JP2020003629A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置スペースを抑えて広い走査対象領域を走査することができる光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置１が、第１光源１０１と、第２光源１０２と、両面のうちの一方に第１光源１０１からの照射光を反射する第１反射面１１１が形成され、他方に第２光源１０２からの照射光を反射する第２反射面１１２が形成された反射板１１０と、反射板１１０の面方向に延在する第１回動軸１２１を中心に反射板１１０を回動可能に支持する第１支持部１２０と、第１回動軸１２１を中心に反射板１１０を回動させる駆動部１３０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、光源からの照射光で走査対象領域を走査する光走査装置に関する。

従来、光源からの照射光で走査対象領域を走査し、その走査対象領域からの戻り光が光ディテクタで検出されるまでの時間に基づいて、走査対象領域に存在する物体までの距離等を測定する光走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の光走査装置では、光源からの照射光が反射板で反射されて走査対象領域へと照射される。反射板の回動によって照射光の反射方向が変わり、これにより走査が行われる。走査対象領域からの戻り光は、反射板で反射されて光ディテクタへと向かう。

特開２０００−２７５３４０号公報

ここで、上記の光走査装置によってなるべく広い走査対象領域を走査したいとの要望がある。このような要望に応えるために、光走査装置を複数台並べて配置することが考えられる。このとき、上記の光走査装置では、反射板の回動が、磁気回路を用いて行われている。このため、光走査装置を複数台並べて配置するに当たっては、磁気回路どうしの磁気的な干渉を回避するために、ある程度の間隔を開けて光走査装置を配置する必要がある。その結果、このように複数台の光走査装置を用いて広い走査対象領域を走査する構成では、設置に相当な広さの設置スペースが必要となる。

したがって、本発明の課題は、設置スペースを抑えて広い走査対象領域を走査することができる光走査装置を提供すること等が一例として挙げられる。

前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の光走査装置は、第１光源と、第２光源と、両面のうちの一方に前記第１光源からの照射光を反射する第１反射面が形成され、他方に前記第２光源からの照射光を反射する第２反射面が形成された反射板と、前記反射板の面方向に延在する第１回動軸を中心に前記反射板を回動可能に支持する第１支持部と、前記第１回動軸を中心に前記反射板を回動させる駆動部と、を備えることを特徴とする。

本発明の第１実施例に係る光走査装置を示す模式図である。 図１に示されている光走査装置によって第１走査対象領域及び第２走査対象領域の走査が行われる様子を示す模式図である。 図１及び図２に模式的に示されている反射板及び駆動部を詳細に示す図である。 図３に示されている反射板及び駆動部を、図中の矢印Ｖ１１方向から見た側面図である。 第２実施例における反射板の支持構造及び駆動部を示した斜視図である。 図５に示されている反射板の支持構造及び駆動部を、図中の矢印Ｖ２１方向から見た平面図、及び、その支持構造及び駆動部の側面図である。 図５に示されている反射板の支持構造及び駆動部を、図中の矢印Ｖ２２方向から見た正面図である。 第３実施例における反射板の支持構造及び駆動部を示した斜視図である。 図８に示されている反射板の支持構造及び駆動部を、図中の矢印Ｖ３１方向から見た平面図、及び、その支持構造及び駆動部の側面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る光走査装置は、第１光源と、第２光源と、反射板と、第１支持部と、駆動部と、を備える。反射板は、両面のうちの一方に第１光源からの照射光を反射する第１反射面が形成され、他方に第２光源からの照射光を反射する第２反射面が形成されている。第１支持部は、反射板の面方向に延在する第１回動軸を中心に反射板を回動可能に支持する。そして、駆動部は、第１回動軸を中心に反射板を回動させる。

本実施形態の光走査装置によれば、両面反射タイプの反射板における各反射面で反射された各光源からの照射光が、反射板が回動したときに各反射面での反射範囲に応じた走査対象領域を走査することとなる。これにより、２つの走査対象領域を足し合わせた広い走査対象領域を走査することができる。そして、このような広い走査対象領域が、両面反射タイプの１枚の反射板を用いた１台の光走査装置で実現されていることから、設置スペースを抑えることができる。

ここで、本実施形態の光走査装置では、駆動部は、反射板の第１回動軸とずれた位置に取付けられる第１磁気素子、及び、この第１磁気素子に対して磁気を加えて、第１回動軸を中心に反射板を回動させる第１磁気アクチュエータ、を有している。これにより、第１磁気アクチュエータで第１磁気素子を磁気駆動するという簡単な構造で反射板を確実に回動させることができるので好適である。

また、本実施形態の光走査装置では、第１回動軸が、反射板を、第１回動軸に対する直交方向について長さが異なる２つの領域に二分し、第１磁気素子が、長さが短い方の領域に取り付けられている。

これにより、２つの領域のうちの長い方の領域について、第１磁気素子の駆動量に対して、第１回動軸を中心とした大きな回動量を得ることができる。照射光や戻り光は、第１磁気素子を避けて、この長い方の領域で反射されることとなるので、第１磁気素子の駆動量に対して大きな走査量を得ることができるので、一層広い走査対象領域を走査することができる。

また、本実施形態の光走査装置は、反射板との間に間隙を開けるとともに、第１光源からの照射光及び第２光源からの照射光それぞれが反射された反射光の出射側を除いて反射板を囲むように面内方向に延在するフレームを更に備えている。そして、第１支持部は、反射板とフレームとの間の間隙に設けられている。

これにより、反射板を所定の取付け箇所に、上記のフレームを利用することで容易に取り付けることができる。そして、そのフレームが、上記の反射光の出射側を除いて反射板を囲むように面内方向に延在することから、その反射光や、走査対象領域からの戻り光を、フレームが遮ることで走査可能な領域を狭めてしまうといった事態を回避することができる。

また、本実施形態の光走査装置は、第１回動軸とは異なる方向に延在する第２回動軸を中心に反射板を回動可能に支持する第２支持部を備えている。そして、駆動部は、第２磁気素子及び第２磁気アクチュエータを有している。第２磁気素子は、反射板において、第１回動軸に対して第１磁気素子と同じ側にずれた位置に、当該第１磁気素子との間に第２回動軸を挟んで取り付けられる。また、第２磁気アクチュエータは、第２磁気素子に磁気を加え、第１磁気アクチュエータと協働して第１回動軸及び第２回動軸それぞれを中心に反射板を回動させる。

これにより、反射板を、第１回動軸と第２回動軸との二軸で回動させることができる。つまり、走査対象領域を二次元的に走査可能な光走査装置を構築することができる。

また、本実施形態の光走査装置は、以下の構成を有するものであってもよい。即ち、第１支持部が、その延在方向について伸縮可能な伸縮構造を有することで、第１回動軸とは異なる方向に延在する第２回動軸を中心とした回動についても可能に反射板を支持するものであってもよい。この場合にも、駆動部は、第２磁気素子及び第２磁気アクチュエータを有している。第２磁気素子は、反射板において、第１回動軸に対して第１磁気素子と同じ側にずれた位置に、当該第１磁気素子との間に第２回動軸を挟んで取り付けられる。第２磁気アクチュエータは、第２磁気素子に磁気を加え、第１磁気アクチュエータと協働して第１回動軸及び第２回動軸それぞれを中心に反射板を回動させる。

このような構成によっても、反射板を、第１回動軸と第２回動軸との二軸で回動させることができる。つまり、走査対象領域を二次元的に走査可能な光走査装置を構築することができる。

また、反射板を二軸で回動させる本実施形態の光走査装置では、第１回動軸が、反射板を、第１回動軸に対する直交方向について長さが異なる２つの領域に二分し、第２回動軸が、反射板を、第２回動軸に対する直交方向について二等分する。そして、第１磁気素子及び第２磁気素子は、長さが短い方の領域が第２回動軸で二等分された２つの領域部分に、それぞれ取り付けられている。

これにより、第１回動軸を中心とした反射板の回動によって一層広い走査対象領域を走査することができ、反射板を二等分する第２回動軸を中心とした反射板の回動によってバランスよく走査することができる。

また、本実施形態の光走査装置は、第１受光素子、第２受光素子、第１光学素子、及び第２光学素子を備えている。第１受光素子は、光を検出する素子であり、第２受光素子は、その光とは異なる光路の光を検出する素子である。第１光学素子は、第１光源からの照射光で第１走査対象領域が走査された結果、当該第１走査対象領域から戻って第１反射面で反射された戻り光を第１受光素子に導光する素子である。また、第２光学素子は、第２光源からの照射光で第２走査対象領域が走査された結果、当該第２走査対象領域から戻って第２反射面で反射された戻り光を第２受光素子に導光する素子である。

これにより、第１走査対象領域及び第２走査対象領域それぞれについての走査結果を、第１受光素子及び第２受光素子での検出結果という数値データとして取得し、様々な処理装置での利用に供することができる。

以下、本発明の実施例について図を参照して具体的に説明する。まず、第１実施例について説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る光走査装置を示す模式図である。

図１に示されている光走査装置１は、第１光源１０１、第２光源１０２、第１受光素子１０３、第２受光素子１０４、第１光学素子１０５、第２光学素子１０６、反射板１１０、第１支持部１２０、及び駆動部１３０、を備える。

この光走査装置１は、第１光源１０１からの照射光Ｌ１１で第１走査対象領域ＡＬ１１を走査し、第２光源１０２からの照射光Ｌ１２で第２走査対象領域ＡＬ１２を走査する装置である。

この光走査装置１では、第１光源１０１からの照射光Ｌ１１は、ビームスプリッタとしての第１光学素子１０５を通過し、反射板１１０の両面のうちの一方に形成された第１反射面１１１で反射されて第１走査対象領域ＡＬ１１に照射される。第１走査対象領域ＡＬ１１から戻って第１反射面１１１で反射された戻り光Ｌ１３は、第１光学素子１０５で更に反射されて第１受光素子１０３へと導光されて検出される。

第２光源１０２からの照射光Ｌ１２は、第１光学素子１０５と同様のビームスプリッタとしての第２光学素子１０６を通過し、反射板１１０の両面のうちの他方に形成された第２反射面１１２で反射されて第２走査対象領域ＡＬ１２に照射される。第２走査対象領域ＡＬ１２から戻って第２反射面１１２で反射された戻り光Ｌ１４は、第２光学素子１０６で更に反射されて第２受光素子１０４へと導光されて検出される。

反射板１１０は、この反射板１１０の面方向に延在する第１回動軸１２１を中心に、図中に矢印で示されている回動方向Ｄ１１に回動可能となるように、第１支持部１２０によって支持されている。そして、駆動部１３０が、この反射板１１０を、第１回動軸１２１を中心に回動させるように構成されている。駆動部１３０が、反射板１１０を回動方向Ｄ１１に回動させることで、第１光源１０１及び第２光源１０２それぞれからの照射光Ｌ１１，Ｌ１２の反射方向が変えられて第１走査対象領域ＡＬ１１及び第２走査対象領域ＡＬ１２の走査が行われる。

図２は、図１に示されている光走査装置によって第１走査対象領域及び第２走査対象領域の走査が行われる様子を示す模式図である。

駆動部１３０は、反射板１１０を、第１支持部１２０で定められる第１回動軸１２１を中心とした回動方向Ｄ１１に、図中左側の第１限界位置Ｐ１１と右側の第２限界位置Ｐ１２の間で回動させる。その結果、第１光源１０１からの照射光Ｌ１１は、第１限界位置Ｐ１１の反射板１１０で反射されたときの反射方向と、第２限界位置Ｐ１２の反射板１１０で反射されたときの反射方向と、の間を第１走査対象領域ＡＬ１１として走査する。また、第２光源１０２からの照射光Ｌ１２も、第１限界位置Ｐ１１の反射板１１０で反射されたときの反射方向と、第２限界位置Ｐ１２の反射板１１０で反射されたときの反射方向と、の間を第２走査対象領域ＡＬ１２として走査する。このように、光走査装置１では、図２に示されているように、第１走査対象領域ＡＬ１１と第２走査対象領域ＡＬ１２とを合わせた広い領域について走査可能となっている。なお、第１光源１０１及び第２光源１０２光源として、ラインビームを照射可能な光源を使用し、第１受光素子１０３及び第２受光素子１０４として、光センサを複数並べるように形成されたライン受光素子を使用することとしてもよい。この場合、第１走査対象領域ＡＬ１１及び第２走査対象領域ＡＬ１２のそれぞれを２次元の走査対象領域とすることができる。

第１走査対象領域ＡＬ１１からの戻り光Ｌ１３が第１光学素子１０５を経て第１受光素子１０３で検出されるまでの時間に基づいて、第１走査対象領域ＡＬ１１に存在する物体までの距離等が測定される。また、第２走査対象領域ＡＬ１２からの戻り光Ｌ１４が第２受光素子１０４で検出されるまでの時間に基づいて、第２走査対象領域ＡＬ１２に存在する物体までの距離等が測定される。

次に、反射板１１０及び駆動部１３０について詳細に説明する。

図３は、図１及び図２に模式的に示されている反射板及び駆動部を詳細に示す図であり、図４は、図３に示されている反射板及び駆動部を、図中の矢印Ｖ１１方向から見た側面図である。

反射板１１０は、円板部１１０ａと矩形板部１１０ｂとを有しており、円板部１１０ａの両面に金もしくはアルミニウム等の蒸着により第１反射面１１１及び第２反射面１１２が形成されている。この反射板１１０における円板部１１０ａが、第１支持部１２０によって、フレーム１０７に対して、反射板１１０の面方向に延在する第１回動軸１２１を中心に回動可能に支持されている。反射板１１０、第１支持部１２０、及びフレーム１０７は、シリコン材で一体に形成されている。

フレーム１０７は、反射板１１０との間に間隙を開けて反射板１１０を囲むように、反射板１１０の面内方向に延在する四角枠である。ただし、フレーム１０７は、図３及び図４における上方側となる、第１光源１０１からの照射光Ｌ１１及び第２光源１０２からの照射光Ｌ１２それぞれが反射された反射光Ｌ１１１，Ｌ１２１の出射側を除いて反射板１１０を囲んでいる。なお、フレーム１０７の形状は、四角には限定されず、任意の形状とすることができる。

第１支持部１２０は、反射板１１０とフレーム１０７との間の間隙に設けられている。第１支持部１２０は、面方向について反射板１１０を両側から支持し、この反射板１１０の第１回動軸１２１を定めるように一対が設けられている。反射板１１０は、この一対の第１回動軸１２１によってフレーム１０７に連結されており、一対の第１支持部１２０は、第１回動軸１２１を中心に捩れるトーションバーとなっている。

駆動部１３０は、第１磁気素子１３１及び第１磁気アクチュエータ１３２を有している。第１磁気素子１３１は、反射板１１０における第１回動軸１２１とずれた位置、具体的には反射板１１０の矩形板部１１０ｂに取り付けられる永久磁石である。第１磁気アクチュエータ１３２は、第１磁気素子１３１に対して磁気を加えて、第１回動軸１２１を中心に反射板１１０を回動させる。

ここで、本実施例では、第１回動軸１２１が、反射板１１０を、第１回動軸１２１に対する直交方向について長さが異なる２つの領域１１０ｃ，１１０ｄに二分する。駆動部１３０における第１磁気素子１３１は、長さが短い方の領域１１０ｄに位置する矩形板部１１０ｂに取り付けられている。

第１磁気アクチュエータ１３２は、第１磁気素子１３１に磁気を加える位置に１つ設けられた電磁石であり、ヨーク１３２ａとコイル１３２ｂとを備えている。この第１磁気アクチュエータ１３２が、第１磁気素子１３１に磁気を加えて、この第１磁気素子１３１を第１回動軸１２１を中心に反射板１１０を回動させる方向に動かす。

第１磁気素子１３１は永久磁石であり、常時に磁界を発している。この第１磁気素子１３１に対し、第１磁気アクチュエータ１３２が磁界を発生したとすると、これら２つの磁界の相互間の反発と吸引とにより、第１磁気素子１３１には駆動力が生じる。この駆動力により、反射板１１０は、第１支持部１２０で定められる第１回動軸１２１を中心に回動することとなる。このときの回動量は、不図示の制御部により第１磁気アクチュエータ１３２が発生する磁界の強さを制御することで調整される。また、回動方向は、第１磁気アクチュエータ１３２が発生する磁界の向きを制御することで調整される。

図１及び図２に示されている光走査装置１では、駆動部１３０が反射板１１０を上記のように回動させながら反射板１１０が照射光Ｌ１１，Ｌ１２を反射することで、第１走査対象領域ＡＬ１１及び第２走査対象領域ＡＬ１２が走査されることとなる。

本実施例の光走査装置１によれば、反射板１１０の第１反射面１１１及び第２反射面１１２で反射された２つの照射光Ｌ１１，Ｌ１２が、反射板１１０の回動によって第１走査対象領域ＡＬ１１及び第２走査対象領域ＡＬ１２を走査することとなる。これにより、第１走査対象領域ＡＬ１１及び第２走査対象領域ＡＬ１２を足し合わせた広い走査対象領域を走査することができる。そして、このような広い走査対象領域が、両面反射タイプの１枚の反射板１１０を用いた１台の光走査装置１で実現されていることから、設置スペースを抑えることができる。

ここで、本実施例の光走査装置１では、駆動部１３０は、永久磁石である第１磁気素子１３１と、電磁石である第１磁気アクチュエータ１３２と、を有している。これにより、第１磁気アクチュエータ１３２で第１磁気素子１３１を磁気駆動するという簡単な構造で反射板１１０を確実に回動させることができるので好適である。

また、本実施例の光走査装置１では、反射板１１０において第１回動軸１２１によって二分される２つの領域１１０ｃ，１１０ｄのうち、長さが短い方の領域１１０ｄに第１磁気素子１３１が取り付けられている。

これにより、２つの領域１１０ｃ，１１０ｄのうちの長い方の領域１１０ｃについて、第１磁気素子１３１の駆動量に対して、第１回動軸１２１を中心とした大きな回動量を得ることができる。照射光Ｌ１１，Ｌ１２や戻り光Ｌ１３，Ｌ１４は、第１磁気素子１３１を避けて、この長い方の領域１１０ｃで反射されることとなる。その結果、第１磁気素子１３１の駆動量に対して大きな走査量を得ることができるので、一層広い走査対象領域を走査することができる。

また、本実施例の光走査装置１は、第１光源１０１及び第２光源１０２からの照射光Ｌ１１，Ｌ１２それぞれが反射された反射光Ｌ１１１，Ｌ１２１の出射側を除いて反射板１１０を囲むフレーム１０７を更に備えている。そして、第１支持部１２０は、反射板１１０とフレーム１０７との間の間隙に設けられている。

これにより、反射板１１０を所定の取付け箇所に、上記のフレーム１０７を利用することで容易に取り付けることができる。そして、そのフレーム１０７が、上記の反射光Ｌ１１１，Ｌ１２１の出射側を除いて反射板１１０を囲むように面内方向に延在する。このため、反射光Ｌ１１１，Ｌ１２１や戻り光Ｌ１３，Ｌ１４を、フレーム１０７が遮ることで走査可能な領域を狭めてしまうといった事態を回避することができる。

また、本実施例の光走査装置１によれば、第１走査対象領域ＡＬ１１及び第２走査対象領域ＡＬ１２それぞれについての走査結果が、第１受光素子１０３及び第２受光素子１０４での検出結果という数値データとして取得される。このため、その走査結果を、様々な処理装置での利用に供することができる。

次に第２実施例について説明する。この第２実施例は、反射板の支持構造及び駆動部が、上述した第１実施例とは異なっている。一方で、光走査装置における他の構成は、図１及び図２に示されている第１実施例の光走査装置１と同じである。以下では、第２実施例について、第１実施例との相違点である反射板の支持構造及び駆動部に注目して説明を行ない、同一点である光走査装置の構成については説明を割愛する。

図５は、第２実施例における反射板の支持構造及び駆動部を示した斜視図である。また、図６は、図５に示されている反射板の支持構造及び駆動部を、図中の矢印Ｖ２１方向から見た平面図、及び、その支持構造及び駆動部の側面図である。また、図７は、図５に示されている反射板の支持構造及び駆動部を、図中の矢印Ｖ２２方向から見た正面図である。

まず、本実施例では、反射板２１０が、上述した第１実施例と同様に、両面のうちの一方に第１反射面２１１が形成され他方に第２反射面２１２が形成された両面反射タイプの反射板となっている。そして、この反射板２１０が、第１実施例と同様の第１支持部２２０と、第２支持部２４０と、で支持されている。第２支持部２４０は、一対の第１支持部２２０で定められる第１回動軸２２１と直交する方向に延在する第２回動軸２４１を中心に反射板２１０を回動可能に支持するように一対が設けられている。本実施例では、反射板２１０が、一対の第１支持部２２０及び一対の第２支持部２４０によって二軸で支持されている。

ここで、第１支持部２２０は、反射板２１０との間に間隙を開けて、この反射板２１０を全周に亘って囲むように、反射板２１０の面方向に延在する四角枠である内フレーム２０７に対して反射板２１０を回動可能に支持している。なお、内フレーム２０７の形状は、四角には限定されず、任意の形状とすることができる。第１支持部２２０は、反射板２１０と内フレーム２０７との間隙に設けられている。

他方、第２支持部２４０は、上記の内フレーム２０７との間に間隙を開けて、内フレーム２０７を全周に亘って囲むように、反射板２１０の面方向に延在する四角枠である外フレーム２０８に対して内フレーム２０７を回動可能に支持している。なお、内フレーム２０８の形状についても、四角には限定されず、任意の形状とすることができる。第２支持部２４０は、外フレーム２０８に対して内フレーム２０７を回動可能に支持することで、反射板２１０を間接的に支持している。

本実施例では、反射板２１０、内フレーム２０７、外フレーム２０８、一対の第１支持部２２０、一対の第２支持部２４０、がシリコン材で一体に形成されている。そして、一対の第１支持部２２０が、第１回動軸２２１を中心に捩れるトーションバーとなっており、一対の第２支持部２４０が、第２回動軸２４１を中心に捩れるトーションバーとなっている。

駆動部２３０は、第１磁気素子２３１及び第１磁気アクチュエータ２３２のセットと、第２磁気素子２３３及び第２磁気アクチュエータ２３４のセットと、を有している。第１磁気素子２３１及び第２磁気素子２３３は、いずれも永久磁石であって、反射板２１０において、第１回動軸２２１に対して互いに同じ側にずれた位置に、相互間に第２回動軸２４１を挟んで取り付けられる。

反射板２１０は、第１実施例と同様に円板部２１０ａと矩形板部２１０ｂとを有している。ただし、本実施例の反射板２１０における矩形板部２１０ｂは、第１実施例の反射板１１０における矩形板部１１０ｂよりも長めに形成されている。本実施例では、この長めに形成された矩形板部２１０ｂに、第１磁気素子２３１及び第２磁気素子２３３が、相互間に第２回動軸２４１を挟むように配列されている。

また、本実施例では、第１回動軸２２１が、反射板２１０を、第１回動軸２２１に対する直交方向について長さが異なる２つの領域２１０ｃ，２１０ｄに二分する。他方、第２回動軸２４１は、反射板２１０を、第２回動軸２４１に対する直交方向について互いに同等な２つの領域２１０ｅに二等分する。第１磁気素子２３１及び第２磁気素子２３３は、長さが短い方の領域２１０ｄ、具体的には矩形板部２１０ｂが第２回動軸２４１で二等分された２つの領域部分に、それぞれ取り付けられている。

第１磁気アクチュエータ２３２は、第１磁気素子２３１に対して磁気を加えて、第１回動軸２２１を中心に反射板２１０を回動させる電磁石であり、ヨーク２３２ａとコイル２３２ｂとを備えている。また、第２磁気アクチュエータ２３４は、第２磁気素子２３３に対して磁気を加えて、第１回動軸２２１を中心に反射板２１０を回動させる電磁石であって、ヨーク２３４ａとコイル２３４ｂとを備えている。

このとき、第１磁気アクチュエータ２３２及び第２磁気アクチュエータ２３４の相互間で、発生させる磁界の強さや向きを制御することで、第２回動軸２４１を中心に反射板２１０を回動させるように構成されている。即ち、第１磁気アクチュエータ２３２及び第２磁気アクチュエータ２３４は、互いに協働して第１回動軸２２１及び第２回動軸２４１それぞれを中心に反射板２１０を回動させるものとなっている。

以上に説明した第２実施例によっても、上述した第１実施例と同様に、設置スペースを抑えて広い走査対象領域を走査することができることは言うまでもない。

また、本実施例によれば、反射板２１０を、第１回動軸２２１と第２回動軸２４１との二軸で回動させ、走査対象領域を二次元的に走査することができる。

また、本実施例によれば、長さが短い方の領域２１０ｄに取り付けられた第１磁気素子２３１及び第２磁気素子２３３を駆動することで、第１回動軸２２１を中心とした反射板２１０の回動によって一層広い走査対象領域を走査することができる。そして、第１磁気素子２３１及び第２磁気素子２３３が、第２回動軸２４１で二等分された領域２１０ｅに取り付けられていることで、第２回動軸２４１を中心とした反射板２１０の回動によってバランスよく走査することができる。

次に第３実施例について説明する。この第３実施例も、反射板の支持構造及び駆動部が、上述した第１実施例とは異なっている。一方で、光走査装置における他の構成は、図１及び図２に示されている第１実施例の光走査装置１と同じである。以下では、第３実施例についても、上述の第２実施例と同様、第１実施例との相違点である反射板の支持構造及び駆動部に注目して説明を行ない、同一点である光走査装置の構成については説明を割愛する。

図８は、第３実施例における反射板の支持構造及び駆動部を示した斜視図である。また、図９は、図８に示されている反射板の支持構造及び駆動部を、図中の矢印Ｖ３１方向から見た平面図、及び、その支持構造及び駆動部の側面図である。

本実施例でも、反射板３１０は、上述した第１実施例と同様に、両面のうちの一方に第１反射面３１１が形成され他方に第２反射面３１２が形成された両面反射タイプの反射板となっている。そして、この反射板３１０が、第１実施例と同様に、第１反射面３１１及び第２反射面３１２での反射光の出射側を除いて反射板３１０を囲むフレーム３０７に対して一対の第１支持部３２０によって支持されている。

ここで、本実施例では、第１支持部３２０が、その延在方向について伸縮可能な伸縮構造３２２を有している。この伸縮構造３２２は、第１支持部３２０の一部が延在方向と交差する方向に屈曲を繰り返して形成されたバネ構造である。

第１支持部３２０は、第１実施例における第１支持部１２０と同様に、第１回動軸３２１を定めるように、反射板３１０を面方向に挟んで一対が設けられて、反射板３１０を、第１回動軸３２１を中心に回動可能に支持している。このとき、各第１支持部３２０が上記の伸縮構造３２２を有することで、反射板３１０は、第１回動軸３２１と直交する第２回動軸３４１を中心とした回動についても可能となっている。

一対の第１支持部３２０が定める第１回動軸３２１は、反射板３１０を、第１回動軸３２１に対する直交方向について長さが異なる２つの領域３１０ｃ，３１０ｄに二分する。

また、一対の第１支持部３２０における伸縮構造３２２が互いに同等であるために、反射板３１０は、一対の第１支持部３２０それぞれの側において互いに同程度に回動可能となっている。このため、伸縮構造３２２によって可能となる回動の回動軸たる第２回動軸３４１は、反射板３１０を、互いに同等な領域３１０ｅに二等分するように生じる。

このように、本実施例では、各々が伸縮構造３２２を有する一対の第１支持部３２０によって、反射板３１０が、第１回動軸３２１及び第２回動軸３４１それぞれを中心に二軸で回動可能に支持されている。

そして、反射板３１０を二軸で回動させるために、上述した第２実施形態と同様の駆動部３３０が設けられている。

即ち、駆動部３３０は、第２実施例と同様に、第１磁気素子３３１及び第１磁気アクチュエータ３３２のセットと、第２磁気素子３３３及び第２磁気アクチュエータ３３４のセットと、を有している。いずれも永久磁石である第１磁気素子３３１及び第２磁気素子３３３が、円板部３１０ａと矩形板部３１０ｂとを有する反射板３１０における矩形板部３１０ｂに、相互間に第２回動軸３４１を挟んで取り付けられる。

第１磁気アクチュエータ３３２は、第１磁気素子３３１に対して磁気を加えて、第１回動軸３２１を中心に反射板２１０を回動させる電磁石であり、ヨーク３３２ａとコイル３３２ｂとを備えている。また、第２磁気アクチュエータ３３４は、第２磁気素子３３３に対して磁気を加えて、第１回動軸３２１を中心に反射板２１０を回動させる電磁石であって、ヨーク３３４ａとコイル３３４ｂとを備えている。そして、これらの第１磁気アクチュエータ３３２及び第２磁気アクチュエータ３３４が、互いに協働して第１回動軸３２１及び第２回動軸３４１それぞれを中心に反射板３１０を回動させるものとなっている。

以上に説明した第３実施例によっても、上述した第１実施例と同様に、設置スペースを抑えて広い走査対象領域を走査することができることは言うまでもない。

また、本実施例によれば、反射板３１０を支持する第１支持部３２０に伸縮構造３２２を持たせることで、反射板３１０を第１回動軸３２１と第２回動軸３４１との二軸で回動させることができる。つまり、本実施例によっても、上述した第２実施例と同様に走査対象領域を二次元的に走査することができる。

尚、本発明は、以上に説明した実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、上述した第１〜第３実施例では、本発明にいう第１磁気素子の一例として永久磁石の第１磁気素子１３１，２３１，３３１が例示されている。同様に、本発明にいう第２磁気素子の一例として、永久磁石の第２磁気素子２３２，３３２が例示されている。しかしながら、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子は、これらに限るものではなく、例えば電流が流されて磁界を受けると駆動力が生じるコイル等であってもよい。この場合、このコイルを動かす磁気アクチュエータは永久磁石であってもよい。

また、上述した第１〜第３実施例では、本発明にいう反射板の一例として円板部１１０ａ，２１０ａ，３１０ａと矩形板部１１０ｂ，２１０ｂ，３１０ｂとを備えた反射板１１０，３１０が例示されている。しかしながら、本発明にいう反射板はこれらに限るものではない。本発明にいう反射板は、両面に反射領域が形成されたものであれば、単純な円板状であっても矩形板状であってもよく、その具体的形状を問うものではない。

また、上述した第１〜第３実施例では、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子の各一例として、反射板１１０，２１０，３１０の一方の面に取り付けられた第１磁気素子１３１，２３１，３３１や第２磁気素子２３３，３３３が例示されている。しかしながら、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子はこれらに限るものではない。本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子は、例えば反射板の両方の面に取り付けてもよい。又は、反射板の磁石取付位置に開口を設け、そこに第１磁気素子や第２磁気素子をはめ込んでもよい。この場合、反射板の両方の面に第１磁気素子や第２磁気素子が現れることになる。第１磁気素子や第２磁気素子を両面に取り付けた場合、又は開口にはめ込んだ場合は、反射板が縦になるように取り付けても、反射板の回動軸に対してバランスがとれた状態にできる。このため、例えば非駆動時において反射板が回動して一方に傾いてしまうことがない。

また、上述した第１〜第３実施例では、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子の各一例として、長手方向を有する長方形の形状の第１磁気素子１３１，２３１，３３１や第２磁気素子２３３，３３３が例示されている。しかしながら、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子はこれらに限るものではない。本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子は、反射板を回動駆動させるのに十分な力が得られるのであれば、磁気素子の形状やサイズは任意に設定してよく、例えば正方形に形成した磁気素子を用いることもできる。

また、上述した第２及び第３実施例では、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子の各一例として、互いに別体に形成され、個別に反射板２１０，３１０に取り付けられた第１磁気素子２３１，３３１や第２磁気素子２３３，３３３が例示されている。しかしながら、本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子はこれらに限るものではない。本発明にいう第１磁気素子や第２磁気素子は、例えば、長尺に形成された１個の磁石を反射板に取り付け、その一端側を第１磁気素子として使用し、他端側を第２磁気素子として使用するものであってもよい。

また、上述した第２及び第３実施例では、本発明にいう駆動部の一例として、反射板２１０，３１０の二軸回動のために、第１磁気素子２３１，３３１や第２磁気素子２３３，３３３という２つの磁気素子を横並びに配列した駆動部２３０，３３０が例示されている。また、各実施例の駆動部２３０，３３０では、これら２つの磁気素子を駆動すべく第１磁気アクチュエータ２３２，３３２や第２磁気アクチュエータ２３４，３３４が横並びに配列されている。しかしながら、本発明にいう駆動部は、二軸回動のためのものであっても、第２及び第３実施例に例示された構造に限るものではなく、磁気素子や磁気アクチュエータの数や配置は任意に設定し得る。例えば、反射板や、これを囲むフレームに、反射面を三方から囲むように３つの磁気素子を配置し、各磁気素子を駆動すべく３つの磁気アクチュエータを設けることとしてもよい。この場合、１つの磁気素子と磁気アクチュエータで１つの回動軸を中心として反射板を回動させ、他の２つの磁気素子と磁気アクチュエータでもう１つの回動軸を中心として反射板を回動させることとなる。このように、本発明にいう駆動部は、第１回動軸を中心に前記反射板を回動させるものであれば、他の回動軸を中心とした回動構造の有無を含めて、その具体的な構成を問うものではない。

１ 光走査装置
１０１ 第１光源
１０２ 第２光源
１０３ 第１受光素子
１０４ 第２受光素子
１０５ 第１光学素子
１０６ 第２光学素子
１０７，３０７ フレーム
１１０，２１０，３１０ 反射板
１１０ａ，２１０ａ，３１０ａ 円板部
１１０ｂ，２１０ｂ，３１０ｂ 矩形板部
１１０ｃ，１１０ｄ，２１０ｃ，２１０ｄ，２１０ｅ，３１０ｃ，３１０ｄ，３１０ｅ領域
１１１，２１１，３１１ 第１反射面
１１２，２１２，３１２ 第２反射面
１２０，２２０，３２０ 第１支持部
１２１，２２１，３２１ 第１回動軸
１３０，２３０，３３０ 駆動部
１３１，２３１，３３１ 第１磁気素子
１３２，２３２，３３２ 第１磁気アクチュエータ
１３２ａ，２３２ａ，２３４ａ，３３２ａ，３３４ａ ヨーク
１３２ｂ，２３２ｂ，２３４ｂ、３３２ｂ、３３４ｂ コイル
２０７ 内フレーム
２０８ 外フレーム
２３３，３３３ 第２磁気素子
２３４，３３４ 第２磁気アクチュエータ
２４０ 第２支持部
２４１，３４１ 第２回動軸
３２２ 伸縮構造
ＡＬ１１ 第１走査対象領域
ＡＬ１２ 第２走査対象領域
Ｄ１１ 回動方向
Ｌ１１，Ｌ１２ 照射光
Ｌ１１１，Ｌ１２１ 反射光
Ｌ１３，Ｌ１４ 戻り光
Ｐ１１ 第１限界位置
Ｐ１２ 第２限界位置

Claims (8)

1. 第１光源と、
   第２光源と、
   両面のうちの一方に前記第１光源からの照射光を反射する第１反射面が形成され、他方に前記第２光源からの照射光を反射する第２反射面が形成された反射板と、
   前記反射板の面方向に延在する第１回動軸を中心に前記反射板を回動可能に支持する第１支持部と、
   前記第１回動軸を中心に前記反射板を回動させる駆動部と、
   を備えることを特徴とする光走査装置。
2. 前記駆動部は、前記反射板の前記第１回動軸とずれた位置に取付けられる第１磁気素子、及び、前記第１磁気素子に対して磁気を加えて、前記第１回動軸を中心に前記反射板を回動させる第１磁気アクチュエータ、を有していることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記第１回動軸が、前記反射板を、前記第１回動軸に対する直交方向について長さが異なる２つの領域に二分し、
   前記第１磁気素子が、前記長さが短い方の領域に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記反射板との間に間隙を開けるとともに、前記第１光源からの前記照射光及び前記第２光源からの前記照射光それぞれが反射された反射光の出射側を除いて前記反射板を囲むように前記面内方向に延在するフレームを更に備え、
   前記第１支持部は、前記反射板と前記フレームとの間の間隙に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
5. 前記第１回動軸とは異なる方向に延在する第２回動軸を中心に前記反射板を回動可能に支持する第２支持部を備え、
   前記駆動部は、前記反射板において、前記第１回動軸に対して前記第１磁気素子と同じ側にずれた位置に、当該第１磁気素子との間に前記第２回動軸を挟んで取り付けられる第２磁気素子、及び、当該第２磁気素子に磁気を加え、前記第１磁気アクチュエータと協働して前記第１回動軸及び前記第２回動軸それぞれを中心に前記反射板を回動させる第２磁気アクチュエータ、を有していることを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
6. 前記第１支持部が、その延在方向について伸縮可能な伸縮構造を有することで、前記第１回動軸とは異なる方向に延在する第２回動軸を中心とした回動についても可能に前記反射板を支持するものであり、
   前記駆動部は、前記反射板において、前記第１回動軸に対して前記第１磁気素子と同じ側にずれた位置に、当該第１磁気素子との間に前記第２回動軸を挟んで取り付けられる第２磁気素子、及び、当該第２磁気素子に磁気を加え、前記第１磁気アクチュエータと協働して前記第１回動軸及び前記第２回動軸それぞれを中心に前記反射板を回動させる第２磁気アクチュエータ、を有していることを特徴とする請求項２〜４のうち何れか一項に記載の光走査装置。
7. 前記第１回動軸が、前記反射板を、前記第１回動軸に対する直交方向について長さが異なる２つの領域に二分し、
   前記第２回動軸が、前記反射板を、前記第２回動軸に対する直交方向について二等分し、
   前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記長さが短い方の領域が前記第２回動軸で二等分された２つの領域部分に、それぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光走査装置。
8. 光を検出する第１受光素子と、
   前記光とは異なる光路の光を検出する第２受光素子と、
   前記第１光源からの前記照射光で第１走査対象領域が走査された結果、当該第１走査対象領域から戻って前記第１反射面で反射された戻り光を前記第１受光素子に導光する第１光学素子と、
   前記第２光源からの前記照射光で第２走査対象領域が走査された結果、当該第２走査対象領域から戻って前記第２反射面で反射された戻り光を前記第２受光素子に導光する第２光学素子と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜７のうち何れか一項に記載の光走査装置。

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