WO2024128292A1 - 傾斜検出装置及び傾斜検出方法 - Google Patents

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WO2024128292A1
WO2024128292A1 PCT/JP2023/044901 JP2023044901W WO2024128292A1 WO 2024128292 A1 WO2024128292 A1 WO 2024128292A1 JP 2023044901 W JP2023044901 W JP 2023044901W WO 2024128292 A1 WO2024128292 A1 WO 2024128292A1
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WO
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tilt
detection device
ball lens
lens mirror
tilt detection
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PCT/JP2023/044901
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English (en)
French (fr)
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修 加園
充 佐藤
一 小柳
Original Assignee
株式会社トプコン
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Definitions

  • This disclosure relates to a tilt detection device and tilt detection method that can be applied to tilt detection technology for optical components.
  • Patent Document 1 discloses a mirror that changes the emission direction of laser light emitted from a laser light source, and a mirror rotation angle detection means that has a light receiving sensor that receives reflected light reflected by the second reflecting surface of the first and second reflecting surfaces provided on the mirror.
  • the present disclosure aims to provide a small tilt detection device that has the function of detecting the tilt (tilt direction, tilt angle) of a component, and a tilt detection method that can miniaturize the tilt detection device.
  • the tilt detection device includes an optical member that is controlled to rotate around a rotation center point, a retroreflective member that is disposed at a position away from the rotation center point on the opposite side of the functional surface of the optical member and is fixed to the optical member, a light source that irradiates detection light onto the retroreflective member, a detection unit that detects the detection light reflected by the retroreflective member, and a control unit that detects the tilt of the optical member from an optical axis position signal of the detection light detected by the detection unit.
  • the tilt detection method is a tilt detection method for a tilt detection device that includes an optical member having a permanent magnet that is magnetically controlled by a yoke member and is controlled to rotate around a rotation center point, a retroreflective member that is disposed at a position away from the rotation center point on the opposite side of the functional surface of the optical member and is fixed to the permanent magnet, a light source that irradiates detection light onto the retroreflective member, a detection unit that detects the detection light reflected by the retroreflective member, and a control unit, and detects the tilt of the optical member from an optical axis position signal of the detection light detected by the detection unit.
  • the tilt detection device and tilt detection method disclosed herein can miniaturize a tilt detection device that has the function of detecting the tilt (tilt direction, tilt angle) of a component.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a light source device 1.
  • the light source device 1 has a function of emitting laser light into space.
  • the light source device 1 can be applied to a light source of, for example, a laser distance measuring device or a LiDAR (Light Detection and Ranging) sensor.
  • the light source device 1 includes a control unit 11, a distance measuring optical system 12, an optical system driving circuit 13, and a scanner device 2.
  • the control unit 11 controls the operation of the optical system driving circuit 13, the scanner device driving circuit 14, the angle sensor circuit 15, etc.
  • the control unit 11 executes functions and/or methods realized by codes or instructions included in a program stored in a storage unit (not shown).
  • the control unit 11 may be, for example, a central processing unit (CPU), a micro-processing unit (MPU), a GPU, a microcontroller unit (MCU), a processor core, a multiprocessor, an ASIC, an FPGA, etc.
  • the control unit 11 may realize each process disclosed in each embodiment by a logic circuit or a dedicated circuit formed in an integrated circuit, etc. Furthermore, these circuits may be realized by one or more integrated circuits, and multiple processes shown in each embodiment may be realized by one integrated circuit.
  • the memory unit (not shown) of the light source device 1 has the function of storing various programs and data required. It is also capable of storing acquired information such as measured signals.
  • the memory unit is realized by various storage media such as HDD, SSD, and flash memory.
  • the optical system drive circuit 13 controls the emission of the light emitting element of the distance measurement optical system 12.
  • the optical system drive circuit 13 also detects the light received by the light receiving element of the distance measurement optical system 12, converts it into an electrical signal, and transmits the information to the control unit 11.
  • the scanner device 2 reflects the laser light L1 emitted by the distance measurement optical system 12 in a direction and angle selected from a predetermined solid angle range and emits it outside the light source device 1 as distance measurement light.
  • the scanner device 2 can emit the laser light L1 in different directions, exemplified by laser light L11 and laser light L12, by controlling the angle of the deflection member 6.
  • the scanner device 2 also guides light incident from outside the light source device 1 to the distance measurement optical system 12.
  • the light incident from outside the light source device 1 is reflected light L3 reflected by an object outside the light source device 1.
  • the light source device 1 may guide the laser light L1 emitted to the outside via another optical system within the light source device 1.
  • the scanner device 2 includes a deflection control device 3 and a tilt detection device 4.
  • the deflection control device 3 of this embodiment includes a yoke member 5, a deflection member 6, and a scanner device drive circuit 14.
  • the tilt detection device 4 of this embodiment includes a light source 41 that emits laser light L2, a lens 42, a detection circuit board 43, a beam splitter 44, and an angle sensor circuit 15.
  • the tilt detection device 4 uses the laser light L2 as detection light for detecting the tilt of the deflection member 6.
  • the deflection member 6 also functions as part of the tilt detection device 4.
  • FIG. 2 is a perspective view of the configuration of a portion of the deflection control device 3 and the tilt detection device 4 of the scanner device 2.
  • the deflection member 6 side is the top of the scanner device 2
  • the base member 55 side is the bottom.
  • the yoke member 5 includes a first yoke 51 and a second yoke 52 that is different from the first yoke 51 and is arranged in a rotationally symmetrical position around the axis P of the scanner device 2.
  • the first yoke 51 includes a pair of first arm members 53, 53 having first ends 532a, 532a, respectively, and a base member 55 that is connected to the portions of the first arm members 53, 53 opposite the first ends 532a, 532a.
  • the second yoke 52 includes a pair of second arm members 54, 54 having second ends 542a, 542a, respectively, and a base member 55 that is connected to the portions of the second arm members 54, 54 opposite the second ends 542a, 542a.
  • the first yoke 51 and the second yoke 52 have magnetic properties.
  • the first arm member 53 and the second arm member 54 have a generally square prism-shaped body 531, 541 with a rectangular cross-sectional shape, and protrusions 532, 542 that extend from one side of the body 531, 541 so as to bend in a generally L-shape.
  • the protrusions 532, 542 have planar first end 532a and second end 542a, respectively, at their tips.
  • the body 531 of the first arm member 53 has a yoke coil 533 wound around its outer periphery (see FIG. 1).
  • the yoke coils 533 of the pair of first arm members 53 are connected in series to each other.
  • the body 541 of the second arm member 54 has a yoke coil 543 wound around its outer periphery (FIG. 1 shows one of the second arm members 54 and the yoke coil 543).
  • the yoke coils 543 of the pair of second arm members 54 are also connected in series to each other.
  • the scanner device drive circuit 14 drives the electromagnet according to instructions from the control unit 11 to control the angle of the deflection member 6.
  • the base member 55 is a generally disk-shaped member having cutouts 551 on two pairs of opposing side edges 55a.
  • the base member 55 has cutouts 551 that are generally rectangular in plan view (details not shown).
  • the first arm member 53 and the second arm member 54 are each housed in the notch 551 and connected to the base member 55.
  • the first arm member 53 comes into face contact with the inner surface 551a of the base member 55 toward the center at the notch 551.
  • first ends 532a, 532a of the pair of first yokes 51 are arranged opposite each other.
  • the second ends 542a, 542a of the pair of second yokes 52 face each other in a direction (second direction D2) perpendicular to the facing direction (first direction D1) of the first ends 532a, 532a in a plan view.
  • FIG. 3 is a side view showing a schematic of the tilt detection device 4.
  • the light source 41 is a laser light emitting element that emits laser light L2 as detection light.
  • the lens 42 is a focusing lens that focuses the laser light L2 emitted from the light source 41.
  • the beam splitter 44 is a half mirror. The beam splitter 44 reflects a portion of the laser light L2 emitted from the lens 42 along the axis P to the ball lens mirror 63 of the deflection member 6. The beam splitter 44 also transmits a portion of the laser light L2 reflected by the ball lens mirror 63 and guides it to the detection unit 431.
  • the deflection member 6 is an optical member disposed between a pair of first ends 532a and a pair of second ends 542a.
  • the deflection member 6 includes a reflector 61 having a circular, flat shape (see also FIG. 2).
  • the reflector 61 has a reflecting surface 611, which is a functional surface that reflects the laser light L1 (see FIG. 1).
  • the reflecting surface 611 has a metal reflecting film formed by a method such as vapor deposition.
  • the deflection member 6 includes a permanent magnet 62 fixed to the reflector 61.
  • the control unit 11 applies an external force to the deflection member 6 via the yoke member 5 and the permanent magnet 62 by passing a current through the yoke coils 533 and 543, thereby controlling the tilt direction and tilt angle of the deflection member 6.
  • the permanent magnet 62 has a substantially circular plate shape that is rotationally symmetrical around the axis P.
  • the permanent magnet 62 has one of the S and N magnetic poles at one end in the thickness direction (axis P direction), and the other of the S and N magnetic poles at the other end.
  • the permanent magnet 62 has a storage section 621 that stores the spherical ball lens mirror 63.
  • the storage section 621 is a recessed section that is substantially circular.
  • the storage section 621 is coaxial with the axis P.
  • the inner diameter of the storage section 621 is substantially the same as the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621 positions and supports the ball lens mirror 63 by abutting the outer peripheral surface of the spherical ball lens mirror 63 with the circular bottom surface 621a and the inner wall 621b, and fixes the ball lens mirror 63 in place by adhesive or the like.
  • the deflection member 6 has a rotation center point Q, which is an imaginary point.
  • the deflection member 6 has a ball lens mirror 63, which is a retroreflective member, on the opposite side to the reflecting surface 611 and at a position away from the rotation center point Q.
  • the ball lens mirror 63 has a spherical ball lens 631 and a reflecting portion 632 arranged along the outer surface of the ball lens 631.
  • the ball lens 631 is a light-transmitting member such as glass or plastic, and has a refractive index in the range of 1.8 to 2.1.
  • the light component L21 contained in the laser light L2 irradiated to the ball lens mirror 63 is incident on the ball lens mirror 63 and reflected at the focusing point 632a located on the opposite side to the incident surface side of the laser light L2.
  • the light component L21 is a light of the laser light L2 in a range that does not interfere with the opening edge of the storage portion 621 of the tilted deflecting member 6.
  • the ball lens mirror 63 outputs the light component L21 of the laser light L2 to the detection unit 431 side as light having an optical axis B passing through the center point R.
  • light source 41 irradiates a region including ball lens mirror 63 at the maximum tilt angle ⁇ MAX with laser light L2. Therefore, ball lens mirror 63 can reflect most of the incident laser light L2 regardless of the tilt angle of deflector 6 within the range of the preset maximum tilt angle ⁇ MAX .
  • the deflection member 6 is supported by a support part (not shown) so that it can rotate about two axes.
  • the scanner device drive circuit 14 controls the rotation of the deflection member 6 around the rotation center point Q.
  • the deflection member 6 can rotate about a first direction D1 or a second direction D2 with respect to the rotation center point Q.
  • the deflection member 6 may be supported by a support part that can rotate about three or more axes so that it can rotate about the rotation center point Q.
  • the deflection member 6 in an unloaded state where the magnetic field of the electromagnet is not acting, the deflection member 6 is biased by a resilient force or the like to a reference position (the state of the deflection member 6 in FIG. 1) where the axis P of the yoke member 5 and the reflecting surface 611 are approximately perpendicular.
  • the scanner device drive circuit 14 shown in FIG. 1 has yoke coils 533 and 543 as load circuits and a driver circuit (or switching circuit) (not shown).
  • the control unit 11 controls the scanner device drive circuit 14 to supply excitation current to the yoke coils 533 and 543.
  • a magnetic field is generated in the first magnetic path C1 of the first yoke 51 and the second magnetic path C2 of the second yoke 52, and a magnetic field in the first direction D1 between the first end 532a of the first yoke 51 and a magnetic field in the second direction D2 between the second end 542a of the second yoke 52 are generated with a strength specified by the control unit 11.
  • the permanent magnet 62 receives an attractive force or a repulsive force from the magnetic fields generated in the first direction D1 and the second direction D2. Depending on the strength of these magnetic fields, the tilt direction and tilt angle of the deflection member 6 are controlled around the rotation center point Q so as to have a predetermined tilt direction and tilt angle.
  • the detection circuit board 43 has a detection unit 431 which is a light receiving element.
  • the detection unit 431 is disposed on the opposite side of the deflection member 6 from the reflecting surface 611, i.e., on the ball lens mirror 63 side (see FIG. 4, etc.).
  • the detection unit 431 detects the laser light L2 reflected by the ball lens mirror 63.
  • the detection unit 431 is a quadrant photodetector (QPD, quadrant photodiode) and has four light receiving units 432a to 432d.
  • the center points O of the light receiving units 432a to 432d are arranged to be located on the axis P of the scanner device 2.
  • the size of the irradiation area of the laser light L2 received by the light receiving unit 432 is determined by the size of the ball lens mirror 63.
  • the movement range of the ball lens mirror 63 in a direction perpendicular to the axis P is determined by the distance from the rotation center point Q of the deflection member 6 to the center point R of the ball lens mirror 63.
  • the receiving range of the laser light L2 in the light receiving unit 432 is determined by the size of the ball lens mirror 63 and the position of the center point R of the ball lens mirror 63.
  • the light receiving unit 432 is large enough to accommodate the irradiation area of this laser light L2.
  • the control unit 11 can calculate and determine the optical axis position from the position of the optical axis B (or center of gravity) of the laser light L2 detected by the detection unit 431 or a signal corresponding to the distribution position of the laser light L2 (hereinafter, both positions are also referred to as "optical axis position signal"), and detect the tilt (tilt direction and tilt angle) of the deflection member 6.
  • the control unit 11 has a function of detecting the tilt of the deflection member 6 from the received light intensity of the laser light L2 detected by each of the light receiving units 432a to 432d of the four-segment light detection element.
  • the detection unit 431 receives the laser light L2 whose center point O and optical axis B are approximately coincident.
  • the center point R of the ball lens mirror 63 moves to the right with respect to the axis P.
  • the ball lens mirror 63 outputs the laser light L2 as light having an optical axis B that has moved to the right in FIG. 4 with respect to the optical axis A at the time of incidence.
  • the detection unit 431 shown in FIG. 4 is irradiated with the laser light L2 whose optical axis B is located to the right of the center point O.
  • the ball lens mirror 63 outputs the laser light L2 as light having an optical axis B that has moved to the left in FIG. 4 with respect to the optical axis A at the time of incidence.
  • the detection unit 431 shown in FIG. 4 receives laser light L2 whose optical axis B is located to the left of the center point O.
  • the ball lens mirror 63 has the function of displacing the optical axis position of the laser light L2 by a displacement amount d from the optical axis A to the optical axis B in response to the inclination of the deflection member 6 as shown in FIG. 4.
  • the control unit 11 determines the inclination (tilt direction and tilt angle) of the deflection member 6 based on the ratio of the received light intensities of the laser light L2 received by each of the light receiving units 432a to 432d.
  • the control unit 11 can calculate the position (position in the first direction D1 and the second direction D2) of the optical axis B (or the center of gravity of the received light intensity) relative to the center point O of the laser light L2 irradiated to the light receiving unit 432 to obtain the inclination of the deflection member 6.
  • the distance of the optical axis B relative to the center point O corresponds to the inclination angle of the deflection member 6.
  • the displacement components of the optical axis B in the first direction D1 and the second direction D2 relative to the center point O correspond to the inclination direction of the deflection member 6.
  • the control unit 11 may determine the correspondence between the position of the optical axis B relative to the center point O and the inclination of the deflection member 6 by calculation, or may determine it in advance by referring to a correspondence table.
  • the moving range of the laser light L2 is 50% or less of the irradiation diameter (radius) of the laser light L2 at most. That is, even when the deflection member 6 is tilted at the maximum tilt angle ⁇ MAX , the moving width of the optical axis B of the laser light L2 is set to be 50% or less of the irradiation diameter (radius) of the laser light L2 at most. This ensures the linearity of the detection signal accompanying the change in angle of the deflection member 6.
  • FIG. 4 shows the laser light L2 reflected by the ball lens mirror 63 moving in the first direction D1, but the detection unit 431 can also output an optical axis position signal to the control unit 11 to detect the inclination of the deflection member 6 relative to the second direction D2 when the laser light L2 moves in the second direction D2.
  • the optical axis A and the optical axis B are parallel, so the amount of movement of the position of the laser light L2 does not depend on the distance from the ball lens mirror 63 to the detection unit 431, and therefore the center point O of the light receiving units 432a to 432d of the detection unit 431 only needs to be positioned on the axis P. Therefore, the scanner device 2 has a high degree of freedom in terms of the positioning of the detection unit 431.
  • the optical axis A and the center point O do not necessarily have to coincide.
  • the position (center of gravity position) of the optical axis B of the laser light L2 detected by the detection unit 431 when the deflection member 6 is not tilted as a reference position the relationship between the position of the optical axis B of the laser light L2 detected by the detection unit 431 and the tilt of the deflection member 6 can be corrected in advance.
  • the ball lens mirror 63 which has a relatively large mass among the deflection members 6, is disposed near the rotation center point Q, and the center of gravity of the entire deflection member 6 is close to the rotation center point Q. Therefore, the tilt detection device 4 can reduce the driving force required to drive the deflection member 6.
  • Fig. 5 is a side view of the tilt detection device 4 of the first modified example.
  • the same components as those in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the deflection member 6 of the first modification has a permanent magnet 62A instead of the permanent magnet 62.
  • the permanent magnet 62A has a rotationally symmetrical, approximately disk-like shape.
  • the permanent magnet 62A has a storage section 621A that stores the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621A is a substantially circular through-hole. Therefore, the permanent magnet 62A has a substantially annular (donut-like) shape.
  • the storage section 621A is coaxial with the axis P in the initial state in which the deflection member 6 is not tilted.
  • the inner diameter of the storage section 621A is approximately the same as the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621A positions and supports the ball lens mirror 63 by abutting the ball lens mirror 63 against the inner wall 621Ab and the surface 612 opposite the reflecting surface 611 (functional surface) of the deflection member 6, and fixes the ball lens mirror 63 by adhesive or the like.
  • the deflection member 6 of variant 1 can position the ball lens mirror 63 closer to the rotation center point Q.
  • Fig. 6 is a side view of the tilt detection device 4 of the second modification.
  • the same components as those in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the deflection member 6 of the second modification has a permanent magnet 62B instead of the permanent magnet 62.
  • the permanent magnet 62B has a rotationally symmetrical, approximately disk-like shape.
  • the permanent magnet 62B has a storage section 621B that stores the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621B is a recessed section that is approximately circular.
  • the storage section 621B is coaxial with the axis P in the initial state in which the deflection member 6 is not tilted.
  • the inner diameter of the storage section 621B is smaller than the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621B positions and supports the ball lens mirror 63 by abutting against the bottom 621a, which is a circular surface, and the inner edge 621c of the circular opening, and fixes the ball lens mirror 63 by adhesive or the like.
  • the storage section 621B may be deep enough so that the bottom 621a does not come into contact with the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621A can support the ball lens mirror 63 by its inner edge.
  • the deflection member 6 of the second modified example can be disposed outside the permanent magnet 62B of the ball lens mirror 63, so that the exposed range of the ball lens mirror 63 is increased. Therefore, the ball lens mirror 63 can receive and reflect the laser light L2 over a wider range of surfaces, and the intensity of the laser light L2 received by the light receiving unit 432 can be increased.
  • Fig. 7 is a side view of the tilt detection device 4 of the third modification.
  • the same components as those in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the deflection member 6 of the third modified example is equipped with a permanent magnet 62C instead of the permanent magnet 62.
  • the permanent magnet 62C has a rotationally symmetrical, approximately circular plate-like shape.
  • the permanent magnet 62C has a storage section 621C that stores the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621C is a recessed section that is approximately recessed in the shape of a truncated cone.
  • the storage section 621C has a circular bottom 621Ca and an inclined section 621Cb that is a surface that is inclined from the opening edge to the bottom 621Ca in a cross-sectional view.
  • the storage section 621C is coaxial with the axis P in the initial state in which the deflection member 6 is not inclined.
  • the circular bottom 621Ca of the storage section 621C has a smaller diameter than the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • the opening edge of the inclined section 621Cb of the storage section 621C has a larger diameter than the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • storage section 621C positions and supports ball lens mirror 63 by abutting ball lens mirror 63 against the inclined surface and bottom 621Ca of inclined section 621Cb, and fixes ball lens mirror 63 by adhesive or the like.
  • the opening edge of inclined section 621Cb of storage section 621C may be larger in diameter than the outer diameter of the abutment circle where ball lens mirror 63 and inclined section 621Cb are in linear contact in an annular shape, and may be smaller in diameter than the outer diameter of ball lens mirror 63.
  • the deflection member 6 of the third modified example can bring the storage section 611C and the ball lens mirror 63 into three-point contact (point contact by the bottom portion 621Ca and annular approximate line contact by the inclined portion 621Cb) in the cross-sectional view of FIG. 7, even if the dimensional accuracy of the storage section 611C or the ball lens mirror 63 is not high. Therefore, the storage section 611C can stably support the ball lens mirror 63.
  • Fig. 8 is a side view of the tilt detection device 4 of the fourth modified example.
  • the same components as those in Figs. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the deflection member 6 of the fourth modified example is equipped with a permanent magnet 62D instead of the permanent magnet 62.
  • the permanent magnet 62D has a rotationally symmetrical, approximately disk-like shape.
  • the permanent magnet 62D has a storage section 621D that stores the ball lens mirror 63.
  • the storage section 621D is a substantially circular through-hole. Therefore, the permanent magnet 62D has a substantially annular (donut-shaped) shape.
  • the storage section 621D has an inclined portion 621Da, which is an annular C-chamfered portion, on the opening edge opposite the reflector 61.
  • the storage section 621D is coaxial with the axis P in the initial state in which the deflection member 6 is not tilted.
  • the inner diameter of the through-hole of the storage section 621D is smaller than the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • the opening edge of the inclined portion 621Da of the storage section 621D is larger than the outer diameter of the ball lens mirror 63.
  • storage section 621D positions and supports ball lens mirror 63 by abutting ball lens mirror 63 against the inclined surface of inclined section 621Da, which corresponds to the inner edge, and fixes ball lens mirror 63 by adhesive or the like.
  • the opening edge of inclined section 621Da of storage section 621D may be larger in diameter than the outer diameter of the abutment circle where ball lens mirror 63 and inclined section 621Da are in linear contact in an annular shape, and may be smaller in diameter than the outer diameter of ball lens mirror 63.
  • the deflection member 6 of the fourth modified example can bring the storage section 611D and the ball lens mirror 63 into two-point contact (specifically, annular, approximate line contact by the inclined portion 621Da) in the cross-sectional view of FIG. 7, even if the dimensional accuracy of the storage section 611D or the ball lens mirror 63 is not high. Therefore, the storage section 611D can stably support the ball lens mirror 63.
  • Fig. 9 is a side view of the tilt detection device 4 of the first modified example.
  • the same reference numerals are used for the same configurations as those in Figs. 1 to 4, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the deflection member 6 of the fifth modified example has a permanent magnet 62E instead of the permanent magnet 62.
  • the permanent magnet 62E has a rotationally symmetrical, generally circular disk shape.
  • the permanent magnet 62E has a housing portion 621E that houses the ball lens mirror 63.
  • the housing portion 621E is a flat surface on the opposite side to the reflector 61 that is connected to the permanent magnet 62E.
  • the housing portion 621E comes into face-to-face contact with the ball lens mirror 63, and fixes the ball lens mirror 63 by adhesive or the like.
  • the ball lens mirror 63 is positioned at a position relatively far from the rotation center point Q, so the amount of movement of the optical axis B in response to the tilt of the deflection member 6 is large. Therefore, the tilt detection device 4 can increase the detection sensitivity and detection accuracy of the tilt of the deflection member 6.
  • the structure of the permanent magnet 62E can be simplified. The permanent magnet 62E can be manufactured at low cost.
  • Fig. 10 is a side view of the tilt detection device 4 of the second embodiment.
  • the same components as those of the first embodiment shown in Figs. 1 to 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the deflection member 6 of the second embodiment includes a sheet mirror 64 as a retroreflective member instead of the ball lens mirror 63 provided in the deflection member 6 of the first embodiment.
  • the sheet mirror 64 is a reflective sheet or plate.
  • the sheet mirror 64 is fixed to, for example, the flat-surface-shaped housing portion 621E of the permanent magnet 62E described in the fifth modification of the first embodiment.
  • the tilt detection device 4 can guide the laser light L2 to the detection unit 431 along the optical axis B according to the tilt of the deflection member 6. Furthermore, by using the sheet mirror 64, the retroreflective member can be made compact, and the tilt detection device 4 can be made smaller.
  • Fig. 11 is a side view of a tilt detection device 4G according to the third embodiment.
  • the same components as those of the tilt detection device 4 will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • the tilt detector 4G has a polarizing beam splitter 44G as one of the beam splitters instead of the beam splitter 44.
  • the tilt detector 4G also has a quarter-wave plate 45.
  • the deflection member 6 has the same configuration as the deflection member 6 of the tilt detector 4 of the first embodiment.
  • the light source 41 is a laser-emitting diode that emits laser light L2. Therefore, the laser light L2 is linearly polarized light.
  • the polarizing beam splitter 44G has a spectral characteristic of reflecting one of the S-polarized and P-polarized light and transmitting the other of the S-polarized and P-polarized light.
  • the tilt detection device 4G of this embodiment reflects the laser light L2 emitted from the light source 41 toward the quarter-wave plate 45 as the first polarized light, which is linearly polarized light.
  • the quarter-wave plate 45 converts the laser light L2, which is the first polarized light guided by the polarizing beam splitter 44G, from linearly polarized light to circularly polarized light and guides it to the ball lens mirror 63 of the deflection member 6.
  • the ball lens mirror 63 displaces the optical axis position of the laser light L2 from optical axis A to optical axis B by a displacement amount d in response to the inclination of the deflection member 6, and reflects it to the quarter-wave plate 45.
  • the quarter-wave plate 45 converts the laser light L2 guided from the ball lens mirror 63 from circularly polarized light to linearly polarized light, and outputs it to the polarizing beam splitter 44G as second polarized light with a polarization direction perpendicular to the first polarized light.
  • the polarizing beam splitter 44G transmits the laser light L2 guided from the quarter-wave plate 45 and guides it to the detection unit 431.
  • the tilt detection device 4G of this embodiment 3 can reduce the leakage component of the laser light L2 guided by the polarizing beam splitter 44G, and therefore can increase the amount of laser light L2 received by the detection unit 431. Therefore, the detection unit 431 of the tilt detection device 4G can detect the laser light L2 with high sensitivity.
  • the present disclosure has described the tilt detection device 4, 4G and tilt detection method that detects the tilt of the deflection member 6 from an optical axis position signal corresponding to the optical axis B position of the detection light detected by the detection unit 431.
  • the tilt detection device 4, 4G includes a deflection member 6 that is rotationally controlled around a rotation center point Q, a retroreflective member that is disposed at a position away from the rotation center point Q on the opposite side of the functional surface of the deflection member 6 and is fixed to the deflection member 6, a light source 41 that irradiates detection light onto the retroreflective member, and a detection unit 431 that detects the detection light reflected by the retroreflective member.
  • the tilt detection device 4, 4G can detect the tilt of the deflection member 6 without irradiating detection light from the functional surface side of the deflection member 6, so the light source 41 and detection unit 431 can be provided inside the yoke member 5 or outside the yoke member 5 on the opposite side to the deflection member 6.
  • a LiDAR distance measuring device can be configured to be compact while still having a tilt detection function.
  • the tilt detection device 4, 4G can detect the tilt of the deflection member 6 over a wide range of tilt angles. Furthermore, the tilt detection method using the tilt detection device 4, 4G can improve the degree of freedom in the arrangement of each component in the scanner device 2, which is reduced by the occupation of the yoke member 5.
  • the tilt detection device 4, 4G can be installed even in a device with little space for arranging the components. If the range of displacement of the detection light corresponding to the tilt angle of the deflection member 6 is wide, the light receiving unit 432 of the detection unit 431 needs to be made larger. However, since the tilt detection device 4, 4G of this embodiment can be installed in a device with little space for arranging the components, the device in which the tilt detection device 4, 4G is installed can be configured to be small.
  • the detection unit 431 may be a two-segment light detection element.
  • the reflecting portion 632 may be provided in an arc shape.
  • the detection unit 431 is a four-segment light detection element has been described, but the detection unit 431 may also be a position sensitive detector (PSD) or a two-dimensional image sensor.
  • PSD position sensitive detector
  • the light source 41 and the detector 431 may be interchanged.
  • the polarizing beam splitter 44G has the function of transmitting the first polarized light described above and reflecting the second polarized light having a polarization direction perpendicular to the first polarized light.
  • the detection unit 431 may also be provided on the outside of the yoke member 5.
  • the base member 55 has a circular opening penetrating in the thickness direction. This opening is disposed on an axis P passing through a gap G (magnetic gap) provided between a pair of first ends 532a and a pair of second ends 542a.
  • the detection unit 431 may detect the laser light L2 reflected by the ball lens mirror 63 and irradiated through the opening of the yoke member 5. This allows the overall length of the magnetic circuit (first magnetic path C1 and second magnetic path C2) of the yoke member 5 to be shortened, and the magnetic circuit to be made more efficient.
  • the tilt detection device 4, 4G may have the light source 41, the lens 42, the beam splitter 44, and the detection unit 431 provided outside the yoke member 5.
  • the laser light L2 is guided through the opening provided in the thickness direction of the base member 55.
  • the distance measurement optical system 12 of the present disclosure may be used to guide light used for purposes other than distance measurement light.
  • the tilt detection device 4, 4G may be applied to detect the tilt of other optical members that have the function of rotating around the rotation center point Q, not limited to the deflection member 6.
  • the optical member whose tilt is detected by the tilt detection device 4, 4G may have other functional aspects such as light reflection or transmission.
  • the tilt detection device 4, 4G can be used as a device to detect the tilt of other members other than optical members in place of the deflection member 6.
  • the configuration of the present disclosure is exemplified as follows.
  • an optical member that is controlled to rotate around a rotation center point;
  • a retroreflective member is disposed at a position away from the pivot center point on the opposite side of the functional surface of the optical member and fixed to the optical member;
  • a light source that irradiates the retroreflective member with detection light;
  • a detection unit that detects the detection light reflected by the retroreflective member; a control unit that detects a tilt of the optical member from a tilt detection signal of the detection light detected by the detection unit;
  • a tilt detection device comprising: [2] The tilt detection device according to claim 1, wherein the retroreflective member is a ball lens mirror.
  • the tilt detection device wherein the refractive index of the ball lens mirror is in the range of 1.8 to 2.1.
  • the ball lens mirror has a reflective film in a spherical crown-shaped area on the side of the rotation center point.
  • the ball lens mirror has the reflective film in a range of at least twice the maximum deflection angle of the optical element.
  • the detection unit is a four-division photodetection element.
  • the detection unit is an optical position detection element.
  • the tilt detection device is a two-dimensional image sensor.
  • the optical member further comprises a permanent magnet that fixes the ball lens mirror and is magnetically controlled by a yoke member.
  • the permanent magnet has a housing portion for housing the ball lens mirror.
  • the housing portion is a recessed portion that supports the ball lens mirror by its inner edge.
  • the housing portion is a recess that supports the ball lens mirror by its inner edge and bottom.
  • the container is a through hole that supports the ball lens mirror by an inner wall and a surface of the optical member opposite the functional surface.
  • the tilt detection device wherein the light source irradiates the detection light onto an area including the ball lens mirror when the optical member is at a maximum deflection angle.
  • the retroreflective member is a reflective sheet or a reflective plate.
  • a deflection member that is controlled to rotate around a rotation center point; a ball lens mirror disposed on the opposite side of the reflecting surface of the reflecting member at a position away from the pivot point and fixed to the reflecting member; a light source that irradiates the ball lens mirror with detection light; a detection unit that detects the detection light reflected by the ball lens mirror; a control unit that detects a tilt of the reflecting member based on a tilt detection signal of the detection light detected by the detection unit;
  • a tilt detection device comprising: [17] an optical member having a permanent magnet that is magnetically controlled by a yoke member and is controlled to rotate about a rotation center point; A retroreflective member is disposed at a position away from the pivot center point on the opposite side of the functional surface of the optical member and fixed to the permanent magnet; A light source that irradiates the retroreflective member with detection light; A detection unit that detects the detection light reflected by the retroreflective member; A control unit; A tilt detection method for a tilt detection
  • Light source device 2 Scanner device 3 Deflection control device 4, 4G Tilt detection device 5 Yoke member 6 Deflection member 11 Control unit 12 Distance measurement optical system 13 Optical system driving circuit 14 Scanner device driving circuit 15 Angle sensor circuit 41 Light source 42 Lens 43 Detection circuit board 44, 44G Beam splitter 45 1/4 wavelength plate 51 First yoke 52 Second yoke 53 First arm member 54 Second arm member 55 Base member 55a Side edge 61 Reflector 62, 62A to 62E Permanent magnet 63 Ball lens mirror 64 Sheet mirror 431 Detection unit 432, 432a to 432d Light receiving unit 531, 541 Body portion 532, 542 Protruding portion 532a First end portion 533, 543 Yoke coil 542a Second end portion 551 Notch portion 551a Inner surface 553 Opening 611 Reflecting surface 612 Surface 621, 621A to 621E Storage portion 621a, 621Ca Bottom portion 621b, 621Ab Inner wall 621Cb, 621Da Inclined portion

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Abstract

傾斜検出装置は、回動中心点周りに回動制御される光学部材と、光学部材における機能面とは反対側において回動中心点から離れた位置に配置され、光学部材に対して固定された再帰反射部材と、再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、再帰反射部材により反射された検出光を検出する検出部と、検出部により検出された検出光の光軸位置信号から、光学部材の傾斜を検出する制御部と、を備える。

Description

傾斜検出装置及び傾斜検出方法
　本開示は、光学部材の傾斜検出技術に適用できる傾斜検出装置及び傾斜検出方法に関する。
　従来から、光の反射方向を制御するミラーを備えたスキャナ装置に関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、レーザ光源から出射されたレーザ光の出射方向を変更するミラーと、ミラーに設けられた第１反射面及び第２反射面のうちの第２反射面を反射した反射光を受光する受光センサを有するミラー回転角度検出手段が開示されている。
特許第５２９３６８６号公報
　特許文献１のスキャナ装置では、ミラーの角度を検出するために、ミラーの傾斜に対応する反射角度で反射された光を検出するため、反射光の角度範囲が広い。反射光の角度範囲が広いと、反射光を受光する受光センサの検出範囲も広くする必要がある。そのため、受光センサが大きくなり、スキャナ装置の小型化が容易ではない。
　本開示は、部材の傾斜（傾斜方向、傾斜角度）の検出機能を有する小型の傾斜検出装置及び該傾斜検出装置を小型化できる傾斜検出方法を提供することを目的とする。
　本開示に係る傾斜検出装置は、回動中心点周りに回動制御される光学部材と、前記光学部材における機能面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記光学部材に対して固定された再帰反射部材と、前記再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、前記再帰反射部材により反射された前記検出光を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記検出光の光軸位置信号から、前記光学部材の傾斜を検出する制御部と、を備える。
　本開示に係る傾斜検出方法は、ヨーク部材により磁気制御される永久磁石を有し、回動中心点周りに回動制御される光学部材と、前記光学部材における機能面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記永久磁石に固定された再帰反射部材と、前記再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、前記再帰反射部材により反射された前記検出光を検出する検出部と、制御部と、を備える傾斜検出装置の傾斜検出方法であって、前記検出部により検出された前記検出光の光軸位置信号から、前記光学部材の傾斜を検出する。
　本開示に係る傾斜検出装置及び傾斜検出方法は、部材の傾斜（傾斜方向、傾斜角度）の検出機能を有する傾斜検出装置を小型化することができる。
実施形態１に係る光源装置の構成図である。 スキャナ装置の一部の構成の斜視図である。 傾斜検出装置の側面図であり光学部材の初期の傾斜状態を示している。 傾斜検出装置の側面図であり光学部材が傾斜した状態を示している。 変形例１の傾斜検出装置の側面図である。 変形例２の傾斜検出装置の側面図である。 変形例３の傾斜検出装置の側面図である。 変形例４の傾斜検出装置の側面図である。 変形例５の傾斜検出装置の側面図である。 実施形態２に係る傾斜検出装置の側面図である。 実施形態３に係る傾斜検出装置の側面図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づき説明する。図１は、光源装置１の構成図である。光源装置１は、レーザ光を空間に出射する機能を有する。光源装置１は、例えば、レーザ測距装置又はＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）センサ等の光源に適用できる。光源装置１は、制御部１１、測距光光学系１２、光学系駆動回路１３、及びスキャナ装置２を備える。
　制御部１１は、光学系駆動回路１３、スキャナ装置駆動回路１４及び角度センサ回路１５等の動作を制御する。制御部１１は、記憶部（不図示）に記憶されるプログラムに含まれるコード又は命令によって実現する機能、及び／又は方法を実行する。制御部１１は、例として、中央処理装置（ＣＰＵ，Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｕｎｉｔ）、プロセッサコア、マルチプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等を適用することができる。制御部１１は、集積回路等に形成された論理回路や専用回路によって各実施形態に開示される各処理を実現してもよい。また、これらの回路は、１又は複数の集積回路により実現されてよく、各実施形態に示す複数の処理を１つの集積回路により実現されることとしてもよい。
　光源装置１の図示しない記憶部は、必要とする各種プログラムや各種データを記憶する機能を有する。また、測定した信号等の取得した情報を記憶可能である。記憶部は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリなど各種の記憶媒体により実現される。
　測距光光学系１２は、レーザ光を出射する発光素子、レーザ発光素子から出射されたレーザ光を導光するレンズ又はミラー等を含む光学部材、及び、レーザ光を検出する受光素子を含む。この光学部材には、光線幅の調整又は輝度分布の調整を行う拡散板、ライトトンネル、マイクロレンズアレイ、集光レンズ、又はフィルタ等を含んでもよい。受光素子は、レーザ発光素子が出射し、光源装置１の外部の物体が反射した戻り光を受光することができる。測距光光学系１２は、スキャナ装置２の偏向部材６に対して測距光であるレーザ光Ｌ１を出射する。
　光学系駆動回路１３は、測距光光学系１２の発光素子の発光を制御する。また、光学系駆動回路１３は、測距光光学系１２の受光素子が受光した光を検出して電気信号に変換した情報を、制御部１１に伝達する。
　スキャナ装置２は、測距光光学系１２が出射したレーザ光Ｌ１を、予め定めた立体角の範囲のうち選択された方向及び角度で反射して光源装置１の外部に測距光として出射する。スキャナ装置２は、偏向部材６の角度を制御することにより、レーザ光Ｌ１を、レーザ光Ｌ１１又はレーザ光Ｌ１２に例示する異なる方向へ出射することができる。また、スキャナ装置２は、光源装置１の外部から入射した光を測距光光学系１２に導光する。光源装置１の外部から入射する光は、光源装置１の外部の物体を反射した反射光Ｌ３である。なお、光源装置１の構成によっては、光源装置１は、外部に出射するレーザ光Ｌ１を、光源装置１内の他の光学系を介して導光してもよい。
　スキャナ装置２は、偏向制御装置３及び傾斜検出装置４を備える。本実施形態の偏向制御装置３は、ヨーク部材５、偏向部材６及びスキャナ装置駆動回路１４を有する。また、本実施形態の傾斜検出装置４は、レーザ光Ｌ２を出射する光源４１、レンズ４２、検出回路基板４３、ビームスプリッタ４４及び角度センサ回路１５を有する。傾斜検出装置４は、レーザ光Ｌ２を、偏向部材６の傾斜を検出するための検出光として利用する。偏向部材６は、傾斜検出装置４の一部としても機能する。
　図２は、スキャナ装置２の偏向制御装置３及び傾斜検出装置４の一部の構成の斜視図である。なお、スキャナ装置２の説明において、偏向部材６側をスキャナ装置２の上、基部材５５側を下とする。
　ヨーク部材５は、第一ヨーク５１と、第一ヨーク５１とは異なり、かつスキャナ装置２の軸線Ｐ周りの回転対称位置に配置される第二ヨーク５２と、を備える。第一ヨーク５１は、それぞれ第一端部５３２ａ，５３２ａを有する一対の第一腕部材５３，５３と、第一腕部材５３，５３の第一端部５３２ａ，５３２ａとは反対側の部位と接続される基部材５５とを有する。また、第二ヨーク５２は、それぞれ第二端部５４２ａ，５４２ａを有する一対の第二腕部材５４，５４と、第二腕部材５４，５４の第二端部５４２ａ，５４２ａとは反対側の部位と接続される基部材５５とを有する。
　第一ヨーク５１及び第二ヨーク５２は、磁性特性を有する。第一腕部材５３及び第二腕部材５４は、矩形状の断面形状を有する略四角柱状の胴部５３１，５４１と、胴部５３１，５４１の一方側において略Ｌ字状に屈曲するように延設した突出部５３２，５４２とを有する。突出部５３２，５４２は、先端に、それぞれ平面状の第一端部５３２ａ及び第二端部５４２ａを有する。
　第一腕部材５３の胴部５３１は、外周に巻回されたヨークコイル５３３を有する（図１参照）。一対の第一腕部材５３のヨークコイル５３３同士は、互いに直列に接続される。また、第二腕部材５４の胴部５４１は、外周に巻回されたヨークコイル５４３を有する（図１では一方の第二腕部材５４及びヨークコイル５４３を図示）。一対の第二腕部材５４のヨークコイル５４３同士も、互いに直列に接続される。従って、ヨーク部材５と、ヨークコイル５３３，５４３は、電磁石を構成する。スキャナ装置駆動回路１４は、制御部１１の指示により、電磁石を駆動することにより偏向部材６の角度を制御する。
　基部材５５は、二組の対向する側縁５５ａに切欠部５５１を有する略円板状の部材である。基部材５５は、平面視略矩形状の切欠部５５１を有する（詳細は不図示）。
　第一腕部材５３及び第二腕部材５４は、それぞれ、切欠部５５１内に収容されて、基部材５５と接続される。第一腕部材５３は、切欠部５５１において、基部材５５の中心方向の内面５５１ａと面当接する。
　図２に示す組み状態において、一対の第一ヨーク５１の第一端部５３２ａ，５３２ａは、対向して配置される。また、一対の第二ヨーク５２の第二端部５４２ａ，５４２ａは、第一端部５３２ａ，５３２ａの対向方向（第一方向Ｄ１）に対して平面視直交する方向（第二方向Ｄ２）に対向している。
　図３は、傾斜検出装置４を模式的に示した側面図である。光源４１は、レーザ光Ｌ２を検出光として出射する、レーザ発光素子である。レンズ４２は、光源４１から出射されたレーザ光Ｌ２を集光する集光レンズである。ビームスプリッタ４４は、ハーフミラーである。ビームスプリッタ４４は、レンズ４２から出射されたレーザ光Ｌ２の一部を軸線Ｐに沿って偏向部材６のボールレンズミラー６３に反射する。またビームスプリッタ４４は、ボールレンズミラー６３により反射されたレーザ光Ｌ２の一部を透過して検出部４３１に導光する。
　偏向部材６は、一対の第一端部５３２ａの間、且つ、一対の第二端部５４２ａの間に配置される光学部材である。偏向部材６は、円形平板状の形状を有する反射板６１を備える（図２も参照）。反射板６１は、レーザ光Ｌ１を反射する機能面である反射面６１１を有する（図１参照）。反射面６１１は、蒸着等の方法により設けられた金属反射膜を有する。
　偏向部材６は、反射板６１に対して固定される永久磁石６２を備える。制御部１１は、ヨークコイル５３３，５４３に電流を流すことで、ヨーク部材５及び永久磁石６２を介して偏向部材６に外力を加え、偏向部材６の傾斜方向及び傾斜角度を制御する。永久磁石６２は、偏向部材６が傾斜しない図３の初期状態において、軸線Ｐ周りに回転対称の略円板状の形状を有する。永久磁石６２は、厚み方向（軸線Ｐ方向）の一端側にＳ極及びＮ極の一方の磁極を有し、他の一端側にＳ極及びＮ極の他の一方の磁極を有する。永久磁石６２は、球体状のボールレンズミラー６３を収容する収容部６２１を有する。収容部６２１は、略円形に窪んだ窪み部である。収容部６２１は、軸線Ｐと同軸である。収容部６２１の内径は、ボールレンズミラー６３の外径と略同じ径である。収容部６２１は、球体状のボールレンズミラー６３の外周面を、円形の面である底部６２１ａ及び内壁６２１ｂと当接することにより、ボールレンズミラー６３を位置決め及び支持し、ボールレンズミラー６３を接着等により固定する。
　偏向部材６は、仮想的な点である回動中心点Ｑを有する。偏向部材６は、反射面６１１とは反対側であり且つ回動中心点Ｑから離れた位置に、再帰反射部材であるボールレンズミラー６３を有する。ボールレンズミラー６３は、図３の拡大図に示すように、球体状のボールレンズ６３１と、ボールレンズ６３１の外面に沿って配置される反射部６３２と、を有する。ボールレンズ６３１は、ガラス又はプラスチック等の透光部材であり、１．８から２．１の範囲の屈折率を有する。
　反射部６３２は、回動中心点Ｑ側における球冠状の領域に成膜又は塗工された反射膜である。ボールレンズミラー６３は、反射部６３２を、偏向部材６の最大傾斜角度θＭＡＸの２倍以上の範囲に有する。偏向部材６の最大傾斜角度θＭＡＸの範囲が±θＭＡＸであるとき、ボールレンズの成膜範囲は、成膜角度φ≧２θＭＡＸに予め設定される。図４の拡大図に示すように、偏向部材６が傾斜しているとき、ボールレンズミラー６３に照射されたレーザ光Ｌ２に含まれる光成分Ｌ２１は、ボールレンズミラー６３に入射して、レーザ光Ｌ２の入射面側とは反対側に位置する集光点６３２ａで反射される。光成分Ｌ２１は、レーザ光Ｌ２のうち、傾斜した偏向部材６の収容部６２１の開口縁に干渉しない範囲の光である。ボールレンズミラー６３は、レーザ光Ｌ２の光成分Ｌ２１を、中心点Ｒを通る光軸Ｂを有する光として、検出部４３１側に出射する。一方、レーザ光Ｌ２のうち、中心点Ｒを通る光軸Ｂに対して光成分Ｌ２１よりもやや外側を通る一部の光成分Ｌ２２は、収容部６２１の内壁６２１ｂ等の永久磁石６２の一部と干渉し、再帰反射はされない。このような構成により、ボールレンズミラー６３は、ボールレンズミラー６３に対して照射された大部分のレーザ光Ｌ２を、再帰反射することができる。
　本実施形態では、光源４１は、レーザ光Ｌ２を、最大傾斜角度θＭＡＸである場合のボールレンズミラー６３を含む領域に照射する。従って、ボールレンズミラー６３は、偏向部材６が予め設定された最大傾斜角度θＭＡＸの範囲内のいずれの傾斜角度であっても、入射した大部分のレーザ光Ｌ２を反射させることができる。
　偏向部材６は、図示しない支持部によって２軸回動可能に支持される。スキャナ装置駆動回路１４は、偏向部材６を、回動中心点Ｑ周りに回動制御する。例えば、偏向部材６は、回動中心点Ｑに対して第一方向Ｄ１周り又は第二方向Ｄ２周りに回動することができる。なお、偏向部材６は、回動中心点Ｑ周りに回動可能となるように３軸以上の多軸回動可能な支持部によって支持されていてもよい。また、偏向部材６は、電磁石による磁界が作用しない無負荷状態では、ヨーク部材５の軸線Ｐと反射面６１１とが略垂直となる基準位置（図１の偏向部材６の状態）へ弾発力等により付勢される。
　図１に示すスキャナ装置駆動回路１４は、負荷回路としてのヨークコイル５３３，５４３及び図示しないドライバ回路（又は、スイッチング回路）等を有する。制御部１１は、スキャナ装置駆動回路１４によりヨークコイル５３３及びヨークコイル５４３に励磁電流を供給するよう制御する。これにより、第一ヨーク５１の第一磁路Ｃ１及び第二ヨーク５２の第二磁路Ｃ２には、磁界が発生し、第一ヨーク５１の第一端部５３２ａ間の第一方向Ｄ１の磁界を及び第二ヨーク５２の第二端部５４２ａ間の第二方向Ｄ２の磁界を制御部１１によって指示された強度で発生させる。永久磁石６２は、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に発生した磁界より、引力又は斥力を受ける。これらの磁界の強度に応じて、偏向部材６は、所定の傾斜方向及び傾斜角度となるように回動中心点Ｑを中心に傾斜方向及び傾斜角度を制御される。
　検出回路基板４３は、受光素子である検出部４３１を有する。検出部４３１は、偏向部材６に対し反射面６１１とは反対側、すなわちボールレンズミラー６３側に配置される（図４等参照）。検出部４３１は、ボールレンズミラー６３により反射されたレーザ光Ｌ２を検出する。
　図３及び図４は、検出部４３１に設けられる受光部４３２の平面模式図も示す。検出部４３１は、四分割光検出素子（ＱＰＤ，ｑｕａｄｒａｎｔ　ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ　又は　ｑｕａｄｒａｎｔ　ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）であり、４つの受光部４３２ａ～４３２ｄを有する。受光部４３２ａ～４３２ｄの中心点Ｏは、スキャナ装置２の軸線Ｐ上に位置するように配置される。受光部４３２が受光するレーザ光Ｌ２の照射領域の大きさは、ボールレンズミラー６３の大きさで決定される。ボールレンズミラー６３の軸線Ｐに対して直交する方向の移動範囲は、偏向部材６の回動中心点Ｑからボールレンズミラー６３の中心点Ｒまでの距離で決まる。従って、受光部４３２におけるレーザ光Ｌ２の受光範囲は、ボールレンズミラー６３の大きさ及びボールレンズミラー６３の中心点Ｒの位置により決まる。受光部４３２は、このレーザ光Ｌ２の照射領域が収まる大きさを有する。
　制御部１１は、検出部４３１により検出されたレーザ光Ｌ２の光軸Ｂ（又は重心）の位置又はレーザ光Ｌ２の分布位置に対応した信号（以下、両位置を「光軸位置信号」ともいう。）から、光軸位置を演算して求め、偏向部材６の傾斜（傾斜方向及び傾斜角度）を検出することができる。具体的に、制御部１１は、四分割光検出素子の各受光部４３２ａ～４３２ｄが検出したレーザ光Ｌ２の受光強度により、偏向部材６の傾斜を検出する機能を有する。
　例えば、図３に示すように、レーザ光Ｌ２の光軸Ａと軸線Ｐとが一致し、かつ偏向部材６が、光軸Ａに対して傾斜していない状態である場合、検出部４３１は、中心点Ｏと光軸Ｂとが略一致するレーザ光Ｌ２を受光する。また、図４に示すように、偏向部材６が、第一方向Ｄ１のうちの図４の左方に傾斜すると、ボールレンズミラー６３の中心点Ｒは、軸線Ｐに対して右側へ移動する。ボールレンズミラー６３は、レーザ光Ｌ２を、入射時の光軸Ａに対して図４の右方に移動した光軸Ｂを有する光として出射する。光軸Ａと光軸Ｂは平行であるため、図４に示す検出部４３１には、光軸Ｂが中心点Ｏよりも右方に位置するレーザ光Ｌ２として照射される。反対に、偏向部材６が、第一方向Ｄ１のうちの図４の右方に傾斜すると、ボールレンズミラー６３は、レーザ光Ｌ２を、入射時の光軸Ａに対して図４の左方に移動した光軸Ｂを有する光として出射する。この場合、図４に示す検出部４３１は、光軸Ｂが中心点Ｏよりも左方に位置するレーザ光Ｌ２を受光する。
　このように、ボールレンズミラー６３は、図４に示すように偏向部材６の傾斜に対応してレーザ光Ｌ２の光軸位置を光軸Ａから光軸Ｂに変位量ｄ分だけ変位させる機能を有する。
　制御部１１は、各受光部４３２ａ～４３２ｄが受信したレーザ光Ｌ２の受光強度の比によって偏向部材６の傾斜（傾斜方向及び傾斜角度）を決定する。制御部１１は、受光部４３２に照射されたレーザ光Ｌ２の中心点Ｏに対する光軸Ｂ（又は受光強度の重心）の位置（第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２の位置）を演算し、偏向部材６の傾斜を求めることができる。中心点Ｏに対する光軸Ｂの距離は、偏向部材６の傾斜角度に対応する。また、中心点Ｏに対する光軸Ｂの第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２の変位成分は、偏向部材６の傾斜方向に対応する。制御部１１は、中心点Ｏに対する光軸Ｂの位置と、偏向部材６の傾斜との対応関係を、計算により決定してもよいし、予め対応テーブルを参照して決定してもよい。
　レーザ光Ｌ２の移動範囲は、レーザ光Ｌ２の照射径（半径）に対して最大で５０％以下とすることが望ましい。すなわち、偏向部材６が最大傾斜角度θＭＡＸで傾斜する場合でも、レーザ光Ｌ２の光軸Ｂの移動幅は、レーザ光Ｌ２の照射径（半径）に対して最大で５０％以下となるよう設定される。これにより、偏向部材６の角度変化に伴う検出信号の直線性を確保することができる。また、経時変化や振動等の外乱の影響をうけた場合であってもレーザ光Ｌ２の照射領域が受光部４３２ａ～４３２ｄの境界線を越える等して検出可能範囲外となることを防止することができる。
　図４では、ボールレンズミラー６３により反射されたレーザ光Ｌ２が第一方向Ｄ１に移動した様子を示しているが、検出部４３１は、レーザ光Ｌ２が第二方向Ｄ２に移動した場合も同様に、制御部１１に第二方向Ｄ２に対する偏向部材６の傾斜を検出させる光軸位置信号を出力することができる。
　本実施形態の傾斜検出装置４は、光軸Ａ及び光軸Ｂが平行であることから、レーザ光Ｌ２の位置の移動量がボールレンズミラー６３から検出部４３１までの距離に依存しない為、検出部４３１は、受光部４３２ａ～４３２ｄの中心点Ｏが軸線Ｐ上に配置されていればよい。そのため、スキャナ装置２は、検出部４３１の配置について高い自由度を有する。
　なお、光軸Ａと中心点Ｏは必ずしも一致していなくてもよい。偏向部材６が傾斜していない状態で検出部４３１が検出したレーザ光Ｌ２の光軸Ｂの位置（重心位置）を基準位置として求めておくことで、検出部４３１が検出するレーザ光Ｌ２の光軸Ｂの位置と、偏向部材６の傾斜の関係を予め補正することができる。
　実施形態１の傾斜検出装置４は、偏向部材６のうち比較的大きな質量を有するボールレンズミラー６３が回動中心点Ｑの近くに配置されており、偏向部材６全体の重心点が回動中心点Ｑに近い。そのため、傾斜検出装置４は、偏向部材６を駆動する為に必要な駆動力を、小さくすることができる。
　（変形例１）
　次に、実施形態１の変形例１について説明する。図５は、変形例１の傾斜検出装置４の側面図である。変形例１の傾斜検出装置４の説明において、図１乃至図４と同様の構成については、同一の符号を付す等して、その説明を省略又は簡略化する。
　変形例１の偏向部材６は、永久磁石６２の代わりに永久磁石６２Ａを備える。永久磁石６２Ａは、回転対称の略円板状の形状を有する。永久磁石６２Ａは、ボールレンズミラー６３を収容する収容部６２１Ａを有する。収容部６２１Ａは、略円形の貫通孔である。従って、永久磁石６２Ａは、略円環状（ドーナツ状）の形状を有する。収容部６２１Ａは、偏向部材６の傾斜しない初期状態において軸線Ｐと同軸である。収容部６２１Ａの内径はボールレンズミラー６３の外径と略同じ径である。収容部６２１Ａは、ボールレンズミラー６３を、内壁６２１Ａｂ及び偏向部材６の反射面６１１（機能面）とは反対側の面６１２と当接することにより、ボールレンズミラー６３を位置決め及び支持し、ボールレンズミラー６３を接着等により固定する。
　変形例１の偏向部材６は、ボールレンズミラー６３を回動中心点Ｑに対してより近い位置に配置することができる。
　（変形例２）
　次に、実施形態１の変形例２について説明する。図６は、変形例２の傾斜検出装置４の側面図である。変形例２の傾斜検出装置４の説明において、図１乃至図４と同様の構成については、同一の符号を付す等して、その説明を省略又は簡略化する。
　変形例２の偏向部材６は、永久磁石６２の代わりに永久磁石６２Ｂを備える。永久磁石６２Ｂは、回転対称の略円板状の形状を有する。永久磁石６２Ｂは、ボールレンズミラー６３を収容する収容部６２１Ｂを有する。収容部６２１Ｂは、略円形に窪んだ窪み部である。収容部６２１Ｂは、偏向部材６が傾斜しない初期状態において軸線Ｐと同軸である。収容部６２１Ｂの内径はボールレンズミラー６３の外径よりも小径である。収容部６２１Ｂは、円形の面である底部６２１ａ及び円形の開口の内縁６２１ｃと当接することにより、ボールレンズミラー６３を位置決め及び支持し、ボールレンズミラー６３を接着等により固定する。
　また収容部６２１Ｂは、底部６２１ａがボールレンズミラー６３と当接しない程度に深くてもよい。この場合、収容部６２１Ａは、ボールレンズミラー６３を内縁により支持することができる。
　変形例２の偏向部材６は、ボールレンズミラー６３の永久磁石６２Ｂの外側に配置することができるため、ボールレンズミラー６３の露出範囲が広くなる。従って、ボールレンズミラー６３は、より広範囲の面でレーザ光Ｌ２を入射及び反射することができ、受光部４３２が受光するレーザ光Ｌ２の受光強度を高くすることができる。
　（変形例３）
　次に、実施形態１の変形例３について説明する。図７は、変形例３の傾斜検出装置４の側面図である。変形例３の傾斜検出装置４の説明において、図１乃至図４と同様の構成については、同一の符号を付す等して、その説明を省略又は簡略化する。
　変形例３の偏向部材６は、永久磁石６２の代わりに永久磁石６２Ｃを備える。永久磁石６２Ｃは、回転対称の略円板状の形状を有する。永久磁石６２Ｃは、ボールレンズミラー６３を収容する収容部６２１Ｃを有する。収容部６２１Ｃは、略円錐台状に窪んだ窪み部である。収容部６２１Ｃは、円形の底部６２１Ｃａと、断面視において開口縁から底部６２１Ｃａまで傾斜した面である傾斜部６２１Ｃｂとを有する。収容部６２１Ｃは、偏向部材６の傾斜しない初期状態において軸線Ｐと同軸である。収容部６２１Ｃの円形の底部６２１Ｃａは、ボールレンズミラー６３の外径よりも小径である。また、収容部６２１Ｃの傾斜部６２１Ｃｂの開口縁は、ボールレンズミラー６３の外径よりも大径である。図７の例では、収容部６２１Ｃは、ボールレンズミラー６３を、傾斜部６２１Ｃｂの傾斜面及び底部６２１Ｃａと当接することにより、ボールレンズミラー６３を位置決め及び支持し、ボールレンズミラー６３を接着等により固定する。収容部６２１Ｃの傾斜部６２１Ｃｂの開口縁は、ボールレンズミラー６３と傾斜部６２１Ｃｂとが環状に線当接する当接円の外径よりも大径であって、且つ、ボールレンズミラー６３の外径よりも小径であってもよい。
　変形例３の偏向部材６は、収容部６１１Ｃ又はボールレンズミラー６３の寸法精度が高くない場合であっても、収容部６１１Ｃとボールレンズミラー６３とを、図７の断面視において３点接触（底部６２１Ｃａによる点接触及び傾斜部６２１Ｃｂによる環状の略線接触）させることができる。従って、収容部６１１Ｃは、ボールレンズミラー６３を安定して支持することができる。
　（変形例４）
　次に、実施形態１の変形例４について説明する。図８は、変形例４の傾斜検出装置４の側面図である。変形例４の傾斜検出装置４の説明において、図１乃至図４と同様の構成については、同一の符号を付す等して、その説明を省略又は簡略化する。
　変形例４の偏向部材６は、永久磁石６２の代わりに永久磁石６２Ｄを備える。永久磁石６２Ｄは、回転対称の略円板状の形状を有する。永久磁石６２Ｄは、ボールレンズミラー６３を収容する収容部６２１Ｄを有する。収容部６２１Ｄは、略円形の貫通孔である。従って、永久磁石６２Ｄは、略円環状（ドーナツ状）の形状を有する。収容部６２１Ｄは、反射板６１とは反対側の開口縁に、環状のＣ面取り部である傾斜部６２１Ｄａを有する。収容部６２１Ｄは、偏向部材６の傾斜しない初期状態において軸線Ｐと同軸である。収容部６２１Ｄの貫通孔の内径は、ボールレンズミラー６３の外径よりも小径である。また、収容部６２１Ｄの傾斜部６２１Ｄａの開口縁は、ボールレンズミラー６３の外径よりも大径である。図７の例では、収容部６２１Ｄは、ボールレンズミラー６３を、内縁に相当する傾斜部６２１Ｄａの傾斜面と当接することにより、ボールレンズミラー６３を位置決め及び支持し、ボールレンズミラー６３を接着等により固定する。収容部６２１Ｄの傾斜部６２１Ｄａの開口縁は、ボールレンズミラー６３と傾斜部６２１Ｄａとが環状に線当接する当接円の外径よりも大径であって、且つ、ボールレンズミラー６３の外径よりも小径であってもよい。
　変形例４の偏向部材６は、収容部６１１Ｄ又はボールレンズミラー６３の寸法精度が高くない場合であっても、収容部６１１Ｄとボールレンズミラー６３とを、図７の断面視において２点接触（具体的には、傾斜部６２１Ｄａによる環状の略線接触）させることができる。従って、収容部６１１Ｄは、ボールレンズミラー６３を安定して支持することができる。
　（変形例５）
　次に、実施形態１の変形例１について説明する。図９は、変形例５の傾斜検出装置４の側面図である。変形例５の傾斜検出装置４の説明において、図１乃至図４と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
　変形例５の偏向部材６は、永久磁石６２の代わりに永久磁石６２Ｅを備える。永久磁石６２Ｅは、回転対称の略円板状の形状を有する。永久磁石６２Ｅは、ボールレンズミラー６３を収容する収容部６２１Ｅを有する。収容部６２１Ｅは、永久磁石６２Ｅと接続される反射板６１とは反対側の平坦面である。収容部６２１Ｅは、ボールレンズミラー６３と面当接して、ボールレンズミラー６３を接着等により固定する。
　変形例５の偏向部材６は、ボールレンズミラー６３を、回動中心点Ｑから比較的離れた位置に配置しているため、偏向部材６の傾斜に対する光軸Ｂの移動量が大きい。従って、傾斜検出装置４は、偏向部材６の傾斜の検出感度及び検出精度を高くすることができる。また、永久磁石６２Ｅの構造をシンプルにできる。永久磁石６２Ｅを低いコストで製造できる。
　［実施形態２］
　次に実施形態２について説明する。図１０は、実施形態２の傾斜検出装置４の側面図である。実施形態２の傾斜検出装置４の説明において、実施形態１の図１乃至図９と同様の構成については、同一の符号を付す等して、その説明を省略又は簡略化する。
　実施形態２の偏向部材６は、実施形態１の偏向部材６に設けられたボールレンズミラー６３の代わりに、再帰反射部材としてシートミラー６４を備える。シートミラー６４は、反射シート又は反射板である。シートミラー６４は、例えば、実施形態１の変形例５で説明した永久磁石６２Ｅの平坦面状の収容部６２１Ｅに固定される。
　傾斜検出装置４は、再帰反射部材としてシートミラー６４を用いた場合であっても、偏向部材６の傾斜に応じた光軸Ｂで、レーザ光Ｌ２を検出部４３１に導光することができる。また、シートミラー６４を用いることにより、再帰反射部材を小型に構成することができ、傾斜検出装置４を小型化することができる。
　［実施形態３］
　次に実施形態３について説明する。図１１は、実施形態３の傾斜検出装置４Ｇの側面図である。傾斜検出装置４Ｇの説明において、傾斜検出装置４と同様の構成については、同一の符号を付す等して、その説明を省略又は簡略化する。
　傾斜検出装置４Ｇは、ビームスプリッタ４４の代わりにビームスプリッタの一つとして偏光ビームスプリッタ４４Ｇを備える。また、傾斜検出装置４Ｇは、１／４波長板４５を有する。偏向部材６は、実施形態１の傾斜検出装置４の偏向部材６と同様の構成を有する。
　光源４１は、レーザ光Ｌ２を出射するレーザ発光ダイオードである。従って、レーザ光Ｌ２は、直線偏光の光である。偏光ビームスプリッタ４４Ｇは、Ｓ偏光及びＰ偏光の一方の光を反射し、Ｓ偏光及びＰ偏光の他の一方の光を透過する分光特性を有する。本実施形態の傾斜検出装置４Ｇは、光源４１から出射されたレーザ光Ｌ２を、直線偏光である第一偏光の光として１／４波長板４５側に向けて反射する。
　１／４波長板４５は、偏光ビームスプリッタ４４Ｇにより導光された第一偏光の光であるレーザ光Ｌ２を、直線偏光から円偏光に変換し、偏向部材６のボールレンズミラー６３に導光する。ボールレンズミラー６３は、偏向部材６の傾斜に対応してレーザ光Ｌ２の光軸位置を光軸Ａから光軸Ｂに変位量ｄ分だけ変位させて、１／４波長板４５に反射する。１／４波長板４５は、ボールレンズミラー６３から導光されたレーザ光Ｌ２を、円偏光から直線偏光に変換し、第一偏光の光と直交する偏光方向の第二偏光の光として、偏光ビームスプリッタ４４Ｇに出射する。
　偏光ビームスプリッタ４４Ｇは、１／４波長板４５から導光されたレーザ光Ｌ２を透過して、検出部４３１に導光する。
　本実施形態３の傾斜検出装置４Ｇは、偏光ビームスプリッタ４４Ｇにより導光されるレーザ光Ｌ２の漏れ成分を低減することができるため、検出部４３１が受光するレーザ光Ｌ２の光量を高くすることができる。従って、傾斜検出装置４Ｇの検出部４３１は、高い感度でレーザ光Ｌ２を検出できる。
　以上、本開示は、検出部４３１により検出された検出光の光軸Ｂ位置に対応する光軸位置信号から偏向部材６の傾斜を検出する傾斜検出装置４，４Ｇ及び傾斜検出方法について説明した。傾斜検出装置４，４Ｇは、回動中心点Ｑ周りに回動制御される偏向部材６と、偏向部材６における機能面とは反対側において回動中心点Ｑから離れた位置に配置され、偏向部材６に対して固定された再帰反射部材と、再帰反射部材に対して検出光を照射する光源４１と、再帰反射部材により反射された検出光を検出する検出部４３１と、を備える。
　傾斜検出装置４，４Ｇは、検出光を偏向部材６の機能面側から入射させなくても偏向部材６の傾斜を検出できるため、光源４１及び検出部４３１を、ヨーク部材５の内部、又は、偏向部材６とは反対側のヨーク部材５の外部に設けることができる。従って、傾斜検出装置４，４Ｇ及び傾斜検出装置４，４Ｇを搭載した光源装置１等の装置を小型化することができる。例えば、ＬｉＤＡＲ用測距装置は、本開示の傾斜検出装置４，４Ｇを適用することにより、傾斜検出機能を有しながら小型に構成することができる。
　また、傾斜検出装置４，４Ｇは、再帰反射部材を用いることにより、偏向部材６の傾斜を、大きな傾斜角度の範囲に亘って検出できる。さらに、傾斜検出装置４，４Ｇを用いた傾斜検出方法は、スキャナ装置２においてヨーク部材５の占有により減少する各部材の配置の自由度を向上させることができる。傾斜検出装置４，４Ｇは、構成部材の配置空間が少ない装置であっても搭載できる。偏向部材６の傾斜角度に対応する検出光の変位する範囲が広いと、検出部４３１の受光部４３２を大型化する必要があるが、本実施形態の傾斜検出装置４，４Ｇは構成部材の配置空間が少ない装置に搭載可能であるため、傾斜検出装置４，４Ｇが搭載される装置を小型に構成することができる。
　以上で本開示の実施形態の説明を終えるが、本開示の態様はこの実施形態に限定されるものではない。
　例えば、検出部４３１は、偏向部材６の回動方向が一方向である場合は、２分割光検出素子であってもよい。この場合、反射部６３２は、円弧状に設けることができる。本開示では検出部４３１が、４分割光検出素子である例について説明したが、検出部４３１は、光位置検出素子（ＰＳＤ，Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、又は、２次元のイメージセンサであってもよい。
　また、傾斜検出装置４，４Ｇの構成において、光源４１と検出部４３１は入れ替えて配置してもよい。傾斜検出装置４Ｇにおいて光源４１と検出部４３１とを入れ替える場合、偏光ビームスプリッタ４４Ｇは、前述した第一偏光の光を透過し、第一偏光の光と直交する偏光方向の第二偏光の光を反射する機能を有する。
　また、検出部４３１は、ヨーク部材５の外側に設けてもよい。例えば、基部材５５は、厚み方向に貫通する円形の開口部を有する。この開口部は、一対の第一端部５３２ａの間、且つ、一対の第二端部５４２ａの間に設けられるギャップＧ（磁気ギャップ）を通る軸線Ｐ上に配置される。検出部４３１は、ボールレンズミラー６３により反射され、ヨーク部材５の当該開口部を介して照射されたレーザ光Ｌ２を、検出してもよい。これにより、ヨーク部材５の磁気回路（第一磁路Ｃ１及び第二磁路Ｃ２）の全長を短くすることができ、磁気回路を効率化することができる。
　また、傾斜検出装置４，４Ｇは、光源４１、レンズ４２、ビームスプリッタ４４及び検出部４３１を、ヨーク部材５の外側に設けてもよい。レーザ光Ｌ２は、基部材５５の厚み方向に設けた上記開口部を介して導光される。
　また、本開示の測距光光学系１２は、測距用の光以外の用途に用いられる光を導光するために用いてもよい。また傾斜検出装置４，４Ｇは、偏向部材６に限らず、回動中心点Ｑ周りに回動する機能を有する他の光学部材の傾斜の検出に適用してもよい。傾斜検出装置４，４Ｇが傾斜を検出する光学部材は、光の反射又は透過等の他の機能面を有してもよい。さらに、傾斜検出装置４，４Ｇは、偏向部材６の代わりに光学部材以外のその他の部材の傾斜を検出する装置として利用できる。
　以上、本開示の構成を例示すると以下のとおりである。
［１］
　回動中心点周りに回動制御される光学部材と、
　前記光学部材における機能面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記光学部材に対して固定された再帰反射部材と、
　前記再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、
　前記再帰反射部材により反射された前記検出光を検出する検出部と、
　前記検出部により検出された前記検出光の傾斜検出信号から、前記光学部材の傾斜を検出する制御部と、
　を備える傾斜検出装置。
［２］
　前記再帰反射部材はボールレンズミラーである［１］に記載の傾斜検出装置。
［３］
　前記ボールレンズミラーの屈折率は１．８から２．１の範囲である［２］に記載の傾斜検出装置。
［４］
　前記ボールレンズミラーは、前記回動中心点側における球冠状の領域に反射膜を有する［２］に記載の傾斜検出装置。
［５］
　前記ボールレンズミラーは、前記反射膜を、前記光学部材の最大振れ角度の２倍以上の範囲に有する［４］に記載の傾斜検出装置。
［６］
　前記検出部は、４分割光検出素子である［１］に記載の傾斜検出装置。
［７］
　前記検出部は、光位置検出素子である［１］に記載の傾斜検出装置。
［８］
　前記検出部は、２次元のイメージセンサである［１］に記載の傾斜検出装置。
［９］
　前記光学部材は、前記ボールレンズミラーを固定し且つヨーク部材により磁気制御される永久磁石を更に備える［２］に記載の傾斜検出装置。
［１０］
　前記永久磁石は、前記ボールレンズミラーを収容する収容部を有する［９］に記載の傾斜検出装置。
［１１］
　前記収容部は、前記ボールレンズミラーを内縁により支持する窪み部である［１０］に記載の傾斜検出装置。
［１２］
　前記収容部は、前記ボールレンズミラーを、内縁及び底部により支持する窪み部である［１０］に記載の傾斜検出装置。
［１３］
　前記収容部は、前記ボールレンズミラーを、内壁及び前記光学部材の前記機能面とは反対側の面により支持する貫通孔である［１０］に記載の傾斜検出装置。
［１４］
　前記光源は、前記光学部材が最大振れ角度である場合の前記ボールレンズミラーを含む領域に前記検出光を照射する［２］に記載の傾斜検出装置。
［１５］
　前記再帰反射部材は反射シート又は反射板である請求項１に記載の傾斜検出装置。
［１６］
　回動中心点周りに回動制御される偏向部材と、
　前記反射部材における反射面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記反射部材に対して固定されたボールレンズミラーと、
　前記ボールレンズミラーに対して検出光を照射する光源と、
　前記ボールレンズミラーにより反射された前記検出光を検出する検出部と、
　前記検出部により検出された前記検出光の傾斜検出信号から、前記反射部材の傾斜を検出する制御部と、
　を備える傾斜検出装置。
［１７］
　ヨーク部材により磁気制御される永久磁石を有し、回動中心点周りに回動制御される光学部材と、
　前記光学部材における機能面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記永久磁石に固定された再帰反射部材と、
　前記再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、
　前記再帰反射部材により反射された前記検出光を検出する検出部と、
　制御部と、
　を備える傾斜検出装置の傾斜検出方法であって、
　前記検出部により検出された前記検出光の傾斜検出信号から、前記光学部材の傾斜を検出する、
　傾斜検出方法。
１　　　　　光源装置
２　　　　　スキャナ装置
３　　　　　偏向制御装置
４，４Ｇ　　傾斜検出装置
５　　　　　ヨーク部材
６　　　　　偏向部材
１１　　　　制御部
１２　　　　測距光光学系
１３　　　　光学系駆動回路
１４　　　　スキャナ装置駆動回路
１５　　　　角度センサ回路
４１　　　　光源
４２　　　　レンズ
４３　　　　検出回路基板
４４，４４Ｇ　ビームスプリッタ
４５　　　　１／４波長板
５１　　　　第一ヨーク
５２　　　　第二ヨーク
５３　　　　第一腕部材
５４　　　　第二腕部材
５５　　　　基部材
５５ａ　　　側縁
６１　　　　反射板
６２，６２Ａ～６２Ｅ　永久磁石
６３　　　　ボールレンズミラー
６４　　　　シートミラー
４３１　　　検出部
４３２，４３２ａ～４３２ｄ　受光部
５３１，５４１　胴部
５３２，５４２　突出部
５３２ａ　　第一端部
５３３，５４３　ヨークコイル
５４２ａ　　第二端部
５５１　　　切欠部
５５１ａ　　内面
５５３　　　開口部
６１１　　　反射面
６１２　　　面
６２１，６２１Ａ～６２１Ｅ　収容部
６２１ａ，６２１Ｃａ　底部
６２１ｂ，６２１Ａｂ　内壁
６２１Ｃｂ，６２１Ｄａ　傾斜部
６２１ｃ　　内縁
６３１　　　ボールレンズ
６３２　　　反射部
６３２ａ　　集光点
Ａ，Ｂ　　　光軸
Ｃ１　　　　第一磁路
Ｃ２　　　　第二磁路
Ｄ１　　　　第一方向
Ｄ２　　　　第二方向
Ｇ　　　　　ギャップ
Ｌ１，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ２　レーザ光
Ｌ２１，Ｌ２２　光成分
Ｌ３　　　　反射光
Ｏ　　　　　中心点
Ｐ　　　　　軸線
Ｑ　　　　　回動中心点
Ｒ　　　　　中心点
ｄ　　　　　変位量
θＭＡＸ　　最大傾斜角度
φ　　　　　成膜角度

Claims (17)

  1. 　回動中心点周りに回動制御される光学部材と、
    　前記光学部材における機能面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記光学部材に対して固定された再帰反射部材と、
    　前記再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、
    　前記再帰反射部材により反射された前記検出光を検出する検出部と、
    　前記検出部により検出された光軸位置信号から、前記光学部材の傾斜を検出する制御部と、
    　を備える傾斜検出装置。
  2. 　前記再帰反射部材はボールレンズミラーである請求項１に記載の傾斜検出装置。
  3. 　前記ボールレンズミラーの屈折率は１．８から２．１の範囲である請求項２に記載の傾斜検出装置。
  4. 　前記ボールレンズミラーは、前記回動中心点側における球冠状の領域に反射膜を有する請求項２に記載の傾斜検出装置。
  5. 　前記ボールレンズミラーは、前記反射膜を、前記光学部材の最大振れ角度の２倍以上の範囲に有する請求項４に記載の傾斜検出装置。
  6. 　前記検出部は、４分割光検出素子である請求項１に記載の傾斜検出装置。
  7. 　前記検出部は、光位置検出素子である請求項１に記載の傾斜検出装置。
  8. 　前記検出部は、２次元のイメージセンサである請求項１に記載の傾斜検出装置。
  9. 　前記光学部材は、前記ボールレンズミラーを固定し且つヨーク部材により磁気制御される永久磁石を更に備える請求項２に記載の傾斜検出装置。
  10. 　前記永久磁石は、前記ボールレンズミラーを収容する収容部を有する請求項９に記載の傾斜検出装置。
  11. 　前記収容部は、前記ボールレンズミラーを内縁により支持する窪み部である請求項１０に記載の傾斜検出装置。
  12. 　前記収容部は、前記ボールレンズミラーを、内縁及び底部により支持する窪み部である請求項１０に記載の傾斜検出装置。
  13. 　前記収容部は、前記ボールレンズミラーを、内壁及び前記光学部材の前記機能面とは反対側の面により支持する貫通孔である請求項１０に記載の傾斜検出装置。
  14. 　前記光源は、前記光学部材が最大振れ角度である場合の前記ボールレンズミラーを含む領域に前記検出光を照射する請求項２に記載の傾斜検出装置。
  15. 　前記再帰反射部材は反射シート又は反射板である請求項１に記載の傾斜検出装置。
  16. 　回動中心点周りに回動制御される偏向部材と、
    　前記偏向部材における反射面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記偏向部材に対して固定されたボールレンズミラーと、
    　前記ボールレンズミラーに対して検出光を照射する光源と、
    　前記ボールレンズミラーにより反射された前記検出光を検出する４分割光検出素子と、
    　前記４分割光検出素子により検出された前記検出光の光軸位置信号から、前記偏向部材の傾斜を検出する制御部と、
    　を備える傾斜検出装置。
  17. 　ヨーク部材により磁気制御される永久磁石を有し、回動中心点周りに回動制御される光学部材と、
    　前記光学部材における機能面とは反対側において前記回動中心点から離れた位置に配置され、前記永久磁石に固定された再帰反射部材と、
    　前記再帰反射部材に対して検出光を照射する光源と、
    　前記再帰反射部材により反射された前記検出光を検出する検出部と、
    　制御部と、
    　を備える傾斜検出装置の傾斜検出方法であって、
    　前記検出部により検出された前記検出光の光軸位置信号から、前記光学部材の傾斜を検出する、
    　傾斜検出方法。
     
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