(57)【要約】【課題】広範囲の走査であっても歪みの少ない正確な走査を可能にする光走査装置及びこれを用いた計測システムを提供すること。【解決手段】第１ポリゴンミラー７１の光射出側に配置される第１光学素子７３が第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａに入射する光線の角度範囲を減少させ、第２ポリゴンミラー７２の光射出側に配置される第２光学素子７４が第１光学素子７３に入射する前の光線の角度を比例的に復元するので、第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２による走査の角度範囲が比較的大きくなっても、射出方向の歪みを低減して正確な角度で走査を行なうことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸のまわりに回転する第１ポリゴンミラーと、
前記第１回転軸に対して垂直な線に略平行な第２回転軸のまわりに回転する第２ポリゴンミラーと、
前記第１ポリゴンミラーの光射出側に配置されて、光線の状態を調整するための第１光学素子と、
前記第２ポリゴンミラーの光射出側に配置されて、光線の状態を調整するための第２光学素子と、
前記第１ポリゴンミラーを回転させる第１駆動部と、
前記第２ポリゴンミラーを回転させる第２駆動部とを備え、
前記第１光学素子は、前記第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の角度範囲を減少させ、
前記第２光学素子は、前記第１光学素子に入射する前の光線の角度を比例的に復元する、光走査装置。
【請求項２】
前記第１光学素子は、前記第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の角度を略一致させる、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記第１光学素子は、前記第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の前記第２回転軸に平行な所定面に沿った入射角度を、互いに略一致させ、
前記第２光学素子は、前記第２ポリゴンミラーの反射面で反射された光線の前記第２回転軸に平行な別の所定面に沿った射出角度を、前記第１ポリゴンミラーの反射面で反射された光線の前記第２回転軸に平行な前記所定面に沿った射出角度に略一致させる、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記第１光学素子は、シリンドリカルレンズである、請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第２光学素子は、トーリックレンズである、請求項３及び４のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記第１ポリゴンミラーに付随して設けられ、前記第１ポリゴンミラーの回転姿勢に関する情報を検出可能にする第１センサーと、前記第２ポリゴンミラーに付随して設けられ、前記第２ポリゴンミラーの回転姿勢に関する情報を検出可能にする第２センサーとをさらに備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記第１ポリゴンミラーに光線を入射させるレーザー発生装置と、前記第１及び第２ポリゴンミラーの回転姿勢に同期して前記レーザー発生装置を動作させる走査制御部とをさらに備える、請求項１から６までのいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
対象に照明を走査させつつ入射させる請求項１から７までのいずれか一項に記載の光走査装置と、
対象からの事象を画像として検出する撮像装置と、
前記光走査装置と前記撮像装置とを同期して動作させる撮像制御部と
を備える計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に計測用の光を走査しながら照射する光走査装置、並びに、この光走査装置を備える計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーを対象物に２次元的に照射する光走査装置として、例えばポリゴンミラーとガルバノミラーとを組み合わせて、眼底においてレーザー光を水平方向及び垂直方向にそれぞれ走査するものが存在する（特許文献１）。
【０００３】
投影装置用のマルチビーム走査装置として、マルチビーム光源ユニットからの光ビームを第１ポリゴンミラーによって偏向させ、第１ポリゴンミラーからの光ビームを第２ポリゴンミラーによって直交する方向に偏向させるものが存在する（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の走査装置において、ガルバノミラーは一定速度で回転せず加速及び減速を繰り返すことで偏向を行うので、原理的に安定した高速の走査が容易でない。このため、ガルバノミラーとポリゴンミラーとの同期をとることは容易でなく、高速化や高精度化の要求に十分に応えることができない。
【０００５】
また、特許文献２の走査装置の場合、ガルバノミラーに起因する上記のような問題は生じないが、第２ポリゴンミラーのミラー面に入射する光線の角度が第１ポリゴンミラーのミラー面と光線との成す角度に依存して変化する効果が大角度になるほど無視できなり、広範囲の走査では射出方向に歪みが生じ無視できなくなる幾何光学的な問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２３９１９６号公報
【特許文献２】特開２００４−２０９４８０号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、広範囲の走査であっても歪みの少ない正確な走査を可能にする光走査装置及びこれを用いた計測システムを提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る光走査装置は、第１回転軸のまわりに回転する第１ポリゴンミラーと、第１回転軸に対して垂直な線に略平行な第２回転軸のまわりに回転する第２ポリゴンミラーと、第１ポリゴンミラーの光射出側に配置されて、光線の状態を調整するための第１光学素子と、第２ポリゴンミラーの光射出側に配置されて、光線の状態を調整するための第２光学素子と、第１ポリゴンミラーを回転させる第１駆動部と、第２ポリゴンミラーを回転させる第２駆動部とを備え、第１光学素子は、第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の角度範囲を減少させ、第２光学素子は、第１光学素子に入射する前の光線の角度を比例的に復元する。
【０００９】
上記光走査装置によれば、第１ポリゴンミラーの光射出側に配置される第１光学素子が第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の角度範囲を減少させ、第２ポリゴンミラーの光射出側に配置される第２光学素子が第１光学素子に入射する前の光線の角度を比例的に復元するので、第１及び第２ポリゴンミラーによる走査の角度範囲が比較的大きくなっても、射出方向の歪みを低減して正確な角度で走査を行なうことができる。
【００１０】
本発明の具体的な側面によれば、上記光走査装置において、第１光学素子は、第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の角度を略一致させる。この場合、射出方向の歪みを確実に低減することができる。
【００１１】
本発明の別の側面によれば、第１光学素子は、第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の第２回転軸に平行な所定面に沿った入射角度を、互いに略一致させ、第２光学素子は、第２ポリゴンミラーの反射面で反射された光線の第２回転軸に平行な別の所定面に沿った射出角度を、第１ポリゴンミラーの反射面で反射された光線の第２回転軸に平行な上記所定面に沿った射出角度に略一致させる。これにより、第１ポリゴンミラーによる反射の偏角が維持されて、第１ポリゴンミラーと第２ポリゴンミラーとを同一の手法で制御する簡易な２次元走査が可能になる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面によれば、第１光学素子は、シリンドリカルレンズである。この場合、第２ポリゴンミラーの反射面に入射する光線の角度を簡易に一致させることができる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面によれば、第２光学素子は、トーリックレンズである。この場合、第２光学素子を通過させることによって、第１光学素子に入射する前の光線の角度を簡易に比例的に復元することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面によれば、第１ポリゴンミラーに付随して設けられ、第１ポリゴンミラーの回転姿勢に関する情報を検出可能にする第１センサーと、第２ポリゴンミラーに付随して設けられ、第２ポリゴンミラーの回転姿勢に関する情報を検出可能にする第２センサーとをさらに備える。この場合、第１及び第２ポリゴンミラーの回転姿勢を直接的に監視しでき光線の射出方向を精密に制御することができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面によれば、第１ポリゴンミラーに光線を入射させるレーザー発生装置と、第１及び第２ポリゴンミラーの回転姿勢に同期してレーザー発生装置を動作させる走査制御部とをさらに備える。この場合、パルス状のレーザー光を離散的な所望の位置に入射させることができる。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係る計測システムは、対象に照明を走査させつつ入射させる上述の光走査装置と、対象からの事象を画像として検出する撮像装置と、光走査装置と撮像装置とを同期して動作させる撮像制御部とを備える。
【００１７】
上記計測システムによれば、走査の角度範囲が大きくなっても、射出方向の歪みを低減して正確な走査を行なうことができる光走査装置を用いているので、広角度範囲で光線の走査を行なって高精度の計測を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の光走査装置を組み込んだ計測システムを説明する概略図である。
【図２】走査装置本体の光学系部分を説明する斜視図である。
【図３】光学系部分によるＸ軸方向に関する走査又は光路を説明する図である。
【図４】光学系部分によるレーザー光の走査パターンの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１等を参照して、本発明の一実施形態に係る光走査装置を組み込んだ計測システムについて説明する。
【００２０】
この計測システム１００は、レーザー光を射出する光源装置１０と、光源装置１０からのレーザー光を走査するための走査装置本体２０と、計測対象からの光その他の電磁波を映像として検出する撮像装置３０と、計測システム１００を構成する各部の動作を統括的に制御する走査制御部であり撮像制御部である主制御部４０とを備える。これらのうち、光源装置１０と走査装置本体２０と主制御部４０とは、パルス状のレーザー光を離散的な所望の位置に入射させるための光走査装置６０として機能する。
【００２１】
光源装置１０は、主制御部４０の制御下で動作しており、レーザー発生装置１１と発振駆動装置１２とを備える。レーザー発生装置１１は、パルス型のレーザー発振器であり、例えば電気光学型Ｑスイッチを組み込んだダイオード励起固体レーザー等を用いることができる。発振駆動装置１２は、Ｑスイッチトリガー回路であり、レーザー発生装置１１を所望のタイミングで発振動作させる。つまり、発振駆動装置１２は、主制御部４０からのトリガーパルスを受けてレーザー発生装置１１のＱスイッチを動作させ、レーザー発生装置１１から光線として例えば周期的なレーザー光ＲＡを射出させる。
【００２２】
走査装置本体２０は、第１ポリゴンミラー７１と第２ポリゴンミラー７２とを備える光学部２１と、第１ポリゴンミラー７１用の第１モーター駆動ユニット２３と、第２ポリゴンミラー７２用の第２モーター駆動ユニット２４と、第１及び第２モーター駆動ユニット２３，２４の動作を制御するためのミラー回転制御部２５と、ミラー回転制御部２５、光源装置１０等を同期させて動作させるためのパルス発生装置２７とを備える。
【００２３】
図２に示すように、光学部２１は、第１回転軸ＡＸ１のまわりに回転する第１ポリゴンミラー７１と、第２回転軸ＡＸ２のまわりに回転する第２ポリゴンミラー７２と、第１ポリゴンミラー７１の光射出側に配置されて、第１ポリゴンミラー７１から射出される光線であるレーザー光ＲＡ１の状態を調整するための第１光学素子７３と、第２ポリゴンミラー７２の光射出側に配置されて、第２ポリゴンミラー７２から射出される光線であるレーザー光ＲＡ２の状態を調整するための第２光学素子７４と、第１ポリゴンミラー７１を回転させる第１駆動部７５と、第２ポリゴンミラー７２を回転させる第２駆動部７６とを備える。なお、光学部２１には、図１に示すように、第１ポリゴンミラー７１に付随してミラー面検出器である１つ以上の第１センサー７７が設けられており、第２ポリゴンミラー７２に付随してミラー面検出器である１つ以上の第２センサー７８が設けられている。
【００２４】
図２に示す第１ポリゴンミラー７１の第１回転軸ＡＸ１は、Ｚ軸に平行に延びており、第２ポリゴンミラー７２の第２回転軸ＡＸ２は、第１回転軸ＡＸ１すなわちＺ軸に対して垂直なＸ軸に平行に延びている。第１ポリゴンミラー７１の反射面７１ａは、図１の光源装置１０からのレーザー光ＲＡ０を反射して、第１段階の走査光であるレーザー光ＲＡ１を射出する。第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａは、第１ポリゴンミラー７１の反射面７１ａで反射され第１光学素子７３を通過したレーザー光ＲＡ１を反射して、第２段階の走査光であるレーザー光ＲＡ２を射出する。第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａからのレーザー光ＲＡ２は、第２光学素子７４を通過する。具体的に説明すると、元のレーザー光ＲＡ０は、ＸＹ面に平行であってＸ軸に平行に近い方向から第１ポリゴンミラー７１の反射面７１ａに入射する。また、反射面７１ａでの反射によって偏向されて第１段階の走査光となったレーザー光ＲＡ１は、第１光学素子７３を通過してＹ軸に平行な方向から第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａに入射する。この反射面７２ａでの反射によって偏向されて第２段階の走査光となったレーザー光ＲＡ２は、第２光学素子７４を通過することで第１段階の走査状態が再現され、２次元的に走査される光線となる。
【００２５】
ここで、第１段階の走査光であるレーザー光ＲＡ１は、第１ポリゴンミラー７１によってＸＹ面に平行な所定面内で放射状に発散するように走査されるが、第１光学素子７３によってＹ軸に平行にされる。このため、第１光学素子７３は、精度向上も考慮して非球面のシリンドリカルレンズとなっている。第１光学素子７３の光軸ＡＸＩは、Ｙ軸に平行であるものとし、第１光学素子７３は、ＸＹ断面において曲率を有し、ＹＺ断面において曲率を有しないものとなっている。
【００２６】
第２段階の走査光であるレーザー光ＲＡ２は、第２ポリゴンミラー７２によって第２回転軸ＡＸ２を含む面すなわちＹＺ面に平行な面内で放射状に発散するように走査されるとともに、第２光学素子７４によって非走査方向に関して第１光学素子７３に入射する前のレーザー光ＲＡ１の角度に復元される。このため、第２光学素子７４は、精度向上も考慮して非球面のトーリックレンズとなっている。第２光学素子７４の光軸ＡＸＯは、ＹＺ面に平行であるものとし、第２光学素子７４は、Ｘ軸に平行な断面において曲率を有し、ＹＺ断面において曲率を有するものとなっている。
【００２７】
以上のように、第１ポリゴンミラー７１によって、レーザー光ＲＡ２の元になるレーザー光ＲＡ１が偏向され、第１及び第２光学素子７３，７４によってＸ軸方向すなわち縦方向に関する走査が行なわれる。また、第２ポリゴンミラー７２によって、レーザー光ＲＡ２が偏向され、ＹＺ面内方向すなわち横方向に関する走査が行なわれる。つまり、第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２と第１及び第２光学素子７３，７４とによってレーザー光ＲＡが縦横に関して２次元的に走査される。
【００２８】
図３は、Ｘ軸方向に関する走査を概念的に説明する図であり、ＸＹ面に平行な所定面を基準として光路が展開されている。図３において、第１ポリゴンミラー７１の反射面７１ａからのレーザー光ＲＡ１は、±２θの角度範囲で走査される。このレーザー光ＲＡ１は、第１光学素子７３を経て一旦光軸ＡＸ又はＹ軸に平行となり、第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａに入射する。つまり、第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａに入射するレーザー光ＲＡ１の入射角度は、第２回転軸ＡＸ２に平行な所定面に沿ったどの位置でも同じになっている。結果的に、第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａで反射されたレーザー光ＲＡ２は、第１ポリゴンミラー７１の回転角に関わらず光軸ＡＸに平行なままに維持され、第２光学素子７４に入射する。第２光学素子７４は、例えばＸ軸方向に関する焦点距離ｆ２が第１光学素子７３のＸ軸方向に関する焦点距離ｆ１と等しくなっており、第２光学素子７４を経たレーザー光ＲＡ２は、第２回転軸ＡＸ２に平行な別の所定面に沿って進行し、一旦収束するとともに発散し、レーザー光ＲＡ１が走査される角度範囲±２θと同じ角度範囲で走査される。つまり、第２光学素子７４は、第１光学素子７３に入射する前のレーザー光ＲＡ１の角度を復元する。より具体的には、第２光学素子７４は、第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａで反射されたレーザー光ＲＡ２の第２回転軸ＡＸ２（図２参照）に平行な別の所定面に沿った最終的な射出角度を、第１ポリゴンミラー７１の反射面７１ａで反射された光線の第２回転軸ＡＸ２に平行な所定面（ＸＹ面）に沿った元の射出角度に略一致させる。
【００２９】
以下、第１光学素子７３の具体的な実施例について説明する。第１光学素子７３の第１面及び第２面のＸ軸方向を含む断面は、以下の式で表すことができる。
2014085646.tif 000003
ここで、ＳＡＧは光軸から半径ｒの位置における面の光軸方向の高さであり、ｃは曲率であり、ｋは円錐定数であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは、４次、６次、８次、及び１０次の補正係数である。具体的な数値は以下のようなものとした。
第１面（入射側）
1/c=46.130921, k=-0.921269, A=-0.182691e-5, B=-0.561534e-9, C=0.741786e-12,
D=-0.216216e-15
第２面（射出側）
1/c=-46.130921, k=-0.921269, A=0.182691e-5, B=0.561534e-9, C=-0.741786e-12,
D=0.216216e-15
第１光学素子７３は、シリンドリカルレンズであり、図３に示す断面（ｘｙ断面）を光軸ＡＸに垂直なｚ方向に移動させた軌跡として３次元の外形を有する。
【００３０】
第２光学素子７４の第１面及び第２面のＸ軸方向又はｘ軸方向を含む光軸上の断面は、第１光学素子７３の第１面及び第２面のＸ軸方向を含む断面と同じとした。ただし、第２光学素子７４は、トーリックレンズであり、第１光学素子７３と同様の断面を光軸ＡＸ上に設定された或る基準点を通るとともにｘ軸に平行な回転軸（不図示）のまわり回転させた軌跡として３次元の外形を有する。ここで、光軸ＡＸ上の回転の基準点から第２光学素子７４の中心までの距離は、具体的な実施例では５７ｍｍとした。なお、第２光学素子７４の回転対称点としての上記基準点は、第１光学素子７３の光源に相当するものとなっており、第１ポリゴンミラー７１の反射面７１ａ上の光射出位置に配置されている。ただし、第２光学素子７４から光軸ＡＸ上の回転の基準点までの距離は、第１光学素子７３の光源に一致させる必要はなく、第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａまでの距離等を考慮して適宜調整することができる。
【００３１】
以上の説明では、第２光学素子７４のＸ軸方向に関する焦点距離ｆ２が第１光学素子７３のＸ軸方向に関する焦点距離ｆ１に等しいとしたが、焦点距離ｆ２が焦点距離ｆ１と異なるものとすることもできる。この場合、レーザー光ＲＡ２が走査される角度範囲は、レーザー光ＲＡ１が走査される角度範囲±２θと異なるが、係数を掛けた比例的な関係を有するものとなる。つまり、この場合も第２光学素子７４は、第１光学素子７３に入射する前のレーザー光ＲＡ１の角度を比例的に復元する。
【００３２】
さらに、第２光学素子７４のＸ軸方向に関する焦点距離ｆ２は、正に限らず負とすることができ、この場合もレーザー光ＲＡ２をＸ方向に発散するように走査することができる。
【００３３】
図４は、図２の光学部２１によるレーザー光ＲＡの走査パターンの一例を説明する図である。レーザー光ＲＡは、対象領域ＡＲ内において第１ポリゴンミラー７１によってＸ軸方向に対応する角度Θを周期的に所定量（単位走査角度）だけ変化させつつ、第２ポリゴンミラー７２によってＹＺ面内の特定方向に対応する角度Φを周期的に所定量（単位走査角度）だけ変化させた角度方向に照射される。なお、図示の例では、第１ポリゴンミラー７１による単位走査角度と第２ポリゴンミラー７２による単位走査角度とが略等しいものとなっているが、第１ポリゴンミラー７１による単位走査角度と第２ポリゴンミラー７２による単位走査角度とのいずれか一方を相対的に小さくすることもできる。
【００３４】
図１に戻って、第１ポリゴンミラー７１に付随して設けられた第１センサー７７は、光源と光検出素子とを一体化したユニットであり、反射面７１ａに検査光を入射させて反射光を検出することによって、第１ポリゴンミラー７１の回転姿勢に関する情報を検出することができ、第１ポリゴンミラー７１の回転速度や回転の起点を検出するために利用される。第２ポリゴンミラー７２に付随して設けられた第２センサー７８も、第１センサー７７と同様の構造を有し、反射面７２ａに検査光を入射させて反射光を検出することによって、第２ポリゴンミラー７２の回転姿勢に関する情報を検出することができ、第２ポリゴンミラー７２の回転速度や回転の起点を検出するために利用される。第１及び第２センサー７７，７８の検出出力は、後述する第１及び第２モーター駆動ユニット２３，２４を介してミラー回転制御部２５や主制御部４０に送信される。
【００３５】
第１モーター駆動ユニット２３は、ミラー回転制御部２５の制御下で動作し、第１駆動部７５に組み込まれたモーターに駆動電圧を供給することによってモーターを一定速度で回転させる。第１駆動部７５には、モーターに付随してエンコーダが組み込まれており、第１駆動部７５に駆動された第１ポリゴンミラー７１の回転角度を示すエンコーダ信号をミラー回転制御部２５に出力する。
【００３６】
第２モーター駆動ユニット２４は、ミラー回転制御部２５の制御下で動作し、第２駆動部７６に組み込まれたモーターに駆動電圧を供給することによってモーターを一定速度で回転させる。第２駆動部７６には、モーターに付随してエンコーダが組み込まれており、第２駆動部７６に駆動された第２ポリゴンミラー７２の回転角度を示すエンコーダ信号をミラー回転制御部２５に出力する。
【００３７】
ミラー回転制御部２５は、ＤＳＰ等の信号処理回路を組み込んだものであり、第１及び第２モーター駆動ユニット２３，２４からのエンコーダ信号に処理を施してフィードバックに利用している。つまり、ミラー回転制御部２５は、第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２の回転状態を直接的に監視して回転角度を一定に保っている。
【００３８】
パルス発生装置２７は、主制御部４０の制御下で走査装置本体２０を動作させるための基準パルスを発生する。パルス発生装置２７からの基準パルスは、ミラー回転制御部２５の動作に利用される。
【００３９】
撮像装置３０は、走査装置本体２０等によって照明された計測対象を撮影するものである。詳細な説明は省略するが、撮像装置３０は、例えば結像又は集光用の光学系と、光学系によって形成された像を蛍光像に変換するイメージ増倍装置と、イメージ増倍装置からの蛍光像出力を電気的な画像信号に変換する信号変換装置と、これらの装置部分の動作を制御する制御部とを備える。なお、撮像装置３０は、可視光以外の電磁波の計測を行うものであってもよい。この場合、第１光学素子７３や第２光学素子７４の透過率、反射率等の光学特性を利用される電磁波の特性に適合させるものとする。
【００４０】
主制御部４０は、パルス発生装置２７やミラー回転制御部２５を適宜動作させるとともに、第１及び第２モーター駆動ユニット２３，２４を介して第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２の回転角度を示すエンコーダ信号を受け取る。主制御部（走査制御部）４０は、第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２の回転角度に同期させて、光源装置１０の発振駆動装置１２にレーザーパルス発生用のトリガー信号を出力する。主制御部４０（撮像制御部）は、第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２の回転角度に同期させて、撮像装置３０に撮影及び開始及び終了用のトリガー信号を出力する。つまり、走査装置本体２０を動作させてレーザー光ＲＡの２次元的な走査を行うことができるともに、レーザー光ＲＡの照射タイミングに合わせて撮像装置３０による対象の撮影が可能になる。
【００４１】
以上のように、実施形態の計測システム１００によれば、走査の角度範囲が大きくなっても、射出方向の歪みを低減して正確な走査を行なうことができる光走査装置６０を用いているので、広角度範囲で光線の走査を行なって高精度の計測を行なうことができる。
【００４２】
また、実施形態の光走査装置６０によれば、第１ポリゴンミラー７１の光射出側に配置される第１光学素子７３が第２ポリゴンミラー７２の反射面７２ａに入射する光線の角度範囲を減少させ、第２ポリゴンミラー７２の光射出側に配置される第２光学素子７４が第１光学素子７３に入射する前の光線の角度を比例的に復元するので、第１及び第２ポリゴンミラー７１，７２による走査の角度範囲が比較的大きくなっても、射出方向の歪みを低減して正確な角度で走査を行なうことができる。
【００４３】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４４】
すなわち、上記実施形態では、第１ポリゴンミラー７１で反射されたレーザー光ＲＡ１を第１光学素子７３によってＹ軸に平行にしているが、第１ポリゴンミラー７１で反射されたレーザー光ＲＡ１を第１光学素子７３によってＹ軸に対して所定の傾きを有するものとできる。この場合も、レーザー光ＲＡ１の第２ポリゴンミラー７２への入射角度が一様になるので、射出方向の歪みを低減して正確な角度で走査を行なうことができる。
【００４５】
第１光学素子７３は、断面非球面のシリンドリカルレンズとする必要はなく、例えば断面球面のシリンドリカルレンズとすることもできる。また、第２光学素子７４は、断面非球面のトーリックレンズとする必要はなく、例えば断面球面のトーリックレンズとすることもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…光源装置、  １１…レーザー発生装置、  １２…発振駆動装置、  ２０…走査装置本体、  ２１…光学部、  ２３，２４…第１及び第２モーター駆動ユニット、  ２５…ミラー回転制御部、  ２７…パルス発生装置、  ３０…撮像装置、  ４０…主制御部、  ６０…光走査装置、  ７１…第１ポリゴンミラー、  ７２…第２ポリゴンミラー、  ７１ａ…第１反射面、  ７２ａ…第２反射面、  ７３…第１光学素子、  ７４…第２光学素子、  ７５…第１駆動部、  ７６…第２駆動部、  ７７，７８…第１及び第２センサー、  １００…計測システム、  ＡＸ，ＡＸＯ…光軸、  ＡＸ１…第１回転軸、  ＡＸ２…第２回転軸、  ＲＡ…レーザー光、  ＲＡ０，ＲＡ１，ＲＡ２…レーザー光
【図１】
2014085646.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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