JPH07128609A - 光束走査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ない供給電力で反射鏡の回転角の高い応答
度を実現する。 【構成】 回転角検知型光束走査装置１が、光線を反射
する永久磁石製の回転変位反射体３と、回転変位反射体
３を囲む方型固定子２とを備える。回転変位反射体３は
回転軸４０と直角方向に磁化され、磁化方向に平行な光
束走査用反射鏡４９および回転角検知用反射鏡５０が一
体である。駆動電流が方型固定子２に電界を生じ、回転
変位反射体３が回転変位する。これにより光束走査用反
射鏡４９が光束を走査し回転角検知用反射鏡５０が検知
光源５３の光を受光回折格子６１に反射する。回転変位
反射体３は、小型で慣性能率が小さくかつ電力損失を伴
わず供給電力が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力信号に応じて光線
の反射又は屈折（回折）方向を制御する目的で用いられ
る光束走査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来代表的な光束走査装置として電磁光
束走査装置がある。第一例としての電磁光束走査装置
は、固定永久磁石製の磁路内に入射光線を反射する回転
反射部を配したものである。回転反射部は、磁路の発生
する磁束に垂直な軸のを回転軸として回転し得るように
支持された可動コイルと復元偶力発生部とからなる回転
振動体に反射鏡を固定した構造を有する。そして回転反
射部は、電流駆動により所定の角度に回転する。

【０００３】第二例としての電磁光束走査装置は、第一
例としての電磁光束走査装置において、回転反射部が反
射鏡の回転軸に回転角検知器を固定した構造を有する。
そして回転反射部が電流駆動により所定の角度に回転す
る。この電磁光束走査装置は、回転角検知器の出力と反
射鏡角度の指令値との差信号を駆動電流に帰還すること
によって、精密な光束走査を実現している。さらに第三
例としての２次元電磁光束走査装置は、走査方向が互い
に直交する２つの第一例の電磁光束走査装置を用いるこ
とにより、光束を２次元的に走査することや照射点の位
置決めを実現するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに第一例および
第二例の電磁光束走査装置では、回転反射部を駆動する
のに必要な供給電力の一部が可動コイルに流れる電流に
よるオーム損失となっていた。そしてこのオーム損失が
可動コイル断面積に逆比例することから、可動コイルの
慣性能率を下げることとオーム損失を下げることとが相
反した。このため、第一例および第二例の電磁光束走査
装置は限られた供給電力で反射鏡の十分な応答度を得る
ことが困難であった。

【０００５】回転角検知器は、回転振動体の慣性能率の
増加の原因となっていた。最も良く用いられる回転角検
知器は電気容量型検知器である。この電気容量型検知器
は、重量が軽いのが特徴であるがやはり回転体の慣性能
率を増加させしかも回転角の測定精度は十分でなかっ
た。このため、第二例の電磁光束走査装置は限られた供
給電力で十分な解像度を得ることが困難であった。第三
例の２次元電磁光束走査装置では、２つの第一例の電磁
光束走査装置を用いるためコストがかかっていた。そし
てこの２次元電磁光束走査装置は、２つの第一例の電磁
光束走査装置の走査支点から画面もしくは投影レンズの
主面に至る距離が異なるため視差補正や余分の反射鏡面
積が必要となる不利益が生じていた。

【０００６】本発明の目的は、少ない供給電力で反射鏡
の回転角の高い応答度を実現する光束走査装置の提供に
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、通電により電
界を発生させる環状固定子と、前記固定子内に配され、
前記固定子と同軸の回転軸を有しこの回転軸回りに変位
して光線を反射する永久磁石製の回転変位反射体とを備
え、前記回転変位反射体は、回転軸方向に直角な方向に
磁化され、かつ前記回転軸を囲む前記回転変位反射体の
側面の一部が、前記磁化の方向に平行な反射面を成す光
束走査装置を第一の技術的手段とする。

【０００８】本発明は、通電により電界を発生させる環
状固定子と、前記固定子内に配され、光線を反射する永
久磁石製の回転変位反射体と、前記回転変位反射体を照
射する検知光源と、検知光源を出て前記回転変位反射体
の反射面で反射した光線を受ける受光部とを備え、前記
回転変位反射体は、前記固定子と同軸の回転軸を有しこ
の回転軸方向に直角な方向に磁化され、かつ前記回転軸
を囲む前記回転変位反射体の側面の一部が、前記磁化の
方向に平行な反射面を成す回転角検知型光束走査装置を
第二の技術的手段とする。

【０００９】本発明は、通電により電界を発生させる環
状固定子と、前記固定子内に配され、前記固定子と同軸
の回転軸を有しこの回転軸回りに変位して光線を反射す
る永久磁石製の回転変位反射体とを備え、前記回転変位
反射体は、回転軸を含む面の両側の表面に反射面を有
し、磁束が回転軸を含む面を横切って表面を出入りし、
かつ回転軸を含む面に垂直な軸に関して軸対称に分布す
るよう磁化されている光束走査装置を第三の技術的手段
とする。

【００１０】本発明は、通電により電界を発生させる環
状固定子と、前記固定子内に配され、前記固定子と同軸
の回転軸を有しこの回転軸回りに変位して光線を反射す
る永久磁石製の回転変位反射体と、前記回転変位反射体
を照射する検知光源と、検知光源を出て前記回転変位反
射体の反射面で反射した光線を受ける受光部とを備え、
前記回転変位反射体は、回転軸を含む面の両側の表面に
反射面を有し、磁束が回転軸を含む面を横切って表面を
出入りし、かつ回転軸を含む面に垂直な軸に関して軸対
称に分布するよう磁化されている回転角検知型光束走査
装置を第四の技術的手段とする。

【００１１】

【発明の作用および効果】本発明の第一の技術的手段に
よれば、反射面が一体になった永久磁石製の回転変位反
射体は、小型化により慣性能率を小さくでき、かつ駆動
に伴い電力損失が生じない。これにより本発明の第一の
技術的手段は、少ない供給電力で光束を走査する反射鏡
の回転角の高い応答度を実現し得る。本発明の第二の技
術的手段によれば、反射面が一体になった永久磁石製の
回転変位反射体は、小型化により慣性能率を小さくで
き、かつ駆動に伴い電力損失が生じない。これにより本
発明の第二の技術的手段は、少ない供給電力で光束を走
査する反射鏡の回転角の高い応答度を実現し、検知光源
からの光を反射する反射鏡の回転角の高い応答度を実現
し得る。

【００１２】本発明の第三の技術的手段によれば、反射
面が一体になった永久磁石製の回転変位反射体は、小型
化により慣性能率を小さくでき、かつ駆動に伴い電力損
失が生じない。これにより本発明の第二の技術的手段
は、少ない供給電力で２次元的に光束を走査する反射鏡
の回転角の高い応答度を実現し得る。本発明の第四の技
術的手段によれば、反射面が一体になった永久磁石製の
回転変位反射体は、小型化により慣性能率を小さくで
き、かつ駆動に伴い電力損失が生じない。これにより本
発明の第四の技術的手段は、少ない供給電力で２次元的
に光束を走査する反射鏡の回転角の高い応答度を実現
し、検知光源からの光を２次元的に反射する反射鏡の回
転角の高い応答度を実現し得る。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の光束走査装置を図に示す一実
施例に基づき説明する。 〔第一実施例〕図１は、本実施例の光束走査装置の光束
走査部を示す図である。図２は、本実施例の光束走査装
置の回転角検知部を示す図である。図３は、本実施例の
光束走査装置の回折格子部を示す図である。

【００１４】〔第一実施例の構成〕 本実施例の回転角検知型光束走査装置１は、入射光線を
反射させ光線の反射または屈折（回折）方向を制御する
ため、入射光線を受光するように設けられる。本実施例
の回転角検知型光束走査装置１は、通電により電界を発
生させる方型固定子２と、この方型固定子２に配され光
線を反射させる回転変位反射体３とを備える。回転変位
反射体３は回転軸４０を有し、頂部および底辺部にそれ
ぞれ回転軸４０と同軸の頂部ピボット４２および底辺部
ピボット４３が設けられている。頂部ピボット４２に
は、復元力を発生させる２枚の復元板バネ３９が設けら
れている。

【００１５】方型固定子２には、回転角信号を検知する
回転角検知部５２が付設されている。回転角検知部５２
には、方型固定子２に駆動電流を供給する駆動電流源６
８が接続されている。また方型固定子２には、回転変位
反射体３を方型固定子２に支持するための頂部ピボット
受け６９および底辺部ピボット受け７０が付設されてい
る。方型固定子２は、磁路２１と磁路２１に固定された
外枠２２とで中心軸２３に関して対称でかつ中心軸２３
に直角方向に開口した形状をなし、第一コイル（図示し
ない）および第二コイル（図示しない）が磁路２１に取
り付けられて構成される。

【００１６】外枠２２はコ字形状をなし、頂部枠部材２
４と第一側枠部材２５と第二側枠部材２６とからなる。
頂部枠部材２４の内壁中央には頂部ピボット受け６９の
取付け穴２７が開けられている。

【００１７】磁路２１は略コ字形状をなし、底辺磁路部
材２８と第一側枠部材２５に接合する第一側磁路部材２
９と第二側枠部材２６に接合する第二側磁路部材３０と
からなる。底辺磁路部材２８の内壁中央には底辺部ピボ
ット受け７０の取付け穴３１が開けられている。第一コ
イル保持部３２が第一側磁路部材２９の内壁から張り出
し、中心軸２３に関し第一コイル保持部３２と対称形状
の第二コイル保持部３３が第二側磁路部材３０の内壁か
ら張り出している。第一コイル保持部３２の内面および
第二コイル保持部３３の内面は、中心軸２３に関し軸対
称に対向する２つの部分円筒面３４を形成する。第一コ
イル保持部３２の内面には中心軸２３方向の第一コイル
溝３５が設けられ、第二コイル保持部３３の内面には中
心軸２３方向の第二コイル溝３６が設けられている。

【００１８】第一コイル（図示しない）が第一コイル溝
３５に挿入され、第二コイル（図示しない）が第二コイ
ル溝３６に挿入されている。回転変位反射体３は、Ｎｄ
ＦｅＢボンド磁石製で回転軸４０に垂直な頂部平面４４
および底辺部平面４５と、頂部平面４４および底辺部平
面４５に挟まれる側面４６とからなる形状を有する。側
面４６は、回転軸４０に関し軸対称に対向する２つの部
分円筒面４７と、回転軸４０に関し軸対称に対向する平
行な２つの平面よりなる。側面４６の部分円筒面４７
は、第一コイル保持部３２および第二コイル保持部３３
の内面と部分円筒面４７との間に磁気間隙４８を形成す
る。

【００１９】側面４６の二つの平面は、防湿を兼ねた樹
脂被覆の後、鏡面研磨し、アルミニウム皮膜を施し、ア
ルミニウム皮膜に保護皮膜を施して得られた光束走査用
反射鏡４９および回転角検知用反射鏡５０である。また
回転変位反射体３は、側面４６の平面内の回転軸４０と
直角な磁化方向５１に磁化されている。頂部ピボット４
２の先端および底辺部ピボット４３の先端はそれぞれ円
錐面に研磨されている。

【００２０】頂部ピボット受け６９が回転変位反射体３
の頂部ピボット４２の先端にはめ込まれると共に外枠２
２の頂部枠部材２４の内壁中央の取付け穴２７に取り付
けられ、底辺部ピボット受け７０が回転変位反射体３の
底辺部ピボット４３の先端にはめ込まれると共に磁路２
１の底辺磁路部材２８の内壁中央の取付け穴３１に取り
付けられる。２枚の復元板バネ３９が、それぞれ頂部ピ
ボット４２の中央部と外枠２２の第一側枠部材２５の内
壁との間および頂部ピボット４２の中央部と第二側枠部
材２６の内壁との間に渡される。

【００２１】これにより回転変位反射体３は、回転軸４
０が方型固定子２の中心軸２３と一致するように方型固
定子２に支持されると共に、回転変位反射体３の側面４
６の平面が方型固定子２の開口方向に直角となる中性位
置を中心に回転振動できるように保持される。

【００２２】回転角検知部５２は、回転変位反射体３を
照射する検知光源５３と、回転変位反射体３と検知光源
５３とを通る光軸５４上の検知光源５３と回転変位反射
体３との間に回転変位反射体３に近接して置かれたレン
ズ５５とを有する。そして回転角検知部５２は、光軸５
４上の検知光源５３とレンズ５５との間のレンズ５５の
焦点面に置かれた回折格子部５６と、光軸５４上の検知
光源５３と回折格子部５６との間に回折格子部５６に近
接して置かれた光検出部５７と、光検出部５７に接続さ
れる回転角制御装置５８とを備える。

【００２３】回折格子部５６は、余弦成分原回折格子５
９と正弦成分原回折格子６０と受光回折格子６１とから
なる。光検出部５７は、余弦成分光検出器６２と正弦成
分光検出器６３とからなる。回転角制御装置５８は、回
転角指令入力部６４と余弦入力端子６５と正弦入力端子
６６と回転角誤差信号出力部６７とを備える。駆動電流
源６８は、回転角制御装置５８に接続されると共に方型
固定子２の第一コイル（図示しない）および第二コイル
（図示しない）に接続され、回転変位反射体３７を駆動
するための電流を供給する。

【００２４】〔第一実施例の作動〕光線が入射光路７１
に沿って入射し、中性位置にある光束走査用反射鏡４９
で中性反射光路７２に沿って反射する。駆動電流源６８
によって生ずる駆動電流が第一コイル（図示しない）に
流れ、回転変位反射体３の回転変位反射体３が発生させ
ている磁束７３に作用して、回転変位反射体３に駆動ト
ルクを生ぜしめる。回転変位反射体３は、中性位置から
駆動トルクが復元板バネ３９による復元偶力と釣り合う
角度まで回転する。そして光線は第一偏向反射光路７４
に沿って反射する。

【００２５】駆動電流源６８によって生ずる駆動電流７
５が反転すると回転変位反射体３が反転し、光線は第二
偏向反射光路７６に沿って反射する。このように反射光
線は、駆動電流７５によって回転変位反射体３の回転角
範囲内で走査される。

【００２６】検知光源５３が回折格子部５６を照明し、
回折格子部５６の像点７７を出た光線は、レンズ５５を
通る往光路７８を経て回転変位反射体３７の回転角検知
用反射鏡５０で反射され、レンズ５５を通る中性帰り光
路７９を経て受光回折格子６１の中性像点８０に結像す
る。回転変位反射体３が回転し、回転角θを取る場合
は、回折格子部５６の像点７７を出た光線は、レンズ５
５を通る往光路７８を経て回転角検知用反射鏡５０で反
射され、偏向帰り光路８１を経て受光回折格子６１の偏
向像点８２に結像する。図４に拡大して示す余弦成分原
回折格子５９および正弦成分原回折格子６０の境界部分
８３は、図５に拡大して示す受光回折格子６１の投影部
８４に投影される。

【００２７】駆動電流７５に応じて光束走査用反射鏡４
９からの反射光が回転角θの全ての範囲を走査する間
に、余弦成分原回折格子５９の像は受光回折格子６１の
下半分を走査し、正弦成分原回折格子６０の像は、受光
回折格子６１の上半分を走査する。余弦成分原回折格子
５９および正弦成分原回折格子６０および受光回折格子
６１のピッチｐはいずれも等しい。受光回折格子６１の
下半分を通過する全光量の変化分は、回転角θの関数で
ある。この関数は、ピッチｐとレンズの焦点距離ｆとで
定まる周期ｐ／２ｆを有し、ほぼｃｏｓ（４πθｆ／
ｐ）に比例する。この全光量の変化分は、余弦成分光検
出器６２で検出され、回転角制御装置５８の余弦入力端
子６５に入力される。

【００２８】また、受光回折格子６１の上半分を通過す
る全光量の変化分も、回転角θの関数である。この関数
は、周期ｐ／２ｆを有し、ほぼｓｉｎ（４πθｆ／ｐ）
に比例する。この全光量の変化分は、正弦成分光検出器
６３で検出され、回転角制御装置５８の正弦入力端子６
６に入力される。回転角制御装置５８は、受光回折格子
６１の上半分を通過する全光量の変化分と受光回折格子
６１の下半分を通過する全光量の変化分とから回転角を
計算する。そして回転角制御装置５８は、計算された回
転角と回転角指令入力とを比較して回転角誤差信号を求
める。この回転角誤差信号が、駆動電流源６８に指令入
力として与えられる。これにより帰還制御系が閉じ、回
転角は正確に回転角指令入力に従って制御される。

【００２９】〔第一実施例の効果〕本実施例の光束走査
装置１では、回転角検知用反射鏡５０および光束走査用
反射鏡４９は回転変位反射体３の一体化部分であること
により、光束走査に伴う回転の慣性能率への寄与が無視
できる。また回転変位反射体３は小型化（８mm×８mm×
１２mm）により慣性能率が引下げられている。したがっ
て回転変位反射体３は回転の際のトルクが小さい。しか
も回転変位反射体３は小型化に伴う電力損失が回転の際
生じない。このため本実施例の光束走査装置１は、少な
い供給電力で回転角指令入力に対する回転角の高い応答
度および高精度な回転角信号を実現できる。

【００３０】〔第二実施例〕図６は、本実施例の光束走
査装置の光束走査部を示す図である。図７は、本実施例
の光束走査装置の回転角検知部を示す図である。

【００３１】〔第二実施例の構成〕本実施例の回転角検
知型光束走査装置９０は、通電により電界が生ずる円環
型固定子９１と、円環型固定子９１内に第一回転軸１２
０および第一回転軸１２０に直交する第二回転軸１２１
を回転軸として回転するように配された光線を反射する
ための回転変位反射体１２３とを備える。回転変位反射
体１２３には、第二回転軸１２１方向の両端に固定され
る第三ピボット受け３５０および第四ピボット受け３５
１と、円環型固定子９１と回転変位反射体１２３とを繋
ぐ８本の復元バネ１６０が設けられている。また回転変
位反射体１２３には、回転角を検知する回転角検知部１
３８が付設されている。回転角検知部１３８には、円環
型固定子９１に駆動電流を供給する電源部１５７が接続
されている。

【００３２】円環型固定子９１は、略円環状の内枠部９
２と、内枠部９２を第一回転軸１２０を回転軸として回
転し得るように囲む略円環状の外枠部９８と、内枠部９
２および外枠部９８に第一回転軸１２０方向の両側から
被せられる第一磁路１１０および第二磁路１１７と、内
枠部９２および外枠部９８に第二回転軸１２１方向の両
側から被せられる第三磁路１１８および第四磁路１１９
とからなる。

【００３３】内枠部９２は、第一回転軸１２０と第二回
転軸１２１との交点に中心を有する円環状の内側枠体９
３と、第一回転軸１２０の中心の両側の内側枠体９３の
外周上にそれぞれ固定される第一ピボット受け９４およ
び第二ピボット受け９５とを備える。そして内枠部９２
は、第二回転軸１２１の中心の両側の内側枠体９３の内
周上にそれぞれ固定される第一ピボット９６および第二
ピボット９７を有する。第一ピボット９６および第二ピ
ボット９７は先端が円錐面に研磨されている。

【００３４】外枠部９８は、第一回転軸１２０と第二回
転軸１２１との交点に中心を有する円環状の外側枠体９
９と、第一回転軸１２０の中心の両側の外側枠体９９の
内周上にそれぞれ固定される第三ピボット１０８および
第四ピボット１０９とからなる。

【００３５】外側枠体９９には、復元バネ１６０の一端
が取り付けられる第一取付け部１００ないし第八取付け
部１０７が設けられている。第一取付け部１００ないし
第四取付け部１０３は、第一回転軸１２０および第二回
転軸１２１を含む外側枠体９９の対称面の一方の側の外
側枠体９９を四等分する位置に設けられている。第五取
付け部１０４ないし第八取付け部１０７は、対称面の他
方の側の対称面に関して第一取付け部１００ないし第四
取付け部１０３と面対称な位置にそれぞれ設けられてい
る。

【００３６】第三ピボット１０８および第四ピボット１
０９は先端が円錐面に研磨されている。そして第三ピボ
ット１０８の先端は、内側枠体９３の第一ピボット受け
９４にはめ込まれ、第四ピボット１０９の先端は、内側
枠体９３の第二ピボット受け９５にはめ込まれている。

【００３７】第一磁路１１０は略コ字形状をなし、第一
回転軸１２０に垂直な外枠部材１１１と外枠部材１１１
の両端にそれぞれ設けられる第一側枠部材１１２と第二
側枠部材１１３とからなる。第一側枠部材１１２の先端
面１１４には、第一回転軸１２０および第二回転軸１２
１を含む面に平行で外側枠体９９の外周面に至る深さの
第一コイル溝１１５が設けられている。第二側枠部材１
１３の先端面にも第一コイル溝１１５と同様の第二コイ
ル溝１１６が設けられている。第二磁路１１７ないし第
四磁路１１９も第一磁路１１０と同じ形状である。

【００３８】そして第一磁路１１０の第一側枠部材１１
２の先端面１１４および第二側枠部材１１３の先端面、
第二磁路１１７の第一側枠部材の先端面および第二側枠
部材の先端面、第三磁路１１８の第一側枠部材の先端面
および第二側枠部材の先端面、第四磁路１１９の第一側
枠部材の先端面および第二側枠部材の先端面は、大きさ
および形状が等しく、第一回転軸１２０および第二回転
軸１２１の交点（内側枠体９３および外側枠体９９の中
心点）を中心とする一つの球面の部分球面である。

【００３９】回転変位反射体１２３は、ＮｄＦｅＢボン
ド磁石製で中心軸１２４に関して回転対称な太鼓状の形
状を有する。この形状は、中心軸１２４方向の一端の第
一端面１２５と中心軸１２４方向の他端の第二端面１２
６と中心軸１２４を囲む側面１２７とからなる。第一端
面１２５および第二端面１２６は等径の円平面をなし、
防湿を兼ねた樹脂被覆の後、鏡面研磨し、アルミニウム
皮膜を施し、アルミニウム皮膜に保護皮膜を施して得ら
れた光束走査用反射鏡および回転角検知用反射鏡であ
る。側面１２７は中心軸１２４の第一端面１２５と第二
端面１２６との間の中点に中心を有する球面の環状部分
球面である。この側面１２７は、第一磁路１１０ないし
第四磁路１１９の部分球面との間に磁気間隙１２８を形
成する。

【００４０】また側面１２７には、復元バネ１６０の一
端が取り付けられる第一取付け部１２９ないし第八取付
け部１３６が設けられている。第一取付け部１２９ない
し第四取付け部１３２は、中心軸１２４の第一端面１２
５と第二端面１２６との間の中点を通り中心軸１２４に
垂直な対称面の第一端面１２５側の中心軸１２４を回転
軸として分散して設けられている。この第一取付け部１
２９ないし第四取付け部１３２は、回転変位反射体１２
３の第一端面１２５および第二端面１２６と外側枠体９
９と内側枠体９３とが平行になる中性位置において、そ
れぞれ第一磁路１１０と第三磁路１１８との中間、第三
磁路１１８と第二磁路１１７との中間、第二磁路１１７
と第四磁路１１９との中間、第四磁路１１９と第一磁路
１１０との中間にある。

【００４１】第五取付け部１３３ないし第八取付け部１
３６は、対称面の第二端面１２６側の対称面に関して第
一取付け部１２９ないし第四取付け部１３２と面対称な
位置にそれぞれ設けられている。またこの回転変位反射
体１２３は、対称面を横切って表面を出入りしかつ中心
軸１２４に関して軸対称に分布する磁束１３７が生ずる
よう磁化されている。第三ピボット受け３５０および第
四ピボット受け３５１が、中性位置において第二回転軸
１２１と一致する回転変位反射体１２３の対称軸の中点
の両側の回転変位反射体１２３の側面１２７上にそれぞ
れ固定されている。そして第三ピボット受け３５０およ
び第四ピボット受け３５１は、それぞれ内側枠体９３の
第一ピボット９６および第二ピボット９７の先端にはめ
込まれている。

【００４２】８個の復元バネ１６０は、中性位置におい
て回転変位反射体１２３の第一端面１２５および第二端
面１２６の直径方向に並ぶ、回転変位反射体１２３の第
一取付け部１２９および外側枠体９９の第一取付け部１
００同士ないし、回転変位反射体１２３の第八取付け部
１３６および外側枠体９９の第八取付け部１０７同士を
等しい引張力が生ずるように結ぶ。

【００４３】回転角検知部１３８は、回転変位反射体１
２３の回転角信号を得るための検知光源１３９と、検知
光源１３９に照射される原回折格子部１４０と、原回折
格子部１４０を出た光線を回転変位反射体１２３へ向か
わせる半透反射鏡１４５とを備える。そして回転角検知
部１３８は、半透反射鏡１４５と回転変位反射体１２３
との間に置かれるレンズ１４６と、半透反射鏡１４５を
出て回転変位反射体１２３で反射した光線を受ける受光
回折格子部１４７と、受光回折格子部１４７を通過する
光量を検出する光検出部１５４とを有する。さらに回転
角検知部１３８は、光検出部１５４に接続される第一回
転軸回り回転角制御装置１５５と、光検出部１５４に接
続される第二回転軸回り回転角制御装置１５６とを備え
る。

【００４４】原回折格子部１４０は、第一回転軸分散余
弦成分原回折格子１４１、第一回転軸分散正弦成分原回
折格子１４２、第二回転軸分散余弦成分原回折格子１４
３、第二回転軸分散正弦成分原回折格子１４４からな
る。受光回折格子部１４７は、隣り合う第一回転軸分散
受光回折格子１４８および第二回転軸分散受光回折格子
１４９からなる。第一回転軸分散受光回折格子１４８は
隣り合う第一余弦受光部１５０および第一正弦受光部１
５１からなる。第二回転軸分散受光回折格子１４９は隣
り合う第二余弦受光部１５２および第二正弦受光部１５
３からなる。

【００４５】電源部１５７は、第一駆動電流源１５８と
第二駆動電流源１５９とからなる。第一駆動電流源１５
８は、第一回転軸回り回転角制御装置１５５に接続され
ると共に、回転変位反射体１２３を第一回転軸１２０を
回転軸として回転させるための電流を円環型固定子９１
に供給する。第二駆動電流源１５９は、第二回転軸回り
回転角制御装置１５６に接続されると共に、回転変位反
射体１２３を第二回転軸１２１を回転軸として回転させ
るための電流を円環型固定子９１に供給する。

【００４６】〔第二実施例の作動〕回転変位反射体１２
３は駆動電流が流れていない場合は中性位置にある。入
射光路１６１に沿って中性位置にある回転変位反射体１
２３の光束走査用反射鏡（第一端面１２５）に至る入射
光線は、中性反射光路１６２に沿って反射される。そし
て反射光線の光束は、駆動電流が流れて回転変位反射体
１２３を回転させることにより、次のように２次元的な
範囲を走査する。

【００４７】第一駆動電流源１５８が発生させる第一駆
動電流１６３は、第四磁路１１９の第一コイル溝および
第二コイル溝を第二回転軸１２１を回転軸として通過し
て流れる。そして第一駆動電流１６３は、第三磁路１１
８の第一コイル溝および第二コイル溝を第四磁路１１９
の際とは逆向きの第二回転軸１２１を回転軸として通過
して流れる。これにより第一駆動電流１６３は、回転変
位反射体１２３に第一回転軸１２０回りのトルクを発生
させる。回転変位反射体１２３は、このトルクが復元バ
ネ１６０による復元力と釣り合う角度まで回転する。こ
のため入射光線は、第一回転軸偏向反射光路１６４の方
向に反射される。

【００４８】第二駆動電流源１５９が発生させる第二駆
動電流１６５は、第一磁路１１０の第一コイル溝１１５
および第二コイル溝１１６を第一回転軸１２０を回転軸
として通過して流れる。そして第二駆動電流１６５は、
第二磁路１１７の第一コイル溝および第二コイル溝を第
一磁路１１０の際とは逆向きの第一回転軸１２０を回転
軸として通過して流れる。これにより第二駆動電流１６
５は、回転変位反射体１２３に第二回転軸１２１回りの
トルクを発生させる。回転変位反射体１２３は、このト
ルクが復元バネ１６０による復元力と釣り合う角度まで
回転する。このため入射光線は、第二回転軸偏向反射光
路（図示しない）の方向に反射される。

【００４９】回転変位反射体１２３は、第一駆動電流１
６３および第二駆動電流１６５が同時に流れることによ
り、第一回転軸１２０回りおよび第二回転軸１２１を回
転軸として回転する。このため入射光線は、両軸偏向反
射光路１６６の方向に反射される。また回転変位反射体
１２３の回転角検知用反射鏡（第二端面１２６）は、第
一駆動電流１６３および第二駆動電流１６５により光束
走査用反射鏡（第一端面１２５）が光束走査を行うと同
時に、次のように検知光源１３９からの入射光線を反射
させ、この反射光線を受光回折格子部１４７において走
査させる。

【００５０】検知光源１３９が原回折格子部１４０を照
明する。そして原回折格子部１４０の第一回転軸分散余
弦成分原回折格子１４１の投影像および第一回転軸分散
正弦成分原回折格子１４２の投影像が、回転角検知用反
射鏡（第二端面１２６）とレンズ１４６とによって受光
回折格子部１４７の第一回転軸分散受光回折格子１４８
のそれぞれ第一余弦受光部１５０、第一正弦受光部１５
１を走査する。

【００５１】また、原回折格子部１４０の第二回転軸分
散余弦成分原回折格子１４３の投影像および第二回転軸
分散正弦成分原回折格子１４４の投影像が、回転角検知
用反射鏡（第二端面１２６）とレンズ１４６とによって
受光回折格子部１４７の第二回転軸分散受光回折格子１
４９のそれぞれ第二余弦受光部１５２、第二正弦受光部
１５３を走査する。図８は、第一余弦受光部１５０およ
び投影像の部分拡大図である。図９は、第一正弦受光部
１５１および投影像の部分拡大図である。図１０は、第
二余弦受光部１５２および投影像の部分拡大図である。
図１１は、第二正弦受光部１５３および投影像の部分拡
大図である。

【００５２】〔第二実施例の効果〕本実施例の光束走査
装置９０では、回転角検知用反射鏡（第二端面１２６）
および光束走査用反射鏡（第一端面１２５）は回転変位
反射体１２３の一体化部分であることにより、光束走査
に伴う回転の慣性能率への寄与が無視できる。また回転
変位反射体１２３は、回転角検知用反射鏡（第二端面１
２６）および光束走査用反射鏡（第一端面１２５）の必
要面積を実現する最小の大きさである。このため回転変
位反射体１２３は慣性能率が小さい。したがって回転変
位反射体１２３は回転の際のトルクが小さい。しかも回
転変位反射体１２３は小型化に伴う電力損失が回転の際
生じない。このため本実施例の光束走査装置９０は、少
ない供給電力で回転角指令入力に対する回転角の高い応
答度および高精度な二次元回転角信号を実現できる。

【００５３】また本実施例の光束走査装置９０は、一つ
の光束走査用反射鏡（第一端面１２５）を有する単独の
光束走査装置であるためコストが抑えられ、光束走査用
反射鏡（第一端面１２５）の小さい反射面積で視差補正
することなく二次元の光束走査が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例の光束走査装置の光束走査部を示す
図である。

【図２】回転角検知部を示す図である。

【図３】回折格子部を示す図である。

【図４】回折格子部の境界部分の拡大図である。

【図５】回折格子部の投影部の拡大図である。

【図６】第二実施例の光束走査装置の光束走査部を示す
図である。

【図７】回転角検知部を示す図である。

【図８】受光部および投影像の部分拡大図である。

【図９】受光部および投影像の部分拡大図である。

【図１０】受光部および投影像の部分拡大図である。

【図１１】受光部および投影像の部分拡大図である。

【符号の説明】

２ 方型固定子（環状固定子） ３ 回転変位反射体 ４０ 回転軸 ４６ 側面（側面の一部） ４９ 光束走査用反射鏡（反射面） ５０ 回転角検知用反射鏡（反射面） ５１ 磁化方向（方向） ５３ 検知光源 ６１ 受光回折格子（受光部） ９１ 円環型固定子（環状固定子） １２０ 第一回転軸（回転軸） １２１ 第二回転軸（回転軸） １２３ 回転変位反射体 １２４ 中心軸（垂直な軸） １２５ 第一端面（反射面） １２６ 第二端面（反射面） １３７ 磁束 １３９ 検知光源 １４７ 受光回折格子部（受光部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）通電により電界を発生させる環状固
   定子と、（ｂ）前記固定子内に配され、前記固定子と同
   軸の回転軸を有しこの回転軸を回転軸として変位して光
   線を反射する永久磁石製の回転変位反射体とを備え、前
   記回転変位反射体は、回転軸方向に直角な方向に磁化さ
   れ、かつ前記回転軸を囲む前記回転変位反射体の側面の
   一部が、前記磁化の方向に平行な反射面を成すことを特
   徴とする光束走査装置。
2. 【請求項２】（ｃ）通電により電界を発生させる環状固
   定子と、（ｄ）前記固定子内に配され、前記固定子と同
   軸の回転軸を有しこの回転軸を回転軸として変位して光
   線を反射する永久磁石製の回転変位反射体と、（ｅ）前
   記回転変位反射体を照射する検知光源と、（ｆ）検知光
   源を出て前記回転変位反射体の反射面で反射した光線を
   受ける受光部とを備え、 前記回転変位反射体は、回転軸方向に直角な方向に磁化
   され、かつ前記回転軸を囲む前記回転変位反射体の側面
   の一部が、前記磁化の方向に平行な反射面を成すことを
   特徴とする回転角検知型光束走査装置。
3. 【請求項３】（ｇ）通電により電界を発生させる環状固
   定子と、（ｈ）前記固定子内に配され、前記固定子と同
   軸の回転軸を有しこの回転軸を回転軸として変位して光
   線を反射する永久磁石製の回転変位反射体とを備え、 前記回転変位反射体は、回転軸を含む面の両側の表面に
   反射面を有し、磁束が回転軸を含む面を横切って表面を
   出入りし、かつ回転軸を含む面に垂直な軸に関して軸対
   称に分布するよう磁化されていることを特徴とする光束
   走査装置。
4. 【請求項４】（ｉ）通電により電界を発生させる環状固
   定子と、（ｊ）前記固定子内に配され、前記固定子と同
   軸の回転軸を有しこの回転軸を回転軸として変位して光
   線を反射する永久磁石製の回転変位反射体と、（ｋ）前
   記回転変位反射体を照射する検知光源と、（ｌ）検知光
   源を出て前記回転変位反射体の反射面で反射した光線を
   受ける受光部とを備え、 前記回転変位反射体は、回転軸を含む面の両側の表面に
   反射面を有し、磁束が回転軸を含む面を横切って表面を
   出入りし、かつ回転軸を含む面に垂直な軸に関して軸対
   称に分布するよう磁化されていることを特徴とする回転
   角検知型光束走査装置。