JPS6234119A - ポリゴンミラ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、例えば、レーザ発振装置から発射されたレー
ザ光を回転により、角度を変えながら反射し、スキャン
させるための、複数の鏡面からなるポリゴンミラーに関
する。

「従来の技術」 従来、この種のポリゴンミラーとしては、複数の平板状
の鏡面を多角柱状に張合わせたものが知られている。そ
して、このポリゴンミラーにあっては、鏡面の数によっ
てスキャン角度が一意的に決定される。

すなわち、第４図に示すように、中心角をαとすると、
レーザ発撮器１から発射された光が、ポリゴンミラー２
の一つの鏡面２ａに当たって反射する場合に、その反射
光の振れ角は、鏡面２ａがｃ−ｃ’位置からＡ−に位置
を経てＢ　−Ｂ’位置に至るまでの間に、この鏡面２ａ
を介して反射される方向により規定されるから、ｃ　−
ｃ’位置からＢ　−Ｂ位置まで変化する鏡面２ａの角度
（これは中心角αに等しい）の２倍、２αに相当する。

従って、ポリゴンミラー２の鏡面２ａの数をｎとすると
、α＝　３６　ＣＰ／　ｎ であられせるから、 振れ角−２α＝７２［７）／ｎ で決定される。

このため、例えば、振れ角（スキャン角）を５゜とする
と、 ｎ＝７２０’１５’ ＝１４４ にたり、鏡面の数は１４４枚必要となる。

「発明が解決しようとする問題点」 このようＫ、上記従来のポリゴンミラーにあっては、小
さなスキャン角が要求される場合に、必要とな、る鏡面
数が多（なるため、ポリゴンミラー２を大きくするか、
あるいは、一つの鏡面２ａを極めて小さくしなければな
らず、振動等に対して安定性が悪（なるという問題があ
る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、全体の大きさを大きくすることなく、
あるいは、一つの鏡面を小さくすることなく、スキャン
角を小さくすることができ、振動等に対して安定性が高
いポリゴンミラーを提供することにある。

ｒ問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本発明は、多角柱状の複数
の鏡面を凸面状に形成し、かつ各鏡面の曲率半径を該各
鏡面の側縁部の回転半径より大きく設定したものである
。

「作用」 本発明のポリゴンミラーにあっては、凸面状の鏡面の曲
率半径を鏡面の側縁部の回転半径より大きく設定するこ
とによって、回転する鏡面に反射する光の振れ角を小さ
くする。

「実施例」 以下、第１図ないし第３図に基づいて本発明の一実施例
を説明する。

図中１０は、本発明のポリゴンミラーであり、このポリ
ゴンミラー１０は、多角柱形状（第１図において正八角
柱）のミラ一本体１１の各側面に１それぞれ、鏡面１２
が張合わされたものである。

そして、これらの鏡面１２は、上記ミラ一本体１１の中
心軸（回転軸）に沿って、凸面状に形成されており、か
つ各鏡面１２の曲率半径Ｒが、各鏡面１２の側縁部１２
ａの回転半径ｒより大きく設定されている。また、上記
ポリゴンミラー１０の側方には、レーザ光を利用して被
検査物体１３の被検査面１３＆をスキャンするためのレ
ーザ発振器１４が設置されている。

上記のように構成されたポリゴンミラー１０を回転させ
ながら、このポリゴンミラー１０の各鏡面１２に、レー
ザ発振器１４が発射するレーザ光を当てると、各鏡面１
２を反射するレーザ光が、被検査物体１３の被検査面１
３＆に角度を変えながら当たる。

この場合、スキャン角δは、次のように決定される。す
なわち、第３図において、ポリゴンミラー１０の回転軸
０１各鏡面１２の曲率半径Ｒの中心をα、各鏡面１２の
中心線ｌ上の点をＭとすると、Ｏ，Ｏ’、　Ｍは一直線
上にある。そして、今、鏡面１２上の１点Ｐにおいて、
レーザ光を反射しているものとし、／ＰＯＭ＝θ、／Ｐ
Ｏ′Ｍ＝θ′とすると、口中ｒ、　ＭＯ’＝Ｒであるか
ら、近似的に次式が成り立つ。

Ｒｅｌ中ｒθ 故Ｋ、 θＩ＝工θ ここにおいて、ｎ＝ｒのとき、すなわち、ミラー全体が
円筒状になったときには、スキャン角は０となる。また
、Ｒ＞ｒのときには、反射光が（θ−θ′）だけ異なる
方向に反射される。また、θの最大値は、ポリゴンミラ
ー１０の数ｎで決まる。

すなわち、 θｍａｘ＝　３６０°／ｎ である。従って、スキャン角δは、 δ＝２　（θ　ｍａｘ　−θ勺 ＝２（θｍａｘ−πθｍａｘ） ＝２（１−■）θｍａＸ ＝７２０（１−π）／！１ となる。例えば、ｎ＝２ｒとすると、 δ＝７２０　（１２、）　／　ｎ ＝６６０°／ｎ となり、上述した従来の平板状の鏡面を有する正多角柱
ミラーの場合（δ＝７２０°／　ｎ　）の半分の鏡面数
で済むことになる。

このようにして、凸面状に形成した鏡面１２の曲率半径
Ｒを鏡面１２の側縁部１２ａの回転半径ｒより大きく設
定したものであるから、従来の正多角柱（ポリゴン）ミ
ラーに比べて、必要となる鏡面の数を少な（できる。従
って、ポリゴンミラ−１０の大きさを従来のものに比べ
て小さくでき、また、全体の大きさを同じにした場合に
は、個々の鏡面１２を大きくとることができ、レーザ光
の照射位置の許容誤差を大きくすることができる。

なお、本実施例においては、レーザ光を用いた欠陥検出
装置等で、レーザスキャンを行なう場合について説明し
たが、これに限られるものではなく、例えば、ラインセ
ンナによって画像入力を行なう場合に、被写体の移動に
追随して走査を行なうために用いるミラーとしても使用
できる。また、曲率半径の異なる鏡面１２を各種用意し
ておき、必要に応じて交換できるように、鏡面１２をミ
ラ一本体１１に対して着脱自在にしておいてもよい。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、多角柱状の複数
の鏡面を凸面状に形成し、かつ各鏡面の曲率半径を該各
誂面の側縁部の回転半径より太き（設定したものである
から、全体の大きさを大きくすることなく、あるいは鏡
面の大きさを小さくすることなく、回転する鏡面によっ
て反射する光の振れ角（スキャン角）を小さくすること
ができ、振動等に対して極めて高い安定性を得ることが
できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は斜ａ図、第２図はポリゴンミラーを用いてレー
ザスキャンを行なう場合の概略説明図、第３図はポリゴ
ンミラーのスキャン角を求めるための説明図、第４図は
従来のポリゴンミラーの面数とスキャン角との関係を示
す説明図である。 Ｒ・・・・・・曲率半径、ｒ・・・・・・回転半径、１
０・・・・・・ポリゴンミラー、１２・・・・・・鏡面
、１２ａ・・・・・・側縁部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の鏡面が多角柱状に張合わされてなるポリゴンミラ
   ーにおいて、上記各鏡面が凸面状に形成され、かつ上記
   各鏡面の曲率半径が該各鏡面の側縁部の回転半径より大
   きく設定されたことを特徴とするポリゴンミラー。