JPH07120697A - レーザビームスキャンニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走査速度が遅くともよくかつ分解能もそれほ
ど考慮しなくともよいという場合でも、システムを簡便
に構築可能とし、かつ長期的信頼性をもたせる。 【構成】 レーザ電源１によって駆動されたレーザ発光
部２からの点状ビームは円柱凹レンズ系３で扇状形に拡
げられて線状ビームとなる。この線状ビームは圧電素子
６及びドライバ７によって円柱凹レンズ系４を矢印Ａの
方向に移動することで矢印Ｂまたは矢印Ｃの方向に移動
され、補正レンズ５を通って目標物体８に照射される。 【効果】 レーザビームの強度をあまり落とすことなく
線状ビームとすることができ、かつ線状ビームを一次元
的に走査することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームスキャンニ
ング装置に関し、特にレーザビームを使用して物体の存
在感知または形状や位置等を計測するセンサにおけるレ
ーザビームの走査に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームを使用したセンサまたは装
置においては、一般的にレーザビームの強度またはエネ
ルギ密度を下げることなく目標物に照射することがシス
テムの効率を上げるために重要である。

【０００３】従来、あるエリアを２次元的に走査する場
合、レーザビームを走査するためにポリゴンミラーやガ
ルバノミラー等を使用するのが一般的である。

【０００４】ポリゴンミラーは走査角度が広く、走査速
度も速く、分解能も高いという特徴がある。また、ガル
バノミラーは走査角度、走査速度、分解能ともにポリゴ
ンミラーよりも劣るが、走査角度、走査速度、分解能と
もに中程度の性能をもっている。

【０００５】これらポリゴンミラーやガルバノミラーは
どちらも機械的な可動部を有しているため、機械的摩耗
等による長期的信頼性を考慮しなければならず、また同
時に装置の形状も大きくなりがちである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の走査方
法では、走査速度が遅くともよくかつ分解能もそれほど
考慮しなくともよいという場合に、センサや装置が過剰
な性能を有することとなり、また形状も大きくなってし
まうという欠点がある。

【０００７】例えば、あるエリア内に物体が存在するか
否かを調べるレーザセンサの場合、その走査系にポリゴ
ンミラーやガルバノミラーを用いるとおおげさなものと
なってしまい、コスト的にも高くなる。

【０００８】これに対して、スキャニング装置を使用せ
ずに、光学系のみでレーザビームを広げただけではレー
ザビームの強度が極端に弱くなり、システムとして成り
立たなくなる。

【０００９】そこで、本発明の目的は上記欠点を除去
し、走査速度が遅くともよくかつ分解能もそれほど考慮
しなくともよいという場合でも、システムを簡便に構築
することができ、かつ長期的信頼性を有するレーザビー
ムスキャンニング装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザビー
ムスキャンニング装置は、レーザ光源からのレーザ光を
当該レーザ光の光軸上の垂直面上で扇状形とする光学部
材と、前記扇状形のレーザ光を前記垂直面に直交する方
向に移動するレーザ光移動手段とを具備している。

【００１１】本発明による他のレーザビームスキャンニ
ング装置は、上記の構成のほかに、前記光学部材によっ
て扇状形となったレーザ光の前記垂直面に直交する方向
の幅を調整する補正レンズを備えている。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、レーザ発光部２はレーザ電源１によっ
て駆動されると、スポット状のレーザビーム（以下点状
ビームとする）を出射する。

【００１４】円柱凹レンズ系３はレーザ発光部２から出
射された点状ビームをこの点状ビームの光軸上の垂直面
上で扇状形に拡げ、線状ビーム（ファンビーム）にす
る。円柱凹レンズ系３で扇状形に拡げられた線状ビーム
はその照射角度が垂直面に直交する方向に円柱凹レンズ
系４で屈折される。

【００１５】ここで、円柱凹レンズ系４としては円柱凹
レンズ系３よりも大きいものが用いられ、円柱凹レンズ
系３に対して９０°回転させた状態に配置されている。
また、円柱凹レンズ系４は圧電素子６に密着して取付け
られており、圧電素子６がドライバ７によって駆動され
ると矢印Ａの方向に移動する。

【００１６】円柱凹レンズ系４が圧電素子６及びドライ
バ７によって矢印Ａの方向に移動されると、円柱凹レン
ズ系４において円柱凹レンズ系３からの線状ビームが当
たる位置が変化する。

【００１７】これによって、円柱凹レンズ系３からの線
状ビームの円柱凹レンズ系４での屈折角が変化するの
で、補正レンズ５を通って目標物体８に照射される走査
ビーム１００が矢印Ｂまたは矢印Ｃの方向に移動する。

【００１８】したがって、圧電素子６及びドライバ７に
よって円柱凹レンズ系４を矢印Ａの方向に移動すること
で、目標物体８は走査ビーム１００によつて走査される
こととなる。

【００１９】尚、補正レンズ５は円柱凹レンズ系３，４
を通ってくる線状ビームの幅、つまり線状ビームの移動
方向（光軸の垂直面に直交する方向）の幅を調整するた
めのものである。また、円柱凹レンズ系４によって線状
ビームを矢印Ｂまたは矢印Ｃの方向に移動しているが、
円柱凸レンズ系によって線状ビームを矢印Ｂまたは矢印
Ｃの方向に移動することも可能である。

【００２０】このように、円柱凹レンズ系３でレーザ発
光部２から出射された点状ビームを扇状形に拡げて線状
ビームとし、この線状ビームを円柱凹レンズ系４と圧電
素子６とドライバ７とによって矢印Ｂまたは矢印Ｃの方
向に移動し、補正レンズ５を通って目標物体８に照射さ
れる走査ビーム１００を矢印Ｂまたは矢印Ｃの方向に移
動することによって、レーザビームの強度をあまり落と
すことなくファンビームとすることができ、このファン
ビームを一次元的に走査することができる。

【００２１】よって、走査ビーム１００のスキャンニン
グに、従来例のようにポリゴンミラーやガルバノミラー
等を使用することなく、システムを簡便に構築すること
ができる。

【００２２】また、ポリゴンミラーやガルバノミラー等
を使用していないので、機械的摩耗等による長期的信頼
性を考慮することなく、また同時に装置の形状も小型化
することが可能となる。よって、走査速度が遅くともよ
くかつ分解能もそれほど考慮しなくともよいという場合
でも、システムを簡便に構築することができ、かつ長期
的信頼性を有する装置を提供することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザ光源からのレーザ光を当該レーザ光の光軸上の垂直
面上で扇状形とし、この扇状形のレーザ光を垂直面に直
交する方向に移動することによって、走査速度が遅くと
もよくかつ分解能もそれほど考慮しなくともよいという
場合でも、システムを簡便に構築することができ、かつ
長期的信頼性をもたせることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

２ レーザ発光部 ３，４ 円柱凹レンズ系 ５ 補正レンズ ６ 圧電素子 ７ ドライバ ８ 目標物体 １００ 走査ビーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源からのレーザ光を当該レーザ
   光の光軸上の垂直面上で扇状形とする光学部材と、前記
   扇状形のレーザ光を前記垂直面に直交する方向に移動す
   るレーザ光移動手段とを含むことを特徴とするレーザビ
   ームスキャンニング装置。
2. 【請求項２】 前記光学部材は、前記レーザ光を扇状形
   にする方向が互いに直交する一対の円柱凹レンズ系から
   なることを特徴とする請求項１記載のレーザビームスキ
   ャンニング装置。
3. 【請求項３】 前記レーザ光移動手段は、前記一対の円
   柱凹レンズ系のうちの一方を前記垂直面に直交する方向
   に移動する手段からなることを特徴とする請求項２記載
   のレーザビームスキャンニング装置。
4. 【請求項４】 前記光学部材は、前記レーザ光を扇状形
   にする円柱凹レンズ系と、前記扇状形のレーザ光を前記
   垂直面に直交する方向に移動するための円柱凸レンズ系
   とからなり、 前記レーザ光移動手段は、前記円柱凸レンズ系を前記垂
   直面に直交する方向に移動する手段からなることを特徴
   とする請求項１記載のレーザビームスキャンニング装
   置。
5. 【請求項５】 前記光学部材によって扇状形となったレ
   ーザ光の前記垂直面に直交する方向の幅を調整する補正
   レンズを含むことを特徴とする請求項１から請求項４の
   いずれか記載のレーザビームスキャンニング装置。