = 3 and N = 4.

反射鏡34の走査の1周期を、自転回転数を基準として考えると、条件2を満たす数値がM=17、N=20の場合、20回転自転する間に17回転公転する。
しかし条件2を満たさない数値M=15、N=20の場合、実質的にM=3、N=4と同じなので、4回自転する間に3回公転して1周期の走査が終了する。このため条件2を満たさない場合、1周期あたりの走査線の密度が低下してしまう。
また、条件2を満たすということは、公約数が1以外にない整数比であるから、走査の1周期が長くなり、走査周期を長くしてもよい場合にこの方法で走査線の密度を上げることができる。
When one cycle of scanning of the reflecting mirror 34 is considered based on the rotation speed of rotation, when the numerical values satisfying the condition 2 are M = 17 and N = 20, the rotation of the rotation of the reflection mirror 34 revolves 17 times while rotating 20 times.
However, when the numerical values M = 15 and N = 20 that do not satisfy the condition 2, since they are substantially the same as M = 3 and N = 4, three revolutions are performed during four rotations, and one cycle of scanning is completed. For this reason, if the condition 2 is not satisfied, the density of scanning lines per one cycle will decrease.
Satisfying the condition 2 means that the common divisor is an integer ratio other than 1, so that one scanning cycle becomes long, and when the scanning cycle may be lengthened, the density of scanning lines is increased by this method. be able to.

上記の条件2の他に、
条件3としてM、Nについては、以下の2つの式を満たすようにしてもよい。
M及びNは、ともに正の整数であるI、Jによって、
N=I×J±1、M=I・・・(1)を満たすか又は、
N=I×J、M=I±1・・・(2)を満たす。
In addition to condition 2 above,
As condition 3, M and N may satisfy the following two expressions.
M and N are positive integers I and J,
N = I × J ± 1, M = I (1) is satisfied, or
N = I × J, M = I ± 1 (2) are satisfied.

条件3の上記2つの式(1)、(2)は、MをNの倍数より1ずらした数値とすることを目的としている。これにより、条件2の1以外の公約数を持たないということを確実に実現するとともに、回転比RR1を整数倍に近づけるようにすることができる。   The above two expressions (1) and (2) of the condition 3 are intended to set the value of M to a value obtained by shifting 1 from a multiple of N. As a result, it is possible to surely realize that there is no common divisor other than condition 1 and to make the rotation ratio RR1 close to an integral multiple.

例えば、M=19、N=20の場合、
I=20、J=1とすれば、N=I×1=20、M=20±1=19となり、上記(2)の式をを満たす。
For example, when M = 19 and N = 20,
If I = 20 and J = 1, then N = I × 1 = 20 and M = 20 ± 1 = 19, which satisfies the equation (2).

なお、条件2、3と、本願発明におけるN/Mを偶数にするという条件とは同時に満たすことができない場合があるため、条件2又は条件3は本願発明におけるN/Mを偶数にするという条件が採用できない場合に有効である。   It should be noted that the conditions 2 and 3 and the condition that N / M in the present invention is set to an even number may not be satisfied at the same time, so condition 2 or condition 3 is a condition that N / M in the present invention is set to an even number. Is effective when cannot be adopted.

なお、基台40の形状、レーザ計測ユニット31の配置位置、制御部36の配置位置等、上述してきた実施形態に限定するものではない。   The shape of the base 40, the arrangement position of the laser measurement unit 31, the arrangement position of the control unit 36, etc. are not limited to the above-described embodiment.

30 光走査装置
31 レーザ計測ユニット
32 第1の電動機
34 反射鏡
36 制御部
37 第1のエンコーダ
38 第2のエンコーダ
40 基台
41 上部水平面部
42 上下軸部
43 下部水平面部
44 取付部
48 第2の電動機
49 第1ギア
50 第2ギア
51 レーザ発光装置
52 レーザ受光装置
55 データ処理装置
60 台座
30 Optical Scanning Device 31 Laser Measuring Unit 32 First Motor 34 Reflector 36 Control Unit 37 First Encoder 38 Second Encoder 40 Base 41 Upper Horizontal Plane Section 42 Vertical Axis Section 43 Lower Horizontal Plane Section 44 Mounting Section 48 Second Electric motor 49 First gear 50 Second gear 51 Laser emitting device 52 Laser receiving device 55 Data processing device 60 Pedestal

Claims (3)

鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、
水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第1の電動機と、
鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第2の電動機と、
前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、
第1の電動機の回転数に対する第2の電動機の回転数比RR1を、ともに正の整数であるM、NによってM/Nと表した場合において、
N/Mが偶数となることを満たすように、前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御することを特徴とする光走査装置。
It is possible to rotate about a vertical axis of rotation that has the vertical axis as the axis and that can rotate about a horizontal axis of rotation that has the horizontal direction as the axis, and the scanning light is reflected on the reflecting surface along a direction parallel to the horizontal axis of rotation. A reflecting mirror that is arranged at an incident position, irradiates the measurement target with scanning light, and receives reflected light from the measurement target,
A first electric motor for rotating the reflecting mirror about a horizontal axis of rotation;
A second electric motor for rotating the reflecting mirror about the vertical rotation axis,
A control unit for controlling the number of revolutions of the first electric motor and the second electric motor,
The control unit is
When the rotation speed ratio RR1 of the second electric motor to the rotation speed of the first electric motor is expressed as M / N by M and N which are both positive integers,
An optical scanning device, characterized in that the rotational speeds of the first electric motor and the second electric motor are controlled so that N / M is even.
鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、
水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第1の電動機と、
鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第2の電動機と、
前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御する制御部と、
前記第1の電動機の回転数を計測する第1のエンコーダと、を具備し、
前記制御部は、
前記第1の電動機の回転数を計測する前記第1のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第2の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第2の電動機に入力することを特徴とする光走査装置。
It is possible to rotate about a vertical axis of rotation that has the vertical axis as the axis and that can rotate about a horizontal axis of rotation that has the horizontal direction as the axis, and the scanning light is reflected on the reflecting surface along a direction parallel to the horizontal axis of rotation. A reflecting mirror that is arranged at an incident position, irradiates the measurement target with scanning light, and receives reflected light from the measurement target,
A first electric motor for rotating the reflecting mirror about a horizontal axis of rotation;
A second electric motor for rotating the reflecting mirror about the vertical rotation axis,
A control unit that controls the rotation speeds of the first electric motor and the second electric motor;
A first encoder for measuring the number of revolutions of the first electric motor,
The control unit is
The encoder output signal of the first encoder for measuring the rotation speed of the first electric motor is divided, multiplied, or as a drive pulse for rotation of the second electric motor without being divided or multiplied, or a speed. An optical scanning device characterized in that it is inputted to the second electric motor as a control clock pulse.
鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、
水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第1の電動機と、
鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第2の電動機と、
前記第1の電動機及び前記第2の電動機の回転数を制御する制御部と、
前記第2の電動機の回転数を計測する第2のエンコーダと、を具備し、
前記制御部は、
前記第2の電動機の回転数を計測する前記第2のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第1の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第1の電動機に入力することを特徴とする光走査装置。
It is possible to rotate about a vertical axis of rotation that has the vertical axis as the axis and that can rotate about a horizontal axis of rotation that has the horizontal direction as the axis, and the scanning light is reflected on the reflecting surface along a direction parallel to the horizontal axis of rotation. A reflecting mirror that is arranged at an incident position, irradiates the measurement target with scanning light, and receives reflected light from the measurement target,
A first electric motor for rotating the reflecting mirror about a horizontal axis of rotation;
A second electric motor for rotating the reflecting mirror about the vertical rotation axis,
A control unit that controls the rotation speeds of the first electric motor and the second electric motor;
A second encoder for measuring the number of revolutions of the second electric motor,
The control unit is
The encoder output signal of the second encoder for measuring the number of revolutions of the second electric motor is divided, multiplied, or as a driving pulse for rotation of the first electric motor without being divided or multiplied, or a speed. An optical scanning device, wherein a clock pulse for control is input to the first electric motor.
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