JPS63314515A - 光学系の平行走査光線発生装置 - 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、光線を平行に走査させて、被測定物の寸法や
形状を測定する測定器等に用いて好適な光学系の平行走
査光線発生装置に関する。

【従来の技術】

近年、光学機械を用いた種々の測定装置が開発されてい
る。　これらの測定装置には光走査によって被測定物の
形状や寸法等を計測する計測器があり、光走査に当って
は、平行光線を得ることが基本的な課題になっている。 添付図面の第４図は従来知られている平行光線走査装置
の一例を示すもので、１は発光源としてのレーザー光発
生量、２はレーザー光発生器１からのレーザー光線の光
路上に所定角度傾斜させて設置された固定ミラー、３は
固定ミラー２の反射光路上に位置し駆動モータ４によっ
て回転駆動されるポリゴンミラー、５はポリゴンミラー
３の反射光路側に設けたコリメートレンズであって、こ
のコリメートレンズ５はポリゴンミラー３から焦点距離
ｆだけ離して設置されている。　６はコリメートレンズ
５から所定距離だけ離して設置された集光レンズ、７は
集光レンズ６によって集光された光線を受光する受光素
子１ｍはコリメートレンズ５と集光レンズ６間に置かれ
た被測定物である。 上記従来の平行光線走査装置において、レーザー光発生
器１からのレーザー光線は固定ミラー２により反射され
てポリゴンミラー３に入射され、ポリゴンミラー３に入
射したレーザー光線は反射してコリメートレンズ５によ
り平行光線となり、この平行光線は集光レンズ６によっ
て受光素子７に入射される。　ポリゴンミラー３が駆動
モータ４によって回転駆動されると、ポリゴンミラー３
からの反射光の進行角度が変化し、結果的に走査領域８
が規定される。　この過程において、被測定物に入射さ
れた平行走査光は該被測定物ｍによって遮蔽され、受光
素子７の受光面に被測定物ｍに対応する蔭部が形成され
る。　よって、受光素子７は蔭部に対応した電気信号を
発生し、この電気信号によって計測やその他の制御が進
行される。

【考案が解決しようとする問題点】

上記従来の平行光線走査装置では、レーザー光線を回転
するポリゴンミラーに当てて拡散せしめ、この拡散光を
コリメートレンズを通して平行な走査光線としているが
、この方法では非常に高価なコリメートレンズが必要で
あり、またコリメートレンズとポリゴンミラーとの間隔
も走査領域の４〜５倍にしなければならないため、大き
な構成スペースが必要となる。　このことは、走査領域
を大きくすればする程、ますます困難となってくるもの
で、例えば、１００ｍｍの走査領域が必要であるときは
、１００ｍｍ径のコリメートレンズが必要であって、費
用や設計の面で著しく困難なものになるといった間層が
ある。

【問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の問題を解決したものであって、その目的
は高価なコリメートレンズを全く必要とせずに、精度が
高い完全な平行走査光線を得ることができる新規な光学
系の平行走査光線発生装置を提供することにある。 しかして、本発明の上記目的は発光源からの光線を平行
走査光線に変換する光学系の平行走査光線発生装置にお
いて、上記発光源から発生する光線の光路上に配置した
第１のミラーと、この第１のミラーによって反射する反
射光線の光路上にその反射面が上記第１のミラーの反射
面と対向するように配置された第２のミラーと、この第
２のミラーと上記第１のミラーを平行させて回転移動さ
せる駆動モータとによって構成した光学系の平行走査光
線発生装置により達成される。 ｒ実　施　例】 以下に、本発明の実施例を添付図面の第１図〜第３図を
参照しながら説明する。 第１図は本実施例による平行走査光線発生装置の概略構
成を示し、第２図は同上要部を示すものである。 先ず、第１図に示すように発光源（レーザー光発生器）
１１から発生したレーザー光線ｂ１の光路上に比較的幅
の狭い第１のミラー１２を配置し、この第１のミラー１
２の反射光路上には、該第１のミラー１２から水平方向
及び垂直方向へそれぞれ所定距離を置いて、第２のミラ
ー１３を第１のミラー１２と平行に配置して平行走査光
線発生部１４を形成する。　そして、第２図に示すよう
に第１のミラー１２は駆動モータ１５の回転軸１５ａの
先端部に取付けられており、また、回転軸１５ａの基部
側には取付は板１６が固定され、この取付は板１６には
その反射面が第１のミラー１２の反射面と平行して対向
するように第２のミラー１３が取付けられている。　一
方、平行走査光線発生部１４の光路側には、第１図に示
すように集光レンズ１７が設置されており、集光レンズ
１７の背面側には受光素子１８が配置されている。 なお、第１のミラー１２は取付は板１６上に取付けても
よく、第１のミラー１２を取付は板１６上に取付けた場
合には、第２のミラー１３の下側から第１のミラー１２
にレーザー光線ｂ１が入射されるように実施する。　図
中、Ｍは被測定物である。 次に、本実施例による平行走査光線発生装置の動作につ
いて説明する。 発光源１１から発生したレーザー光線す、が第１のミラ
ー１２に入尉角ψ、で入射されると、この第１のミラー
１２からその法線ｎ１に関して反射角φ、の角度で反斜
光線ｂ２は第２のミラー１３に向かって進む。　したが
って、第２のミラー１３においては、その法線ｎ２に関
して入射角ψ２で反射光線ｂ２が入射し、その入射した
反射光線ｂ２は第２のミラー１３から法線ｎ３に関しψ
３の角度で平行走査光線す、を出光する。　ここで、駆
動モータ１５を回転させると、発光源１１から発生した
レーザー光線ｂ工の第１のミラー１２への入射角ψ□が
変化し、これによって第１のミラー１２から出光した反
射光線ｂ２の第２のミラー１３への入射角ψ２が変化し
、結果的には第２のミラー１３からの平行走査光線す、
の位置が変化するために平行走査光束１９が形成され、
この平行走査光束１９による走査領域ｄはｄ＝２ｒｓｉ
ｎθとなる。 第３図は第１及び第２のミラー１２．１３の回転角θに
対する走査領域ｄの変化状態を示すものであり、駆動モ
ータ１５により第１のミラー１２と第２のミラー１３を
回転させると、走査領域ｄは正弦波曲線Ωによって表わ
すことができる。 第１のミラー１２と第２のミラー１３が平面鏡である場
合は、曲線部Ｑ。で示すようにθ＝３０′±３００＠の
周期をもって受光素子１８から検出信号が出力される。 なお、本発明装置によれば、集光レンズ１７は一般に単
玉等の安価なものが使用でき、また、受光素子１８を大
きくすれば集光レンズ１７を省略することも可能である
。

【発明の効果】

本発明は上記の如くであって、駆動モータに結合されて
回転移動する大小２個の平行に対向したミラーに光線を
当てるだけで完全な平行走査光線を得ることができる。 　　しかも、走査光線の偏位はｄ＝２ｒｓｉｎθで表わ
されるので、測定基準が極めて明快なものとなるし、ま
た、コリメートレンズを必要としないので、該コリメー
トレンズによる球面収差の影響もなく、測定精度を高く
することが可能になると共に、小型にして安価な装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を概略的に示す構成図、第２図
は同上要部の部分断面図、第３図は本発明装置の動作特
性図、第４図は従来装置を概略的に示す構成図である。 図中、１１は発光源、１２は第１のミラー、１３は第２
のミラー、１５は駆動モータである。 特許出願人　ユニオンツール株式会社 大１す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光源からの光線を平行走査光線に変換する光学系の平
   行走査光線発生装置において、上記発光源から発生する
   光線の光路上に配置した第１のミラーと、この第１のミ
   ラーによって反射する反射光線の光路上にその反射面が
   上記第１のミラーの反射面と対向するように配置された
   第２のミラーと、この第２のミラーと上記第１のミラー
   を平行させて回転移動させる駆動モータとによって構成
   したことを特徴とする光学系の平行走査光線発生装置。