RU2777881C1

RU2777881C1 - Reflective device, light-guiding device and optical scanning device

Info

Publication number: RU2777881C1
Application number: RU2021131712A
Authority: RU
Inventors: Муцухиро НАКАДЗАВА
Original assignee: Кавасаки Дзюкогио Кабусики Кайся
Priority date: 2019-04-01
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2022-08-11

Abstract

FIELD: optical instrumentation.

SUBSTANCE: invention relates to the field of optical instrumentation and concerns a reflective device. The reflective device contains a reflective element having a reflective surface that is formed in a flat shape. The reflective surface reflects the incident light. The reflective element performs rotation and revolution simultaneously. The direction of revolution of the reflective element and the direction of rotation of the reflecting element are the same. The angular velocity of revolution of the reflective element is equal to twice the angular velocity of rotation of the reflective element.

EFFECT: preventing fluctuations in the position of light reflection without reducing the treated area of the irradiated object.

12 cl, 13 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

[0001] Настоящее изобретение относится, главным образом, к светоотражающему устройству, которое отражает падающий свет, с тем чтобы отклонять его.[0001] The present invention mainly relates to a retroreflective device that reflects incident light so as to deflect it.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Традиционно, технология для сканирования света из источника света вдоль прямой линии сканирования широко использовалась в устройствах лазерной обработки, устройствах формирования изображений, и т.п. PTL 1 и 2 раскрывают устройство, обеспеченное в аппарате этого типа.[0002] Traditionally, technology for scanning light from a light source along a straight line of scanning has been widely used in laser processing devices, imaging devices, and the like. PTL 1 and 2 disclose the device provided in this type of apparatus.

[0003] Устройство вращения зеркал из PTL 1 снабжено светопроекционным средством и светоотражающим средством. Светопроекционное средство снабжено устройством вращения зеркал, имеющим множество плоских зеркал, расположенных в правильной многоугольной форме. Посредством отражения света, падающего в заданном направлении, одним плоским зеркалом в устройстве вращения зеркал, которое вращается, устройство вращения плоских зеркал излучает свет при угловом перемещении с постоянной угловой скоростью. Светоотражающее средство отражает свет, излучаемый из светопроекционного средства, посредством множества отражателей и направляет свет в произвольную облучаемую точку на заданной линии сканирования.[0003] The PTL 1 mirror rotator is provided with a light projection means and a light reflective means. The light projection means is equipped with a mirror rotation device having a plurality of flat mirrors arranged in a regular polygonal shape. By reflecting light incident in a predetermined direction by one plane mirror in a mirror rotator that rotates, the rotator of flat mirrors emits light while angularly moving at a constant angular velocity. The light reflecting means reflects the light emitted from the light projection means through a plurality of reflectors and directs the light to an arbitrary irradiated point on a predetermined scanning line.

[0004] Устройство вращения многоугольных зеркал из PTL 2 имеет светопроекционное средство и светоотражающее средство. Светопроекционное средство имеет многоугольное зеркало. Свет, падающий в заданном направлении, отражается отражающей поверхностью каждой стороны правильного многоугольника, включенного в многоугольное зеркало, которое вращается. Соответственно, многоугольное зеркало излучает свет при угловом перемещении с постоянной угловой скоростью. Светоотражающее средство отражает свет, излучаемый из светопроекционного средства, посредством множества отражателей и направляет свет в произвольную облучаемую точку на заданной линии сканирования.[0004] The polygonal mirror rotating device of PTL 2 has a light projection means and a light reflective means. The light projection means has a polygonal mirror. Light incident in a given direction is reflected by the reflecting surface of each side of a regular polygon included in a polygonal mirror that rotates. Accordingly, the polygonal mirror emits light during angular movement at a constant angular velocity. The light reflecting means reflects the light emitted from the light projection means through a plurality of reflectors and directs the light to an arbitrary irradiated point on a predetermined scanning line.

[0005] Что касается устройства вращения зеркал из PTL 1, светопроекционное средство имеет только устройство вращения зеркал. Соответственно, происходит искажение сканирования и т.п. вследствие флуктуаций в положении отражения света на каждом плоском зеркале устройства вращения зеркал, когда устройство вращения зеркал вращается. Также, что касается устройства вращения многоугольных зеркал из PTL 2, светопроекционное средство имеет только устройство вращения многоугольных зеркал. Соответственно, происходит искажение сканирования и т.п. вследствие того факта, что положение отражения света на каждой боковой отражающей поверхности правильного многоугольника, включенного в многоугольное зеркало, флуктуирует, когда многоугольное зеркало вращается.[0005] With regard to the mirror rotator of PTL 1, the light projection means has only a mirror rotator. Accordingly, scanning distortion and the like occurs. due to fluctuations in the light reflection position on each flat mirror of the mirror rotating device when the mirror rotating device is rotated. Also, with regard to the polygonal mirror rotation apparatus of PTL 2, the light projection means has only the polygonal mirror rotation apparatus. Accordingly, scanning distortion and the like occurs. due to the fact that the light reflection position on each side reflective surface of the regular polygon included in the polygonal mirror fluctuates when the polygonal mirror rotates.

[0006] Таким образом, устройство вращения зеркал из PTL 1 снабжено механизмом возвратно-поступательного движения, который последовательно возвратно-поступательно перемещает плоское зеркало и подавляет флуктуацию положения отражения света посредством возвратно-поступательного движения плоского зеркала. Дополнительно, устройство вращения многоугольных зеркал из PTL 2 снабжено опорным элементом, который вращательно поддерживает многоугольное зеркало, и механизмом возвратно-поступательного движения, который возвратно-поступательно перемещает опорный элемент. Посредством возвратно-поступательного движения многоугольного зеркала вместе с опорным элементом подавляется флуктуация положения отражения света.[0006] That is, the mirror rotating device of PTL 1 is provided with a reciprocating mechanism that sequentially reciprocates a flat mirror and suppresses fluctuation of light reflection position by reciprocating the flat mirror. Additionally, the PTL 2 polygonal mirror rotation device is provided with a support member that rotates the polygonal mirror and a reciprocating mechanism that reciprocates the support member. By reciprocating the polygonal mirror together with the support member, the fluctuation of the light reflection position is suppressed.

[0007] Так же, как и вышеупомянутое устройство, известно устройство, снабженное зеркальным гальванометром, имеющим конфигурацию, в которой подвижная часть, включающая в себя отражающее зеркало, осуществляет возвратно-поступательное колебательное движение. В этом устройстве, подвижная часть зеркального гальванометра колеблется при настройке скорости его колебаний, посредством чего предотвращается флуктуация положения отражения света.[0007] As well as the above device, there is known a device provided with a mirror galvanometer having a configuration in which a movable part including a reflective mirror performs a reciprocating oscillatory motion. In this device, the movable part of the mirror galvanometer oscillates while adjusting its oscillation speed, whereby the fluctuation of the light reflection position is prevented.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИPRIOR ART DOCUMENTS

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫPATENT DOCUMENTS

[0004] PTL 1: патентная публикация Японии № 2018-105903.[0004] PTL 1: Japanese Patent Publication No. 2018-105903.

PTL 2: патентная публикация Японии № 2018-97055.PTL 2: Japanese Patent Publication No. 2018-97055.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМPROBLEMS SOLVED BY THE INVENTION

[0009] Хотя устройство вращения зеркал из PTL 1 и устройство вращения многоугольных зеркал из PTL 2, описанные выше, могут подавлять флуктуацию положения отражения света, они не могут предотвратить ее полностью. Дополнительно, в устройстве с зеркальным гальванометром, в котором подвижная часть зеркального гальванометра должна ускоряться и замедляться при колебаниях, область сканирования, сканируемая этим устройством, становится более узкой, и обрабатываемая зона облучаемого объекта, на которую излучается свет, уменьшается для предотвращения флуктуации положения отражения света.[0009] Although the PTL 1 mirror rotating device and the PTL 2 polygonal mirror rotating device described above can suppress light reflection position fluctuation, they cannot completely prevent it. Further, in the mirror galvanometer apparatus in which the movable part of the mirror galvanometer is to be accelerated and decelerated by oscillation, the scanning area scanned by the apparatus becomes narrower, and the treatment area of the irradiated object to which the light is emitted is reduced to prevent fluctuation of the light reflection position. .

[0010] Настоящее изобретение было осуществлено ввиду обстоятельств, описанных выше, и задачей настоящего изобретения является предотвращение флуктуации положения отражения света в устройстве для отклонения света, падающего в заданном направлении, без уменьшения обрабатываемой зоны облучаемого объекта, подлежащего облучению светом.[0010] The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to prevent fluctuation of the light reflection position in the device for deflecting light incident in a predetermined direction without reducing the treatment area of the irradiated object to be irradiated with light.

СРЕДСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧTOOL FOR SOLVING PROBLEMS

[0011] Задача, решаемая настоящим изобретением, описана выше, и средство для решения задачи и его действие будут описаны ниже.[0011] The problem to be solved by the present invention has been described above, and the means for solving the problem and its operation will be described below.

[0012] Первый аспект настоящего изобретения обеспечивает светоотражающее устройство, имеющее следующую конфигурацию. А именно, светоотражающее устройство содержит отражающий элемент, имеющий отражающую поверхность, которая образована в плоской форме для отражения падающего света. Отражающий элемент осуществляет вращение и обращение одновременно. Направление вращения отражающего элемента и направление обращения отражающего элемента одинаковы. Угловая скорость обращения отражающего элемента равна удвоенной угловой скорости вращения отражающего элемента.[0012] The first aspect of the present invention provides a reflective device having the following configuration. Namely, the retro-reflective device includes a reflective member having a reflective surface that is formed in a flat shape to reflect incident light. The reflective element performs rotation and reversal at the same time. The direction of rotation of the reflective element and the direction of rotation of the reflective element are the same. The angular velocity of the reflective element is equal to twice the angular velocity of the reflective element.

[0013] Второй аспект настоящего изобретения обеспечивает устройство оптического сканирования, имеющее следующую конфигурацию. А именно, устройство оптического сканирования содержит вращающееся зеркало, приводной блок, и облучающее устройство. Приводной блок вращает вращающееся зеркало. Облучающее устройство излучает свет на вращающееся зеркало. Вращающееся зеркало содержит первую правильную многоугольную пирамиду и вторую правильную многоугольную пирамиду. Вторая правильная многоугольная пирамида расположена таким образом, что она обращена к первой правильной многоугольной пирамиде, причем ее ось совпадает с осью первой правильной многоугольной пирамиды. Боковые поверхности каждой из первой правильной многоугольной пирамиды и второй правильной многоугольной пирамиды являются светоотражающими поверхностями, каждая из которых образована в плоской форме. Число сторон правильных многоугольников одинаково на первой поверхности основания, которую имеет первая правильная многоугольная пирамида, и на второй поверхности основания, которую имеет вторая правильная многоугольная пирамида. Первая поверхность основания и вторая поверхность основания расположены перпендикулярно упомянутой оси. Первая правильная многоугольная пирамида и вторая правильная многоугольная пирамида вращаются как единое целое друг с другом вокруг упомянутой оси в качестве оси вращения приводным блоком, в то время как фаза правильного многоугольника первой поверхности основания и фаза правильного многоугольника второй поверхности основания соответствуют друг другу. Угол при основании первой правильной многоугольной пирамиды равен α°, если разрезать первую правильную многоугольную пирамиду вдоль плоскости, которая включает в себя упомянутую ось и середину одной из сторон правильного многоугольника первой поверхности основания. Угол при основании второй правильной многоугольной пирамиды равен (90-α)°, если разрезать вторую правильную многоугольную пирамиду вдоль плоскости, которая включает в себя упомянутую ось и середину одной из сторон правильного многоугольника второй поверхности основания. Расстояние между первой поверхностью основания и второй поверхностью основания равно сумме расстояния между серединой одной стороны правильного многоугольника первой поверхности основания и осью вращения, умноженного на tgα, и расстояния между серединой одной стороны правильного многоугольника второй поверхности основания и осью вращения, умноженного на tg(90-α). Облучающее устройство излучает свет в некоторое положение таким образом, что свет пересекает ось вращения вращающегося зеркала.[0013] The second aspect of the present invention provides an optical scanning device having the following configuration. Namely, the optical scanning device includes a rotating mirror, a driving unit, and an irradiating device. The drive unit rotates the rotating mirror. The irradiating device emits light onto a rotating mirror. The rotating mirror contains a first regular polygonal pyramid and a second regular polygonal pyramid. The second regular polygonal pyramid is located in such a way that it faces the first regular polygonal pyramid, and its axis coincides with the axis of the first regular polygonal pyramid. The side surfaces of each of the first regular polygonal pyramid and the second regular polygonal pyramid are light-reflecting surfaces, each of which is formed in a flat shape. The number of sides of regular polygons is the same on the first base surface, which the first regular polygonal pyramid has, and on the second base surface, which the second regular polygonal pyramid has. The first surface of the base and the second surface of the base are perpendicular to said axis. The first regular polygonal pyramid and the second regular polygonal pyramid rotate as a whole with each other about the said axis as the rotation axis by the drive unit, while the regular polygon phase of the first base surface and the regular polygon phase of the second base surface correspond to each other. The angle at the base of the first regular polygonal pyramid is equal to α° if the first regular polygonal pyramid is cut along a plane that includes the aforementioned axis and the midpoint of one of the sides of the regular polygon of the first base surface. The angle at the base of the second regular polygonal pyramid is equal to (90-α)° if the second regular polygonal pyramid is cut along the plane, which includes the mentioned axis and the middle of one of the sides of the regular polygon of the second base surface. The distance between the first base surface and the second base surface is equal to the sum of the distance between the midpoint of one side of the regular polygon of the first base surface and the axis of rotation, multiplied by tgα, and the distance between the midpoint of one side of the regular polygon of the second base surface and the axis of rotation, multiplied by tg(90- α). The irradiating device emits light to a certain position in such a way that the light crosses the axis of rotation of the rotating mirror.

[0014] В результате, положение отражения света относительно падающего света постоянно относительно отражающего элемента, и, таким образом, предотвращается флуктуация положения отражения света. Таким образом может быть предотвращено искажение при осуществлении сканирования.[0014] As a result, the light reflection position with respect to the incident light is constant with respect to the reflective member, and thus fluctuation of the light reflection position is prevented. Thus, distortion during scanning can be prevented.

ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯEFFECTS OF THE INVENTION

[0015] Согласно настоящему изобретению, в светоотражающем устройстве, которое отклоняет свет, падающий в заданном направлении, можно предотвратить флуктуацию положения отражения света.[0015] According to the present invention, in a retro-reflective device that deflects light incident in a predetermined direction, fluctuation of the light reflection position can be prevented.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0016] Фиг. 1 является диагональным видом устройства лазерной обработки, содержащего светонаправляющее устройство согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.[0016] FIG. 1 is a diagonal view of a laser processing apparatus including a light guiding device according to the first embodiment of the present invention.

Фиг. 2 является схематическим изображением примера, в котором светонаправляющее устройство включает в себя единственный отражающий блок.Fig. 2 is a schematic diagram of an example in which the light guide device includes a single reflective unit.

Фиг. 3 является диагональным видом отражающего блока.Fig. 3 is a diagonal view of the reflective block.

Фиг. 4 является разрезом отражающего блока.Fig. 4 is a sectional view of a reflective block.

Фиг. 5 является изображением, показывающим вращение на 180° отражающего элемента при обращении на 360°.Fig. 5 is a view showing a 180° rotation of the reflective member in 360° rotation.

Фиг. 6 является изображением, показывающим отражение падающего света отражающим элементом.Fig. 6 is a view showing reflection of incident light by a reflective member.

Фиг. 7 является разрезом отражающего блока, разрезанного вдоль плоскости, перпендикулярной оси обращения отражающего элемента.Fig. 7 is a sectional view of a reflective block cut along a plane perpendicular to the axis of revolution of the reflective element.

Фиг. 8 является изображением, показывающим соотношение между положением, в котором падающий свет попадает на отражающий элемент, и углами обращения и вращения.Fig. 8 is a view showing the relationship between the position at which the incident light hits the reflective member and the angles of reversal and rotation.

Фиг. 9 является разрезом, показывающим первую модификацию отражающего блока.Fig. 9 is a sectional view showing a first modification of the reflective block.

Фиг. 10 является разрезом, показывающим вторую модификацию отражающего блока.Fig. 10 is a sectional view showing a second modification of the reflective block.

Фиг. 11 является изображением, показывающим светонаправляющее устройство согласно второму варианту осуществления, когда первый отражающий блок находится в отражающем состоянии.Fig. 11 is a view showing a light guide device according to the second embodiment when the first reflection block is in a reflection state.

Фиг. 12 является изображением, показывающим ситуацию, в которой первый отражающий блок перешел в пропускающее состояние, и второй отражающий блок перешел в отражающее состояние, из ситуации на фиг. 11.Fig. 12 is a view showing a situation in which the first reflection block has entered the transmissive state and the second reflection block has entered the reflective state from the situation in FIG. eleven.

Фиг. 13 является диагональным видом вращающегося зеркала согласно третьему варианту осуществления.Fig. 13 is a diagonal view of the rotating mirror according to the third embodiment.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯEMBODIMENT OF THE INVENTION

[0017] Далее со ссылкой на чертежи будет описан вариант осуществления настоящего изобретения. Сначала, со ссылкой на фиг. 1, будет описана конфигурация устройства 1 лазерной обработки (устройства оптического сканирования), содержащего светонаправляющее устройство 13 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 является диагональным видом устройства 1 лазерной обработки.[0017] Next, with reference to the drawings, an embodiment of the present invention will be described. First, with reference to FIG. 1, the configuration of the laser processing device 1 (optical scanning device) containing the light guiding device 13 according to the first embodiment of the present invention will be described. Fig. 1 is a diagonal view of the laser processing apparatus 1.

[0018] Устройство 1 лазерной обработки, показанное на фиг. 1, может обрабатывать деталь 200 посредством излучения лазерного луча на деталь 200 (облучаемый объект), сканируя при этом деталь 200 светом.[0018] The laser processing apparatus 1 shown in FIG. 1 can process the workpiece 200 by emitting a laser beam on the workpiece 200 (irradiated object) while scanning the workpiece 200 with light.

[0019] В настоящем варианте осуществления, устройство 1 лазерной обработки может осуществлять нетермическую обработку. Например, нетермическая обработка включает в себя абляционную обработку. Абляционная обработка является обработкой, при которой часть детали 200 испаряется при облучении лазерным лучом этой части детали 200. Устройство 1 лазерной обработки может быть выполнено с возможностью осуществлять термическую обработку, при которой деталь 200 расплавляется теплом лазерного луча.[0019] In the present embodiment, the laser processing device 1 can perform non-thermal processing. For example, non-thermal processing includes ablative processing. Ablative processing is a processing in which part of part 200 is vaporized by irradiating this part of part 200 with a laser beam. The laser processing device 1 may be configured to perform heat treatment in which part 200 is melted by the heat of the laser beam.

[0020] Деталь 200 является пластинчатым элементом. Деталь 200 может быть изготовлена, например, из пластика, армированного углеродным волокном (carbon fiber reinforced plastic - CFRP). Деталь 200 не ограничена пластинчатым элементом и может быть, например, блочным элементом. Также, деталь 200 может быть изготовлена из других материалов.[0020] Item 200 is a plate element. Item 200 may be made of, for example, carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Item 200 is not limited to a plate element and may be a block element, for example. Also, part 200 can be made from other materials.

[0021] Лазерный луч, используемый в устройстве 1 лазерной обработки, может быть видимым светом или электромагнитными волнами в диапазоне длин волн, отличном от диапазона видимого света. В этот вариант осуществления включены и называются «светом» не только видимый свет, но и различные электромагнитные волны с более широким диапазоном длин волн, чем диапазон видимого света.[0021] The laser beam used in the laser processing device 1 may be visible light or electromagnetic waves in a wavelength range other than the visible light range. In this embodiment, not only visible light but also various electromagnetic waves with a broader wavelength range than visible light are included and referred to as "light".

[0022] Как показано на фиг. 1, устройство 1 лазерной обработки включает в себя секцию 11 подачи, генератор 12 лазерного излучения, и светонаправляющее устройство 13.[0022] As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 1 includes a feeding section 11, a laser light generator 12, and a light guiding device 13.

[0023] Секция 11 подачи может перемещать деталь 200 в направлении (суб-направлении сканирования), которое по существу ортогонально основному направлению сканирования устройства 1 лазерной обработки. Лазерную обработку осуществляют, в то время как деталь 200 перемещается секцией 11 подачи.[0023] The feed section 11 can move the workpiece 200 in a direction (sub-scanning direction) that is substantially orthogonal to the main scanning direction of the laser processing device 1. Laser processing is carried out while the workpiece 200 is moved by the feeding section 11 .

[0024] В этом варианте осуществления, секция 11 подачи является ленточным конвейером. Секция 11 подачи конкретно не ограничена. Секция 11 подачи может быть роликовым конвейером или может быть конфигурацией, в которой деталь 200 захватывается и подается. Также, секция 11 подачи может быть исключена, и обработка может осуществляться посредством излучения лазерного луча на деталь 200, которая зафиксирована, с тем чтобы она не перемещалась.[0024] In this embodiment, the supply section 11 is a belt conveyor. The feeding section 11 is not specifically limited. The feed section 11 may be a roller conveyor or may be a configuration in which the item 200 is picked up and fed. Also, the feed section 11 can be omitted, and processing can be carried out by irradiating a laser beam to the workpiece 200, which is fixed so as not to move.

[0025] Генератор 12 лазерного излучения является источником света лазерного луча и может генерировать импульсное лазерное излучение с короткими длительностями импульса посредством импульсной генерации. Длительность импульса импульсного лазерного излучения конкретно не ограничена. Длительность импульса является коротким интервалом времени, например, наносекундного порядка, пикосекундного порядка, или фемтосекундного порядка. Генератор 12 лазерного излучения может быть выполнен с возможностью генерировать CW-лазерное излучение посредством генерации непрерывной волны.[0025] The laser light generator 12 is a laser beam light source and can generate pulsed laser light with short pulse durations by pulse generation. The pulse duration of the pulsed laser light is not particularly limited. The pulse duration is a short interval of time, for example, nanosecond order, picosecond order, or femtosecond order. The laser light generator 12 may be configured to generate CW laser light by generating a continuous wave.

[0026] Светонаправляющее устройство 13 направляет лазерный луч, генерируемый генератором 12 лазерного излучения, для облучения детали 200. Лазерный луч, направляемый светонаправляющим устройством 13, излучается в облучаемую точку 202 на линии 201 сканирования, определенной на поверхности детали 200. Как будет подробно описано ниже, светонаправляющее устройство 13 заставляет облучаемую точку 202, в которой деталь 200 облучается лазерным лучом, перемещаться с по существу постоянной скоростью вдоль прямой линии 201 сканирования. Таким образом реализуют сканирование света.[0026] The light guiding device 13 directs the laser beam generated by the laser light generator 12 to irradiate the workpiece 200. The laser beam directed by the light guiding device 13 is irradiated to the irradiated point 202 on the scanning line 201 defined on the surface of the workpiece 200. As will be described in detail below , the light guide 13 causes the irradiated point 202, at which the workpiece 200 is irradiated with the laser beam, to move at a substantially constant speed along the straight scan line 201. Thus, light scanning is realized.

[0027] Далее со ссылкой на фиг. 2 будет подробно описано светонаправляющее устройство 13. Фиг. 2 является схематическим изображением светонаправляющего устройства 13.[0027] Next, with reference to FIG. 2, the light guide device 13 will be described in detail. FIG. 2 is a schematic representation of the light guide device 13.

[0028] Как показано на фиг. 2, светонаправляющее устройство 13 включает в себя по меньшей мере один отражающий блок 20 (светоотражающее устройство). В этом варианте осуществления, светонаправляющее устройство 13 имеет один отражающий блок 20. Отражающий блок 20 расположен внутри корпуса 17, включенного в светонаправляющее устройство 13.[0028] As shown in FIG. 2, the light guiding device 13 includes at least one reflective block 20 (retro reflective device). In this embodiment, the light guide device 13 has one reflective block 20. The reflective block 20 is disposed inside a housing 17 included in the light guide device 13.

[0029] Когда лазерный луч, излучаемый из генератора 12 лазерного излучения, входит в отражающий блок 20, отражающий блок 20 отражает лазерный луч, с тем чтобы направить лазерный луч на деталь 200. Лазерный луч, падающий из генератора 12 лазерного излучения на отражающий блок 20, называется далее падающим светом. Отражающий блок 20 размещен таким образом, что он отделен от детали 200 заданным расстоянием.[0029] When the laser beam emitted from the laser light generator 12 enters the reflection unit 20, the reflection unit 20 reflects the laser beam so as to direct the laser beam to the workpiece 200. The laser beam incident from the laser light generator 12 onto the reflection unit 20 , is referred to as the incident light. The reflective block 20 is placed in such a way that it is separated from the part 200 by a predetermined distance.

[0030] Отражающий блок 20 может оптически сканировать посредством отражения и отклонения падающего света. Фиг. 1 и фиг. 2 показывают область 31 сканирования, которая является областью, в которой деталь 200 оптически сканируется отражающим блоком 20. Область 31 сканирования образует линию 201 сканирования. Область 31 сканирования сканируется отражающим блоком 20.[0030] The reflection unit 20 can optically scan by reflecting and deflecting incident light. Fig. 1 and FIG. 2 shows the scan area 31, which is the area in which the workpiece 200 is optically scanned by the reflective unit 20. The scan area 31 forms the scan line 201. The scan area 31 is scanned by the reflective unit 20.

[0031] Далее со ссылкой на фиг. 2-4 будет подробно описан отражающий блок 20. Фиг. 3 является диагональным видом отражающего блока 20. Фиг. 4 является разрезом отражающего блока 20.[0031] Next, with reference to FIG. 2-4, the reflection block 20 will be described in detail. FIG. 3 is a diagonal view of the reflective block 20. FIG. 4 is a sectional view of the reflective block 20.

[0032] Как показано на фиг. 2, отражающий блок 20 включает в себя опорную пластину 41 (опорный элемент), отражающие элементы 42, двигатель 44, призму 51, и линзу 53 сканирования.[0032] As shown in FIG. 2, the reflective block 20 includes a base plate 41 (support member), reflective members 42, a motor 44, a prism 51, and a scanning lens 53.

[0033] Опорная пластина 41 является дискообразным элементом и является вращаемой относительно корпуса 63, описанного ниже. Первый вращательный вал 61 вращательно поддерживается корпусом 63. Опорная пластина 41 прикреплена к аксиальному концу первого вращательного вала 61. Выходной вал двигателя 44 соединен с другим концом первого вращательного вала 61 в аксиальном направлении.[0033] The support plate 41 is disc-shaped and is rotatable with respect to the housing 63 described below. The first rotation shaft 61 is rotationally supported by the housing 63. The support plate 41 is attached to the axial end of the first rotation shaft 61. The motor output shaft 44 is connected to the other end of the first rotation shaft 61 in the axial direction.

[0034] Как показано на фиг. 4, отражающий блок 20 включает в себя корпус 63, в котором размещен приводной передаточный механизм отражающего блока 20. Корпус 63 закреплен в пригодном местоположении на корпусе 17, показанном на фиг. 2.[0034] As shown in FIG. 4, the reflector 20 includes a housing 63 which houses the drive transmission mechanism of the reflector 20. The housing 63 is secured in a suitable location on the housing 17 shown in FIG. 2.

[0035] Корпус 63 образован в полой цилиндрической форме с открытой одной аксиальной стороной. Опорная пластина 41 расположена вблизи открытой стороны корпуса 63. Первый вращательный вал 61 расположен таким образом, что он проходит сквозь корпус 63.[0035] The housing 63 is formed in a hollow cylindrical shape with one axial side open. The base plate 41 is located near the open side of the housing 63. The first rotary shaft 61 is positioned so that it passes through the housing 63.

[0036] Каждый из отражающих элементов 42 является элементом, образованным в блочной форме. Отражающий элемент 42 является вращаемым относительно опорной пластины 41. Вторые вращательные валы 62 вращательно поддерживаются опорной пластиной 41. Каждый из вторых вращательных валов 62 направлен параллельно первому вращательному валу 61 и расположен таким образом, что он проходит сквозь опорную пластину 41.[0036] Each of the reflective elements 42 is an element formed in block form. The reflector 42 is rotatable with respect to the base plate 41. The second rotation shafts 62 are rotationally supported by the base plate 41. Each of the second rotation shafts 62 is directed parallel to the first rotation shaft 61 and positioned to pass through the base plate 41.

[0037] Отражающий элемент 42 поддерживается опорной пластиной 41 посредством части 71 основания и второго вращательного вала 62.[0037] The reflective member 42 is supported by the base plate 41 by the base portion 71 and the second rotation shaft 62.

[0038] Часть 71 основания образована в форме небольшого диска, как это показано на фиг. 3. Часть 71 основания прикреплена к одному концу второго вращательного вала 62 в аксиальном направлении, как это показано на фиг. 4. Другой конец второго вращательного вала 62 расположен в аксиальном направлении внутри корпуса 63. [0038] The base portion 71 is formed in the form of a small disc as shown in FIG. 3. The base part 71 is attached to one end of the second rotation shaft 62 in the axial direction, as shown in FIG. 4. The other end of the second rotary shaft 62 is located in the axial direction inside the housing 63.

[0039] Описанный выше отражающий элемент 42 прикреплен к части 71 основания. Соответственно, отражающий элемент 42 может вращаться вместе с частью 71 основания и вторым вращательным валом 62.[0039] The above-described reflective member 42 is attached to the base portion 71. Accordingly, the reflective member 42 can rotate together with the base portion 71 and the second rotation shaft 62.

[0040] Отражающие элементы 42 могут двигаться по орбите вокруг первого вращательного вала 61 вместе с опорной пластиной 41 (обращение). Одновременно, отражающие элементы 42 могут вращаться вокруг второго вращательного вала 62 (вращение). Ниже, аксиальный центр первого вращательного вала 61 может называться осью обращения, и аксиальный центр каждого из вторых вращательных валов 62 может называться осью вращения. Приводной механизм отражающих элементов 42 будет описан ниже.[0040] Reflective elements 42 can orbit around the first rotary shaft 61 together with the base plate 41 (reversal). At the same time, the reflective elements 42 can rotate around the second rotary shaft 62 (rotation). Below, the axial center of the first rotary shaft 61 may be referred to as the axis of rotation, and the axial center of each of the second rotary shafts 62 may be referred to as the axis of rotation. The driving mechanism of the reflective members 42 will be described below.

[0041] В настоящем варианте осуществления обеспечены три отражающих элемента 42. Эти три отражающих элемента 42 расположены на поверхности на стороне опорной пластины 41, которая является дальней от корпуса 63.[0041] In the present embodiment, three reflective elements 42 are provided. These three reflective elements 42 are located on the surface on the side of the base plate 41 that is farthest from the body 63.

[0042] Как показано на фиг. 2, три отражающих элемента 42 расположены в опорной пластине 41 таким образом, что они в равной степени делят круг, имеющий первый вращательный вал 61 в качестве центра. Конкретно, три отражающих элемента 42 расположены с равными интервалами (интервалами 120°) в круговом направлении опорной пластины 41.[0042] As shown in FIG. 2, three reflective members 42 are arranged in the support plate 41 so that they equally divide a circle having the first rotation shaft 61 as a center. Specifically, three reflective members 42 are arranged at equal intervals (120° intervals) in the circumferential direction of the base plate 41.

[0043] Каждый из отражающих элементов 42 отражает свет, с тем чтобы направить его в область 31 сканирования. Как показано на фиг. 4, отражающий элемент 42 имеет первый отражатель 81 и второй отражатель 82. Первый отражатель 81 и второй отражатель 82 расположены парно на противоположных сторонах второго вращательного вала 62 (оси вращения).[0043] Each of the reflective members 42 reflects light so as to direct it to the scan area 31 . As shown in FIG. 4, the reflector 42 has a first reflector 81 and a second reflector 82. The first reflector 81 and the second reflector 82 are arranged in pairs on opposite sides of the second rotation shaft 62 (rotation axis).

[0044] Для конкретного объяснения, отражающий элемент 42 образован в прямоугольной блочной форме. В этом отражающем элементе 42, первый отражатель 81 расположен на одной из двух противоположных поверхностей, расположенных на противоположных сторонах оси вращения, и второй отражатель 82 расположен на другой поверхности. Первый отражатель 81 и второй отражатель 82 образованы симметрично друг относительно друга.[0044] For a specific explanation, the reflective element 42 is formed in a rectangular block shape. In this reflective element 42, the first reflector 81 is located on one of two opposite surfaces located on opposite sides of the axis of rotation, and the second reflector 82 is located on the other surface. The first reflector 81 and the second reflector 82 are formed symmetrically with respect to each other.

[0045] Как будет подробно описано ниже, угловая скорость вращения опорной пластины 41 управляется таким образом, что она равна удвоенной угловой скорости вращения отражающего элемента 42. Соответственно, в то время как опорная пластина 41 вращается на 360°, отражающий элемент 42 вращается на 180°.[0045] As will be described in detail below, the angular speed of rotation of the base plate 41 is controlled so that it is equal to twice the angular speed of rotation of the reflective element 42. Accordingly, while the base plate 41 rotates 360°, the reflective element 42 rotates 180 °.

[0046] Если смотреть на отражающий элемент 42 вдоль оси вращения, то первый отражатель 81 и второй отражатель 82 расположены таким образом, что они обращены в противоположные стороны друг от друга.[0046] When looking at the reflective element 42 along the axis of rotation, the first reflector 81 and the second reflector 82 are located in such a way that they face in opposite directions from each other.

[0047] Фиг. 5 показывает обращение и вращение отражающего элемента 42, если сфокусировать внимание только на одном из трех отражающих элементов 42. Для облегчения понимания ориентации отражающего элемента 42, на фиг. 5 крайняя часть отражающего элемента 42 на стороне, близкой к первому отражателю 81, заштрихована. На фиг. 5, как направление обращения, так и направление вращения отражающего элемента 42 направлены против часовой стрелки.[0047] FIG. 5 shows the reversal and rotation of the reflective element 42 when focusing on only one of the three reflective elements 42. To facilitate understanding of the orientation of the reflective element 42, in FIG. 5, the end portion of the reflective member 42 on the side close to the first reflector 81 is shaded. In FIG. 5, both the direction of rotation and the direction of rotation of the reflective member 42 are counterclockwise.

[0048] Как показано на фиг. 5, отражающий элемент 42 вращается на 180° вместе с вращением на 360° опорной пластины 41. Соответственно, каждый раз, когда отражающий элемент 42 обращается на 360°, он вращается на 180°, и ориентации первого отражателя 81 и второго отражателя 82 меняются. Таким образом, при каждом вращении на 360° опорной пластины 41, поверхность, на которой отражается падающий свет, попеременно переключается между первым отражателем 81 и вторым отражателем 82.[0048] As shown in FIG. 5, the reflective member 42 rotates 180° along with the 360° rotation of the base plate 41. Accordingly, each time the reflective member 42 rotates 360°, it rotates 180°, and the orientations of the first reflector 81 and the second reflector 82 are changed. Thus, with each 360° rotation of the base plate 41, the surface on which the incident light is reflected alternately switches between the first reflector 81 and the second reflector 82.

[0049] Каждый из первого отражателя 81 и второго отражателя 82 имеет первую отражающую поверхность 85 и вторую отражающую поверхность 86. Конфигурации первого вращательного вала 61 и второго отражателя 82 по существу идентичны друг другу. Таким образом, конфигурация первого отражателя 81 будет описана ниже как характерная.[0049] The first reflector 81 and the second reflector 82 each have a first reflective surface 85 and a second reflective surface 86. The configurations of the first rotary shaft 61 and the second reflector 82 are substantially identical to each other. Thus, the configuration of the first reflector 81 will be described below as representative.

[0050] Для конкретного объяснения, V-образный в поперечном сечении паз образован в отражающем элементе 42, чтобы сделать открытой сторону, дальнюю от оси вращения. Продольное направление этого паза направлено перпендикулярно оси вращения. Первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 образованы на внутренней стенке этого паза. Первый отражатель 81 образован из первой отражающей поверхности 85 и второй отражающей поверхности 86.[0050] For a specific explanation, a V-shaped cross-sectional groove is formed in the reflective member 42 to expose the side farthest from the axis of rotation. The longitudinal direction of this groove is directed perpendicular to the axis of rotation. The first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are formed on the inner wall of this groove. The first reflector 81 is formed from the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86.

[0051] Первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 образованы в плоской форме. Первая отражающая поверхность 85 расположена под наклоном относительно виртуальной плоскости, перпендикулярной второму вращательному валу 62. Вторая отражающая поверхность 86 под наклоном относительно виртуальной плоскости, перпендикулярной второму вращательному валу 62.[0051] The first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are formed in a flat shape. The first reflective surface 85 is inclined relative to a virtual plane perpendicular to the second rotational shaft 62. The second reflective surface 86 is inclined relative to a virtual plane perpendicular to the second rotational shaft 62.

[0052] Как показано на фиг. 6, первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 наклонены относительно виртуальной плоскости, перпендикулярной второму вращательному валу 62, в противоположных направлениях и под одинаковыми углами Ɵ (конкретно, 45°). Соответственно, первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 симметричны относительно плоскости 87 симметрии, перпендикулярной второму вращательному валу 62. Первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 расположены таким образом, что они образуют V-образную форму с углом 90°.[0052] As shown in FIG. 6, the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are inclined with respect to a virtual plane perpendicular to the second rotary shaft 62 in opposite directions and at the same angles Ɵ (specifically 45°). Accordingly, the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are symmetrical with respect to a plane of symmetry 87 perpendicular to the second rotational shaft 62. The first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are arranged such that they form a V-shape with an angle of 90°.

[0053] В случае этой конфигурации, падающий свет, направленный в светонаправляющее устройство 13, поворачивается призмой 51 и распространяется вдоль первого оптического пути L1 в направлении приближения к отражающему блоку 20. Первый оптический путь L1 ортогонален направлению оси обращения отражающего элемента 42.[0053] In the case of this configuration, the incident light directed to the light guide device 13 is rotated by the prism 51 and propagates along the first optical path L1 in the direction of approaching the reflective block 20. The first optical path L1 is orthogonal to the direction of the axis of rotation of the reflective element 42.

[0054] Три отражающих элемента 42 приводятся в движение двигателем 44 для осуществления обращения и вращения, посредством чего они последовательно перемещаются через первый оптический путь L1. Соответственно, на эти три отражающих элемента 42 последовательно попадает свет, падающий вдоль первого оптического пути L1, и они отражают этот свет.[0054] The three reflective elements 42 are driven by the motor 44 to perform circulation and rotation, whereby they sequentially move through the first optical path L1. Accordingly, these three reflective members 42 are successively hit by light incident along the first optical path L1 and reflect this light.

[0055] Приблизительно в то время, когда отражающий элемент 42, который обращается, находится ближе всего к верхней по ходу стороне относительно первого оптического пути L1, первая отражающая поверхность 85, которая относится к первому отражателю 81 или второму отражателю 82, расположена таким образом, что она перекрывает первый оптический путь L1, как это показано на фиг. 3. Соответственно, падающий свет отражается первой отражающей поверхностью 85 и затем отражается второй отражающей поверхностью 86.[0055] At about the time when the reflective element 42, which addresses, is closest to the upstream side with respect to the first optical path L1, the first reflective surface 85, which refers to the first reflector 81 or the second reflector 82, is located in such a way that that it overlaps the first optical path L1, as shown in FIG. 3. Accordingly, the incident light is reflected by the first reflective surface 85 and then reflected by the second reflective surface 86.

[0056] Когда отражающий элемент 42 осуществляет обращение и вращение при попадании на него падающего света, как показано на фиг. 4, направления первой отражающей поверхности 85 и второй отражающей поверхности 86 непрерывно изменяются. Соответственно, направление света, излучаемого из второй отражающей поверхности 86, плавно изменяется, как показано белой стрелкой на фиг. 3. Таким образом реализуется отклонение излучаемого света.[0056] When the reflective member 42 reverses and rotates when incident light hits it, as shown in FIG. 4, the directions of the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 change continuously. Accordingly, the direction of the light emitted from the second reflective surface 86 smoothly changes as shown by the white arrow in FIG. 3. In this way, the deviation of the emitted light is realized.

[0057] Поскольку первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 расположены в V-образной форме, когда отражающий элемент 42 осуществляет обращение и вращение, свет, излучаемый от отражающего элемента 42, отклоняется вдоль плоскости, перпендикулярной оси вращения. Эта плоскость смещена в направлении второго вращательного вала 62 (другими словами, в направлении первого вращательного вала 61) относительно первого оптического пути L1. Это позволяет направлять свет, отражаемый второй отражающей поверхностью 86, на деталь 200 по второму оптическому пути L2, который смещен относительно первого оптического пути L1.[0057] Since the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are arranged in a V-shape, when the reflective member 42 performs reversal and rotation, the light emitted from the reflective member 42 is deflected along a plane perpendicular to the rotation axis. This plane is offset in the direction of the second rotation shaft 62 (in other words, in the direction of the first rotation shaft 61) relative to the first optical path L1. This allows the light reflected by the second reflective surface 86 to be directed onto the workpiece 200 along the second optical path L2, which is offset from the first optical path L1.

[0058] Падающий свет входит в отражающий блок 20 в направлении, перпендикулярном оси вращения и оси обращения. Когда фаза обращения отражающего элемента 42 полностью совпадает с направлением падающего света, первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 ортогональны падающему свету, если смотреть вдоль второго вращательного вала 62. Соответственно, в это время падающий свет отражается два раза отражающим элементом 42 таким образом, что он поворачивается назад, как показано на фиг. 3, и излучается вдоль второго оптического пути L2, который параллелен и противоположен направлению первого оптического пути L1.[0058] The incident light enters the reflective block 20 in a direction perpendicular to the rotation axis and the reversal axis. When the reversal phase of the reflective member 42 completely coincides with the direction of the incident light, the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are orthogonal to the incident light as viewed along the second rotary shaft 62. Accordingly, at this time, the incident light is reflected twice by the reflective member 42, so that that it turns back, as shown in Fig. 3 and is emitted along the second optical path L2, which is parallel and opposite to the direction of the first optical path L1.

[0059] Таким образом, падающий свет отклоняется посредством его отражения первой отражающей поверхностью 85 и второй отражающей поверхностью 86. Здесь, как показано на фиг. 6, рассматривается зеркальное изображение плоскости 87 симметрии относительно первой отражающей поверхности 85 и зеркальное изображение плоскости 87 симметрии относительно второй отражающей поверхности 86. Оба эти два зеркальных изображения эквивалентны плоскости 88, расположенной внутри отражающего элемента 42. С точки зрения длины оптического пути, случай, когда падающий свет отражается со смещением первой отражающей поверхностью 85 и второй отражающей поверхностью 86, и случай, когда падающий свет отражается плоскостью 88 без смещения, эквивалентны. В этом смысле можно сказать, что виртуальная плоскость 88, описанная выше, является условной отражающей поверхностью.[0059] Thus, the incident light is deflected by its reflection by the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86. Here, as shown in FIG. 6, the mirror image of the plane 87 of symmetry with respect to the first reflective surface 85 and the mirror image of the plane 87 of symmetry with respect to the second reflective surface 86 are considered. the incident light is reflected offset by the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86, and the case where the incident light is reflected by the plane 88 without offset are equivalent. In this sense, it can be said that the virtual plane 88 described above is a conventional reflective surface.

[0060] Плоскость 88 будет теперь описана на основании другого аспекта. Ниже, оптический путь от точки, в которой падающий свет отражается первой отражающей поверхностью 85, до точки, в которой он отражается второй отражающей поверхностью 86, называется промежуточным оптическим путем L3. Середина промежуточного оптического пути L3 расположена в плоскости 87 симметрии.[0060] Plane 88 will now be described based on another aspect. Below, the optical path from the point where the incident light is reflected by the first reflective surface 85 to the point where it is reflected by the second reflective surface 86 is called the intermediate optical path L3. The middle of the intermediate optical path L3 is located in the 87 plane of symmetry.

[0061] Как показано пунктирной линией на фиг. 6, рассматривается случай, когда первый оптический путь L1 падающего света продолжается от первой отражающей поверхности 85 таким образом, что он ныряет вовнутрь отражающего элемента 42. Точка 77 на конце линии 76 продолжения, которая продолжает первый оптический путь L1 падающего света на длину D1, которая равна половине длины промежуточного оптического пути L3, расположена в плоскости 88.[0061] As shown by the dotted line in FIG. 6, the case is considered where the first optical path L1 of the incident light extends from the first reflective surface 85 so that it dives into the interior of the reflective element 42. The point 77 at the end of the extension line 76, which extends the first optical path L1 of the incident light by a length D1, which equal to half the length of the intermediate optical path L3, located in plane 88.

[0062] Подобным образом, рассмотрим случай, когда второй оптический путь L2 падающего света продолжается от второй отражающей поверхности 86 таким образом, что он ныряет вовнутрь отражающего элемента 42. Точка 79 на конце линии 78 продолжения, которая продолжает второй оптический путь L2 падающего света на длину D1, которая равна половине длины промежуточного оптического пути L3, расположена в плоскости 88.[0062] Similarly, consider the case where the second incident light path L2 extends from the second reflective surface 86 such that it dives into the interior of the reflective member 42. The point 79 at the end of the extension line 78 that extends the second incident light path L2 to length D1, which is equal to half the length of the intermediate optical path L3, is located in plane 88.

[0063] Фиг. 6 показывает состояние, в котором направление второго оптического пути L2 является центром диапазона углов отклонения. Однако независимо от того, в каком направлении падающий свет отклоняется отражающим элементом 42, концы линий 76, 78 продолжения всегда расположены в плоскости 88.[0063] FIG. 6 shows a state in which the direction of the second optical path L2 is the center of the deflection angle range. However, no matter in which direction the incident light is deflected by the reflective element 42, the ends of the continuation lines 76, 78 are always located in the plane 88.

[0064] Эта плоскость 88 является также плоскостью отсчета, в которой симметрично расположены первый отражатель 81 и второй отражатель 82. Соответственно, хотя плоскость 88 показана на фиг. 6 в связи с первым отражателем 81, плоскость 88 является общей для первого отражателя 81 и второго отражателя 82. Также, в настоящем варианте осуществления ось вращения отражающего элемента 42 (другими словами, аксиальный центр второго вращательного вала 62) расположена таким образом, что она включена в эту плоскость 88.[0064] This plane 88 is also the reference plane in which the first reflector 81 and the second reflector 82 are symmetrically located. Accordingly, although the plane 88 is shown in FIG. 6 in connection with the first reflector 81, the plane 88 is common to the first reflector 81 and the second reflector 82. Also, in the present embodiment, the axis of rotation of the reflective member 42 (in other words, the axial center of the second rotation shaft 62) is located such that it is turned on into this plane 88.

[0065] Соответственно, отклонение падающего света на первом отражателе 81 и втором отражателе 82 отражающего элемента 42 является по существу таким же, как отклонение падающего света отражающими поверхностями, расположенными на передней и задней сторонах плоскости 88 нулевой толщины, которая осуществляет вращение и обращение как единое целое с отражающим элементом 42. Фиг. 2 показывает соотношение между отражающим элементом 42, который вращается и обращается, и плоскостью 88.[0065] Accordingly, the deflection of the incident light on the first reflector 81 and the second reflector 82 of the reflective member 42 is substantially the same as the deflection of the incident light by the reflective surfaces located on the front and back sides of the zero-thickness plane 88, which performs rotation and circulation as a single whole with reflective element 42. FIG. 2 shows the relationship between the reflective element 42, which rotates and revolves, and the plane 88.

[0066] Призма 51 содержит пригодный оптический элемент. Призма 51 расположена дальше в верхнюю по ходу сторону относительно первого оптического пути L1, чем отражающий элемент 42. Призма 51 позволяет направлять лазерный луч из генератора 12 лазерного излучения на отражающий элемент 42.[0066] The prism 51 contains a suitable optical element. The prism 51 is located further upstream relative to the first optical path L1 than the reflective element 42. The prism 51 allows the laser beam from the laser generator 12 to be directed onto the reflective element 42.

[0067] Линза 53 сканирования является линзой с поверхностью свободной формы, например, может быть использована известная линза fƟ. Линза 53 сканирования расположена между отражающим элементом 42 и областью 31 сканирования. С помощью этой линзы 53 сканирования, фокусное расстояние может быть сделано постоянным в центре и периферических частях области сканирования.[0067] The scanning lens 53 is a free-form surface lens, for example, the known fƟ lens can be used. The scanning lens 53 is located between the reflective element 42 and the scanning area 31 . With this scan lens 53, the focal length can be made constant in the center and peripheral portions of the scan area.

[0068] Двигатель 44 генерирует движущую силу для обращения и вращения отражающего элемента 42. Движущая сила двигателя 44 передается планетарной зубатой передаче через выходной вал двигателя 44, посредством чего опорная пластина 41 и отражающие элементы 42 вращаются. Двигатель 44 является в этом варианте осуществления электрическим двигателем, но не ограничен этим. [0068] The motor 44 generates a driving force to reverse and rotate the reflector 42. The driving force of the motor 44 is transmitted to the planetary gear train through the output shaft of the motor 44, whereby the support plate 41 and the reflectors 42 rotate. Motor 44 is, in this embodiment, an electric motor, but is not limited to this.

[0069] Далее со ссылкой на фиг. 4 и 7 будет описан приводной механизм для вращения опорной пластины 41 и отражающих элементов 42. Фиг. 7 является разрезом отражающего блока 20, разрезанного вдоль плоскости, перпендикулярной оси обращения.[0069] Next, with reference to FIG. 4 and 7, the drive mechanism for rotating the base plate 41 and the reflective members 42 will be described. FIG. 7 is a sectional view of the reflective block 20 cut along a plane perpendicular to the axis of revolution.

[0070] Как показано на фиг. 4, центр опорной пластины 41 прикреплен к аксиальному концу первого вращательного вала 61. Выходной вал двигателя 44 соединен с другим концом первого вращательного вала 61 в аксиальном направлении.[0070] As shown in FIG. 4, the center of the base plate 41 is attached to the axial end of the first rotation shaft 61. The motor output shaft 44 is connected to the other end of the first rotation shaft 61 in the axial direction.

[0071] Вторые вращательные валы 62 расположены в положениях, находящихся радиально снаружи центра опорной пластины 41. Каждый из вторых вращательных валов 62 вращательно поддерживается опорной пластиной 41. Аксиальная концевая часть второго вращательного вала 62 расположена снаружи корпуса 63 и прикреплена к части 71 основания. Другая аксиальная концевая часть второго вращательного вала 62 в аксиальном направлении расположена внутри корпуса 63.[0071] The second rotational shafts 62 are located at positions radially outside the center of the base plate 41. Each of the second rotational shafts 62 is rotationally supported by the base plate 41. The axial end portion of the second rotational shaft 62 is located outside the housing 63 and attached to the base portion 71. The other axial end part of the second rotary shaft 62 in the axial direction is located inside the housing 63.

[0072] Как показано на фиг. 7, планетарная шестерня 91 прикреплена к каждому из вторых вращательных валов 62 внутри корпуса 63. Планетарные шестерни 91 соединены с солнечной шестерней 92, обеспеченной вокруг первого вращательного вала 61, посредством промежуточных шестерней 93. Солнечная шестерня 92 прикреплена к корпусу 63. Каждая из промежуточных шестерней 93 вращательно поддерживается опорной пластиной 41.[0072] As shown in FIG. 7, the planet gear 91 is attached to each of the second rotation shafts 62 inside the housing 63. The planet gears 91 are connected to the sun gear 92 provided around the first rotation shaft 61 by intermediate gears 93. The sun gear 92 is attached to the housing 63. Each of the intermediate gears 93 is rotationally supported by the support plate 41.

[0073] В результате, когда двигатель 44 приводится в действие, движущая сила двигателя 44 передается первому вращательному валу 61, заставляющему опорную пластину 41 вращаться. Вращение опорной пластины 41 заставляет валы промежуточных шестерней 93 и валы планетарных шестерней 91 (вторые вращательные валы 62) перемещаться вокруг солнечной шестерни 92. В это время, промежуточные шестерни 93, сцепляющиеся с солнечной шестерней 92, вращаются, и планетарные шестерни 91, сцепляющиеся с промежуточными шестернями 93, также вращаются. Соответственно, отражающие элементы 42, которые прикреплены к планетарным шестерням 91 посредством вторых вращательных валов 62, осуществляют обращение и вращение одновременно.[0073] As a result, when the motor 44 is driven, the driving force of the motor 44 is transmitted to the first rotary shaft 61 causing the base plate 41 to rotate. The rotation of the base plate 41 causes the shafts of the intermediate gears 93 and the shafts of the planetary gears 91 (the second rotary shafts 62) to move around the sun gear 92. At this time, the intermediate gears 93 meshing with the sun gear 92 rotate, and the planetary gears 91 gears 93 also rotate. Accordingly, the reflective members 42, which are attached to the planetary gears 91 via the second rotation shafts 62, perform reversal and rotation at the same time.

[0074] Солнечная шестерня 92 прикреплена к корпусу 63, и промежуточные шестерни 93 расположены между планетарными шестернями 91 и солнечной шестерней 92. Соответственно, направление вращения опорной пластины 41, которая является водилом планетарной передачи, и направление вращения вторых вращательных валов 62 (отражающих элементов 42) являются одним и тем же направлением. Дополнительно, число зубьев каждой из планетарных шестерней 91 равно удвоенному числу зубьев солнечной шестерни 92. В результате, угловая скорость обращения отражающего элемента 42 равна удвоенной угловой скорости вращения отражающего элемента 42.[0074] The sun gear 92 is attached to the housing 63, and the intermediate gears 93 are located between the planetary gears 91 and the sun gear 92. Accordingly, the direction of rotation of the base plate 41, which is the carrier of the planetary gear, and the direction of rotation of the second rotational shafts 62 (reflectors 42 ) are the same direction. Additionally, the number of teeth of each of the planetary gears 91 is equal to twice the number of teeth of the sun gear 92. As a result, the angular velocity of rotation of the reflective element 42 is equal to twice the angular velocity of rotation of the reflective element 42.

[0075] Далее со ссылкой на фиг. 8 будет подробно описано соотношение между угловой скоростью обращения и угловой скоростью вращения отражающих элементов 42.[0075] Next, with reference to FIG. 8, the relationship between the angular velocity of revolution and the angular velocity of rotation of the reflective elements 42 will be described in detail.

[0076] На фиг. 8, траектория второго вращательного вала 62, связанная с вращением опорной пластины 41, показана в виде окружности 101 обращения. Центр окружности 101 обращения расположен в точке пересечения (в начале координат, О) оси Х и оси Y, продолжающихся перпендикулярно друг другу. Начало координат, О, соответствует оси обращения отражающих элементов 42. Как описано выше, отклонение света на отражающем элементе 42 может считаться по существу таким же, как отклонение посредством отражения света на вышеупомянутой плоскости 88. Соответственно, на фиг. 8 отражающий элемент 42 представлен прямой линией, указывающей на плоскость 88, которая эквивалентна виртуальной отражающей поверхности.[0076] FIG. 8, the path of the second rotary shaft 62 associated with the rotation of the base plate 41 is shown as a reversal circle 101. The center of the circulation circle 101 is located at the intersection point (at the origin, O) of the X-axis and the Y-axis extending perpendicular to each other. The origin, O, corresponds to the axis of revolution of the reflective elements 42. As described above, the deflection of light on the reflective element 42 can be considered to be substantially the same as the deflection by reflection of light on the aforementioned plane 88. Accordingly, in FIG. 8, the reflective element 42 is represented by a straight line pointing to a plane 88 which is equivalent to a virtual reflective surface.

[0077] Ось вращения отражающего элемента 42 расположена в произвольной точке на окружности 101 обращения. Здесь, рассмотрим состояние, в котором ось вращения отражающего элемента 42 находится в положении точки Р, и ориентация отражающей поверхности отражающего элемента 42 перпендикулярна оси Х. В этом состоянии, свет, падающий по направлению к началу координат, О, в направлении оси Х, отражается отражающим элементом 42 в точке Р. Если смотреть двумерно, как показано на фиг. 8, оптический путь отраженного света соответствует оптическому пути падающего света.[0077] The axis of rotation of the reflective element 42 is located at an arbitrary point on the circumference 101 circulation. Here, consider a state in which the rotation axis of the reflective member 42 is at the position of point P, and the orientation of the reflective surface of the reflective member 42 is perpendicular to the X-axis. In this state, light incident toward the origin, O, in the direction of the X-axis is reflected reflective element 42 at point P. Seen in two dimensions, as shown in FIG. 8, the optical path of the reflected light corresponds to the optical path of the incident light.

[0078] Предположим, что положение оси вращения отражающего элемента 42 изменяется на угол Ɵ и перемещается из точки Р в точку Q, когда опорная пластина 41 вращается. Для обеспечения того, чтобы точка, в которой падающий свет попадает на отражающий элемент 42, не уходила из точки Р, даже когда отражающий элемент 42 обращается таким образом, рассмотрим, каким должен быть угол вращения отражающего элемента 42 относительно угла обращения.[0078] Assume that the position of the axis of rotation of the reflective member 42 changes by an angle Ɵ and moves from point P to point Q when the base plate 41 rotates. In order to ensure that the point at which the incident light hits the reflective element 42 does not leave the point P even when the reflective element 42 is rotated in this way, consider what should be the rotation angle of the reflective element 42 with respect to the rotation angle.

[0079] Для отражения падающего света в точке Р, даже если ось вращения отражающего элемента 42 находится в точке Q, ориентация отражающего элемента 42 должна соответствовать ориентации линии, прочерченной от точки Q до точки Р.[0079] In order to reflect the incident light at the point P, even if the axis of rotation of the reflective element 42 is at the point Q, the orientation of the reflective element 42 must correspond to the orientation of the line drawn from the point Q to the point P.

[0080] Середина прямой линии, соединяющей точку Р и точку Q, определяется как М. Также, рассмотрим прямую линию, проходящую через точку Q и продолжающуюся параллельно оси Y, и точку пересечения этой линии с осью Х определим как N.[0080] The midpoint of a straight line connecting point P and point Q is defined as M. Also, consider a straight line passing through point Q and continuing parallel to the Y axis, and the point of intersection of this line with the X axis is defined as N.

[0081] Поскольку обе точки P и Q находятся на окружности 101 обращения, треугольник OPQ является равнобедренным треугольником. Таким образом, угол OPM, образованный линией ОР и линией РМ, равен углу OQM, образованному линией OQ и линией QM. Прямая линия ОМ и прямая линия PQ ортогональны. Также, прямая линия ОР ортогональна прямой линии QN.[0081] Since both points P and Q are on the circulation circle 101, the triangle OPQ is an isosceles triangle. Thus, the angle OPM formed by the line OP and the line PM is equal to the angle OQM formed by the line OQ and the line QM. Straight line OM and straight line PQ are orthogonal. Also, the straight line OP is orthogonal to the straight line QN.

[0082] Если мы сфокусируемся на треугольнике OQM и треугольнике NQP, то, как описано выше, два угла одного треугольника равны двум углам другого треугольника. Таким образом, треугольник OQM и треугольник NQP являются геометрически подобными.[0082] If we focus on the OQM triangle and the NQP triangle, then, as described above, two angles of one triangle are equal to two angles of the other triangle. Thus triangle OQM and triangle NQP are geometrically similar.

[0083] Таким образом, угол QOM, образованный линией QO и линией OM, равен углу PQN, образованному линией PQ и линией QN. Угол QOP, образованный прямой линией QO и прямой линией OP, равен Ɵ. Таким образом, угол QOM равен Ɵ/2, и угол PQN также равен Ɵ/2.[0083] Thus, the angle QOM formed by the QO line and the OM line is equal to the angle PQN formed by the PQ line and the QN line. The angle QOP formed by the straight line QO and the straight line OP is Ɵ. Thus, the angle QOM is Ɵ/2 and the angle PQN is also Ɵ/2.

[0084] На основании этого результата можно понять, что если отражающий элемент 42 осуществляет обращение и вращение одновременно таким образом, что угловая скорость обращения равна удвоенной угловой скорости вращения, то длина оптического пути может сохраняться постоянной, поскольку отражающий элемент 42 пересекает оптический путь таким образом, что падающий свет всегда попадает на него в точке Р.[0084] Based on this result, it can be understood that if the reflective element 42 performs reversal and rotation simultaneously such that the reversal angular velocity is equal to twice the rotational angular velocity, then the optical path length can be kept constant since the reflective element 42 crosses the optical path in this way that incident light always hits it at point P.

[0085] Таким образом, в настоящем варианте осуществления падающий свет отражается и отклоняется посредством вращения отражающего элемента 42, имеющего отражающие поверхности 85, 86. Отражающий элемент 42 приводится во вращение с постоянной угловой скоростью и не осуществляет возвратно-поступательного движения (ускорение/замедление) подобно зеркальному гальванометру. Соответственно, можно предотвратить сужение области 31 сканирования, в которой скорость перемещения облучаемой точки 202 может быть постоянной, и подавить уменьшение обрабатываемой светом зоны детали 200. Дополнительно, комбинация обращения и вращения отражающих элементов 42 может предотвратить флуктуации точки, в которой на отражающий элемент 42 попадает падающий свет. Таким образом, свет может быть направлен на линзу 53 сканирования в идеальном состоянии так же, как с использованием зеркального гальванометра. Таким образом, можно получить светоотражающее устройство, имеющее как высокую скорость облучения, которая является преимуществом многоугольного зеркала, так и стойкость к флуктуациям точки отражения, которая является преимуществом зеркального гальванометра.[0085] Thus, in the present embodiment, the incident light is reflected and deflected by rotating the reflective member 42 having the reflective surfaces 85, 86. The reflective member 42 is driven at a constant angular velocity and does not reciprocate (acceleration/deceleration) like a mirror galvanometer. Accordingly, it is possible to prevent narrowing of the scanning area 31 in which the moving speed of the irradiated point 202 may be constant, and to suppress the reduction of the light-treated area of the workpiece 200. falling light. Thus, the light can be directed to the scanning lens 53 in an ideal state in the same way as using a mirror galvanometer. Thus, it is possible to obtain a retro-reflective device having both a high irradiation speed, which is an advantage of a polygonal mirror, and resistance to reflection point fluctuations, which is an advantage of a mirror galvanometer.

[0086] Как описано выше, отражающий блок 20 настоящего варианта осуществления содержит отражающие элементы 42, имеющие отражающие поверхности 85, 86, каждая из которых образована в плоской форме. Отражающие поверхности 85, 86 отражают падающий свет. Каждый из отражающих элементов 42 осуществляет обращение и вращение одновременно. Направление обращения отражающего элемента 42 и направление вращения отражающего элемента 42 одинаковы. Угловая скорость обращения отражающего элемента 42 равна удвоенной угловой скорости вращения отражающего элемента 42.[0086] As described above, the reflective block 20 of the present embodiment includes reflective members 42 having reflective surfaces 85, 86 each formed in a flat shape. The reflective surfaces 85, 86 reflect the incident light. Each of the reflective elements 42 performs reversal and rotation at the same time. The direction of rotation of the reflective member 42 and the direction of rotation of the reflective member 42 are the same. The angular velocity of rotation of the reflective element 42 is equal to twice the angular velocity of rotation of the reflective element 42.

[0087] В результате, положение отражения света относительно падающего света постоянно относительно отражающего элемента 42, и предотвращается флуктуация положения отражения света. Соответственно, может быть уменьшено искажение сканирования. В отличие от зеркального гальванометра, отклонение реализуется посредством вращения отражающего элемента 42 вместо возвратно-поступательного движения. Таким образом легко осуществлять сканирование с постоянной скоростью.[0087] As a result, the light reflection position with respect to the incident light is constant with respect to the reflective member 42, and fluctuation of the light reflection position is prevented. Accordingly, scanning distortion can be reduced. Unlike a mirror galvanometer, the deflection is realized by rotating the reflective element 42 instead of reciprocating. Thus, scanning at a constant speed is easy.

[0088] В отражающем блоке 20 этого варианта осуществления, отражающие поверхности 85, 86 расположены парно на противоположных сторонах оси вращения отражающего элемента 42.[0088] In the reflective block 20 of this embodiment, the reflective surfaces 85, 86 are arranged in pairs on opposite sides of the axis of rotation of the reflective member 42.

[0089] Отражающий элемент 42 изменяет свою ориентацию посредством вращения на 180° при каждом обращении на 360°. Отражающие поверхности 85, 86, чьи ориентации на 180° отличаются друг от друга, расположены парно на отражающем элементе 42. В результате, когда отражающий элемент 42 пересекает оптический путь падающего света, одна из двух отражающих поверхностей эффективно отражает свет. Соответственно, падающий свет может быть эффективно направлен на деталь 200.[0089] The reflective element 42 changes its orientation by 180° rotation with each 360° rotation. Reflective surfaces 85, 86, whose orientations are 180° different from each other, are arranged in pairs on the reflective element 42. As a result, when the reflective element 42 crosses the optical path of the incident light, one of the two reflective surfaces effectively reflects the light. Accordingly, the incident light can be efficiently directed to the part 200.

[0090] Отражающий блок 20 настоящего варианта осуществления снабжен тремя отражающими элементами 42. Оси обращения трех отражающих элементов 42 совпадают. Три отражающих элемента 42 расположены таким образом, что они делят круг, центрированный на оси обращения, на равные угловые интервалы.[0090] The reflective block 20 of the present embodiment is provided with three reflective elements 42. The rotation axes of the three reflective elements 42 coincide. The three reflective elements 42 are arranged in such a way that they divide the circle centered on the rotation axis into equal angular intervals.

[0091] Это позволяет направлять падающий свет на деталь 200 еще более эффективно.[0091] This allows the incident light to be directed to the item 200 even more efficiently.

[0092] Отражающий блок 20 настоящего варианта осуществления содержит планетарную зубчатую передачу. Планетарная зубчатая передача заставляет отражающие элементы 42 осуществлять обращение и вращение.[0092] The reflective block 20 of the present embodiment includes a planetary gear train. The planetary gear train causes the reflective elements 42 to revolve and rotate.

[0093] В результате, сложное функционирование, объединяющее обращение и вращение отражающих элементов 42, может быть реализовано простой конфигурацией.[0093] As a result, a complex operation combining reversal and rotation of the reflective members 42 can be realized with a simple configuration.

[0094] В отражающем блоке 20 настоящего варианта осуществления, отражающий элемент 42 отражает свет, с тем чтобы отклонить свет вдоль плоскости, перпендикулярной оси вращения, как это показано на фиг. 3. Эта плоскость смещена в направлении оси вращения относительно падающего света, который входит в отражающий элемент 42.[0094] In the reflective block 20 of the present embodiment, the reflective member 42 reflects light so as to deflect the light along a plane perpendicular to the rotation axis, as shown in FIG. 3. This plane is offset in the direction of the axis of rotation relative to the incident light that enters the reflective element 42.

[0095] Это позволяет обеспечить расположение, при котором отраженному свету, отражаемому отражающим элементом 42, не мешает оптический элемент и т.п., используемый для направления падающего света на отражающий блок 20.[0095] This makes it possible to provide an arrangement in which the reflected light reflected by the reflective member 42 is not interfered with by an optical member or the like used to direct the incident light to the reflective block 20.

[0096] В настоящем варианте осуществления, первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 образованы на каждом из отражающих элементов 42. Первая отражающая поверхность 85 образована в плоской форме, наклоненной относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения отражающего элемента 42. Вторая отражающая поверхность 86 образована в плоской форме, наклоненной относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения отражающего элемента 42. Направление, в котором первая отражающая поверхность 85 наклонена относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения, и направление, в котором вторая отражающая поверхность 86 наклонена относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения, противоположны. Падающий свет отражается первой отражающей поверхностью 85 и затем отражается второй отражающей поверхностью 86. Первая отражающая поверхность 85 и вторая отражающая поверхность 86 образованы симметрично друг другу относительно плоскости 87 симметрии. Зеркальное изображение плоскости 87 симметрии относительно первой отражающей поверхности 85 и зеркальное изображение плоскости 87 симметрии относительно второй отражающей поверхности 86 идентичны друг другу и находятся в плоскости 88. Ось вращения отражающего элемента 42 включена в плоскость 88 зеркальных изображений.[0096] In the present embodiment, the first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are formed on each of the reflective members 42. The first reflective surface 85 is formed in a flat shape inclined with respect to a plane perpendicular to the rotation axis of the reflective member 42. The second reflective surface 86 is formed in a flat shape inclined with respect to a plane perpendicular to the rotation axis of the reflective member 42. The direction in which the first reflective surface 85 is inclined relative to the plane perpendicular to the rotation axis and the direction in which the second reflective surface 86 is inclined relative to the plane perpendicular to the rotation axis are opposite. The incident light is reflected by the first reflective surface 85 and then reflected by the second reflective surface 86. The first reflective surface 85 and the second reflective surface 86 are formed symmetrically to each other with respect to the symmetry plane 87 . The mirror image of the symmetry plane 87 with respect to the first reflective surface 85 and the mirror image of the symmetry plane 87 with respect to the second reflective surface 86 are identical to each other and are in the plane 88. The axis of rotation of the reflective element 42 is included in the mirror image plane 88.

[0097] Это позволяет обеспечить простую конфигурацию, в которой падающий свет отражается и при этом смещается на отражающем элементе 42, и положение отражения света относительно падающего света постоянно относительно отражающего элемента 42.[0097] This allows for a simple configuration in which the incident light is reflected and thus displaced on the reflective member 42, and the position of the light reflection relative to the incident light is constant relative to the reflective member 42.

[0098] В светонаправляющем устройстве 13 настоящего варианта осуществления, угол Ɵ, под которым наклонена первая отражающая поверхность 85 относительно плоскости, перпендикулярной оси вращения, равен 45°. Угол Ɵ, под которым наклонена вторая отражающая поверхность 86 относительно плоскости 88, перпендикулярной оси вращения, равен 45°.[0098] In the light guide device 13 of the present embodiment, the angle Ɵ at which the first reflective surface 85 is inclined with respect to a plane perpendicular to the rotation axis is 45°. The angle Ɵ at which the second reflective surface 86 is inclined with respect to the plane 88 perpendicular to the axis of rotation is 45°.

[0099] Это позволяет обеспечить простую конфигурацию отражающего элемента 42.[0099] This allows for a simple configuration of the reflective element 42.

[0100] Светонаправляющее устройство 13 настоящего варианта осуществления включает в себя отражающий блок 20 описанной выше конфигурации. Падающий свет отклоняется отражающим блоком 20 для сканирования детали 200.[0100] The light guiding device 13 of the present embodiment includes a reflection unit 20 of the configuration described above. The incident light is deflected by the reflector 20 to scan the part 200.

[0101] Это позволяет обеспечить сканирование с минимальным искажением.[0101] This allows scanning with minimal distortion.

[0102] Светонаправляющее устройство 13 настоящего варианта осуществления включает в себя линзу 53 сканирования. Линза 53 сканирования размещена на оптическом пути от отражающего элемента 42 к области 31 сканирования.[0102] The light guide device 13 of the present embodiment includes a scanning lens 53 . The scan lens 53 is placed on the optical path from the reflective element 42 to the scan area 31 .

[0103] Это позволяет выровнять фокусное расстояние для всей области сканирования. Также, свет может быть направлен на линзу 53 сканирования в идеальном состоянии.[0103] This allows you to equalize the focal length for the entire scan area. Also, light can be directed to the scanning lens 53 in an ideal state.

[0104] Далее будет описана первая модификация приводного механизма опорной пластины 41 и отражающего элемента 42. В описании этой модификации, элементам, идентичным или подобным элементам описанного выше варианта осуществления, даны такие же ссылочные позиции на чертежах, и их описание может быть опущено.[0104] Next, the first modification of the drive mechanism of the base plate 41 and the reflective member 42 will be described. In the description of this modification, members identical or similar to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals in the drawings, and their description may be omitted.

[0105] В модификации, показанной на фиг. 9, кольцевая шестерня 94 закреплена вблизи внешней окружности опорной пластины 41. Кольцевая шестерня 94 сцепляется с ведущей шестерней 95, прикрепленной к выходному валу двигателя 44. Остальная часть конфигурации по существу такая же, как на фиг. 4.[0105] In the modification shown in FIG. 9, an annular gear 94 is secured near the outer circumference of the base plate 41. An annular gear 94 meshes with a drive gear 95 attached to the motor output shaft 44. The rest of the configuration is essentially the same as in FIG. four.

[0106] В этой модификации, опорная пластина 41 может также вращаться при приведении в действие двигателя 44, чтобы заставить отражающий элемент 42 осуществлять обращение и вращение.[0106] In this modification, the base plate 41 can also be rotated when the motor 44 is driven to cause the reflective member 42 to reverse and rotate.

[0107] Далее будет описана вторая модификация приводного механизма для опорной пластины 41 и отражающего элемента 42. В описании этой модификации, элементам, идентичным или подобным элементам описанного выше варианта осуществления, даны такие же ссылочные позиции на чертежах, и их описание может быть опущено.[0107] Next, the second modification of the drive mechanism for the base plate 41 and the reflective member 42 will be described. In the description of this modification, elements identical or similar to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals in the drawings, and their description may be omitted.

[0108] В модификации, показанной на фиг. 10, подобно фиг. 9, кольцевая шестерня 94 закреплена вблизи внешней окружности опорной пластины 41.[0108] In the modification shown in FIG. 10, similar to FIG. 9, the ring gear 94 is fixed near the outer circumference of the base plate 41.

[0109] Шестерня 96 с двумя диаметрами вращательно поддерживается внутри корпуса 63. Шестерня 96 с двумя диаметрами включает в себя шестерню 96а большого диаметра и шестерню 96b малого диаметра. Шестерня 96а большого диаметра и шестерня 96b малого диаметра вращаются как единое целое друг с другом. Шестерня 96а большого диаметра сцепляется с ведущей шестерней 95, прикрепленной к выходному валу двигателя 44. Шестерня 96b малого диаметра сцепляется с кольцевой шестерней 94.[0109] The dual diameter gear 96 is rotationally supported within the housing 63. The dual diameter gear 96 includes a large diameter gear 96a and a small diameter gear 96b. The large diameter gear 96a and the small diameter gear 96b rotate integrally with each other. A large diameter gear 96a meshes with a drive gear 95 attached to the motor output shaft 44. A small diameter gear 96b meshes with a ring gear 94.

[0110] Передаточная шестерня 97 вращательно поддерживается в корпусе 63. Передаточная шестерня 97 сцепляется с шестерней 96а большого диаметра, включенной в шестерню 96 с двумя диаметрами. [0110] The transmission gear 97 is rotationally supported in the housing 63. The transmission gear 97 is engaged with a large diameter gear 96a included in the dual diameter gear 96.

[0111] В отличие от описанного выше варианта осуществления и т.п., солнечная шестерня 92 вращательно поддерживается корпусом 63. Передаточная шестерня 97 соединена с солнечной шестерней 92 посредством передаточного вала 98. Солнечная шестерня 92 вращается как единое целое с передаточным валом 98.[0111] Unlike the embodiment described above and the like, the sun gear 92 is rotationally supported by the housing 63. The transmission gear 97 is connected to the sun gear 92 via the transmission shaft 98. The sun gear 92 rotates integrally with the transmission shaft 98.

[0112] В этой модификации исключена промежуточная шестерня 93. Солнечная шестерня 92 прямо сцеплена с планетарной шестерней 91 без промежуточной шестерни 93.[0112] This modification omits the idler gear 93. The sun gear 92 is directly engaged with the planetary gear 91 without the idler gear 93.

[0113] В случае этой конфигурации, когда двигатель 44 приводится в действие, шестерня 96 с двумя диаметрами вращается. В результате, кольцевая шестерня 94 приводится в движение шестерней 96b малого диаметра, и опорная пластина 41 вращается. Одновременно, передаточная шестерня 97 приводится в движение шестерней 96а большого диаметра, и солнечная шестерня 92 вращается.[0113] In the case of this configuration, when the motor 44 is driven, the gear 96 with two diameters rotates. As a result, the ring gear 94 is driven by the small diameter gear 96b, and the base plate 41 rotates. Simultaneously, the transmission gear 97 is driven by the large diameter gear 96a, and the sun gear 92 is rotated.

[0114] Солнечная шестерня 92 вращается с большей угловой скоростью, чем опорная пластина 41, и в том же направлении, что и опорная пластина 41. В результате, планетарная шестерня 91 может осуществлять вращение в том же направлении, что и обращение. Посредством определения числа зубьев шестерни 96 с двумя диаметрами и т.п. по известной формуле, может быть создана конфигурация для одновременного осуществления обращения и вращения таким образом, чтобы угловая скорость обращения отражающего элемента 42 была равна удвоенной угловой скорости вращения.[0114] The sun gear 92 rotates at a higher angular velocity than the base plate 41 and in the same direction as the base plate 41. As a result, the planet gear 91 can rotate in the same direction as the reversal. By determining the number of teeth of the gear 96 with two diameters and the like. according to the well-known formula, a configuration can be created to simultaneously perform reversal and rotation so that the angular velocity of reversal of the reflective element 42 is equal to twice the angular velocity of rotation.

[0115] Далее со ссылкой на фиг. 11 и 12 будет описан второй вариант осуществления светонаправляющего устройства 13. В описании этого варианта осуществления, элементам, идентичным или подобным элементам описанного выше варианта осуществления, даны такие же ссылочные позиции на чертежах, и их описание может быть опущено.[0115] Next, with reference to FIG. 11 and 12, the second embodiment of the light guide device 13 will be described. In the description of this embodiment, elements identical or similar to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals in the drawings, and their description may be omitted.

[0116] Настоящий вариант осуществления отличается от первого варианта осуществления тем, что светонаправляющее устройство 13 содержит множество отражающих блоков 20. Этот вариант осуществления используется, например, для обработки детали 200, которая является более длинной в основном направлении сканирования, чем первый вариант осуществления.[0116] The present embodiment differs from the first embodiment in that the light guiding device 13 includes a plurality of reflective blocks 20. This embodiment is used, for example, to process a workpiece 200 that is longer in the main scanning direction than the first embodiment.

[0117] Как показано на фиг. 11 и 12, светонаправляющее устройство 13 снабжено множеством отражающих блоков 20. Два отражающих блока 20 размещены в светонаправляющем устройстве 13 этого варианта осуществления. Каждый из отражающих блоков 20 отражает лазерный луч, падающий из генератора 12 лазерного излучения, и направляет его на деталь 200.[0117] As shown in FIG. 11 and 12, the light guide device 13 is provided with a plurality of reflection blocks 20. Two reflection blocks 20 are provided in the light guide device 13 of this embodiment. Each of the reflective blocks 20 reflects the laser beam incident from the laser light generator 12 and directs it onto the workpiece 200.

[0118] Два отражающих блока 20 выровнены по прямой линии вдоль основного направления сканирования. Направление, в котором отражающие блоки 20 выровнены, также соответствует продольному направлению линии 201 сканирования. Каждый из двух отражающих блоков 20 расположен в положении, в котором расстояние до линии 201 сканирования по существу одинаково.[0118] The two reflective blocks 20 are aligned in a straight line along the main scanning direction. The direction in which the reflective blocks 20 are aligned also corresponds to the longitudinal direction of the scan line 201 . Each of the two reflective blocks 20 is located at a position where the distance to the scan line 201 is substantially the same.

[0119] Далее, в отношении множества отражающих блоков 20, отражающий блок 20, расположенный на верхней по ходу стороне относительно направления распространения падающего света (на стороне, которая ближе к генератору 12 лазерного излучения), может называться первым отражающим блоком 20. Отражающий блок 20, расположенный на нижней по ходу стороне относительно направления распространения падающего света (на стороне, которая дальше от генератора 12 лазерного излучения), может называться вторым отражающим блоком 20.[0119] Further, with respect to the plurality of reflective blocks 20, the reflective block 20 located on the upstream side of the incident light propagation direction (on the side closer to the laser light generator 12) may be referred to as the first reflective block 20. The reflective block 20 located on the downstream side with respect to the direction of propagation of the incident light (on the side farthest from the laser light generator 12) may be referred to as the second reflection unit 20.

[0120] Каждый из отражающих блоков 20 может оптически сканировать посредством отражения и отклонения лазерного луча. Область 181 (область сканирования), в которой деталь 200 оптически сканируется первым отражающим блоком 21, отлична от области 182 сканирования, сканируемой вторым отражающим блоком 22. Две области 181, 182 сканирования расположены в прямом расположении. Набор из двух областей 181, 182 сканирования образует линию 201 сканирования.[0120] Each of the reflective blocks 20 can optically scan by reflecting and deflecting the laser beam. The area 181 (scan area) in which the workpiece 200 is optically scanned by the first reflection unit 21 is different from the scan area 182 scanned by the second reflection unit 22. The two scan areas 181, 182 are arranged in a direct arrangement. A set of two scan areas 181, 182 forms a scan line 201.

[0121] Каждый из отражающих блоков 20 может быть итерационно переключен между отражающим состоянием, в котором он отражает падающий свет и осуществляет сканирование, и пропускающим состоянием, в котором он не отражает падающий свет и пропускает его вниз по ходу. Когда отражающий блок 20 находится в отражающем состоянии, соответствующая область сканирования (например, область 181 сканирования в случае первого отражающего блока 21) сканируется светом. Когда отражающий блок 20 находится в пропускающем состоянии, соответствующий отражающий блок 20 не осуществляет сканирование света.[0121] Each of the reflective blocks 20 can be iteratively switched between a reflective state in which it reflects incident light and scans, and a transmissive state in which it does not reflect incident light and transmits it downstream. When the reflective block 20 is in a reflective state, the corresponding scanning area (for example, the scanning area 181 in the case of the first reflective block 21) is scanned with light. When the reflective block 20 is in a transmissive state, the corresponding reflective block 20 does not scan light.

[0122] Периоды времени, в течение которых каждый из отражающих блоков 20 находится отражающем состоянии, отличаются среди множества отражающих блоков 20. В результате, множество областей сканирования сканируется, соответственно, посредством переключения отражающих блоков 20, которые входят в отражающее состояние.[0122] The time periods during which each of the reflective blocks 20 is in a reflective state differ among the plurality of reflective blocks 20. As a result, a plurality of scan areas are scanned, respectively, by switching the reflective blocks 20 that enter the reflective state.

[0123] В настоящем варианте осуществления, два отражающих элемента 42 обеспечены для одного отражающего блока 20. Эти два отражающих элемента 42, соответственно, расположены таким образом, что они делят 360° в равной степени на опорной пластине 41. Конкретно, два отражающих элемента 42 расположены таким образом, что один отражающий элемент 42 смещен на 180° относительно другого отражающего элемента 42 в круговом направлении опорной пластины 41.[0123] In the present embodiment, two reflective elements 42 are provided for one reflective block 20. These two reflective elements 42 are respectively arranged so that they divide 360° equally on the base plate 41. Specifically, the two reflective elements 42 arranged so that one reflective element 42 is offset by 180° relative to the other reflective element 42 in the circular direction of the base plate 41.

[0124] На опорной пластине 41, два отражающих элемента 42 расположены в положениях, соответствующих взаимно противоположным сторонам правильного многоугольника (конкретно, правильного четырехугольника). Соответственно, в двух отражающих элементах 42, центральный угол, соответствующий одному из отражающих элементов 42, равен 90°. Отражающий элемент 42 не располагается в положении, соответствующем стороне, отличной от описанных выше противоположных сторон.[0124] On the base plate 41, two reflective members 42 are located at positions corresponding to mutually opposite sides of a regular polygon (specifically, a regular quadrilateral). Accordingly, in the two reflective elements 42, the central angle corresponding to one of the reflective elements 42 is 90°. The reflective member 42 is not located in a position corresponding to a side other than the opposite sides described above.

[0125] Когда каждый из двух отражающих элементов 42 перемещается в соответствии с вращением опорной пластины 41, состояние, в котором на отражающий элемент 42 попадает лазерный луч, который входит в отражающий блок 20 и распространяется вдоль первого оптического пути L1, и состояние, в котором на отражающий элемент 42 не попадает лазерный луч, попеременно переключаются. Как показано в первом отражающем блоке 21 на фиг. 11, состояние, в котором на любой из двух отражающих элементов 42 попадает падающий свет, является отражающим состоянием, описанным выше. Как показано в первом отражающем блоке 21 на фиг. 12, состояние, в котором ни на один из двух отражающих элементов 42 не попадает падающий свет, является пропускающим состоянием, описанным выше.[0125] When each of the two reflective members 42 moves in accordance with the rotation of the base plate 41, a state in which the reflective member 42 is hit by a laser beam that enters the reflective block 20 and propagates along the first optical path L1, and a state in which the reflective member 42 is not hit by the laser beam, alternately switch. As shown in the first reflective block 21 in FIG. 11, the state in which either of the two reflective members 42 is hit by incident light is the reflective state described above. As shown in the first reflective block 21 in FIG. 12, the state in which neither of the two reflective members 42 is hit by incident light is the transmissive state described above.

[0126] Первый оптический путь L1 ортогонален первому вращательному валу 61 и второму вращательному валу 62. Два отражающих элемента 42 расположены с разностью фаз 180° друг относительно друга. Соответственно, из двух отражающих элементов 42, размещенных на противоположных сторонах первого вращательного вала 61, только на отражающий элемент 42, расположенный на стороне, близкой к верхней по ходу стороне относительно первого оптического пути L1, должен попадать падающий свет.[0126] The first optical path L1 is orthogonal to the first rotational shaft 61 and the second rotational shaft 62. The two reflective elements 42 are arranged with a phase difference of 180° relative to each other. Accordingly, of the two reflective members 42 disposed on opposite sides of the first rotary shaft 61, only the reflective member 42 located on the side close to the upstream side of the first optical path L1 should be exposed to incident light.

[0127] Светонаправляющее устройство 13 настоящего варианта осуществления образован двумя отражающими блоками 20, сконфигурированными так, как описано выше, обеспеченными для падающего света, распространяющегося от генератора 12 лазерного излучения через соответствующие призмы 51. В двух отражающих блоках 20, ось обращения и ось вращения отражающих элементов 42 параллельны друг другу. Отражающие элементы 42 осуществляют обращение и вращение в одинаковом направлении. Угловая скорость обращения отражающего элемента 42 равна удвоенной угловой скорости вращения отражающего элемента 42.[0127] The light guide device 13 of the present embodiment is formed by two reflective blocks 20 configured as described above, provided for incident light propagating from the laser light generator 12 through respective prisms 51. In the two reflective blocks 20, the reversal axis and the rotation axis of the reflective elements 42 are parallel to each other. Reflective elements 42 carry out reversal and rotation in the same direction. The angular velocity of rotation of the reflective element 42 is equal to twice the angular velocity of rotation of the reflective element 42.

[0128] Каждый из отражающих элементов 42 осуществляет обращение с угловой скоростью, равной угловой скорости обращения отражающего элемента 42 в другом отражающем блоке 20, в том же направлении, и с заданной угловой разницей в фазе вращения (90° в этом варианте осуществления). Это позволяет обеспечить для двух отражающих блоков 20 разные периоды времени, в течение которых на них попадает падающий свет.[0128] Each of the reflective elements 42 rotates at an angular velocity equal to the angular velocity of rotation of the reflective element 42 in the other reflective block 20, in the same direction, and with a predetermined angular difference in rotation phase (90° in this embodiment). This allows the two reflective blocks 20 to have different time periods during which they are exposed to incident light.

[0129] Описанные выше обращение и вращение отражающих элементов 42 в множестве отражающих блоков могут быть реализованы, например, посредством управления двигателями (не показаны), обеспеченными для каждого из двух отражающих блоков 20, таким образом, чтобы они вращались синхронно. Однако, например, два отражающих блока 20 могут также приводиться в движение общим двигателем.[0129] The above-described reversal and rotation of the reflective elements 42 in a plurality of reflective blocks can be realized, for example, by controlling motors (not shown) provided for each of the two reflective blocks 20 so that they rotate synchronously. However, for example, two reflective blocks 20 may also be driven by a common motor.

[0130] Фиг. 11 показывает случай, в котором из двух отражающих блоков 20, первый отражающий блок 21 входит в отражающее состояние, а второй отражающий блок 22 входит в пропускающее состояние. Фиг. 12 показывает случай, в котором, в результате обращения и вращения отражающих элементов 42 каждого отражающего блока 20 из состояния фиг. 11, первый отражающий блок 21 входит в пропускающее состояние, а второй отражающий блок 22 входит в отражающее состояние. Таким образом, отражающий блок 20, который осуществляет сканирование света, может последовательно переключаться для реализации сканирования света вдоль линии 201 сканирования, которая длиннее, чем первый вариант осуществления в целом.[0130] FIG. 11 shows a case in which, of the two reflection blocks 20, the first reflection block 21 enters the reflection state and the second reflection block 22 enters the transmissive state. Fig. 12 shows a case in which, as a result of the reversal and rotation of the reflection members 42 of each reflection block 20 from the state of FIG. 11, the first reflection block 21 enters the transmissive state, and the second reflection block 22 enters the reflective state. Thus, the reflection unit 20, which performs light scanning, can be sequentially switched to realize light scanning along the scanning line 201, which is longer than the first embodiment as a whole.

[0131] Как описано выше, в устройстве 1 лазерной обработки настоящего варианта осуществления, отражающие элементы 42 отражающего блока 20 осуществляют обращение и вращение одновременно, так что светонаправляющее устройство 13 переключается между отражающим состоянием, в котором отражающая поверхность 85 отражает падающий свет при попадании на нее падающего света, и пропускающим состоянием, в котором отражающая поверхность 85 позволяет свету проходить без попадания на нее падающего света. Периоды времени нахождения в отражающем состоянии отличаются среди множества светонаправляющих устройств 13. Единая прямая линия 201 сканирования образована набором областей 181, 182 сканирования, соответствующих множеству светонаправляющих устройств 13.[0131] As described above, in the laser processing apparatus 1 of the present embodiment, the reflective members 42 of the reflective block 20 perform reversal and rotation at the same time, so that the light guide device 13 switches between a reflective state in which the reflective surface 85 reflects the incident light when it hits incident light, and a transmissive state in which the reflective surface 85 allows light to pass through without being hit by incident light. The time periods of being in the reflective state differ among the plurality of light guide devices 13. A single straight scan line 201 is formed by a set of scan areas 181, 182 corresponding to the plurality of light guide devices 13.

[0132] Это позволяет реализовать сканирование вдоль длинной линии сканирования.[0132] This allows scanning along a long scan line.

[0133] Далее со ссылкой на фиг. 13 будет описано вращающееся зеркало 250, которое является отражающим элементом специальной формы. В описании этого варианта осуществления, элементам, идентичным элементами описанного выше варианта осуществления, даны те же самые ссылочные позиции на чертеже, и их описание может быть опущено.[0133] Next, with reference to FIG. 13, a rotating mirror 250, which is a special-shaped reflective element, will be described. In the description of this embodiment, elements identical to those of the above-described embodiment are given the same reference numerals in the drawing, and their description may be omitted.

[0134] Вращающееся зеркало 250 включает в себя первую правильную многоугольную пирамиду 251 и вторую правильную многоугольную пирамиду 252. В этом варианте осуществления, две правильные многоугольные пирамиды 251, 252 образованы в виде правильных восьмиугольных пирамид, но не ограничены этим.[0134] The rotating mirror 250 includes a first regular polygonal pyramid 251 and a second regular polygonal pyramid 252. In this embodiment, the two regular polygonal pyramids 251, 252 are formed as regular octagonal pyramids, but are not limited to this.

[0135] Две правильные многоугольные пирамиды 251, 252 расположены таким образом, что они обращены друг к другу, причем их оси 260 совпадают друг с другом. Две правильные многоугольные пирамиды 251, 252 соединены друг с другом промежуточной частью 255. Соответственно, каждая из двух правильных многоугольных пирамид 251, 252 образована по существу в форме многоугольной трапецеидальной пирамиды.[0135] Two regular polygonal pyramids 251, 252 are arranged so that they face each other, and their axes 260 coincide with each other. The two regular polygonal pyramids 251, 252 are connected to each other by an intermediate portion 255. Accordingly, each of the two regular polygonal pyramids 251, 252 is formed in a substantially polygonal trapezoidal pyramid shape.

[0136] Передаточный вал 259 прикреплен к вращающемуся зеркалу 250. Посредством передачи движущей силы приводного блока, который не показан (конкретно, двигателя), этому передаточному валу 259, вращающееся зеркало 250 вращается. Вращающееся зеркало 250 и приводной блок образуют отражающее устройство, которое отражает свет и при этом отклоняет его. Ось вращения совпадает с осью 260 двух правильных многоугольных пирамид 251, 252.[0136] The transmission shaft 259 is attached to the rotating mirror 250. By transmitting the driving force of a drive unit that is not shown (specifically, a motor) to this transmission shaft 259, the rotating mirror 250 is rotated. The rotating mirror 250 and the drive unit form a reflective device that reflects light while deflecting it. The axis of rotation coincides with the axis 260 of two regular polygonal pyramids 251, 252.

[0137] Стороны двух правильных многоугольных пирамид 251, 252 являются светоотражающими поверхностями 257, каждая из которых образована в плоской форме. Светоотражающие поверхности 257 расположены последовательно вокруг оси 260. Каждая из светоотражающих поверхностей 257 наклонена относительно оси 260.[0137] The sides of the two regular polygonal pyramids 251, 252 are reflective surfaces 257, each formed in a flat shape. The reflective surfaces 257 are arranged in series about the axis 260. Each of the reflective surfaces 257 is inclined about the axis 260.

[0138] Первая правильная многоугольная пирамида 251 включает в себя первую поверхность 261 основания. Вторая правильная многоугольная пирамида 252 включает в себя вторую поверхность 262 основания. Первая поверхность 261 основания и вторая поверхность 262 основания являются правильными многоугольниками и перпендикулярны оси 260.[0138] The first regular polygonal pyramid 251 includes a first base surface 261. The second regular polygonal pyramid 252 includes a second base surface 262. The first base surface 261 and the second base surface 262 are regular polygons and are perpendicular to axis 260.

[0139] В этом варианте осуществления, первая правильная многоугольная пирамида 251 и вторая правильная многоугольная пирамида 252 идентичны по форме. Поскольку две правильные многоугольные пирамиды 251, 252 являются правильными восьмиугольными пирамидами, первая поверхность 261 основания и вторая поверхность 262 основания являются правильными восьмиугольниками. Таким образом, число сторон правильного многоугольника одинаково у первой поверхности 261 основания и второй поверхности 262 основания.[0139] In this embodiment, the first regular polygonal pyramid 251 and the second regular polygonal pyramid 252 are identical in shape. Since the two regular polygonal pyramids 251, 252 are regular octagonal pyramids, the first base surface 261 and the second base surface 262 are regular octagons. Thus, the number of sides of a regular polygon is the same for the first base surface 261 and the second base surface 262.

[0140] Две правильные многоугольные пирамиды 251, 252 соединены промежуточной частью 255 таким образом, что фазы правильных восьмиугольников, которые имеют две поверхности 261, 262 основания, соответствуют друг другу.[0140] The two regular polygonal pyramids 251, 252 are connected by an intermediate portion 255 such that the phases of the regular octagons, which have two base surfaces 261, 262, match each other.

[0141] Фиг. 13 показывает виртуальную плоскость 270, вдоль которой разрезано вращающееся зеркало 250. Эта виртуальная плоскость 270 определена таким образом, что она включает в себя ось 260 и включает в себя середины 271, 272 одной из сторон правильного восьмиугольника поверхностей 261, 262 основания.[0141] FIG. 13 shows a virtual plane 270 along which the rotating mirror 250 is cut. This virtual plane 270 is defined to include the axis 260 and includes the midpoints 271, 272 of one of the sides of a regular octagon of the base surfaces 261, 262.

[0142] Если угол при основании в случае, когда первая правильная многоугольная пирамида 251 разрезана вдоль виртуальной плоскости 270, определен как α, и угол при основании, когда вторая правильная многоугольная пирамида 252 разрезана вдоль виртуальной плоскости 270, определен как β, то соотношение α + β=90° устанавливается в вращающемся зеркале 250 настоящего варианта осуществления. В настоящем варианте осуществления, α=β=45°, но это не является ограничением. Например, в этом соотношении может быть α=30° и β=60° и т.п.[0142] If the angle at the base when the first regular polygon pyramid 251 is cut along the virtual plane 270 is defined as α, and the angle at the base when the second regular polygon pyramid 252 is cut along the virtual plane 270 is defined as β, then the relation α + β=90° is set in the rotating mirror 250 of the present embodiment. In the present embodiment, α=β=45°, but this is not a limitation. For example, this ratio may have α=30° and β=60°, and the like.

[0143] Когда расстояние между первой поверхностью 261 основания и второй поверхностью 262 основания определено как D2, расстояние между серединой 271 одной стороны правильного многоугольника первой поверхности 261 основания и осью 260 определено как D3, и расстояние между серединой 272 одной стороны правильного многоугольника второй поверхности 262 основания и осью 260 определено как D4, соотношение D2=D3*tgα + D4*tgβ устанавливается в настоящем варианте осуществления.[0143] When the distance between the first base surface 261 and the second base surface 262 is defined as D2, the distance between the midpoint 271 of one side of the regular polygon of the first base surface 261 and the axis 260 is defined as D3, and the distance between the midpoint 272 of one side of the regular polygon of the second surface 262 base and axis 260 is defined as D4, the relationship D2=D3*tgα + D4*tgβ is set in the present embodiment.

[0144] В случае вышеупомянутой конфигурации, если рассмотреть контур вращающегося зеркала 250, который разрезан вдоль виртуальной плоскости 270, то прямая линия 281, соответствующая светоотражающей поверхности 257 первой правильной многоугольной пирамиды 251, и прямая линия, соответствующая светоотражающей поверхности 257 второй правильной многоугольной пирамиды 252, перпендикулярны друг другу.[0144] In the case of the above configuration, if we consider the contour of the rotating mirror 250, which is cut along the virtual plane 270, then a straight line 281 corresponding to the reflective surface 257 of the first regular polygonal pyramid 251, and a straight line corresponding to the reflective surface 257 of the second regular polygonal pyramid 252 , are perpendicular to each other.

[0145] Дополнительно, поскольку соотношение приведенного выше уравнения устанавливается между расстояниями D2, D3, и D4, если две прямые линии 281 и 282 продолжить, как показано штрихпунктирными линиями на фиг. 13, то их точка пересечения будет расположена на оси 260. Это очевидно, если рассмотреть два прямоугольных треугольника и соотношение между tgα и tgβ.[0145] Additionally, since the relationship of the above equation is established between the distances D2, D3, and D4, if the two straight lines 281 and 282 are continued as shown by the dotted lines in FIG. 13, their intersection point will be located on axis 260. This is obvious if we consider two right triangles and the relationship between tgα and tgβ.

[0146] Между тем, в отражающем элементе 42 фиг. 6 в вышеупомянутом варианте осуществления, ось вращения расположена таким образом, что она включена в виртуальную плоскость 88, которая является условной отражающей поверхностью для света. Конфигурация вращающегося зеркала 250 фиг. 13 является продолжением вышеупомянутой идеи зеркала на основе правильной многоугольной пирамиды.[0146] Meanwhile, in the reflective member 42 of FIG. 6 in the above embodiment, the axis of rotation is positioned such that it is included in the virtual plane 88, which is a conventional reflective surface for light. The rotating mirror configuration 250 of FIG. 13 is a continuation of the aforementioned idea of a mirror based on a regular polygonal pyramid.

[0147] Во вращающемся зеркале 250 фиг. 13, рассмотрим случай, когда свет излучается из облучающего устройства на светоотражающую поверхность 257 таким образом, что он пересекает ось 260. Падающий свет (например, лазерный луч) отражается светоотражающей поверхностью 257 первой правильной многоугольной пирамиды 251 и затем отражается светоотражающей поверхностью 257 второй правильной многоугольной пирамиды 252, и затем излучается.[0147] In the rotating mirror 250 of FIG. 13, consider the case where light is emitted from the irradiating device to the reflective surface 257 so that it crosses the axis 260. The incident light (for example, a laser beam) is reflected by the reflective surface 257 of the first regular polygonal pyramid 251 and then reflected by the reflective surface 257 of the second regular polygonal pyramids 252, and then radiate.

[0148] Каждая из светоотражающих поверхностей 257, расположенных на стороне вращающегося зеркала 250, может быть связана с соответствующей стороной правильного многоугольника на поверхностях 261, 262 основания. Ниже, сторона правильного многоугольника, описанная выше, которая соответствует светоотражающей поверхности 257, на которую попадает свет, может называться соответствующей стороной.[0148] Each of the reflective surfaces 257 located on the side of the rotating mirror 250 can be associated with the corresponding side of the regular polygon on the base surfaces 261, 262. Below, the side of the regular polygon described above, which corresponds to the reflective surface 257 that is hit by light, may be referred to as the corresponding side.

[0149] Здесь, виртуально рассмотрим плоскость 290 нулевой толщины, которая расположена таким образом, что она включает в себя ось 260 и вращается с вращающимся зеркалом 250. Эта плоскость 290 параллельна соответствующей стороне, описанной выше. Отклонение падающего света посредством двух отражений вращающимся зеркалом 250, включающим в себя пару правильных многоугольных пирамидальных частей, эквивалентно отклонению падающего света плоскостью 290.[0149] Here, virtually consider a zero-thickness plane 290 that is positioned such that it includes axis 260 and rotates with rotating mirror 250. This plane 290 is parallel to the corresponding side described above. The deflection of incident light by two reflections by a rotating mirror 250 including a pair of regular polygonal pyramidal portions is equivalent to deflection of incident light by a plane 290.

[0150] Соответственно, положение отражения света относительно падающего света постоянно относительно вращающегося зеркала 250. В результате, можно предотвратить флуктуацию положения отражения света.[0150] Accordingly, the light reflection position with respect to the incident light is constant with respect to the rotating mirror 250. As a result, the light reflection position can be prevented from fluctuating.

[0151] В настоящем варианте осуществления, вращающееся зеркало 250 просто вращается передаточным валом 259, и ось 260, которая является центром вращения, не перемещается. В настоящем варианте осуществления, большое вращательное устройство, которое объединяет обращение и вращение, не требуется, так что может быть легко реализовано упрощение и уменьшение размера конфигурации.[0151] In the present embodiment, the rotating mirror 250 is simply rotated by the transmission shaft 259, and the axis 260, which is the center of rotation, does not move. In the present embodiment, a large rotary device that combines reversal and rotation is not required, so that simplification and reduction in configuration size can be easily realized.

[0152] Это вращающееся зеркало 250 может быть использовано, например, вместе с описанным выше двигателем 44, корпусом 17, линзой 53 сканирования, генератором 12 лазерного излучения и т.п. для конфигурирования светонаправляющего устройства 13 и устройства 1 лазерной обработки, показанного на фиг. 1. Как описано выше, в этом устройстве лазерной обработки, положение отражения света вращающимся зеркалом 250 по существу постоянно. Таким образом, посредством использования линзы fƟ в качестве линзы 53 сканирования, реализуется сканирование в облучаемой точке 202 с постоянной скоростью фокальной точки. В отличие от зеркального гальванометра, отклонение обеспечивается посредством вращения вращающегося зеркала 250 вместо возвратно-поступательного движения. Соответственно, легче осуществить сканирование с постоянной скоростью.[0152] This rotating mirror 250 can be used, for example, together with the motor 44 described above, the housing 17, the scanning lens 53, the laser light generator 12, and the like. for configuring the light guide device 13 and the laser processing device 1 shown in FIG. 1. As described above, in this laser processing apparatus, the light reflection position of the rotating mirror 250 is substantially constant. Thus, by using the lens fƟ as the scanning lens 53, scanning is realized at the irradiated point 202 at a constant focal point speed. Unlike a mirror galvanometer, the deflection is provided by rotating the rotating mirror 250 instead of reciprocating. Accordingly, it is easier to perform scanning at a constant speed.

[0153] Как описано выше, устройство лазерной обработки настоящего варианта осуществления снабжено вращающимся зеркалом 250, двигателем, и облучающим устройством. Двигатель вращает вращающееся зеркало 250. Облучающее устройство излучает свет на вращающееся зеркало 250. Вращающееся зеркало 250 содержит первую правильную многоугольную пирамиду 251 и вторую правильную многоугольную пирамиду 252. Вторая правильная многоугольная пирамида 252 расположена таким образом, что она обращена к первой правильной многоугольной пирамиде 251, причем ее ось 260 совпадает с осью первой правильной многоугольной пирамиды 251. Боковые поверхности первой правильной многоугольной пирамиды 251 и второй правильной многоугольной пирамиды 252 являются светоотражающими поверхностями 257, которая из которых образована в плоской форме. Число сторон правильных многоугольников одинаково на первой поверхности 261 основания, которую имеет первая правильная многоугольная пирамида 251, и на второй поверхности 262 основания, которую имеет вторая правильная многоугольная пирамида 252. Первая поверхность 261 основания и вторая поверхность 262 основания расположены перпендикулярно оси 260. Первая правильная многоугольная пирамида 251 и вторая правильная многоугольная пирамида 252 вращаются как единое целое друг с другом вокруг оси 260 в качестве оси вращения двигателем, в то время как фаза правильного многоугольника первой поверхности 261 основания и фаза правильного многоугольника второй поверхности 262 основания соответствуют друг другу. Угол при основании первой правильной многоугольной пирамиды 251 определен как α°, если разрезать первую правильную многоугольную пирамиду 251 вдоль виртуальной плоскости 270, которая включает в себя ось 260 и середину 271 одной из сторон правильного многоугольника первой поверхности 261 основания. Угол при основании второй правильной многоугольной пирамиды 252 равен β=(90-α)°, если разрезать вторую правильную многоугольную пирамиду 252 вдоль виртуальной плоскости 270, которая включает в себя ось 260 и середину 272 одной из сторон правильного многоугольника второй поверхности 262 основания. Расстояние D2 между первой поверхностью 261 основания и второй поверхностью 262 основания равно сумме расстояния D3 между серединой 271 одной стороны правильного многоугольника первой поверхности 261 основания и осью 260, умноженного на tgα, и расстояния D4 между серединой одной стороны правильного многоугольника второй поверхности 262 основания и осью 260, умноженного на tg(90-α). Облучающее устройство излучает свет в направлении, пересекающем ось 260 вращающегося зеркала 250.[0153] As described above, the laser processing apparatus of the present embodiment is provided with a rotating mirror 250, a motor, and an irradiation device. The motor rotates the rotating mirror 250. The illuminator emits light onto the rotating mirror 250. The rotating mirror 250 includes a first regular polygonal pyramid 251 and a second regular polygonal pyramid 252. The second regular polygonal pyramid 252 is positioned to face the first regular polygonal pyramid 251, and its axis 260 coincides with the axis of the first regular polygonal pyramid 251. The side surfaces of the first regular polygonal pyramid 251 and the second regular polygonal pyramid 252 are reflective surfaces 257, which are formed in a flat shape. The number of sides of regular polygons is the same on the first base surface 261, which the first regular polygonal pyramid 251 has, and on the second base surface 262, which the second regular polygonal pyramid 252 has. The first base surface 261 and the second base surface 262 are located perpendicular to the axis 260. The first regular the polygonal pyramid 251 and the second regular polygonal pyramid 252 rotate integrally with each other about the axis 260 as the rotation axis of the motor, while the regular polygon phase of the first base surface 261 and the regular polygon phase of the second base surface 262 correspond to each other. The angle at the base of the first regular polygonal pyramid 251 is defined as α° if the first regular polygonal pyramid 251 is cut along a virtual plane 270 that includes the axis 260 and the midpoint 271 of one of the sides of the regular polygon of the first base surface 261. The angle at the base of the second regular polygonal pyramid 252 is β=(90-α)° if the second regular polygonal pyramid 252 is cut along the virtual plane 270, which includes the axis 260 and the midpoint 272 of one of the sides of the regular polygon of the second base surface 262. The distance D2 between the first surface 261 of the base and the second surface 262 of the base is equal to the sum of the distance D3 between the midpoint 271 of one side of the regular polygon of the first surface 261 of the base and the axis 260, multiplied by tgα, and the distance D4 between the midpoint of one side of the regular polygon of the second surface 262 of the base and the axis 260 times tg(90-α). The irradiating device emits light in a direction that intersects the axis 260 of the rotating mirror 250.

[0154] В результате, положение отражения света относительно падающего света постоянно относительно вращающегося зеркала 250, и предотвращается флуктуация положения отражения света при вращении. Соответственно, может быть уменьшено искажение сканирования.[0154] As a result, the light reflection position with respect to the incident light is constant with respect to the rotating mirror 250, and fluctuation of the light reflection position during rotation is prevented. Accordingly, scanning distortion can be reduced.

[0155] В светонаправляющем устройстве этого варианта осуществления, угол α при основании равен 45°.[0155] In the light guide device of this embodiment, the angle α at the base is 45°.

[0156] Это позволяет вращающемуся зеркалу 250 иметь простую форму. Также, может быть реализовано сжатое расположение оптического пути.[0156] This allows the rotating mirror 250 to have a simple shape. Also, a compressed optical path arrangement can be implemented.

[0157] Хотя выше был описан предпочтительный вариант осуществления и модификации настоящего изобретения, конфигурации, описанные выше, могут быть модифицированы, например, следующим образом.[0157] Although the preferred embodiment and modifications of the present invention have been described above, the configurations described above may be modified, for example, as follows.

[0158] Число отражающих элементов 42, обеспеченных на опорной пластине 41 в отражающем блоке 20, не ограничено тремя, как в первом варианте осуществления, а может быть, например, равным четырем или пяти.[0158] The number of reflective elements 42 provided on the base plate 41 in the reflective block 20 is not limited to three as in the first embodiment, but may be four or five, for example.

[0159] Число отражающих блоков 20 может быть определено согласно форме облучаемого объекта и т.п., и может быть, например, равным трем, четвертым, или пяти вместо двух, как во втором варианте осуществления.[0159] The number of reflective blocks 20 may be determined according to the shape of the irradiated object and the like, and may be, for example, three, four, or five instead of two as in the second embodiment.

[0160] Первый отражатель 81 и второй отражатель 82 в отражающем элементе 42 могут быть реализованы призмой.[0160] The first reflector 81 and the second reflector 82 in the reflective element 42 may be implemented by a prism.

[0161] Устройство оптического сканирования, в котором применяется устройство 1 лазерной обработки, не ограничено устройством 1 лазерной обработки, а может быть, например, устройством формирования изображений.[0161] The optical scanning apparatus in which the laser processing apparatus 1 is applied is not limited to the laser processing apparatus 1, but may be, for example, an imaging apparatus.

[0162] В третьем варианте осуществления, вместо правильной 8-угольной пирамиды, в качестве первой правильной многоугольной пирамиды 251 и второй правильной многоугольной пирамиды 252 может быть использована, например, правильная 6-угольная пирамида, правильная 9-угольная пирамида и т.п. Размеры первой поверхности 261 основания и второй поверхности 262 основания могут быть отличными друг от друга.[0162] In the third embodiment, instead of a regular 8-gonal pyramid, as the first regular polygonal pyramid 251 and the second regular polygonal pyramid 252, for example, a regular 6-gonal pyramid, a regular 9-gonal pyramid, and the like can be used. The dimensions of the first base surface 261 and the second base surface 262 may be different from each other.

[0163] Во вращающемся зеркале 250 третьего варианта осуществления, любая форма может быть выбрана для части, которая не отражает свет. Хотя первая правильная многоугольная пирамида 251 и вторая правильная многоугольная пирамида 252, показанные на фиг. 13, фактически имеют формы правильных многоугольных трапецеидальных пирамид, они включены в правильную многоугольную пирамиду, поскольку части, которые отражают свет, имеют формы правильных многоугольных пирамид. Предполагается, что наименования «поверхность основания» и «угол при основании» не ограничивают ориентацию правильной многоугольной пирамиды. Вращающееся зеркало 250 может быть использовано с ее осью 260 в любой ориентации.[0163] In the rotating mirror 250 of the third embodiment, any shape can be selected for the part that does not reflect light. Although the first regular polygonal pyramid 251 and the second regular polygonal pyramid 252 shown in FIG. 13 actually have the shapes of regular polygonal trapezoidal pyramids, they are included in the regular polygonal pyramid because the parts that reflect light have the shapes of regular polygonal pyramids. It is assumed that the names "base surface" and "base angle" do not restrict the orientation of a regular polygonal pyramid. The rotating mirror 250 can be used with its axis 260 in any orientation.

[0164] Ввиду вышеупомянутых идей изобретения ясно, что настоящее изобретение может принимать многие модифицированные и измененные формы. Соответственно, следует понимать, что настоящее изобретение может быть применено на практике способами, отличными от способов, описанных здесь, в пределах объема прилагаемой формулы изобретения.[0164] In view of the above teachings, it is clear that the present invention may take many modified and altered forms. Accordingly, it should be understood that the present invention may be practiced in ways other than those described herein, within the scope of the appended claims.

ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙDESCRIPTION OF REFERENCE NUMBERS

[0165][0165]

1 - устройство лазерной обработки (устройство оптического сканирования)1 - laser processing device (optical scanning device)

13 - светонаправляющее устройство13 - light guide device

20 - отражающий блок (светоотражающее устройство)20 - reflective block (reflective device)

31 - область сканирования31 - scan area

42 - отражающий элемент42 - reflective element

53 - линза сканирования53 - scan lens

61 - первый вращательный вал (ось вращения опорной пластины)61 - the first rotary shaft (axis of rotation of the base plate)

62 - второй вращательный вал (ось вращения отражающего элемента)62 - second rotational shaft (axis of rotation of the reflective element)

81 - первый отражатель (отражатель)81 - first reflector (reflector)

82 - второй отражатель (отражатель)82 - second reflector (reflector)

85 - первая отражающая поверхность85 - first reflective surface

86 - вторая отражающая поверхность86 - second reflective surface

200 - деталь (объект, подлежащий облучению)200 - detail (object to be irradiated)

201 - линия сканирования201 - scan line

202 - облучаемая точка202 - irradiated point

250 - вращающееся зеркало (отражающий элемент)250 - rotating mirror (reflecting element)

251 - первая правильная многоугольная пирамида251 - the first regular polygonal pyramid

252 - вторая правильная многоугольная пирамида252 - second regular polygonal pyramid

257 - светоотражающая поверхность257 - reflective surface

260 - ось (ось вращения)260 - axis (axis of rotation)

261 - первая поверхность основания261 - first base surface

262 - вторая поверхность основания262 - second base surface

α, β - угол при основанииα, β - angle at the base

Claims

1. Reflective device containing

a reflective element having a reflective surface that is formed in a planar shape to reflect incident light, the reflective element reversing and rotating simultaneously, wherein

the direction of rotation of the reflective element and the direction of rotation of the reflective element are the same and

the angular velocity of rotation of the reflecting element is equal to twice the angular velocity of rotation of the reflecting element.

2. Reflective device according to claim 1, in which

the reflective surfaces are located in pairs on opposite sides of the axis of rotation of the reflective element.

3. Reflective device according to claim 1 or 2, including

many reflective elements, and

the axes of reversal of a plurality of reflective elements are the same and

multiple reflective elements are arranged in such a way that they divide the circle centered on the axis of circulation into equal angular intervals.

4. Reflective device according to any one of paragraphs. 1-3 containing

a planetary gear train that causes the reflective element to revolve and rotate.

5. Reflective device according to any one of paragraphs. 1-4, in which

the reflective element reflects light so as to deflect the light along a plane perpendicular to the axis of rotation, and

this plane is offset in the direction of the axis of rotation relative to the incident light that enters the reflective element.

6. Reflective device according to claim 5, in which

reflective surface includes:

a first reflective surface formed in a flat shape inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation; and

a second reflective surface formed in a flat shape, inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation,

the direction in which the first reflective surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the rotation axis and the direction in which the second reflective surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the rotation axis are opposite,

the incident light is reflected by the first reflective surface and then reflected by the second reflective surface,

the first reflective surface and the second reflective surface are formed in such a way that they are symmetrical to each other with respect to the plane of symmetry,

the mirror image of the plane of symmetry with respect to the first reflective surface and the mirror image of the plane of symmetry with respect to the second reflective surface are identical to each other and are in a certain plane, and

the axis of rotation is included in this mirror image plane.

7. Reflective device according to claim 6, in which

the angle at which the first reflective surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation is 45°, and

the angle at which the second reflective surface is inclined with respect to a plane perpendicular to the axis of rotation is 45°.

8. Light guide device containing

reflective device according to any one of paragraphs. 1-7, and

the incident light is deflected by the reflective device to scan the object to be irradiated.

9. Light guide device according to claim 8, containing

scanning lens, and

the scanning lens is placed on the optical path from the reflective element to the object to be irradiated.

10. An optical scanning device comprising

a plurality of light guide devices according to claim 8 or 9, wherein

in each of the light guiding devices, the reflective element of the retro-reflective device performs reversal and rotation at the same time so that the light guiding device switches between a reflective state in which the reflective surface reflects the incident light when the incident light hits it, and a transmissive state in which the reflective surface allows the incident light pass without incident light falling on it,

the time periods in the reflective state differ among the plurality of light guide devices, and

a single straight scan line is formed by a set of scan areas corresponding to a plurality of light guides.

11. An optical scanning device, comprising:

rotating mirror;

drive unit for rotating the rotating mirror and

an irradiating device that emits light onto a rotating mirror, wherein

rotating mirror contains:

the first regular polygonal pyramid and

a second regular polygonal pyramid located in such a way that it faces the first regular polygonal pyramid, and its axis coincides with the axis of the first regular polygonal pyramid,

the side surfaces of each of the first regular polygonal pyramid and the second regular polygonal pyramid are reflective surfaces, each of which is formed in a flat shape,

the number of sides of regular polygons is the same on the first base surface, which the first regular polygonal pyramid has, and on the second base surface, which the second regular polygonal pyramid has,

the first base surface and the second base surface are perpendicular to said axis,

the first regular polygonal pyramid and the second regular polygonal pyramid rotate as a whole with each other about the said axis as the rotation axis by the drive unit, while the regular polygon phase of the first base surface and the regular polygon phase of the second base surface correspond to each other,

the angle at the base of the first regular polygonal pyramid is equal to α° if the first regular polygonal pyramid is cut along a plane that includes the said axis and the midpoint of one of the sides of the regular polygon of the first surface of the base,

the angle at the base of the second regular polygonal pyramid is (90-α)° if the second regular polygonal pyramid is cut along a plane that includes the said axis and the midpoint of one of the sides of the regular polygon of the second base surface,

the distance between the first base surface and the second base surface is equal to the sum of the distance between the midpoint of one side of the regular polygon of the first base surface and the axis of rotation, multiplied by tgα, and the distance between the midpoint of one side of the regular polygon of the second base surface and the axis of rotation, multiplied by tg(90- α), and

the irradiating device emits light to a certain position so that the light crosses the axis of rotation of the rotating mirror.

12. The optical scanning device according to claim 11, in which

the angle α at the base is 45°.