JPH0850254A - バリアングルコーンミラー - Google Patents
バリアングルコーンミラーInfo
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- JPH0850254A JPH0850254A JP18607594A JP18607594A JPH0850254A JP H0850254 A JPH0850254 A JP H0850254A JP 18607594 A JP18607594 A JP 18607594A JP 18607594 A JP18607594 A JP 18607594A JP H0850254 A JPH0850254 A JP H0850254A
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- reflecting mirror
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 円錐面反射鏡の光偏向走査角度の検出を容易
にする。 【構成】 測距用光線を偏向走査するための円錐反射面
２２ａの頂角が円周方向に漸変するのに対し、回転位相
検出用光線を反射させるための円錐反射面２３ａの頂角
はどの円周位置においても不変である。バリアングルコ
ーンミラー２１の外観形状のうち、測距用光線を反射す
る円錐反射面２２ａについてだけ高度の加工を施せばよ
く、回転位相検出用光線を出射する発光素子２６と受光
素子２７を円錐反射面２３ａを介して常に同一光路で結
びさえすれば、回転位相を正確に検出することができ
る。
にする。 【構成】 測距用光線を偏向走査するための円錐反射面
２２ａの頂角が円周方向に漸変するのに対し、回転位相
検出用光線を反射させるための円錐反射面２３ａの頂角
はどの円周位置においても不変である。バリアングルコ
ーンミラー２１の外観形状のうち、測距用光線を反射す
る円錐反射面２２ａについてだけ高度の加工を施せばよ
く、回転位相検出用光線を出射する発光素子２６と受光
素子２７を円錐反射面２３ａを介して常に同一光路で結
びさえすれば、回転位相を正確に検出することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、円錐面反射鏡に同軸的
に結合した環状面反射鏡により光偏向走査角度の検出を
容易にしたバリアングルコーンミラーに関する。
に結合した環状面反射鏡により光偏向走査角度の検出を
容易にしたバリアングルコーンミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】物体までの距離すなわち対物距離を光学
的に計測する場合に、距離計測対象に向けて照射した光
が距離計測対象にて反射されて戻るまでの時間を測定
し、この時間に光速を乗じて往復距離を求める方法がよ
く用いられる。距離計測媒体にレーザ光線を用いるレー
ザレーダと呼ばれる従来の光学式距離計測装置は、レー
ザ光源から出射するレーザ光線を回転平面鏡にて反射さ
せて前方照射する構成であり、等角速度走査すなわちリ
ニアスキャンを実現するには回転平面鏡の回転速度を回
転位相に比例させて変化させるなどの制御が不可欠であ
り、光偏向走査機構が複雑化するといった問題があっ
た。
的に計測する場合に、距離計測対象に向けて照射した光
が距離計測対象にて反射されて戻るまでの時間を測定
し、この時間に光速を乗じて往復距離を求める方法がよ
く用いられる。距離計測媒体にレーザ光線を用いるレー
ザレーダと呼ばれる従来の光学式距離計測装置は、レー
ザ光源から出射するレーザ光線を回転平面鏡にて反射さ
せて前方照射する構成であり、等角速度走査すなわちリ
ニアスキャンを実現するには回転平面鏡の回転速度を回
転位相に比例させて変化させるなどの制御が不可欠であ
り、光偏向走査機構が複雑化するといった問題があっ
た。
【０００３】そこで、本出願人は、反射鏡を等速回転さ
せながらリニアスキャンにより広範囲にレーザ光線を偏
向走査できるよう、図７に示す光学式距離計測装置１を
先に提案した。同図に示す光学式距離計測装置１は、頂
角が円周方向に漸変する不等頂角円錐反射面２ａを有す
るバリアングルコーンミラー２を用い、等速回転による
リニアスキャンを可能にしたものである。バリアングル
コーンミラー２は、アルミニウムやプラスチックを成型
した円錐体の円錐面にアルミニウム膜を蒸着して円錐反
射面としてあり、円錐反射面の頂角（円錐面が円錐軸に
対してなす角度）を円周方向に漸変させたことで、円錐
軸を中心に等速回転させたときに該円錐軸と平行に円錐
面に入射する測距用光線を、回転位相に線形な偏向角度
をもって反射することができる。バリアングルコーン
（角度可変円錐体）の由来は、円錐反射面の頂角が円周
方向に漸変することに由来するが、円周方向に漸変する
円錐面の頂角は１周位置において不連続となるため、円
錐反射面には光偏向走査の始端と終端を境界付ける段部
２ｂが必ず一箇所形成されることになる。
せながらリニアスキャンにより広範囲にレーザ光線を偏
向走査できるよう、図７に示す光学式距離計測装置１を
先に提案した。同図に示す光学式距離計測装置１は、頂
角が円周方向に漸変する不等頂角円錐反射面２ａを有す
るバリアングルコーンミラー２を用い、等速回転による
リニアスキャンを可能にしたものである。バリアングル
コーンミラー２は、アルミニウムやプラスチックを成型
した円錐体の円錐面にアルミニウム膜を蒸着して円錐反
射面としてあり、円錐反射面の頂角（円錐面が円錐軸に
対してなす角度）を円周方向に漸変させたことで、円錐
軸を中心に等速回転させたときに該円錐軸と平行に円錐
面に入射する測距用光線を、回転位相に線形な偏向角度
をもって反射することができる。バリアングルコーン
（角度可変円錐体）の由来は、円錐反射面の頂角が円周
方向に漸変することに由来するが、円周方向に漸変する
円錐面の頂角は１周位置において不連続となるため、円
錐反射面には光偏向走査の始端と終端を境界付ける段部
２ｂが必ず一箇所形成されることになる。
【０００４】バリアングルコーンミラー２にレーザ光線
を照射するレーザ光源３は、バリアングルコーンミラー
２の円錐軸と平行になるよう光軸配置されており、パル
ス状のレーザ光線を高周波で出射する。コリメータレン
ズ４を通過して平行光に変えられたレーザ光線は、シリ
ンドリカルレンズ５を通過することで縦横の一方向にの
み集光されたのち、バリアングルコーンミラー２の円錐
反射面に入射する。バリアングルコーンミラー２にて反
射されたレーザ光線は、楕円状の光束となって物体に向
かい、物体の表面に細線状に照射される。物体表面で反
射されたレーザ光線はフライアイレンズ６を通過してフ
レネルレンズ７にて集光され、位置センサ８にて受光さ
れる。フライアイレンズ６は、両面が他方の面の近軸焦
点位置にある凸レンズからなる多数のエレメントを束ね
たものであり、フレネルレンズ７はその後方焦点位置が
フライアイレンズ６の出射面に位置するよう配置され
る。また、位置センサ８は、受光素子を一列に配列した
一次元センサからなり、フレネルレンズ７の前方焦点位
置に配置してあり、測距対象である物体までの距離は、
位置センサ８を構成する受光素子の受光出力に基づいて
検出され、物体の方位は回転位相検出光学系の位置セン
サ９によって検出される。
を照射するレーザ光源３は、バリアングルコーンミラー
２の円錐軸と平行になるよう光軸配置されており、パル
ス状のレーザ光線を高周波で出射する。コリメータレン
ズ４を通過して平行光に変えられたレーザ光線は、シリ
ンドリカルレンズ５を通過することで縦横の一方向にの
み集光されたのち、バリアングルコーンミラー２の円錐
反射面に入射する。バリアングルコーンミラー２にて反
射されたレーザ光線は、楕円状の光束となって物体に向
かい、物体の表面に細線状に照射される。物体表面で反
射されたレーザ光線はフライアイレンズ６を通過してフ
レネルレンズ７にて集光され、位置センサ８にて受光さ
れる。フライアイレンズ６は、両面が他方の面の近軸焦
点位置にある凸レンズからなる多数のエレメントを束ね
たものであり、フレネルレンズ７はその後方焦点位置が
フライアイレンズ６の出射面に位置するよう配置され
る。また、位置センサ８は、受光素子を一列に配列した
一次元センサからなり、フレネルレンズ７の前方焦点位
置に配置してあり、測距対象である物体までの距離は、
位置センサ８を構成する受光素子の受光出力に基づいて
検出され、物体の方位は回転位相検出光学系の位置セン
サ９によって検出される。
【０００５】１０は、回転位相検出光学系に設けたレー
ザ光源であり、このレーザ光源１０から出射したレーザ
光線は、収束レンズ１１にてバリアングルコーンミラー
２の円錐反射面上に収束され、バリアングルコーンミラ
ー２の円錐反射面にて反射されたレーザ光線が、位置セ
ンサ９に入射する。位置センサ９は、受光素子を一列に
配列した一次元センサからなり、入射したレーザ光線の
受光位置（スポット位置）を示す信号を出力する。
ザ光源であり、このレーザ光源１０から出射したレーザ
光線は、収束レンズ１１にてバリアングルコーンミラー
２の円錐反射面上に収束され、バリアングルコーンミラ
ー２の円錐反射面にて反射されたレーザ光線が、位置セ
ンサ９に入射する。位置センサ９は、受光素子を一列に
配列した一次元センサからなり、入射したレーザ光線の
受光位置（スポット位置）を示す信号を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光学式距離
計測装置１に用いられるバリアングルコーンミラー２
は、測距用光線と回転位相検出用光線とを同じ円錐反射
面を使って反射させる構造であり、光路どうしの干渉を
排除する観点から両光線を円錐反射面の同相位置に入射
できないため、円錐反射面上で１８０度ずれた位置に入
射させていた。このため、測距用光線と回転位相検出用
光線の光路を決定する光学系には非常に高い組立精度が
要求されるといった課題があった。また、測距用光線に
だけでなく回転位相検出用光線にもレーザ光線を使用す
るため、測距用と回転位相検出用に２個のレーザ光源
３，１０が必要であり、しかも回転位相検出光学系に収
束レンズ１１や位置センサ９が必要であるため、製造コ
ストを低減するのが容易でない等の課題を抱えていた。
計測装置１に用いられるバリアングルコーンミラー２
は、測距用光線と回転位相検出用光線とを同じ円錐反射
面を使って反射させる構造であり、光路どうしの干渉を
排除する観点から両光線を円錐反射面の同相位置に入射
できないため、円錐反射面上で１８０度ずれた位置に入
射させていた。このため、測距用光線と回転位相検出用
光線の光路を決定する光学系には非常に高い組立精度が
要求されるといった課題があった。また、測距用光線に
だけでなく回転位相検出用光線にもレーザ光線を使用す
るため、測距用と回転位相検出用に２個のレーザ光源
３，１０が必要であり、しかも回転位相検出光学系に収
束レンズ１１や位置センサ９が必要であるため、製造コ
ストを低減するのが容易でない等の課題を抱えていた。
【０００７】一方また、図８に示すように、測距用光線
の円錐反射面１２ａとは別に回転位相検出用光線のため
の円錐反射面１２ｂを１８０度位相異ならしめて同心的
に一体形成したバリアングルコーンミラー１２も知られ
ている。しかしながら、この種のバリアングルコーンミ
ラー１２は、ただでさえ高度の加工技術が要求される円
錐反射面を２箇所にそれも位相を１８０度異ならしめて
形成しなければならず、このため製造に多くの時間とコ
ストを要する等の課題があった。
の円錐反射面１２ａとは別に回転位相検出用光線のため
の円錐反射面１２ｂを１８０度位相異ならしめて同心的
に一体形成したバリアングルコーンミラー１２も知られ
ている。しかしながら、この種のバリアングルコーンミ
ラー１２は、ただでさえ高度の加工技術が要求される円
錐反射面を２箇所にそれも位相を１８０度異ならしめて
形成しなければならず、このため製造に多くの時間とコ
ストを要する等の課題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決したものであり、回転軸と、該回転軸に同心的に設け
られ、かつ周面に円錐反射面を有する円錐面反射鏡と、
前記回転軸に同心的に設けられ、かつ周面に反射面を有
する環状面反射鏡とを具備することを特徴とするもので
ある。
決したものであり、回転軸と、該回転軸に同心的に設け
られ、かつ周面に円錐反射面を有する円錐面反射鏡と、
前記回転軸に同心的に設けられ、かつ周面に反射面を有
する環状面反射鏡とを具備することを特徴とするもので
ある。
【０００９】さらに、本発明は、円錐面反射鏡が、頂角
が円周方向に漸変する形状の円錐反射面を有し、前記回
転軸を等速回転させたときに該回転軸と平行に前記円錐
反射面に入射する測距用光線を回転位相に線形な偏向角
度をもって反射すること、また環状面反射鏡が、前記円
錐面反射鏡の前記円錐反射面の裾部に、該円錐反射面と
は逆傾斜で形成した等頂角円錐反射面を有すること、或
いは前記円錐面反射鏡の前記円錐反射面の裾部に、前記
回転軸と直交する面に該回転軸から一定半径距離に円環
状に形成した円環状反射面を有すること、さらには前記
円錐面反射鏡の前記円錐反射面の裾部に、前記回転軸か
ら一定半径距離に円筒状に形成した円筒状反射面を有す
ること等を、他の特徴とするものである。
が円周方向に漸変する形状の円錐反射面を有し、前記回
転軸を等速回転させたときに該回転軸と平行に前記円錐
反射面に入射する測距用光線を回転位相に線形な偏向角
度をもって反射すること、また環状面反射鏡が、前記円
錐面反射鏡の前記円錐反射面の裾部に、該円錐反射面と
は逆傾斜で形成した等頂角円錐反射面を有すること、或
いは前記円錐面反射鏡の前記円錐反射面の裾部に、前記
回転軸と直交する面に該回転軸から一定半径距離に円環
状に形成した円環状反射面を有すること、さらには前記
円錐面反射鏡の前記円錐反射面の裾部に、前記回転軸か
ら一定半径距離に円筒状に形成した円筒状反射面を有す
ること等を、他の特徴とするものである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図６を参照して説明する。図１は、本発明のバリアング
ルコーンミラーの一実施例を示す側面図、図２は、図１
に示した回転位相検出系の回路構成図、図３は、図１に
示したバリアングルコーンミラーの偏向角度と時間の関
係を示す図、図４は、図２に示したＣＰＵの動作を説明
するためのフローチャートである。
図６を参照して説明する。図１は、本発明のバリアング
ルコーンミラーの一実施例を示す側面図、図２は、図１
に示した回転位相検出系の回路構成図、図３は、図１に
示したバリアングルコーンミラーの偏向角度と時間の関
係を示す図、図４は、図２に示したＣＰＵの動作を説明
するためのフローチャートである。
【００１１】図１に示すバリアングルコーンミラー２１
は、測距用光線を反射する円錐面反射鏡２２と、回転位
相検出用光線を反射する環状面反射鏡２３とを同軸的に
一体形成したものである。円錐面反射鏡２２は、頂角が
円周方向に漸変する形状の不等頂角円錐反射面２２ａを
有しており、従来のバリアングルコーンミラー２と同
様、円錐軸すなわち回転軸２１ａを中心に等速回転させ
たときに回転軸２１ａの軸心と平行に円錐反射面２２ａ
に入射する測距用光線を回転位相に線形な偏向角度をも
って反射する。これに対し、環状面反射鏡２３は、円錐
面反射鏡２２の裾部に回転軸２１ａの軸心から等距離の
位置に一体形成してあり、回転位相の基準点において回
転位相検出用光線の反射態様を異ならしめることにより
該基準点が認識できるよう構成してある。
は、測距用光線を反射する円錐面反射鏡２２と、回転位
相検出用光線を反射する環状面反射鏡２３とを同軸的に
一体形成したものである。円錐面反射鏡２２は、頂角が
円周方向に漸変する形状の不等頂角円錐反射面２２ａを
有しており、従来のバリアングルコーンミラー２と同
様、円錐軸すなわち回転軸２１ａを中心に等速回転させ
たときに回転軸２１ａの軸心と平行に円錐反射面２２ａ
に入射する測距用光線を回転位相に線形な偏向角度をも
って反射する。これに対し、環状面反射鏡２３は、円錐
面反射鏡２２の裾部に回転軸２１ａの軸心から等距離の
位置に一体形成してあり、回転位相の基準点において回
転位相検出用光線の反射態様を異ならしめることにより
該基準点が認識できるよう構成してある。
【００１２】環状面反射鏡２３は、より詳しくは、円錐
面反射鏡２２の円錐反射面の裾部に円錐反射面２２ａと
は逆傾斜で形成した等頂角円錐反射面２３ａを有してお
り、バリアングルコーンミラー２１の回転軸２１ａが直
結されたモータ２４を支持する固定台２５上に配置した
発光ダイオード等の発光素子２６が発する光線を、固定
台２５上に配設されたフォトダイオード等の受光素子２
７に向け、常に同一光路に沿って反射する。実施例の場
合、等頂角円錐反射面２３ａは、円錐面反射鏡２２の基
準回転位相すなわち光偏向角度の零度を与える位置に無
反射面が形成してあり、円錐面反射鏡の光偏向角度が零
度であるときは、受光素子２７の受光出力が零となるよ
うにしてある。
面反射鏡２２の円錐反射面の裾部に円錐反射面２２ａと
は逆傾斜で形成した等頂角円錐反射面２３ａを有してお
り、バリアングルコーンミラー２１の回転軸２１ａが直
結されたモータ２４を支持する固定台２５上に配置した
発光ダイオード等の発光素子２６が発する光線を、固定
台２５上に配設されたフォトダイオード等の受光素子２
７に向け、常に同一光路に沿って反射する。実施例の場
合、等頂角円錐反射面２３ａは、円錐面反射鏡２２の基
準回転位相すなわち光偏向角度の零度を与える位置に無
反射面が形成してあり、円錐面反射鏡の光偏向角度が零
度であるときは、受光素子２７の受光出力が零となるよ
うにしてある。
【００１３】受光素子２７は、図２に示したように、反
転増幅器２８の反転入力端子とグラウンド間に接続して
あり、反転増幅器２８は、非反転入力端子を接地すると
ともに、受光素子２７のオンオフに伴って反転出力に現
れる過渡的なノイズを除去するため、出力端子を抵抗Ｒ
とコンデンサＣの並列接続回路を介して反転入力端子に
帰還接続してある。また、反転増幅器２８の出力は、次
段のコンパレータ２９にて基準電圧Ｅｒと比較され、基
準電圧Ｅｒを上回る出力に対してコンパレータ２９がＣ
ＭＯＳレベルの偏向基準点信号をＣＰＵ３０のポートに
入力する。
転増幅器２８の反転入力端子とグラウンド間に接続して
あり、反転増幅器２８は、非反転入力端子を接地すると
ともに、受光素子２７のオンオフに伴って反転出力に現
れる過渡的なノイズを除去するため、出力端子を抵抗Ｒ
とコンデンサＣの並列接続回路を介して反転入力端子に
帰還接続してある。また、反転増幅器２８の出力は、次
段のコンパレータ２９にて基準電圧Ｅｒと比較され、基
準電圧Ｅｒを上回る出力に対してコンパレータ２９がＣ
ＭＯＳレベルの偏向基準点信号をＣＰＵ３０のポートに
入力する。
【００１４】測距用光線の偏向角度と時間の関係は、図
３に示す通りであり、同図に示した鋸歯状波形のうち偏
向基準点（偏向角度零度の点）の前後は測距無効区間で
あるため、鋸歯状波形のうち両端の測距無効区間を除く
部分が測距有効区間となる。測距有効区間においてレー
ザ光源（図示せず）から円錐軸に平行に照射された測距
用光線は、円錐面反射鏡２２の不等頂角円錐反射面２２
ａにて前方に反射され、バリアングルコーンミラー２１
の回転とともに偏向走査が行われる。この間、発光素子
２６から出射した光線は、環状面反射鏡２３の等頂角円
錐反射面２３ａにて反射されて受光素子２７に入射す
る。このため、受光素子２７には照度に応じた電圧が発
生するが、この受光素子２７に発生した電圧は反転増幅
器２８により反転されてしまうため、反転増幅器２８の
出力電圧はコンパレータ２９の基準電圧Ｅｒ以下であ
り、ＣＰＵ３０のポート入力はロウレベルを保つ。この
とき、ポート入力の信号レベルから、ＣＰＵ３０は測距
有効区間における走査が行われていることを瞬時にして
認識し、図４に示した判断ステップ（１０１）に続くス
テップ（１０２）おいて、測距を実施する。
３に示す通りであり、同図に示した鋸歯状波形のうち偏
向基準点（偏向角度零度の点）の前後は測距無効区間で
あるため、鋸歯状波形のうち両端の測距無効区間を除く
部分が測距有効区間となる。測距有効区間においてレー
ザ光源（図示せず）から円錐軸に平行に照射された測距
用光線は、円錐面反射鏡２２の不等頂角円錐反射面２２
ａにて前方に反射され、バリアングルコーンミラー２１
の回転とともに偏向走査が行われる。この間、発光素子
２６から出射した光線は、環状面反射鏡２３の等頂角円
錐反射面２３ａにて反射されて受光素子２７に入射す
る。このため、受光素子２７には照度に応じた電圧が発
生するが、この受光素子２７に発生した電圧は反転増幅
器２８により反転されてしまうため、反転増幅器２８の
出力電圧はコンパレータ２９の基準電圧Ｅｒ以下であ
り、ＣＰＵ３０のポート入力はロウレベルを保つ。この
とき、ポート入力の信号レベルから、ＣＰＵ３０は測距
有効区間における走査が行われていることを瞬時にして
認識し、図４に示した判断ステップ（１０１）に続くス
テップ（１０２）おいて、測距を実施する。
【００１５】ステップ（１０３）において測距データを
出力したＣＰＵ３０は、続くステップ（１０４）におい
てバリアングルコーンミラー２１の回転位相を示す角度
データをインクリメントし、ステップ（１０５）におい
て次回の測距まで待機状態をとり、ポート入力のハイ／
ロウを判別する判断ステップ（１０１）に戻る。なお、
ＣＰＵ３０は、角度データに対応した三角関数表をテー
ブルとして内蔵しており、このため距離データと角度デ
ータから物体までの水平距離と垂直距離を即座に割り出
すことができる。
出力したＣＰＵ３０は、続くステップ（１０４）におい
てバリアングルコーンミラー２１の回転位相を示す角度
データをインクリメントし、ステップ（１０５）におい
て次回の測距まで待機状態をとり、ポート入力のハイ／
ロウを判別する判断ステップ（１０１）に戻る。なお、
ＣＰＵ３０は、角度データに対応した三角関数表をテー
ブルとして内蔵しており、このため距離データと角度デ
ータから物体までの水平距離と垂直距離を即座に割り出
すことができる。
【００１６】ところで、バリアングルコーンミラー２１
が測距無効区間の走査に入ると、発光素子２６が出射す
る光線は環状の円錐反射面２３ａの無反射部分に入射す
る。このため、受光素子２７の受光出力は零となり、反
転増幅器２８の出力電圧がコンパレータ２９の基準電圧
Ｅｒを上回る。その結果、コンパレータ２９の出力もハ
イレベルとなり、ＣＰＵ３０は測距無効区間の始端を検
知する。さらに、バリアングルコーンミラー２１の走査
が測距無効区間から測距有効区間に移行すると、発光素
子２６から出射された光線が環状の円錐反射面２３ａの
反射部分に入射するため、反転増幅器２８の出力電圧が
コンパレータ２９の基準電圧Ｅｒを下回り、コンパレー
タ２９のポート入力は再びロウレベルとなる。その結
果、ＣＰＵ３０は測距無効区間の終端すなわち測距有効
区間の始端を検知し、判断ステップ（１０６）に続くス
テップ（１０７）において角度データを初期化し、ステ
ップ（１０１）に復帰する。
が測距無効区間の走査に入ると、発光素子２６が出射す
る光線は環状の円錐反射面２３ａの無反射部分に入射す
る。このため、受光素子２７の受光出力は零となり、反
転増幅器２８の出力電圧がコンパレータ２９の基準電圧
Ｅｒを上回る。その結果、コンパレータ２９の出力もハ
イレベルとなり、ＣＰＵ３０は測距無効区間の始端を検
知する。さらに、バリアングルコーンミラー２１の走査
が測距無効区間から測距有効区間に移行すると、発光素
子２６から出射された光線が環状の円錐反射面２３ａの
反射部分に入射するため、反転増幅器２８の出力電圧が
コンパレータ２９の基準電圧Ｅｒを下回り、コンパレー
タ２９のポート入力は再びロウレベルとなる。その結
果、ＣＰＵ３０は測距無効区間の終端すなわち測距有効
区間の始端を検知し、判断ステップ（１０６）に続くス
テップ（１０７）において角度データを初期化し、ステ
ップ（１０１）に復帰する。
【００１７】このように、上記バリアングルコーンミラ
ー２１は、測距用光線を偏向走査するための円錐反射面
２２ａの頂角が円周方向に漸変するのに対し、回転位相
検出用光線を反射させるための円錐反射面２３ａの頂角
はどの円周位置においても不変であるため、バリアング
ルコーンミラー２１の外観形状のうち、測距用光線を反
射する円錐反射面２２ａについてだけ高度の加工を施せ
ばよい。また、回転位相検出用光線を反射する円錐反射
面２３ａについては、偏向基準点に対応して光反射態様
の異なる部分を形成しておけばよく、回転位相検出用光
線を出射する発光素子２６と受光素子２７を円錐反射面
２３ａを介して常に同一光路で結びさえすれば回転位相
を正確に検出できるため、光路調整は非常に簡単であ
る。
ー２１は、測距用光線を偏向走査するための円錐反射面
２２ａの頂角が円周方向に漸変するのに対し、回転位相
検出用光線を反射させるための円錐反射面２３ａの頂角
はどの円周位置においても不変であるため、バリアング
ルコーンミラー２１の外観形状のうち、測距用光線を反
射する円錐反射面２２ａについてだけ高度の加工を施せ
ばよい。また、回転位相検出用光線を反射する円錐反射
面２３ａについては、偏向基準点に対応して光反射態様
の異なる部分を形成しておけばよく、回転位相検出用光
線を出射する発光素子２６と受光素子２７を円錐反射面
２３ａを介して常に同一光路で結びさえすれば回転位相
を正確に検出できるため、光路調整は非常に簡単であ
る。
【００１８】なお、上記実施例では、バリアングルコー
ンミラー２１を構成する円錐面反射鏡２２と環状面反射
鏡２３のうち、環状面反射鏡２３を等頂角円錐面として
形成したが、環状面反射鏡２３を、回転軸と直交する平
面上に形成したり、或いは回転軸を中心軸とする円筒面
上に形成したりすることもできる。
ンミラー２１を構成する円錐面反射鏡２２と環状面反射
鏡２３のうち、環状面反射鏡２３を等頂角円錐面として
形成したが、環状面反射鏡２３を、回転軸と直交する平
面上に形成したり、或いは回転軸を中心軸とする円筒面
上に形成したりすることもできる。
【００１９】図５に示すバリアングルコーンミラー３１
は、円錐面反射鏡３２は上記バリアングルコーンミラー
２１の円錐面反射鏡２２と同じ形状をなすが、環状面反
射鏡３３が回転軸と直交する平面上に形成してある。す
なわち、環状面反射鏡３３は、円錐面反射鏡３２の円錐
反射面３２ａ裾部の回転軸３１ａの軸心に直交する面
に、該軸心から一定半径距離に形成した偏平な円環状反
射面３３ａを有しており、測距無効区間に対応する箇所
にだけ、図５に黒塗りした無反射部分を有する。本実施
例の場合、環状面反射鏡３３の形状が非常に単純であ
り、例えばアルミ箔をリング状に切り抜いたものを円錐
面反射鏡３２の底面に貼着するなどして、簡単に製造す
ることが可能である。
は、円錐面反射鏡３２は上記バリアングルコーンミラー
２１の円錐面反射鏡２２と同じ形状をなすが、環状面反
射鏡３３が回転軸と直交する平面上に形成してある。す
なわち、環状面反射鏡３３は、円錐面反射鏡３２の円錐
反射面３２ａ裾部の回転軸３１ａの軸心に直交する面
に、該軸心から一定半径距離に形成した偏平な円環状反
射面３３ａを有しており、測距無効区間に対応する箇所
にだけ、図５に黒塗りした無反射部分を有する。本実施
例の場合、環状面反射鏡３３の形状が非常に単純であ
り、例えばアルミ箔をリング状に切り抜いたものを円錐
面反射鏡３２の底面に貼着するなどして、簡単に製造す
ることが可能である。
【００２０】また、図６に示すバリアングルコーンミラ
ー４１のごとく、不等頂角円錐反射面４２ａを有する円
錐面反射鏡４２の裾部に、回転軸４１ａの軸心から一定
半径距離に円筒状に形成した円筒状反射面４３ａを有す
る環状面反射鏡４３を一体形成することもできる。円筒
状反射面４３ａには、測距無効区間に対応する箇所にだ
け、図６に黒塗りした無反射部分が設けられるが、環状
面反射鏡４３の形状が非常に単純であり、例えば帯状の
アルミ箔を円錐面反射鏡４２の側面に貼着するなどし
て、簡単に製造することが可能である。
ー４１のごとく、不等頂角円錐反射面４２ａを有する円
錐面反射鏡４２の裾部に、回転軸４１ａの軸心から一定
半径距離に円筒状に形成した円筒状反射面４３ａを有す
る環状面反射鏡４３を一体形成することもできる。円筒
状反射面４３ａには、測距無効区間に対応する箇所にだ
け、図６に黒塗りした無反射部分が設けられるが、環状
面反射鏡４３の形状が非常に単純であり、例えば帯状の
アルミ箔を円錐面反射鏡４２の側面に貼着するなどし
て、簡単に製造することが可能である。
【００２１】さらにまた、上記のいずれの実施例も、環
状面反射鏡を円錐面反射鏡に一体形成したバリアングル
コーンミラー２１，３１，４１を例にとったが、互いに
別体の環状面反射鏡と円錐面反射鏡とを回転軸を介して
同軸結合したバリアングルコーンミラーにも、本発明は
適用できるものである。
状面反射鏡を円錐面反射鏡に一体形成したバリアングル
コーンミラー２１，３１，４１を例にとったが、互いに
別体の環状面反射鏡と円錐面反射鏡とを回転軸を介して
同軸結合したバリアングルコーンミラーにも、本発明は
適用できるものである。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転軸と、該回転軸に同心的に設けられ、かつ周面に円
錐反射面を有する円錐面反射鏡と、前記回転軸に同心的
に設けられ、かつ周面に反射面を有する環状面反射鏡と
を設けて構成したから、測距用光線を反射する円錐面反
射鏡については周面形状に高度の加工が要求されるが、
回転位相検出用光線を反射する環状面反射鏡に関して
は、周面形状に円錐面反射鏡ほどの高度の加工が要求さ
れず、また回転位相検出用光線を出射する発光素子と受
光素子を環状反射面を介して常に同一光路で結びさえす
れば、回転位相を正確に検出できるため、光路調整は非
常に簡単である等の優れた効果を奏する。
回転軸と、該回転軸に同心的に設けられ、かつ周面に円
錐反射面を有する円錐面反射鏡と、前記回転軸に同心的
に設けられ、かつ周面に反射面を有する環状面反射鏡と
を設けて構成したから、測距用光線を反射する円錐面反
射鏡については周面形状に高度の加工が要求されるが、
回転位相検出用光線を反射する環状面反射鏡に関して
は、周面形状に円錐面反射鏡ほどの高度の加工が要求さ
れず、また回転位相検出用光線を出射する発光素子と受
光素子を環状反射面を介して常に同一光路で結びさえす
れば、回転位相を正確に検出できるため、光路調整は非
常に簡単である等の優れた効果を奏する。
【００２３】また、本発明は、円錐面反射鏡が、頂角が
円周方向に漸変する形状の円錐反射面を有し、回転軸を
等速回転させたときに該回転軸と平行に前記円錐反射面
に入射する測距用光線を回転位相に線形な偏向角度をも
って反射する構成としたから、円錐反射面の加工には精
度が要求されるが、測距用光線は出射方向が回転軸と同
方向に固定された光源から出射させることができ、円錐
面反射鏡の回転に伴い回転位相に線形な偏向角度をもっ
て測距用光線が反射されるため、簡単に等角速度光偏向
走査すなわちリニアスキャンが実現できる等の効果を奏
する。
円周方向に漸変する形状の円錐反射面を有し、回転軸を
等速回転させたときに該回転軸と平行に前記円錐反射面
に入射する測距用光線を回転位相に線形な偏向角度をも
って反射する構成としたから、円錐反射面の加工には精
度が要求されるが、測距用光線は出射方向が回転軸と同
方向に固定された光源から出射させることができ、円錐
面反射鏡の回転に伴い回転位相に線形な偏向角度をもっ
て測距用光線が反射されるため、簡単に等角速度光偏向
走査すなわちリニアスキャンが実現できる等の効果を奏
する。
【００２４】また、本発明は、環状面反射鏡が、円錐面
反射鏡の円錐反射面の裾部に、円錐反射面とは逆傾斜で
形成した等頂角円錐反射面を有するため、環状面反射鏡
の円錐反射面の製作が容易であり、アルミ箔等の反射シ
ートをリング状に切り抜き、例えば測距無効区間に対応
する箇所にだけ黒塗りした無反射部分を形成したもの
を、円錐面反射鏡の逆傾斜側面に貼着するなどして、簡
単に製造することができ、また円錐面反射鏡と環状面反
射鏡をそれぞれ反射媒体とする光路どうしが干渉する恐
れもないため、偏向基準点にさえ注意すれば光学系を容
易に構成することができる等の効果を奏する。
反射鏡の円錐反射面の裾部に、円錐反射面とは逆傾斜で
形成した等頂角円錐反射面を有するため、環状面反射鏡
の円錐反射面の製作が容易であり、アルミ箔等の反射シ
ートをリング状に切り抜き、例えば測距無効区間に対応
する箇所にだけ黒塗りした無反射部分を形成したもの
を、円錐面反射鏡の逆傾斜側面に貼着するなどして、簡
単に製造することができ、また円錐面反射鏡と環状面反
射鏡をそれぞれ反射媒体とする光路どうしが干渉する恐
れもないため、偏向基準点にさえ注意すれば光学系を容
易に構成することができる等の効果を奏する。
【００２５】また、本発明は、環状面反射鏡が、円錐面
反射鏡の円錐反射面の裾部に、回転軸と直交する面に該
回転軸から一定半径距離に円環状に形成した円環状反射
面を有するため、アルミ箔等の反射シートをリング状に
切り抜き、例えば測距無効区間に対応する箇所にだけ黒
塗りした無反射部分を形成したものを、円錐面反射鏡の
底面に貼着するなどして、簡単に製造することができる
等の効果を奏する。
反射鏡の円錐反射面の裾部に、回転軸と直交する面に該
回転軸から一定半径距離に円環状に形成した円環状反射
面を有するため、アルミ箔等の反射シートをリング状に
切り抜き、例えば測距無効区間に対応する箇所にだけ黒
塗りした無反射部分を形成したものを、円錐面反射鏡の
底面に貼着するなどして、簡単に製造することができる
等の効果を奏する。
【００２６】さらにまた、本発明は、環状面反射鏡が、
円錐面反射鏡の円錐反射面の裾部に、回転軸から一定半
径距離に円筒状に形成した円筒状反射面を有するため、
アルミ箔等の反射シートを帯状に切り抜き、例えば測距
無効区間に対応する箇所にだけ黒塗りした無反射部分を
形成したものを、円錐面反射鏡の側面に貼着するなどし
て、簡単に製造することができる等の効果を奏する。
円錐面反射鏡の円錐反射面の裾部に、回転軸から一定半
径距離に円筒状に形成した円筒状反射面を有するため、
アルミ箔等の反射シートを帯状に切り抜き、例えば測距
無効区間に対応する箇所にだけ黒塗りした無反射部分を
形成したものを、円錐面反射鏡の側面に貼着するなどし
て、簡単に製造することができる等の効果を奏する。
【図１】本発明のバリアングルコーンミラーの一実施例
を示す側面図である。
を示す側面図である。
【図２】図１に示したバリアングルコーンミラーの回転
位相検出系の概略回路構成図である。
位相検出系の概略回路構成図である。
【図３】図１に示したバリアングルコーンミラーの偏向
角度と時間の関係を示す図である。
角度と時間の関係を示す図である。
【図４】図２に示したＣＰＵの動作を説明するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】本発明のバリアングルコーンミラーの他の実施
例を示す側面図である。
例を示す側面図である。
【図６】本発明のバリアングルコーンミラーのさらに他
の実施例を示す側面図である。
の実施例を示す側面図である。
【図７】従来のバリアングルコーンミラーを用いた光学
式距離計測装置の一例を示す概略構成図である。
式距離計測装置の一例を示す概略構成図である。
【図８】従来のバリアングルコーンミラーの他の一例を
示す側面図である。
示す側面図である。
２１，３１，４１ バリアングルコーンミラー ２１ａ，３１ａ，４１ａ 回転軸 ２２，３２，４２ 円錐面反射鏡 ２２ａ，３２ａ，４２ａ 円錐反射面 ２３，３３，３４ 環状面反射鏡 ２３ａ 円錐反射面 ３３ａ 円環状反射面 ４３ａ 円筒状反射面 ２６ 発光素子 ２７ 受光素子
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸と、該回転軸に同心的に設けら
れ、かつ周面に円錐反射面を有する円錐面反射鏡と、前
記回転軸に同心的に設けられ、かつ周面に反射面を有す
る環状面反射鏡とを具備することを特徴とするバリアン
グルコーンミラー。 - 【請求項２】 前記円錐面反射鏡は、頂角が円周方向に
漸変する形状の円錐反射面を有し、前記回転軸を等速回
転させたときに該回転軸と平行に前記円錐反射面に入射
する測距用光線を回転位相に線形な偏向角度をもって反
射することを特徴とする請求項１記載のバリアングルコ
ーンミラー。 【請求項２】 前記環状面反射鏡は、前記円錐面反射鏡
の前記円錐反射面の裾部に、該円錐反射面とは逆傾斜で
形成した等頂角円錐反射面を有することを特徴とする請
求項１記載のバリアングルコーンミラー。 - 【請求項３】 前記環状面反射鏡は、前記円錐面反射鏡
の前記円錐反射面の裾部に、前記回転軸と直交する面に
該回転軸から一定半径距離に円環状に形成した円環状反
射面を有することを特徴とする請求項１記載のバリアン
グルコーンミラー。 - 【請求項４】 前記環状面反射鏡は、前記円錐面反射鏡
の前記円錐反射面の裾部に、前記回転軸から一定半径距
離に円筒状に形成した円筒状反射面を有することを特徴
とする請求項１記載のバリアングルコーンミラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18607594A JPH0850254A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | バリアングルコーンミラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18607594A JPH0850254A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | バリアングルコーンミラー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850254A true JPH0850254A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16181953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18607594A Pending JPH0850254A (ja) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | バリアングルコーンミラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0850254A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011511326A (ja) * | 2008-02-05 | 2011-04-07 | リライアント・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリテイ・カンパニー | アキシコン部を用いた光学的パターン生成器 |
| JP2011089927A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Fujitsu Ltd | 光走査装置および光走査方法 |
| EP3584662A1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Mobile robot |
| JP2019220143A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 移動ロボット |
| CN113899705A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-07 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种紫外高光谱大气成分探测仪临边扫描镜组件 |
-
1994
- 1994-08-08 JP JP18607594A patent/JPH0850254A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011511326A (ja) * | 2008-02-05 | 2011-04-07 | リライアント・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリテイ・カンパニー | アキシコン部を用いた光学的パターン生成器 |
| JP2011089927A (ja) * | 2009-10-23 | 2011-05-06 | Fujitsu Ltd | 光走査装置および光走査方法 |
| EP3584662A1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-25 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Mobile robot |
| JP2019220143A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 移動ロボット |
| CN110618677A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-12-27 | 松下知识产权经营株式会社 | 移动机器人 |
| US11644844B2 (en) | 2018-06-19 | 2023-05-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Mobile robot |
| CN113899705A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-07 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种紫外高光谱大气成分探测仪临边扫描镜组件 |
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