JPH01295214A - ロータリースキャナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばタッチパネル等に用いて好適なロータリ
ースキャナーに関する。

〔発明の概要〕

本発明はタッチパネル等に用いて好適なロータリースキ
ャナーに関し、モータにより回動され、中心に透孔を有
するターンテーブルと、このターンテーブルの透孔上に
載置した光を直角に曲げる光学部材と、ターンテーブル
の透孔を通って上記光学部材から出射される光を発光す
るための光源とを有し、光学部材に光源から入射する光
軸を所定角度θ°傾けると共に光学部材をターンテーブ
ル上に４５°＋θ／２°傾けて配設し、ターンテーブル
を回転させることで光源からの光を走査するようにして
、１個のロータリースキャナーでシリンドリカルな面を
走査出来る様にしたものである。

〔従来の技術〕

従来のロータリースキャナーとして例えば、日本ロボッ
ト学会誌、第５′４３、第５号、１９８７年１０月、第
７頁乃至第１０頁の「線対称な旋回レーザ光を用いた移
動ロボットの位置検出システム」には１本のレーザ光を
ターンテーブル上に載置したプリズムを通じて走査する
様にしたロータリー型のスキャナーが開示されている。

このロータリースキャナーの概要を第５図によって説明
する。第５図で＋１１はＨｅ−Ｎｅ等のレーザ源で回転
用のモータ（２）は中心が中空部（７）とされたダイレ
クトモータでターンテーブル（４）を直接駆動する構成
とされ、ターンテーブル（４）の中心には透孔（５）が
穿たれ、この透孔（５）の上にはプリズム（６）が載置
されている。レーザ源＋１）からレンズ（３）及びモー
タ（２）の中空部（７）とターンテーブル（４）の透孔
（５）を通して、プリズム（６）の底内に入射したレー
ザ光はプリズムの傾斜面で直角に出射する。依って、モ
ータ（２）でターンテーブル（４）を回転させ、レーザ
源（１１からのレーザ光（８）をプリズム（６）に照射
すれば直角に出射したし・−ザ光（８）の先端は平面的
な円型の軌跡で走査される。上記文献では時計方向に回
転走査されるレーザ光と反時計方向に回転走査されるレ
ーザ光を得る手段が開示されているが、本発明と直接関
係がないので第５図には時計方向に回転走査する光学系
のみを示す。

この様なロータリースキャナーを第６図に示す様にタッ
チパネル等に用いてパネル面を指先でタッチした位置を
検出するために、本出願人は先にシリンドリカルな曲面
を有するＣ　ＲＴ　＋９１の管面外周上に配設したベズ
ル（１０）の上面内及び左右側内面に光回帰性反射体（
１１）を設けると共にベズル（１０）下面内の隅部（１
２）　、　　（１３）に配設した少なくとも２個のロー
タリースキャナー（１４）　、　　（１５）でＡ及びＢ
で示ず範囲の走査を行ない、ロータリースキャナー（１
４）　、’　（１５３からのレーザ光を光回帰性反射体
（１１）を配設した上面内壁及び左右側内壁面に沿わせ
る様にしていた。この様なロータリースキャナーの数は
ベズル（１０）の左右側内壁面及び上面内壁の奥行を深
くすれば少くて済むが、ＣＲＴ（９）の管面を指先で指
示しにくくなる問題があり、ヘスル（１０）の奥行の薄
い（深さ）ものではｉ　（ｉのロータリースキャナーで
シリンドリカルな面を大きな回転角範囲で走査すること
は大変難しい問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の従来構成のロータリースキャナーによれば例えば
Ｘ軸に沿う面内の一次元的な走査を行なうことが出来る
が、第６図の如く、ＣＲＴのフェース面の様にシリンド
リカルな二次元的な面に沿った走査を１個のロータリー
スキャナーでカバーすることが出来なかった。

本発明は畝上の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは１個のロータリースキャナーでシリンドリカ
ルな面の走査が出来るロータリースキャナーを提供しよ
うとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明ロータリースキャナーは例えば第１図に示されて
いる様にモータ（２）により回動され、中心に透孔（５
）を有するターンテーブル（ａと、このターンテーブル
（４）の透孔（５）上に載置した光を直角に曲げる光学
部材（６）と、ターンテーブル（４）の透孔（５）を通
って光学部材（６１から出射される光を発光するための
光１１３Ｊ　Ｉｌｌとを有し、光学部材（６）に光源（
１）から入射する光軸を所定角度θ°傾けると共に光学
部材（６）をターンテーブル（４）上に４５°＋θ／２
°傾けて配設し、ターンテーブル（４）を回転させるこ
とで光源（１１からの光を走査するようにしたものであ
る。

〔作用〕

本発明によれば光を直角に曲げる光学部材に入射する光
軸をθ度垂直面に対して傾斜させ、且つこの光学部材を
光軸に対し０７２度傾けるだけで１個のロータリースキ
ャナーでシリンドリカルな面に沿ワた走査を行なうこと
が出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図について説
明する。

第１図Ａ、Ｂは本発明のロータリプキャナーを示すもの
で、第１図Ａは平面図、第１図Ｂは要部側断面図を示し
ている。

第１図Ａ、Ｈに於いて、光学ブロック（１７）内にはレ
ーザ源（１）、ホトダイオードの如き受光用の検出器（
１８）及びミラー（１９）を有し、上面には焦点レンズ
（２０）が設けられている。焦点レンズ（２０）の上面
には中心部に透孔（５）が穿たれたターンテーブル（４
）がベアリング（２１）に対し回動自在に配設され、ヘ
アリング（２１）の軸受部は図示していない固定部に固
定されている。ターンテーブル（４）の外周にはベル１
−（１６）の挿入溝が形成されている。

モータ（２）のモータ軸（２ａ）にはプーリ　（２ｂ）
が固着され、ターンテーブル（４）の外周に形成した挿
入溝とプーリ　（２ｂ）間にベル１−（１６）が掛は渡
されている。又、ターンテーブル（４）上にはプリズム
（６）が載置されている。

本例の１コークリースキヤナーはモータ（２）、光学ブ
ロック（１７）及びベアリング（２１）を固定部に取り
付けるに際して、固定基部（２２）に垂直に立てた仮の
垂線（２３）に対し、所定角度０度傾斜した状態で固定
部に取り付ける。この角度θばタッチパネルのＣＲＴの
フェース面の曲率やベゼルの上面壁及び左右内壁側の深
さによって定められる。

ターンテーブル（４）上に載置されたプリズム（６）も
ターンテーブル（４）の面から上向きに０７２度傾斜さ
れている。

上述の構成でレーザ鯨（１）から出射されたレーザ光は
ミラー（１９）で反射し、焦点レンズ（２０）を通じて
、ターンテーブル（４）の透孔（５）を経てプリズム（
６）に達し、プリズム（６）の底面からプリズム（６）
の傾斜面で反射したレーザ光（８）はモータ（２）の回
転によってターンテーブル（４）と共に回転し、平面的
には第１図Ａに示す様に円形に走査（２４）されると共
に第１図Ｂに示す様にＺ軸方向（２５）にも走査方向が
上下動し、全体としてシリンドリカルな走査を行なうこ
とが出来る。

上述の様にシリンドリカルな走査が出来る理由を第２図
を用いて詳記する。先ず、第２図の様に円［（２６）を
考える。この円１（２６）の底面の半径はｒ　ｃｏｓθ
とする。この円錐（２６）の傾斜角θは小さく、底面の
一つの直径に沿った鉛直面（２Ｂ）の円錐（２６）の傾
斜の長さをγとする。この傾斜の長さｒの先端が走査面
（３０）の走査中心線（３１）に当るものとする。今、
鉛直面（２８）からα度離れた半径ｒ　ｃｏｓθで示す
位置の垂直面内の円錐（２６）の傾斜線（２９）を考え
る。ここで、光軸（２７）を通して入射した光が円錐（
２６）の頂点゛Ｉ゛で曲げられて走査面（３０）方向に
傾斜線（２９）に沿って出射し、走査面（３０）の走査
中心線（３１）より深さ±ｄｏの位置に照射されたとす
る。

ここでβは傾斜線（２９）から角度β離れた円錐（２６
）の頂点′１゛と走査中心線（３１）迄の距離、ｈ及び
ａは夫々第２図に示す距離とする。

ここで　ｈ　＝　ａ　ｓｉｎθ、 ａ　＝　ｒ　ｃｏｓθ（１−ＣＯ３α）、’、　ｈ　＝
　ｒ　ｓｉｎθｃｏｓθ・（１−ｃｏｓα）β−５ｉｎ
−１（ｃｏｓθｓｉｎθ（ｉ−ｃｏｓα））から角度θ
を求めることが出来る。

ここで第３図及び第４図に示す様に、実際の１０インチ
のｃ　Ｒ′ｒ　ｔｃ＋＋に本例のロータリースキャナー
を傾けて配設する場合の傾き角θを求めてみる。

１０インチのＣＲＴ　（９１の水平方向の曲率半径は４
１５寵であるが、垂直方向の曲率半径は９０００ｍｍで
略フラットと考えてよい。ベズル（１０）はこの様なＣ
Ｒ′ｒ（９）のフェース面の四辺の曲率に沿って囲繞さ
れている。ベズル（１０）の上面内壁及び左右側面内壁
（１０１）及び（ＩＯＬ）　、　　（ＩＯＲ）には光回
帰性反射体（１１）が配設されている。この光回帰性反
射体（１１）は直径約７０μ程度のガラスピーズを接着
剤を介して一層に散布したもので、このガ１　ラスビー
ズに入射した光は入射方向にほとんどの光を反射させる
性質を有している。

ベズル（１０）の下側内壁（１００）は中央部分を切り
欠くと共に下端縁部（３２）の中央部分の内側を第４図
示の如く肉Ｗｉ、部（３３）として第１図に示したロー
タリースキャナー（３４）を配設する。ベズルの上下面
内壁（１０１１）　、　　（１００）と左右側内壁工０ （ＩＯＣ）　、　　（ＩＯＲ）の深さが５．５寵、ロー
タリースキャナー（３４）のプリズム（６ンの傾斜部で
の反射位置く第４図参照）からベズル（１０）の上面内
壁（１００）迄の距離はｒ＝１６４ｍであり、ベズル（
１０）のコーナ迄の距離Ｓは１８７ｍ、水平面からの落
ち込み量ｄｏは７．５鶴であり、この間の角度αは略３
０°である。

上述のＣＲＴ（１０）に於けるα−３０”、ｄｏ−７，
５，ｒ＝１６４を１１）式に代入すると、θ−９．９７
６７３５１４８°物１０゜となる。

更に、この様にして求めた傾斜角度θに基づいテ、ヘス
ル（１０）の内壁に中央部分でレーザ光（８）を！＠４
図に示す様に水平に照射させるためには、ターンテーブ
ル上のプリズム（６）はターンテーブル上面に対し略θ
／２度上側にあおる必要がある。

この様にすると中央部ではベズル（１ｏ）の上面内壁の
（１０υ）の走査中心線（３１）が通る位置をＣＲＴ（
１０）のフェース面から３ｆｉとしてもＣＲＴ（１０）
のコーナでは上面内壁（１０１）内をシリンドリカルに
走査させることが出来た。

即ち５＝１８７で示される位置のレーザ光（８）のＡ点
で水平面（走査中心線位置）からの落ち込み量は２．４
１８　ｍ　テあり、これニＣＲ’ｒ（１０）　（７）垂
直方向の曲率の盛り上がり分を引いても２．１２６ｍ−
となる。

又、１４インチＣＲ７Ｆとして、ＣＲ′ｌ”　（１０）
　（７）７工−ス面の水平方向の曲率半径６６０ｍ、垂
直方向の曲率半径が略無限大（フラット）で、ｒ　−２
２６＋５＝２６０．α＝３０度、ベズル深さ５．５鶴の
場合では、θの値は１２．１度、ｄ　ｏ　−１２，５１
１ｊとなり、ポイン）Ａ点の水平面からの落ち込み量は
０．０７２ｍとなるのでベズル（１０）の深さを１ｍ程
度増加させた方が安全である。

本例では畝上の様に構成させたので極めて簡単な構造の
ロータリースキャナー１個でシリンドリカルな面を走査
させることが出来る。よって光回帰性反射体からの反射
光を検出器（１８）で電気信号に変換することで、ＣＲ
’ｌ’　（ｊｌｔｌ）のフェース面を指で指示した位置
の反射光の自熱に容易に検出することが出来る。

本発明のロータリースキャナーはタッチパネルに限定さ
れることなくシリンドリカルな曲面を走査するスキャナ
ー等に広く、利用可能であり、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々の変形が可能である。

Ｃ発明の効果〕 本発明のロータリースキャナーによれば１つのスキャナ
ーでシリンドリカルな曲面を走査することが出来て、走
査光学系も廉価に構成出来る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロータリースキャナーの平面及び側断
面図、第２図は本発明のロータリースキャナーがシリン
ドリカル走査を行なう原理を説明する図、第３図は本発
明のロータリースキャナーの利用方法の一実施例を示す
斜視図、第４図は第３図■２ のＡ−Ａ線に沿った側断面図、第５図は従来のロータリ
ースキャナーの模式図、第６図は第５図のロークリ螺キ
ャナーを用いた従来のタッチパネルの斜視図である。 （１）はレーザ源、（２）はモータ、（４１はターンテ
ーブル、（５）は透孔、（６）はプリズム、（８）はレ
ーザ光、（１７）は光学ブロック、（１８）は検出器、
（１９）はミラー、（２１）はベアリングである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 モータにより回動され、中心に透孔を有するターンテー
   ブルと、 該ターンテーブルの透孔上に載置した光を直角に曲げる
   光学部材と、 上記ターンテーブルの透孔を通って上記光学部材から出
   射される光を発光するための光源とを有し、 上記光学部材に光源から入射する光軸を所定角度θ°傾
   けると共に該光学部材をターンテーブル上に４５°＋θ
   ／２°傾けて配設し、上記ターンテーブルを回転させる
   ことで光源からの光を走査するようにしたことを特徴と
   すロータリースキャナー。