JPH11305156A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で２次元の光走査を行なえる光走
査装置を提供することにある。 【解決手段】 前方に発光パルスを照射するレーザダイ
オード（１１）と、レーザダイオードを中心とした水平
方向の円弧上に配置されるとともに、その各々の光軸の
向きを互いに垂直方向に異ならせた発光パルスが透過さ
れる複数のレンズ（２９，５１，５５）と、複数のレン
ズを、レーザダイオードを中心とした水平方向の円弧上
を、レーザダイオードに対して移動させるアーム（３
３）を備えたことを特徴とする光走査装置（１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザ装置
を走査する光走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来技術による光走査装置が、
特開平７−１８１４２０号に記載されている。

【０００３】これに開示された光走査装置は、レーザ光
を発する光源の回りに回転レンズを配置し、光源に対し
て回転レンズの位置を変化させることによって、光の進
行方向を変え、光走査を行なうものであった。

【０００４】前記従来技術に記載の光走査装置は、１次
元のみの走査である。従って、２次元的に走査を行なお
うとすると、光源をファンビームにする必要があり、光
の広がりが大きくなるため、光のエネルギー密度が低下
する。すなわち、遠方の検知性能を低下させないために
は、大容量の光源を使用しなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、簡単な構成で、２次元の光走査を行なえる光走
査装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の請求項１においては、前方に発光パルスを照
射する投光手段と、前記投光手段を中心とした水平方向
の円弧上に配置されるとともに、その各々の光軸の向き
を互いに垂直方向に異ならせた前記発光パルスが透過さ
れる複数のレンズと、該複数のレンズを、前記投光手段
を中心とした水平方向の円弧上を、前記投光手段に対し
て移動させるレンズ移動手段を備えたことを特徴とする
光走査装置とした。

【０００７】又、本発明の請求項２においては、前方に
発光パルスを照射する投光手段と、基体の周囲に複数の
レンズを備え、該レンズが前記投光手段の周囲を回転可
能なように配置されたレンズ回転体と、該レンズ回転体
に連結され、前記レンズ回転体を回転させる回転手段と
を備えた光走査装置において、前記複数のレンズは、前
記基体の回転軸方向に、互いに位置を異ならせているこ
とを特徴とする光走査装置とした。

【０００８】上記請求項１に記載した光走査装置によれ
ば、各々の光軸の向きを互いに垂直方向に異ならせた複
数のレンズを、投光手段を中心とした水平方向の円弧上
を、投光手段に対して移動させるため、２次元の光走査
が行なえる。

【０００９】又、上記請求項２に記載した光走査装置に
よれば、基体の回転軸方向に、互いに位置を異ならせた
複数のレンズを周囲に備えたレンズ回転体を、光源の回
りに回転させるため、２次元の光走査が行なえる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の特徴
を示す部分のみについて説明する。

【００１１】図１は、本発明の第１の実施の形態による
光走査装置１０の上面図であり、図２は図１の側面図で
ある。図において、下方が実際の装置における前方を表
わしている。図において、レーザダイオード１１は、ホ
ルダー１３に内蔵されるとともに、その足１１ａをホル
ダー１３の背後に固定されたプレート１５に挿通した
後、湾曲させ、基板１７に挿通した後、基板１７に半田
付けして、電気的に連結する。

【００１２】ホルダー１３は、ビス１９によって基板１
７に固定される。基板１７には、ソレノイド式アクチュ
エータ２１、およびアームガイド２３が固定され、アク
チュエータ２１には交流電源２５が接続されている。

【００１３】アームガイド２３上には、コリメータレン
ズ２７を内蔵した第１のレンズホルダー２９が固定され
るとともに、アーム３３に対して、ステー５３を介し
て、図示しないコリメータレンズを内蔵した第２のレン
ズホルダー５１が固定される。更に、アーム３３に対し
て、ステー５７を介して、図示しないコリメータレンズ
を内蔵した第３のレンズホルダー５５が固定される。

【００１４】ホルダー１３上には、アーム受け３１が固
定され、このアーム受け３１上にアーム３３がビス３５
によって、回転可能に固定されている。アーム３３は、
その先端がレンズホルダー２９に連結されるとともに、
その後端は第１メンバ５９に固定され、更に、第１メン
バ５９に第２メンバ６１が連結される。第２メンバ６１
から下方に延在したステー３９には、スプリング４１の
一端が連結され、スプリング４１の他端はアクチュエー
タ２１に連結されており、アーム３３は、第１メンバ５
９、および第２メンバ６１を介して、スプリング４１に
よって、常に、アーム受け３１を中心として、図１にお
いて時計回りの方向に付勢力を受けている。更に、第２
メンバ６１には、下方に延在したステー４３を介して、
アクチュエータ２１のロッド３７が当接されている。

【００１５】図１にあるように、第１のレンズホルダー
２９、第２のレンズホルダー５１、および第３のレンズ
ホルダー５５は、互いに、上下方向に向きが異なってお
り、第１のレンズホルダー２９は、レーザダイオード１
１のビームの照射方向に対して垂直に配置され、第２の
レンズホルダー５１は、レーザダイオード１１のビーム
の照射方向に対して、下方に所定角度傾いて配置され、
一方、第３のレンズホルダー５５は、レーザダイオード
１１のビームの照射方向に対して、上方に所定角度傾い
て配置されている。

【００１６】光走査装置１０は、アクチュエータ２１内
の図示しないソレノイドに電流が加えられていない時、
アクチュエータ２１は作動しないため、アーム３３は第
１メンバ５９、および第２メンバ６１を介して、スプリ
ング４１から図１において時計回りの方向に付勢力を受
け、図１において、レーザダイオード１１の照射方向に
は、第３のレンズホルダー５５が位置している。

【００１７】交流電源２５からアクチュエータ２１の図
示しないソレノイドに所定の電流が加えられると、ソレ
ノイドは所定の作動力で、ロッド３７を図１において左
方向に作動させる。アーム３３はロッド３７によって、
第１メンバ５９、および第２メンバ６１を介して図１に
おいて左方にその後端が押圧され、アーム３３はスプリ
ング４１の付勢力に抗して、アーム受け３１を中心に、
図１において反時計方向に回転し、レーザダイオード１
１の照射方向には、第１のレンズホルダー２９が位置す
る。

【００１８】交流電源２５から、更に大きな電流がアク
チュエータ２１の図示しないソレノイドに加えられる
と、ソレノイドは更に大きな作動力でロッド３７を押圧
し、アーム３３は図１において、アーム受け３１を中心
に、更に反時計方向に回転し、レーザダイオード１１の
照射方向には、第２のレンズホルダー５１が位置する。

【００１９】すなわち、アクチュエータ２１を作動させ
ることによって、アーム３３がアーム受け３１を中心に
図１において反時計回りに回転し、レーザダイオード１
１の前方に、レンズホルダー２９、５１、および５５の
内、どれかが選択的に配置される。

【００２０】又、図４乃至図６に示すように、各レンズ
ホルダー２９、５１、および５５内のレンズは、レーザ
ダイオード１１からのビームに対する位置を変えること
によって、ビームの進行方向を、水平方向に曲げること
ができる。

【００２１】図４乃至図６は、アーム３３を回転させる
ことによる、コリメータレンズ２７を内蔵したレンズホ
ルダー２９の位置と、レーザダイオード１１から発光さ
れたビームの向きとの関係を表わす上面図である。

【００２２】図４では、コリメータレンズ２７が、レー
ザダイオード１１からのビームの照射方向に垂直に位置
しているため、レーザダイオード１１から発光されたビ
ームは直進する。

【００２３】図５では、コリメータレンズ２７が、レー
ザダイオード１１からのビームの方向に対して、図１に
おいて左方向に、角度θだけ傾いた位置にあるため、コ
リメータレンズ２７を通過したビームは、レーザダイオ
ード１１からのビームの照射方向に対して、図１におい
て左方向に角度θ１だけ傾く。

【００２４】図６では、コリメータレンズ２７が、レー
ザダイオード１１からのビームの照射方向に対して図１
において右方向に、角度θだけ傾いた位置にあるため、
コリメータレンズ２７を通過したビームは、レーザダイ
オード１１からのビームの照射方向に対して、図１にお
いて右方向にθ１だけ傾く。

【００２５】すなわち、各レンズの位置を、レーザダイ
オード１１からのビームに対して、水平方向に回転させ
ることによって、水平方向に走査できる。

【００２６】尚、上記はレンズ２７に関して説明した
が、第２のレンズホルダー５１、および第３のレンズホ
ルダー５５中に内蔵されたレンズについても同様であ
る。

【００２７】図７は、前記第１の実施の形態による光走
査装置１０の、レーザダイオード１１側から見たビーム
の状態を表わす。図７において、Ｐ，Ｑ、およびＲは、
それぞれ、レーザダイオード１１の前方に、レンズホル
ダー５１、２９、および５５が配置された時のビームの
状態を表わす。

【００２８】図８は、本発明の第２の実施の形態による
光走査装置５０の部分的に断面にした側面図であり、図
９は、同じく、本発明の第２の実施の形態による光走査
装置５０の図８とは異なる方向からの部分的に断面にし
た側面図である。又、図１０乃至図１２は、光走査装置
５０の上面図である。

【００２９】図８において、レーザダイオード６３はル
ーフ部材６５に固定されており、一方、固定部材６７に
は図示しない電動モータを内蔵した駆動ユニット６９が
固定されている。駆動ユニット６９中の図示しない電動
モータは、回転軸７１を介して回転レンズ７３と連結さ
れており、回転レンズ７３は、駆動ユニット６９に対し
て回転可能となっている。

【００３０】回転レンズ７３は、図１０乃至図１２に示
すように、基体７３ａと、その外周上に設置された４つ
のレンズ７５，７７，７９および８１を備えている。更
に、基体７３ａは、下部に設置された平面状の基部７３
ｂと、基部７３ｂ上に一体に取り付けられた４つの壁部
７３ｃによって構成されており、レーザダイオード６３
は、壁部７３ｃによって囲まれるように配置されてい
る。

【００３１】図８および図９を併せて見ればわかるよう
に、回転レンズ７３に設置されたレンズ７５，７７，７
９および８１は、回転レンズ７３の回転軸方向で、互い
に高さ位置が異なっている。すなわち、図８にあるよう
に、レンズ７５は、レーザダイオード６３から照射され
たビームが、レンズの中心を通過するような位置にあ
り、レーザダイオード６３から照射されたビームは、レ
ンズ７５を通過後、水平方向に直進する。又、レンズ７
５に対して、レンズ７７は、回転レンズ７３の回転軸方
向で、その上方にあり、レーザダイオード６３から照射
されたビームは、レンズ７７を通過後、上方向に進む。
レンズ７９は、レンズ７７に対して、更にその上方に位
置し、レーザダイオード６３から照射されたビームは、
レンズ７９を通過後、更に上方向に進む。

【００３２】一方、レンズ８１は、レンズ７５に対し
て、回転レンズ７３の回転軸方向で、その下方に位置す
る。従って、レーザダイオード６３から照射されたビー
ムは、レンズ８１を通過後、下方向に進む。

【００３３】これによって、回転レンズ７３が１回転す
ると、レーザダイオード６３から照射されたビームは、
各レンズ７５，７７，７９および８１を通過することに
よって、それぞれ鉛直方向に方向が曲げられ、鉛直方向
の一定領域がビームの照射によってカバーされる。

【００３４】図１０乃至図１２にあるように、回転レン
ズ７３は、駆動ユニット６９によって、図１０乃至図１
２において、反時計方向に回転される。図１０にあるよ
うに、回転レンズ７３のレンズ７５が、レーザダイオー
ド６３から照射されたビームがその端部を通過するよう
な位置にある場合、レンズ７５を通過したビームは、図
のように右方へと進行する。

【００３５】次に、図１１にあるように、回転レンズ７
３の回転によって、レンズ７５が、レーザダイオード６
３から照射されたビームがその中心を通過するような位
置に来ると、レンズ７５を通過したビームは、図のよう
に直進する。

【００３６】図１２にあるように、回転レンズ７３のレ
ンズ７５が、レーザダイオード６３から照射されたビー
ムが、その図１０に示した側と反対側の端部を通過する
ような位置にある場合、レンズ７５を通過したビーム
は、図のように左方へと進行する。

【００３７】これによって、各レンズ７５，７７，７９
および８１を通過したレーザダイオード６３のビーム
は、水平方向に走査される。これを表わしたのが、図１
３である。図１３において、Ｓはレンズ７９を通過した
ビームが走査されたもの、Ｔはレンズ７７を通過したビ
ームが走査されたもの、Ｕはレンズ７５を通過したビー
ムが走査されたもの、そして、Ｖはレンズ８１を通過し
たビームが走査されたものである。

【００３８】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、簡単な
構成で２次元の光走査を行なえる光走査装置を構成でき
るため、低コストの光走査装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による光走査装置の
全体図

【図２】図１の側面図

【図３】図１の光走査装置の各レンズ向きを表わす側面
図

【図４】図１の光走査装置のビームの進行方向を説明す
る図

【図５】図１の光走査装置のビームの進行方向を説明す
る図

【図６】図１の光走査装置のビームの進行方向を説明す
る図

【図７】図１の光走査装置の照射されたビームを表わす
図

【図８】本発明の第２の実施の形態による光走査装置の
部分的に断面にした側面図

【図９】本発明の第２の実施の形態による光走査装置の
図８とは異なる方向からの部分的に断面にした側面図

【図１０】本発明の第２の実施の形態による光走査装置
の作動を説明する上面図

【図１１】本発明の第２の実施の形態による光走査装置
の作動を説明する上面図

【図１２】本発明の第２の実施の形態による光走査装置
の作動を説明する上面図

【図１３】図８の光走査装置の照射されたビームを表わ
す図

【符号の説明】

１０，５０ 光走査装置 １１，６３ レーザダイオ
ード ２１ アクチュエータ ２７，７５，７７，７９，８
１ レンズ ３３ アーム ６９ 駆動ユニット ７３ 回転レ
ンズ ７３ａ 基体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方に発光パルスを照射する投光手段
   と、前記投光手段を中心とした水平方向の円弧上に配置
   されるとともに、その各々の光軸の向きを互いに垂直方
   向に異ならせた前記発光パルスが透過される複数のレン
   ズと、該複数のレンズを、前記投光手段を中心とした水
   平方向の円弧上を、前記投光手段に対して移動させるレ
   ンズ移動手段を備えたことを特徴とする光走査装置。
2. 【請求項２】 前方に発光パルスを照射する投光手段
   と、基体の周囲に複数のレンズを備え、該レンズが前記
   投光手段の周囲を回転可能なように配置されたレンズ回
   転体と、該レンズ回転体に連結され、前記レンズ回転体
   を回転させる回転手段とを備えた光走査装置において、
   前記複数のレンズは、前記基体の回転軸方向に、互いに
   位置を異ならせていることを特徴とする光走査装置。