JPS62267613A - ビ−ム光走査装置 - 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、レベリングや測距の手段、あるいは
、移動体の誘導手段等として用いるためのビーム光走査
装置に関し、詳しくは、入射光をその入射方向に向けて
反射する光反射手段に向けて発射するビーム光を、ステ
ッピングモータにて所定ストロークで往復走査するビー
ム光走査手段、及び、前記光反射手段からの反射光を受
光する受光手段を設け、走査方向切り換え時点から前記
受光手段が受光する時点までの走査角度を、走査方向切
り換え時点からの前記ステッピングモータの駆動パルス
数に基ついて判別する走査角度判別手段を備えたビーム
光走査装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種のビーム光走査装置は、ビーム光走査手段に
て所定ストロークで往復走査されるビーム光の走査方向
切り換え時点から受光手段が光反射手段からの反射光を
受光した時点までの走査角度を、ビーム光走査手段を駆
動するステッピングモータの駆動パルス数に基づいて判
別するように構成することで、上記走査角度を検出する
ためのエンコーダ等を設けることなく、走査角度を検出
できるようにして、装置構成の簡素化を図ったものであ
る。

そして、上記走査角度を判別するに、従来では、上記ス
テッピングモータの駆動パルス数がビーム光の走査角度
に比例することを利用して、ビーム光の走査方向切り換
え時点から上記受光手段が光反射手段からの反射光を受
光した時点までの走査角度を、一つの駆動パルス数に対
する単位走査角度と駆動パルス数の積として、駆動パル
ス数に比例する値として判別するようにしてあった。

但し、負荷となるビーム光を発射する手段の慣性等の影
響もあって、走査方向の切り換え時点から所定角度に達
するまでは、実際の走査角度がステッピングモータの駆
動に対して遅れる状態となり、駆動パルス数に対して走
査角度が比例しない角度範囲が生じるものとなる。従っ
て、走査方向の切り換え時点近傍で受光手段が光反射手
段からの反射光を受光すると、実際の走査角度が駆動パ
ルス数に対して比例しない範囲であるにも拘らず、走査
角度が駆動パルス数に比例した値として判別されて誤差
が生じる虞れがある。

そこで、従来では、駆動パルス数に対する実際の走査角
度に誤差が生じない走査範囲で走査角度を判別するよう
に、受光手段が反射光を受光した時点から更に所定角度
を走査した後、走査方向を逆方向に切り換えるようにし
てあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の手段においては、駆動パルス
数に対する実際の走査角度に誤差が生じない走査範囲で
走査角度を判別するために、ビーム光の走査角度範囲が
拡がることとなり、−回の往復走査に掛かる時間が長く
なって、走査角度判別間隔が長くなる不利があり、例え
ば、この種のビーム光走査装置を移動体の誘導手段等と
して用いる場合には、その移動体の位置判別間隔が長く
なって２位置の判別精度が低下する不利がある。

ちなみに、ステッピングモータの駆動パルス数に対して
走査角度の遅れが少なくなるようにするために、ステッ
ピングモータの馬区動トルりか大きいものを使用するこ
とが考えられるが、ステッピングモータが大型化すると
共に、ステッピングモータを駆動するための電源も大容
量のものが必要となって、装置の全体構成が大型、且つ
、高価になる不利がある。

本発明は、上記実１行に鑑みてなされたものであって、
その目的は、ビーム光走査装置の装置構成の簡素化を図
りながらも、判別走査角度の精度を向上するごとにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるビーム光走査装置の特徴構成は、前記走査
角度判別手段を、走査方向切り換え時点からの駆動パル
ス数が設定パルス数より大である場合には、前記走査角
度を一つの駆動パルスにて走査される単位走査角度と駆
動パルス数との積として判別し、且つ、走査方向切り換
え時点からの駆動パルス数が前記設定パルス数以下であ
る場合には、前記走査角度を駆動パルス数が大であるほ
ど大で、且つ、前記績の値よりも小さな値として判別す
るように構成してある点にあり、その作用並びに効果は
以下の通りである。

〔作　用〕

ずなわら、走査方向切り換え時点から所定の角度となる
までは、駆動パルス数に対して実際の走査角度が遅れて
誤差を生じる設定パルス数よりも大きい走査角度範囲で
は、従来同様に、一つの駆動パルスにて走査される単位
走査角度と駆動パルス数との積として判別し、駆動パル
ス数が上記実際の走査角度に誤差が生じる設定パルス数
以下である走査角度範囲では、前記走査角度を駆動パル
ス数が大であるほど大で、且つ、前記積の値よりも小さ
な値として判別するのである。

〔発明の効果〕

従って、実際の走査角度を、ステッピングモータの駆動
パルス数と単位走査角度の積として判別できない走査角
度範囲では、走査角度を駆動パルス数が大であるほど大
で、且つ、前記積の値よりも小さな値として判別するの
で、その走査方向切り喚え時点から実際の走査角度に遅
れが生じる範囲を的確に補正できる。もって、例えば、
駆動トルクが小さい小型のステッピングモータを用いる
等、装置構成の簡素化を図りながらも、判別する走査角
度に誤差が生じないようにできる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図及び第４図に示すように、光源としてのレーザ発
光器（１）より水平方向に向けて発射されたビーム光（
Ｓ）を、ミラー（２）によって上方に向き変更して揺動
ミラー等の走査装置（３）により上下に所定ストローク
（β）で往復走査しながら、目標や基準点に設けたコー
ナーキューブ等の入射光をその入射方向に反射する光反
射手段（ＣＣ）に向けて発射するビーム光走査装置（Ａ
）の複数個を、ステッピングモータ（Ｍ）にて同一の縦
軸芯（Ｙ）周りに所定ストロークで水平方向に往復走査
自在に設けである。又、前記各ビーム光走査装置（Ａ）
には、夫々から発射されたビーム光（Ｓ）が前記光反射
手段（ＣＣ）から反射されて戻ってくる反射光を受光す
る受光手段としての集光レンズ（４）を備えた受光器（
５）を、その受光方向が前記ビーム光（Ｓ）の発射方向
を向く状態で設けである。尚、図中、（６）は、前記ス
テッピングモータ（Ｍ）の駆動を制御してビーム光（Ｓ
）を水平方向に往復走査するビーム光走査手段（１００
）を構成すると共に、前記受光器（５）による受光情報
、及び、前記ステッピングモータ（Ｍ）の駆動パルス数
（ｎ）に基づいて、前記光反射手段（ＣＣ）に対するビ
ーム光走査装置（Ａ）の走査角度（θ）を判別する走査
角度判別手段（１０１）を構成する制御装置である。

そして、前記各光反射手段（ＣＣ）に対する複数個のビ
ーム光走査装置（Ａ）夫々の走査角度に基づいて、前記
ビーム光走査装置（八）がある位置を三角測量の原理等
に基づいて判別して、移動体を所定方向に誘可する手段
等として用いるのである。

前記ビーム光走査装置（Ａ）と光反射手段（ＣＣ）との
位置関係を判別するに、前記ビーム光（Ｓ）の発射方向
、つまり、前記ステッピングモータ（Ｍ）にて水平方向
に往復走査する際の走査方向切り換え時点から前記受光
器（５）が反射光を受光するまでの走査角度（θ）とし
て判別するようにしてある。

前記走査角度（θ）を判別するに、第１図に示すように
、前記走査方向切り換え時点から前記受光器（５）が反
射光を受光するまでの前記ステッピングモータ（Ｍ）の
駆動パルス数（ｎ）と一つの駆動パルスによって前記ビ
ーム光（Ｓ）の水平方向での走査角度が変化する単位走
査角度（θ。）との積として判別するようにしてあり、
前記ビーム光（Ｓ）の走査角度（θ）を検出するための
エンコーダ等の走査角度検出手段を設けることなく、ビ
ーム光走査装置（Ａ）の光反射手段（ＣＣ）に対する向
きを判別できるようにしてある。

次に、前記ビーム光走査手段（１００）の構成、並びに
、走査角度判別手段（１０１）の構成を、前記制御装置
（６）の動作を説明しながら詳述する。

第２図に示すように、前記ビーム光走査装置（Ａ）の夫
々を、所定ストロークで水平方向に往復走査すべく、前
記ステッピングモータ（旧を正転させながら前記受光器
（５）が反射光を受光するまでの駆動パルス数（ｎ）を
カウントする。

前記受光器（５）が反射光を受光するに伴って、その時
点における前記駆動パルス数（ｎ）から前記単位走査角
度（θ。）の値に基づいて、走査角度（θ）を判別する
ようにしてある。そして、前記所定ストローク（β）に
対応する駆動パルス数（ｋ）と実際の駆動パルス数（ｎ
）とを比較することにより、前記受光器（５）が反射光
を受光した時点から更に所定角度分を走査した後、走査
方向を逆転させると共に、その時点からの駆動パルス数
（ｎ）のカウントを再開する処理を繰り返すようにして
ある。つまり、前記ステッピングモータ（Ｍ）を、受光
″８（５）が反射光を受光した時点からビーム光（Ｓ）
の発射方向が所定角度分行き過ぎた時点を基準に、走査
方向を切り換えて繰り返し往復走査すると共に、その駆
動パルス数（ｎ）に基づいて、前記光反射手段りＣＣ）
に対するビーム光走査袋Ｚ（Ａ）の向きを判別するので
ある。

ところで、前記ステッピングモータ（ト）の駆動方向を
正逆切り換えた時点から走査角度（θ）が所定角度くα
）に達するまでは、慣性等の影響により、第１図に示す
ように、前記駆動パルス数（ｎ）と走査角度（θ）とが
比例する通常の走査角度変化（第１図中、（ａ）で示す
）に対して、実際の走査角度が遅れる状態（第１図中、
（ｂ）で示す）となり実際の走査角度に誤差（Δθ）が
生しるので、前記駆動パルス数（ｎ）の値が、前記駆動
パルス数（ｎ）と走査角度（θ）との関係が比例しない
所定角度（α）の範囲となる設定パルスｌｆｉ（ｍ）以
下であるか否かに基づいて、判別した走査角度（θ）を
自動的に補正するようにしてある。

すなわら、前記受光器（５）が反射光を受光した時点に
おける前記駆動パルス数（ｎ）が、前記設定パルス数（
ｍ）以下である場合には、下記表に示すように、駆動パ
ルス数（ｎ）と実際の走査角度（θ）との関係を予め測
定して得た値を予め記憶させておき、その値を、駆動パ
ルス数（ｎ）に対応して読み出して、その値を判別走査
角度（θ）として用いる。但し、前記駆動パルス数（ｎ
）が、前記設定パルス数（ｍ）以上である場合は、駆動
パルス数（ｎ）　　と走査角度（θ）とが比例関係に維
持されるので、駆動パルス数（ｎ）と単位走査角度（θ
。）の積として判別することとなる。

従って、前記受光器（５）が、ビーム光（Ｓ）の走査角
度（θ）が前記所定ストローク（β）内のどの時点で反
射光を受光しても、判別走査角度（θ）に誤差が生じな
いようにできるのである。

〔別実施例〕

上記実施例においては、駆動パルス数（ｎ）に対して実
際の走査角度に誤差が生じる設定パルス数（ｍ）以下で
の走査角度のみを、予め測定して記憶させると共に、そ
の値を駆動パルス数（ｎ）に対応して読み出すようにし
た場合を例示したが、全走査角度範囲に亘って駆動パル
ス（ｎ）に対応する走査角度（θ）を予め測定あるいは
演算算出した値を、例えばテーブル化して記憶させてお
き、駆動パルス数（ｎ）に対応して読み出すようにして
もよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に掛かるビーム光走査装置の実施例を示し
、第１図は駆動パルス数と走査角度の関係を示す図面、
第２図は走査角度判別のフローチャート、第３図はビー
ム光走査装置と光反射手段との位置関係の説明図、第４
図はビーム光走査装置の構成を示す側面図である。 （Ｓ）・・・・・・ビーム光、（ＣＣ）・・・・・・光
反射手段、（Ｍ）・・・・・・ステッピングモータ、（
θ）・・・・・・走査角度、（ｎ）・・・・・・駆動パ
ルス数、（ｍ）・・・・・・設定パルス数、　（５）・
・・・・・受光手段、（１００）・・・・・・ビーム光
走査手段、（１０１）・・・・・・走査角度判別手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入射光をその入射方向に向けて反射する光反射手段（Ｃ
   Ｃ）に向けて発射するビーム光（Ｓ）を、ステッピング
   モータ（Ｍ）にて所定ストロークで往復走査するビーム
   光走査手段（１００）、及び、前記光反射手段（ＣＣ）
   からの反射光を受光する受光手段（５）を設け、走査方
   向切り換え時点から前記受光手段（５）が受光する時点
   までの走査角度（θ）を、走査方向切り換え時点からの
   前記ステッピングモータ（Ｍ）の駆動パルス数（ｎ）に
   基づいて判別する走査角度判別手段（１０１）を備えた
   ビーム光走査装置であって、前記走査角度判別手段（１
   ０１）を、走査方向切り換え時点からの駆動パルス数（
   ｎ）が設定パルス数（ｍ）より大である場合には、前記
   走査角度（θ）を一つの駆動パルスにて走査される単位
   走査角度と駆動パルス数（ｎ）との積として判別し、且
   つ、走査方向切り換え時点からの駆動パルス数（ｎ）が
   前記設定パルス数（ｍ）以下である場合には、前記走査
   角度（θ）を駆動パルス数（ｎ）が大であるほど大で、
   且つ、前記積の値よりも小さな値として判別するように
   構成してあるビーム光走査装置。