(57)【要約】【課題】スキャンするレーザ光の影響を抑え、正確な位置検出が可能なレーザスキャン装置を提供すること。【解決手段】走査レンズ５と、走査レンズ５を保持するホルダ７，２０と、ホルダ７，２０を走査レンズ５の光軸に垂直な方向に移動可能に支持するワイヤバネ２８ａ〜２８ｈと、走査レンズ５に入射させるレーザ光を射出するレーザダイオード１と、ホルダ７，２０の位置を検出するための光の重心位置を検出するポジションセンサ８１ａ、８１ｂと、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂに入射させる光を射出する発光ダイオード４７と、を備えたレーザスキャン装置であって、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの受光面８５ａ、８５ｂは、走査レンズ５の光軸方向に垂直かつ走査レンズ５の射出面側を向き、走査レンズ５の光軸方向に関して走査レンズ５の入射面８６を基準として走査レンズ５の射出面側の位置に配置されている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、
前記位置検出センサの受光面は、前記光学素子の光軸方向に垂直かつ前記光学素子の射出面側を向き、前記光学素子の光軸方向に関して前記光学素子の入射面を基準として前記光学素子の射出面側の位置に配置されていることを特徴とするレーザスキャン装置。
【請求項２】
光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、
前記位置検出センサの受光面は、前記光学素子の光軸方向に垂直かつ前記光学素子の入射面側を向き、前記光学素子の光軸方向に関して前記光学素子の射出面を基準として前記光学素子の入射面側の位置に配置されていることを特徴とするレーザスキャン装置。
【請求項３】
光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、
前記第１の発光素子から前記光学素子の直前までの光路に光の漏れを防ぐための覆いを配置し、かつ、前記覆いと前記光学素子とは前記光学素子の光軸方向に関して重なった状態で配置されていることを特徴とするレーザスキャン装置。
【請求項４】
光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、
前記第１の発光素子から前記光学素子の直前までの光路に光の漏れを防ぐための覆いを配置し、前記ホルダには前記光学素子の光軸方向に関して当該光学素子よりも凸の前記光学素子の周囲を囲む壁部を設け、前記壁部と前記光学素子とは前記光学素子の光軸方向に関して重なった状態で配置されていることを特徴とするレーザスキャン装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子からの光は前記光学素子の表面で反射し、その後、乱反射を起こす粗面に照射されることを特徴とする請求項第１項から第４項のいずれか１つに記載のレーザスキャン装置。
【請求項６】
前記粗面は、０．１ｍｍ以上の凹凸を有する連続した面であることを特徴とする請求項５記載のレーザスキャン装置。
【請求項７】
前記粗面は、０．１ｍｍ以上の凹凸を有する溝であることを特徴とする請求項５記載のレーザスキャン装置。
【請求項８】
光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、
前記位置検出センサには、前記第２の発光素子からの光が透過する部分以外の全てまたは一部に前記光が透過しない覆いが設けられていることを特徴とするレーザスキャン装置。
【請求項９】
光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、
前記第１の発光素子から射出される光の波長と、前記第２の発光素子から射出される光の波長は、互いに異なることを特徴とするレーザスキャン装置。
【請求項１０】
前記第１の発光素子からの光の波長は赤外域、前記第２の発光素子からの光の波長は可視域であることを特徴とする請求項９記載のレーザスキャン装置。
【請求項１１】
前記位置検出センサの前記第２の発光素子からの光が透過する部分に、前記第１の発光素子からの光を減衰させるとともに、前記第２の発光素子からの光を透過するフィルタを設けたことを特徴とする請求項９または１０記載のレーザスキャン装置。
【請求項１２】
前記位置検出センサの前記第２の発光素子からの光が透過する部分に、前記第１の発光素子からの光を減衰させるとともに、前記第２の発光素子からの光を透過するコートを施したことを特徴とする請求項９または１０記載のレーザスキャン装置。
【請求項１３】
前記位置検出素子の前記フィルタまたは前記コートのない部分の全て又は一部に光を透過しない覆いを設けたことを特徴とする請求項１１または１２記載のレーザスキャン装置。
【請求項１４】
前記覆いは合成樹脂製であることを特徴とする請求項８または１３記載のレーザスキャン装置。
【請求項１５】
前記覆いは金属製であることを特徴とする請求項８または１３記載のレーザスキャン装置。
【請求項１６】
前記覆いをグランド或いは基準電圧に接続したことを特徴とする請求項１５記載のレーザスキャン装置。
【請求項１７】
前記覆いと、前記位置検出素子の隙間に光を遮断或いは減衰させる樹脂を充填したことを特徴とする請求項８及び１３から１６のいずれか１つに記載のレーザスキャン装置。
【請求項１８】
前記樹脂はシリコーン系の接着剤であることを特徴とする請求項１７記載のレーザスキャン装置。
【請求項１９】
前記覆いは、前記位置検出センサを固定するための固定部材を兼ねていることを特徴とする請求項８及び１３から１８のいずれか１つに記載のレーザスキャン装置。
【請求項２０】
前記受光素子は、光を透過させる光学素子であることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１つに記載のレーザスキャン装置。
【請求項２１】
前記光学素子はレンズであることを特徴とする請求項２０記載のレーザスキャン装置。
【請求項２２】
前記光学素子は回折格子であることを特徴とする請求項２０記載のレーザスキャン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を光軸に垂直な方向に移動させてレーザ光を走査させるレーザスキャン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光をスキャンして測距を行うレーザスキャン装置が車載用測距装置などにおいて用いられている。例えば特開平１０−１２３２５２号では、レーザスキャン装置において、投光用レンズを備えたレンズホルダを複数本のコイルバネで支持した装置を開示している。投光用レンズをコイルバネで支持することによって、装置構成を簡単にでき、低価格化を図ることができる。
【０００３】
特開平１０−１２３２５２号ではレンズを単純に走査するだけだが、近年、測距の精度を高めるため、投光位置の制御、すなわち、投光用レンズの位置制御を行うことが求められている。投光レンズの位置制御を行うには、投光用レンズの位置を正確に知る必要がある。
【０００４】
この位置センサとして、光の重心位置を検出する位置検出素子を用いると高精度な位置検出が実現できる。すなわち、レンズホルダ部分でミクロンオーダーの検出をし、投光位置を０．１度レベルで制御可能となる。この位置検出は、例えば、固定部に位置検出素子を固定し、レンズホルダに光を細い線状に通すスリットを取り付ける。そして、このスリットを挟んで位置検出素子と反対側の固定部に発光ダイオードを固定し、スリットの動きによって光が位置検出素子上を動くようにする。そして、この光の重心位置として位置検出を行う。最大感度波長が９６０ｎｍを用いた場合、同じ波長があれば９６０ｎｍの発光ダイオードを用いるが、同じ波長がない場合には、例えばそれに近い９５０ｎｍで発光する発光ダイオードを用いる。
【特許文献１】特開平１０−１２３２５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スキャンするレーザ光の波長は８７０ｎｍ前後である。位置検出素子は最大感度波長が９６０ｎｍであっても、７６０〜１１００ｎｍと広い範囲で感度を持つ。そのため、位置検出素子はスキャンするレーザ光にも反応する。レーザ光が位置検出素子に漏れ込むと位置検出素子が誤検出を行ってしまい、得られる位置情報が誤ったものとなってしまう。
【０００６】
また、レーザ光は測距のために間欠点灯される。これが位置検出素子に漏れ込むと位置信号が間欠の周期で揺れることになる。これがノイズとして位置信号に現れ、正確な位置検出ができなくなったり、このような位置信号を元に制御することで投光用レンズが揺動してしまうという問題が生じてしまう。
【０００７】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、スキャンするレーザ光の影響を抑え、正確な位置検出が可能なレーザスキャン装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るレーザスキャン装置は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、前記位置検出センサの受光面は、前記光学素子の光軸方向に垂直かつ前記光学素子の射出面側を向き、前記光学素子の光軸方向に関して前記光学素子の入射面を基準として前記光学素子の射出面側の位置に配置されている。
【０００９】
また、本発明の第２の態様に係るレーザスキャン装置は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、前記位置検出センサの受光面は、前記光学素子の光軸方向に垂直かつ前記光学素子の入射面側を向き、前記光学素子の光軸方向に関して前記光学素子の射出面を基準として前記光学素子の入射面側の位置に配置されている。
【００１０】
また、本発明の第３の態様に係るレーザスキャン装置は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、前記第１の発光素子から前記光学素子の直前までの光路に光の漏れを防ぐための覆いを配置し、かつ、前記覆いと前記光学素子とは前記光学素子の光軸方向に関して重なった状態で配置されている。
【００１１】
また、本発明の第４の態様に係るレーザスキャン装置は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、前記第１の発光素子から前記光学素子の直前までの光路に光の漏れを防ぐための覆いを配置し、前記ホルダには前記光学素子の光軸方向に関して当該光学素子よりも凸の前記光学素子の周囲を囲む壁部を設け、前記壁部と前記光学素子とは前記光学素子の光軸方向に関して重なった状態で配置されている。
【００１２】
また、本発明の第５の態様に係るレーザスキャン装置は、第１から第４のいずれか１つの態様において、前記第１の発光素子からの光は前記光学素子の表面で反射し、その後、乱反射を起こす粗面に照射される。
【００１３】
また、本発明の第６の態様に係るレーザスキャン装置は、第５の態様において、前記粗面は、０．１ｍｍ以上の凹凸を有する連続した面である。
【００１４】
また、本発明の第７の態様に係るレーザスキャン装置は、第５の態様において、前記粗面は、０．１ｍｍ以上の凹凸を有する溝である。
【００１５】
また、本発明の第８の態様に係るレーザスキャン装置は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、前記位置検出センサには、前記第２の発光素子からの光が透過する部分以外の全てまたは一部に前記光が透過しない覆いが設けられている。
【００１６】
また、本発明の第９の態様に係るレーザスキャン装置は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記ホルダを前記光学素子の光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持手段と、前記光学素子に入射させるレーザ光を射出する第１の発光素子と、前記ホルダの位置を検出するための光の重心位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサに入射させる光を射出する第２の発光素子と、を備えた車載用測距装置に用いるレーザスキャン装置であって、前記第１の発光素子から射出される光の波長と、前記第２の発光素子から射出される光の波長は、互いに異なる。
【００１７】
また、本発明の第１０の態様に係るレーザスキャン装置は、第９の態様において、前記第１の発光素子からの光の波長は赤外域、前記第２の発光素子からの光の波長は可視域である。
【００１８】
また、本発明の第１１の態様に係るレーザスキャン装置は、第９または第１０の態様において、前記位置検出センサの前記第２の発光素子からの光が透過する部分に、前記第１の発光素子からの光を減衰させるとともに、前記第２の発光素子からの光を透過するフィルタを設ける。
【００１９】
また、本発明の第１２の態様に係るレーザスキャン装置は、第９または第１０の態様において、前記位置検出センサの前記第２の発光素子からの光が透過する部分に、前記第１の発光素子からの光を減衰させるとともに、前記第２の発光素子からの光を透過するコートを施す。
【００２０】
また、本発明の第１３の態様に係るレーザスキャン装置は、第１１または第１２の態様において、前記位置検出素子の前記フィルタまたは前記コートのない部分の全て又は一部に光を透過しない覆いを設ける。
【００２１】
また、本発明の第１４の態様に係るレーザスキャン装置は、第８または第１３の態様において、前記覆いは合成樹脂製である。
【００２２】
また、本発明の第１５の態様に係るレーザスキャン装置は、第８または第１３の態様において、前記覆いは金属製である。
【００２３】
また、本発明の第１６の態様に係るレーザスキャン装置は、第１５の態様において、前記覆いをグランド或いは基準電圧に接続する。
【００２４】
また、本発明の第１７の態様に係るレーザスキャン装置は、第８及び第１３から第１６のいずれか１つの態様において、前記覆いと、前記位置検出素子の隙間に光を遮断或いは減衰させる樹脂を充填する。
【００２５】
また、本発明の第１８の態様に係るレーザスキャン装置は、第１７の態様において、前記樹脂はシリコーン系の接着剤である。
【００２６】
また、本発明の第１９の態様に係るレーザスキャン装置は、第８及び第１３から第１６のいずれか１つの態様において、前記覆いは、前記位置検出センサを固定するための固定部材を兼ねている。
【００２７】
また、本発明の第２０の態様に係るレーザスキャン装置は、第１から第１９のいずれか１つの態様において、前記受光素子は、光を透過させる光学素子である。
【００２８】
また、本発明の第２１の態様に係るレーザスキャン装置は、第２０の態様において、前記光学素子はレンズである。
【００２９】
また、本発明の第２２の態様に係るレーザスキャン装置は、第２０の態様において、前記光学素子は回折格子である。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子入射面での反射光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子射出面からの不要な光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子入射面での反射光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子入射面での反射光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子入射面での反射光を減衰させてより位置検出センサへの入射を防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３５】
請求項６に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子入射面での反射光をよく減衰させてより位置検出センサへの入射を防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、走査するレーザ光の光学素子入射面での反射光をよく減衰させてより位置検出センサへの入射を防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、走査するレーザ光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、走査するレーザ光の重心位置検出センサへの影響を低減することができ、これによって正確な位置検出を行うことができる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明によれば、低価格化を図ることができる。
【００４０】
請求項１１に記載の発明によれば、走査するレーザ光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによってより正確な位置検出を行うことができる。
【００４１】
請求項１２に記載の発明によれば、走査するレーザ光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによってより正確な位置検出を行うことができる。
【００４２】
請求項１３に記載の発明によれば、走査するレーザ光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによってより正確な位置検出を行うことができる。
【００４３】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項８または１３と同様の効果を奏する。
【００４４】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項８または１３と同様の効果を奏する。
【００４５】
請求項１６に記載の発明によれば、位置信号のノイズを低減することができる。
【００４６】
請求項１７に記載の発明によれば、走査するレーザ光が位置検出センサに入射するのを防止することができ、これによってより正確な位置検出を行うことができる。
【００４７】
請求項１８に記載の発明によれば、作業性を高めることができる。
【００４８】
請求項１９に記載の発明によれば、低価格化、小型化を図ることができる。
【００４９】
請求項２０に記載の発明によれば、請求項１から１９のいずれかの発明の効果をより良く享受できる。
【００５０】
請求項２１に記載の発明によれば、良好な光学特性を得ることができる。
【００５１】
請求項２２に記載の発明によれば、良好な光学特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
（第１の実施の形態）
図１より図１５は本発明の第１の実施の形態を示すもので、図１〜図３は本発明のレーザスキャン装置の斜視図、図４は図６のＡ−Ａ線で切ったレーザスキャン装置全体の断面斜視図、図５は同断面図、図６は図５のＢ−Ｂ線で切ったレーザスキャン装置全体の断面図、図７は分解斜視図、図８、９はレーザスキャン装置を構成する２軸アクチュエータ部組の斜視図、図１０は図５のＣ−Ｃ線で切った２軸アクチュエータ部組全体の断面図、図１１、１２は２軸アクチュエータ部組の分解斜視図、図１３は２軸アクチュエータ部組を構成するバネ受け部組の分解斜視図、図１４は第１の実施の形態に係るレーザスキャン装置を用いた車載用測距装置の使用例、図１５は第１の実施の形態の特徴となる構成を説明するための図である。各図にはＸ，Ｙ，Ｚの座標軸が示されているが、ここでは各軸において矢印の方向を＋方向、矢印と逆の方向を−方向として定義する。例えばＸ軸ならば、矢印の方向をＸ＋方向（Ｘ＋側）、矢印と逆の方向をＸ−方向（Ｘ−側）とする。同様にしてＹ軸ならば、矢印の方向をＹ＋方向（Ｙ＋側）、矢印と逆の方向をＹ−方向（Ｙ−側）とする。同様にしてＺ軸ならば、矢印の方向をＺ＋方向（Ｚ＋側）、矢印と逆の方向をＺ−方向（Ｚ−側）とする。
【００５４】
図５、図１０のようにガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたホルダ７の段状部８にＺ方向に当てつけ、光学素子として走査レンズ（以下では単にレンズと呼ぶ）５が接着固定されている。ホルダ７のＸ＋方向には、銅クラッドアルミ線で巻線された空芯のアジマスコイル１５が、その中央の空芯部分をホルダ７に設けられた凸部９に勘合する形で、接着固定されている。Ｙ方向両端には、銅クラッドアルミ線で巻線された空芯のエレベーションコイル１６ａ、１６ｂが、その中央の空芯部分をホルダ７に設けられた凸部１０ａ、１０ｂに勘合する形で、接着固定されている。
【００５５】
ホルダ７には基板１７も接着固定されている。図示していないが、アジマスコイル１５、エレベーションコイル１６ａ、１６ｂの末端が基板１７に半田付けされている。
【００５６】
ホルダ７のＺ−方向にはカーボン繊維入りの液晶ポリマーで製作されているホルダ２０の段状部２１が、ホルダ７の先端部１４に当てつけられ、接着固定されている。ここで、ホルダ２０の段状部２３はレンズ５と、リブ状部２２は基板１７と、０．０５ｍｍ程度のごく僅かな隙間を持って対向するようになっている。この隙間部分に接着剤を塗布することで、隙間は接着剤により埋まり、レンズ５及び基板１７は、ホルダ７に接着固定されるだけでなく、ホルダ７とホルダ２０に挟まれる形でも固定されることになり、より強固に固定される。さらに、ホルダ７とホルダ２０の固定に熱かしめを併用すれば、より耐久性を向上させることができる。
【００５７】
ホルダ２０には、図１１のように、光学要素としてスリット２４ａ、２４ｂが設けられている。スリット２４ａ、２４ｂの長手方向は、スリット２４ａはＹ方向に、スリット２４ｂはＸ方向となっている。スリット２４ａ、２４ｂへの光を通すため、ホルダ７には、図５、１３のように穴１２が設けられ、基板１７には、穴１９が設けられている。
【００５８】
以上、ホルダ７及びホルダ７に固定された部品よりなる部組を可動部２７と呼ぶ。
【００５９】
図１１のように、基板１７には、穴１８ａ〜１８ｈ（１８ａ、１８ｅ〜１８ｈは見えないので図示せず）が設けられ、ベリリウム銅製のワイヤバネ２８ａ〜２８ｈ（ホルダ支持手段）が挿入され、一端が半田付けされている（半田は図示していない）。ホルダ７についても、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈが通る部分には、図１２のように、穴１３ａ〜１３ｈが設けられている。ホルダ２０にも、図１１の通り、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈのＺ−側に穴２５ａ〜２５ｄが開けられている。基板１７へのワイヤバネ２８ａ〜２８ｈの半田付けは、可動部２７の組立が終了してから、穴２５ａ〜２５ｄを用いて行われる。これにより、ホルダ７とホルダ２０の接着作業などを、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈのない状態で行うことができ、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈの曲がり、折れなどを防止でき、作業性を向上させることができる。
【００６０】
ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈは、基板１７を介して、アジマスコイル１５、エレベーションコイル１６ａ、１６ｂと接続されている。アジマスコイル１５の一端には、ワイヤバネ２８ｃと２８ｄが、他端にはワイヤバネ２８ｇと２８ｈが接続されている。すなわち、アジマスコイル１５に２本のワイヤバネを並列接続する形となっている。エレベーションコイル１６ａ、１６ｂは基板１７で直列接続され、同様に、一端には、ワイヤバネ２８ａと２８ｂが、他端にはワイヤバネ２８ｅと２８ｆが接続されている。
【００６１】
次に、バネ受け部組２９について説明する。図５、図１３のように、ガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作されたバネ受け３０の穴３６の段状部３７にレンズ６が挿入されている。レンズ６のＺ−側には、シリコーンゴムで製作された押さえバネ４５が段状部３８にはめられ、さらにＺ−側には、ガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作された押さえカン４６が段状部３９にはめられている。
【００６２】
バネ受け３０のＺ＋側には基板４８が、Ｚ−側には鉄製のヨーク５５が配置されている。基板４８、ヨーク５５は、ネジ５４ａ、５４ｂを基板４８の穴５２ａ、５２ｂ、バネ受け３０の穴３３ａ、３３ｂに通し、ヨーク５５のネジ穴５７ａ、５７ｂにねじ込むことにより固定されている。すなわち、２本のネジ５４ａ、５４ｂによって、ネジの頭とヨーク５５で基板４８、バネ受け３０を挟み込むような形となっている。
【００６３】
基板４８は、図９のように、基板４８の穴５３ａ、５３ｂとバネ受け３０の凸部４０ａ、４０ｂによって位置決めされている。穴５３ａは長穴となっており、公差による寸法ずれで組み立てられなくなることを防いでいる。基板４８の中央には、光を通すための穴５０が設けられている。
【００６４】
一方、ヨーク５５は、図１０、図１３のように、Ｙ方向は、バネ受け３０のＹ−面６５と、ヨーク５５のＹ−端６１を揃える形で位置決めする。Ｘ方向は、バネ受け３０の凸部３４と、ヨーク５５の穴６０によって位置決めする。
【００６５】
先に述べた押さえカン４６は、押さえバネ４５の弾性により、何もなければ、Ｚ−方向にバネ受け３０より凸となっている。これを、図５のように、ヨーク５５で押さえられ、押さえカン４６はＺ−方向にバネ受け３０と同一の位置となり、押さえバネ４５の弾性でレンズ６は固定される。２本のネジ５４ａ、５４ｂによって、基板４８、ヨーク５５に加えて、レンズ６も固定していることになる。
【００６６】
バネ受け３０には、発光ダイオード４７（第２の発光素子）も、穴３１の奥の円筒状穴３２にはめられ、脚を基板４８の穴５１ａ、５１ｂに通し、半田付けされている。発光ダイオード４７の発光部と基板４８でバネ受け３０を挟むような形での固定となる。
【００６７】
以上、バネ受け３０及びバネ受け３０に固定された部品よりなる部組をバネ受け部組２９と呼ぶ。
【００６８】
ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈの可動部２７に半田付けした反対側は、ヨーク５５の穴５６ａ〜５６ｄを通し、バネ受け３０の穴４１ａ〜４１ｄに挿入されている。
【００６９】
バネ受け３０の穴４１ａ〜４１ｄの内部を、ワイヤバネ２８ｇで代表して、図１０のＤ部に示す。穴４１ｄはＺ＋側で細い穴４３ｇとなる。さらにＺ＋側でワイヤバネ２８ｇより僅かに大きい径を持つ穴４２ｇとなる。穴４１ｄには、２本のワイヤバネ２８ｇ、２８ｈが挿入されているが、穴４１ｄは２本で１個となっている。一方、穴４３ｇ、４３ｈ、４２ｇ、４２ｈ（４３ｈ、４２ｈは図示せず）はワイヤバネ１本につき１個ずつ設けられ、穴４１ｄは奥で２個に分かれている形となっている。穴４３ｇ、４３ｈは穴４１ｄから円錐側面のような形状で接続されている。
【００７０】
穴４３ｇ、４３ｈには、紫外線硬化形のシリコーンゲル６７が充填されている。充填はヨーク５５の穴５６ｄ、バネ受け３０の穴４１ｄから行われる。充填作業は、Ｚ−側を上にして行われ、シリコーンゲル６７は円錐側面のような形状の穴４１ｄで、穴４３ｇ、４３ｈに誘導される。そして、円錐側面のような形状の穴４１ｄにはみ出てきたところで作業は終わりとなる。このとき、正確には、穴４２ｇ、４２ｈにもシリコーンゲルが流れていくが、シリコーンゲルは硬化前でも粘度が高く狭いすきまには流れにくい。そこで、手早く作業を行い、紫外線により硬化させることで、穴４２ｇ、４２ｈへのシリコーンゲルの流れこみを防ぐことができる。
【００７１】
他のワイヤバネ２８ａ〜２８ｆ、バネ受け３０の穴４１ａ〜４１ｃについても、同様の構成となっている。シリコーンゲルにより、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈの振動のダンピングが取られている。
【００７２】
ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈはＺ＋方向にバネ受け３０より突出し、基板４８の穴４９ａ〜４９ｈに挿入され、半田付けされている。基板４８は図示しない制御基板に接続されている。アジマスコイル１５、エレベーションコイル１６ａ、１６ｂは、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈを介して、さらに、発光ダイオード４７も、制御基板に接続されていることになる。
【００７３】
可動部２７は、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈによりＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持されていることになる。ここで、可動部２７を単純にＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持するだけであれば、ワイヤバネは４本で十分である。８本となっているのは、アジマスコイル１５、エレベーションコイル１６ａ、１６ｂの配線をワイヤバネ２本並列とするためで、ワイヤバネ部の抵抗値を小さくしている。
【００７４】
次に、図１２のようにアジマス磁石７８、エレベーション磁石７９ａ、７９ｂが接着された鉄製のヨーク６８が、図１０のようにＺ−方向から可動部２７を覆うような形で、バネ受け部組２９に固定される。
【００７５】
ヨーク６８はアジマス磁石７８、エレベーション磁石７９ａ、７９ｂの吸引力により、ヨーク５５に吸い付くように付く。このとき、図８のように、ヨーク６８の角部７６ａ、７６ｂとヨーク５５の凸部６３及び図９のように、ヨーク６８の角部７４ａ、７４ｂとヨーク５５の凸部６２ａ、６２ｂを組み合わせて位置決めを行う。
【００７６】
バネ受け３０のＹ寸法（Ｙ−面６５とＹ＋面６６の距離）に対し、ヨーク５５のヨーク６８が取り付く部分のＹ寸法（Ｙ−端６１とＹ＋端６４ａ、６４ｂの距離）の方が０．１ｍｍ程度大きくされている。図１０のように、Ｙ−側でバネ受け３０のＹ−面６５とヨーク５５のＹ−端６１、ヨーク６８の接触部７５はＹ方向と同じ位置にあるが、Ｙ＋側では、バネ受け３０のＹ＋面６６よりヨーク５５のＹ＋端６４ａ、６４ｂ、ヨーク６８の接触部７７ａ、７７ｂが外側となっている。これにより、公差によるずれで、ヨーク６８の接触部７７ａ、７７ｂがバネ受け３０のＹ＋面６６と接し、ヨーク５５のＹ＋端６４ａ、６４ｂと接しないということになることを防ぎ、ヨーク５５とヨーク６８が接触して効率の良い磁気回路を形成できるようにしている。
【００７７】
ヨーク６８はアジマス磁石７８、エレベーション磁石７９ａ、７９ｂの吸引力だけでも、ヨーク５５に吸い付くが、振動などで外れることがないように、図９、図１２のように、ネジ８４ａ、８４ｂによって、バネ受け３０にネジ止めされている。ネジ８４ａ、８４ｂは、バネ受け３０に設けられた穴３５ａ、３５ｂに挿入され、ヨーク６８のネジ穴７０ａ、７０ｂに締め付けられている。穴３５ａ、３５ｂは、ネジ８４ａ、８４ｂの頭が入る大きさとなっているが、奥でネジ部だけが通るように径が細くなっている。
【００７８】
図８、図１１のように、ヨーク６８には、基板８０が、ヨーク６０のネジ穴７１ａ、７１ｂ、基板８０の穴８２ａ、８２ｂ、ネジ８３ａ、８３ｂによって、ネジ止めされている。
【００７９】
基板８０には、図１２のように、光の重心位置により出力電流が変化するポジションセンサ８１ａ、８１ｂが半田付けされている。図５のように、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂはヨーク６８の穴７２部にＺ＋側に突出する形となっている。ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの受光面８５ａ、８５ｂは、発光ダイオード４７の方向Ｚ＋側向きで、レンズ５の入射面８６よりもＺ方向にＺ＋側となっている。
【００８０】
図示していないが、基板８０は電線を介して図示せぬ制御基板に接続されており、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂは制御基板に接続されている。
【００８１】
図４で明らかなように、ポジションセンサ８１ａはスリット２４ａに、ポジションセンサ８１ｂはスリット２４ｂに対向する位置に配置されている。発光ダイオード４７からの光は広がり、スリット２４ａ、２４ｂの両方に入射する。途中のヨーク５５には、光を通すため穴５８が設けられている。可動部２７の移動によって、スリット２４ａ、２４ｂは動くが、その移動範囲に十分発光ダイオード４７からの光は広がっており、スリット２４ａ、２４ｂを通った光が、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂに至る。可動部２７の移動によってスリット２４ａ、２４ｂを通った光が動くことで、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂ上の光の重心が動き、可動部２７の位置が検出される。
【００８２】
なお、発光ダイオード４７は赤外線を発するので、光は実際には目視では見えない。ポジションセンサ８１ａ、８１ｂは７６０〜１１００ｎｍの赤外域に感度を持つものを使用する。
【００８３】
ポジションセンサ８１ａ、８１ｂは各々１方向の位置を検出する１次元のセンサで、Ｙ方向が長手方向のスリット２４ａに対向するポジションセンサ８１ａは、検出方向がＸ方向に、Ｘ方向が長手方向のスリット２４ｂに対向するポジションセンサ８１ｂは、検出方向がＹ方向になっている。
【００８４】
可動部２７に搭載されるレンズ５を移動させることにより、後述するレーザダイオード（第１の発光素子）１よりの光の照射位置を移動させるが、照射位置がレンズ５の光軸に対して傾き０の位置になるなどの所望の位置となったときにポジションセンサ８１ａ、８１ｂの出力が０位置を示す出力となるように、基板８０はＸＹ平面内での位置調整がされ、固定されている。このため、基板８０の穴８２ａ、８２ｂは調整代分を見て大きめとなっている。
【００８５】
図１２のように、ホルダ７には凸部１１ａ〜１１ｄが、図８のように、ホルダ２０には凸部２６ａ〜２６ｄが設けられている。可動部２７が移動したとき、前者はヨーク５５の穴５９に、後者はヨーク６８の穴７３に当たり、移動量を制限するストッパとなっている。凸部は４隅にあり、穴も四角であるので、Ｘ方向、Ｙ方向、両方向の動きを制限できる。Ｚ方向両側に設けられているのは、片側だと可動部２７がＸ方向の動きではＹ軸周りに、Ｙ方向の動きではＸ軸周りに回転し、ワイヤバネ２８ａ〜２８ｈの曲がりが発生する可能性があるためである。
【００８６】
以上のように構成された部組を２軸アクチュエータ８７と呼ぶ。
【００８７】
図３、図７のように２軸アクチュエータ８７は、ガラス入りのポリフェニレンサルファイド樹脂で製作された本体８９に、ネジ８８ａ〜８８ｃによって、ネジ止めされている。ネジ８８ａ〜８８ｃは２軸アクチュエータ８７のヨーク６８のネジ穴６９ａ〜６９ｃにねじ込まれている。図示していないが、バネ受け３０には、ネジ８８ａ〜８８ｃの先を逃げるための凹部が設けられている。本体８９には、ネジ８８ａ〜８８ｃに対応して、穴が開けられている。
【００８８】
本体８９には、Ｙ＋方向に凸部９０が設けられている。２軸アクチュエータ８７の基板８０の位置調整は、２軸アクチュエータ８７が本体８９に取り付けられてから行われる。図２、図６のように、ネジ８３ｂは、凸部９０に覆われていないので、２軸アクチュエータ８７が本体８９に取り付けられてからでも、普通に締めることができる。一方、ネジ８３ａは、凸部９０に隠れてしまうので、凸部９０に穴９１が設けられている。この穴９１からドライバを通して、ネジ８３ａを締めることができる。
【００８９】
本体８９のＸＹ平面及びＹＺ平面に４５度の角度をなす面９２には、ミラー４が接着されている。面９２には穴９５が設けられており、図５のように、ミラー４は穴９５側の面９６が反射面となっている。
【００９０】
図６、図７のように、本体８９には、鏡枠９８がネジ１０３によって、固定されている。ネジ１０３は、本体の穴９８を通され、先端を鏡枠９８のネジ穴１０２にねじ込まれており、鏡枠９８は、いわゆる引きビスで、本体８９に固定されている。鏡枠９８の穴９９の段状部１００にはレンズ２が、段状部１０１にはレンズ３が接着固定されている。
【００９１】
鏡枠９８は本体８９の穴９３に挿入されている。穴９３の径は、鏡枠９８の径より僅かに大きくされている。穴９３に沿って、鏡枠９８をＸ方向に動かし、レンズ２、レンズ３を動かすと、本装置より照射される光のスポットの大きさが変化する。そこで、鏡枠９８をＸ方向に移動させ、スポットの大きさが所定の大きさとなるように調整される。この調整のため、本体８９の穴９８はＸ方向に長穴となっている。
【００９２】
図１、図７のように、本体８９の穴９３には、さらに、レーザダイオード１が固定されている。レーザダイオード１は真鍮製のイタ１０４に圧入されている。ネジ１０６ａ、１０６ｂが、イタ１０４の穴１０５ａ、１０５ｂに通され、本体８９のネジ穴９４ａ、９４ｂにねじ込まれて、イタ１０４は本体８９にネジ止めされている。このとき、レーザダイオード１と、レンズ２、３の光軸が一致するように、イタ１０４は、ＹＺ平面内で位置調整される。レーザダイオード１は図示していないが、レーザドライバー基板に接続されている。
【００９３】
図４、図５のように、レーザダイオード１から発射されたレーザ光は、レンズ２、３を通り、ミラー４で光路を９０度曲げられ、レンズ５に至り、さらにレンズ６を通るように配置されている。このとき、レーザダイオード１から発射した光は、本体８９の凸部９０内で、初め穴９３を通り、鏡枠９８内の穴９９を通った後、再び穴９３に出、その先の細い穴１０７を通って穴９５に入り、ミラー４で方向を変えて、穴９５を進む。光は本体８９から穴９５の出口１０８で初めて外に出ることになる。本体８９の凸部９０が、Ｚ＋方向に凸部９７を持っており、出口１０８からレンズ５の入射面８６までの距離が小さくなるようになっている。また、凸部９７の壁１２８は、表面を粗面とされている。なお、レーザダイオード１の波長は８７０ｎｍと赤外線で、実際にはその光を目視で見ることはできない。
【００９４】
次に以上のように構成された本実施の形態のレーザスキャン装置を用いた車載用測距装置について、その動作を説明する。
【００９５】
図１４に本実施の形態のレーザスキャン装置を用いた車載用測距装置を簡略に示す。
【００９６】
レーザダイオード１より出射したレーザ光は、レンズ２、３を介し、ワイヤバネ２８に支持されたホルダ７のレンズ５を矢印１０９のように左右に動かすことにより矢印１１０のように左右に振られる。なお、図１４ではミラー４は省略した。さらに、光はレンズ６を通ることで最終的に矢印１１１の示す範囲へ所望のビーム形状に形成されて照射される。照射された光１１２が障害物１１３に当たって反射した光１１４は受光レンズ１１５を介してフォトディテクタ１１６に至り、電気回路により障害物１２３までの距離が計算される。なお、実際はレンズ５は左右だけでなく、上下にも振られ、光も上下にも振られる。
【００９７】
レンズ５を上下左右に動かす仕組みについて、さらに詳細に説明する。
【００９８】
図１０のようにエレベーションコイル１６ａ、１６ｂは、ヨーク６８に固定された磁石７９ａ、７９ｂとヨーク５５に挟まれている。エレベーションコイル１６ａ、磁石７９ａと、エレベーションコイル１６ｂと磁石７９ｂで動作の仕組みは同じなので、ここでは、エレベーションコイル１６ａ及び磁石７９ａ側で説明する。
【００９９】
磁石７９ａの極性は、図１０の通りである。磁極の境は分かりやすいように破線で示した。実際の磁石で境の部分は幅０．２〜０．４ｍｍの磁極のないニュートラル領域となる。
【０１００】
エレベーションコイル１６ａの辺１１７、１１８には、矢印１１９、１２０の向きの磁界が及ぶ。矢印１１９のように磁石７９ａから出た磁束は、ヨーク５５に入り、ヨーク５５内を矢印１２１のように進み、矢印１２０のように磁石７９ａに戻る。また、一部は矢印１２２のようにヨーク５５まで行かずに、磁石７９ａに戻る。
【０１０１】
エレベーションコイル１６ａの辺１１７、１１８に流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き１１９、１２０も逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＹ方向となる。
【０１０２】
エレベーションコイル１６ａの残りの辺、図１１に示す辺１２３、１２４には、Ｘ方向の力が発生するが、矢印１１９と矢印１２０の磁界から受ける力の向きが逆向きとなりキャンセルするので、Ｘ方向に動くことはない。
【０１０３】
エレベーションコイル１６ａの磁石７９ａ側には、ホルダ２０が覆い被さっていないが、これは、ホルダ２０を配置するスペースを削って、エレベーションコイル１６ａを磁石７９ａに近づけ、その間の距離１２５を小さくするためである。エレベーションコイル１６ａのＺ＋側にヨーク５５は配置されているが、磁石７９ａは配置されていないため、磁石７９ａに近い側、Ｚ−側の方が磁界の強さが大きい。距離１２５を小さくした方が、同じ電流でより大きな力を磁界から受けることができ、消費電力を小さくすることができる。
【０１０４】
エレベーションコイル１６ｂについても、同様にＹ方向の力が発生する。エレベーションコイル１６ａ、１６ｂで発生するＹ方向の力が同じ向きになるように直列接続される。これによりエレベーションコイル１６ａ、１６ｂに電流を流すことで、可動部２７及びそれに取り付けられたレンズ５をＹ方向に動かすことができる。
【０１０５】
アジマスコイル１５及びアジマス磁石７８についても、Ｘ方向とＹ方向の関係が入れ替わるだけで、同様にＸ方向の力を発生する。これにより、アジマスコイル１５に電流を流すことで、可動部２７及びそれに取り付けられたレンズ５をＸ方向に動かすことができる。
【０１０６】
可動部２７の位置は、既に述べたように、可動部２７のスリット２４ａ、２４ｂを通った光をポジションセンサ８１ａ、８１ｂで受光して行われ、その位置情報を基にして可動部２７の移動が行われる。
【０１０７】
第１の実施の形態では、図５に示すように、発光ダイオード４７は、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂよりもＺ＋側にある。したがって、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの、発光ダイオード４７の方向を向いている当該受光面８５ａ、８５ｂは、Ｚ＋方向を向いており、かつ、レンズ５の入射面８６よりもＺ軸に関してＺ＋側に位置している。このような構成により、レーザダイオード１からの照射用レーザ光がポジションセンサ８１ａ、８１ｂに入射することを防ぐことができる。以下にこれについて図１５を用いて詳細に説明する。各ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの機能は同一なので、ここでは、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂをポジションセンサ８１とし、各受光面８５ａ、８５ｂを受光面８５として説明する。
【０１０８】
ポジションセンサ８１の受光面８５は、それよりもＺ＋側にある発光ダイオード４７の方向を向いている。しかし、受光面８５が図１５（ａ）のように、レンズ５の入射面８６よりＺ軸に関してＺ−側にある場合には、レーザダイオード１からの光１２６の一部がレンズ５の入射面８６で反射して光路１２７のように進むことが考えられ、この場合、レーザダイオード１からの光１２６がポジションセンサ８１の受光面８５に入射してしまう。
【０１０９】
一方、図１５（ｂ）に示す第１の実施の形態の構成では、ポジションセンサ８１の受光面８５は、それよりもＺ＋側にある発光ダイオード４７の方向を向き、かつ、レンズ５の入射面８６を基準としてＺ軸に関してＺ＋側にある。すなわち、受光面８５はレンズ５の光軸方向に垂直かつレンズ５の射出面２０１側を向き、レンズ５の光軸方向に関してレンズ５の入射面８６を基準としてレンズ５の射出面２０１側の位置に設けられている。このような構成によれば、レーザダイオード１からの光１２６の一部がレンズ５の入射面８６で反射して光路１２７のように進んだとしても、光路１２７はレンズの入射面８６よりもＺ−側となるので、光１２６がＺ＋側にあるポジションセンサ８１の受光面８５に入射することはない。
【０１１０】
このように、レーザダイオード１からの光がポジションセンサ８１に入射することがないので、ポジションセンサ８１での位置検出は発光ダイオード４７からの光のみにより行われることになり、したがって正確な位置検出を行うことができる。また、レーザダイオード１は測距のために、間欠点灯されるが、この光によって位置信号にノイズの形で現れることも防止でき、そのノイズにより正確な位置検出ができなくなったり、レンズ５が揺動したりするのを防止できる。
【０１１１】
図１５（ｃ）は、第１の実施の形態の変形例を説明するための図である。上記した第１の実施の形態では、発光ダイオード４７がＺ＋側にあったので、発光ダイオード４７側を向くポジションセンサ８１の受光面８５の位置は、レンズ５の入射面８６を基準としてＺ軸に関してＺ＋側にあった。これに対して、図１５（ｃ）に示すように、発光ダイオード４７がポジションセンサ８１よりもＺ−側に位置し、ボジションセンサ８１の受光面８５が発光ダイオード８１が存在するＺ−側を向いている場合がある。この場合には、レンズ５の射出面２０１を基準にして、ポジションセンサ８１の受光面８５をＺ軸に関してＺ−側に配置すれば良い。すなわちこの構成では、受光面８５は、レンズ５の光軸方向に垂直かつレンズ５の入射面８６側を向き、レンズ５の光軸方向に関してレンズ５の射出面２０１を基準としてレンズ５の入射面８６側の位置に配置されている。
【０１１２】
このような構成によれば、レンズ５の射出面２０１から射出されるレーザダイオード１からの光のうち使用されない外側の光などによる迷光がポジションセンサ８１に入射するのを防止でき、これによって、先に述べた場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態では、本体８９の凸部９０の壁１２８には粗面が形成されている。図１５（ｄ）のように、レーザダイオード１からの光１２９の一部がレンズ５の入射面８６で反射し、光路１３０のように進み、壁１２８に当たる。しかし、壁１２８には粗面１３３が形成されているのでここで乱反射してしまい、壁１２８にあたった光が問題となることはない。一方、粗面１３３が形成されていない場合には、光１２９は壁１２８で反射して、光路１３１に沿って進む。さらに、光１２９はスリット２４が設けられたホルダ２０で反射して光路１３２に沿って進み、ポジションセンサ８１の受光面８５に入射してしまう。
【０１１４】
壁１２８のうち、レンズ５で反射した光１２８があたる部分を粗面１３３とすることで、反射光１２８がポジションセンサ８１に入射してしまうのを防止し、先に述べたのと同様に、正確な位置検出を行うことができる。
【０１１５】
粗面１３３としていろいろな形態が考えられるが、０．１ｍｍ以上の凹凸が連続した面とすると、光を乱反射させやすくより良い効果を得ることができる。また、粗面１３３を０．１ｍｍ以上の凹凸の溝が連続した面で形成しても良く、これによって光を乱反射させやすくより良い効果を得ることができる。
【０１１６】
（第２の実施の形態）
図１６は本発明の第２の実施の形態を示すもので、図５に相当する一部の断面図である。第１の実施の形態と同様の部品には同じ番号を記した。
【０１１７】
本実施の形態では、第１の実施の形態と可動部２７のレンズ５の取付部分と、本体８９（図２）の凸部９０からＺ＋方向に伸びる凸部９７部分の構成が異なる。
【０１１８】
可動部２７では、ホルダ７、ホルダ２０のレンズ５の取付部がＺ−方向に凸形状となり、その部分にレンズ５が、ホルダ２０よりさらにＺ−方向に凸となる位置に固定されている。
【０１１９】
一方、本体８９の凸部９０からＺ＋方向に伸びる凸部９７には、レーザダイオード１からの光の出口１０８部分に凹部１３４が設けられ、その部分にレンズ５が入り込む形となっており、レンズ５の入射面８６は完全に入っている。なお、組み立て時は、２軸アクチュエータ８７をＺ＋方向から滑り込ませるような形で、本体８９に組み合わせれば良く、凹部１３４にレンズ５が入り込む形でも組立不能とはならない。
【０１２０】
この他の構成、動作については、第１の実施の形態とほぼ同じである。
【０１２１】
本実施の形態では、第１の実施の形態で述べたように、レーザダイオード１から出射されたレーザ光は、本体８９の凸部９０内の穴９３、鏡枠９８、穴９３、穴１０７、穴９５を進み、出口１０８で初めて外に出るように、レンズ５の直前まで覆い２００が設けられている。さらに、出口部分に凹部１３４が設けられ、その部分にレンズ５が入り込み、Ｚ方向において覆い２００とレンズ５が重なっている。これにより、レーザ光はレンズ５の入射面８６まで、直接外部に漏れることはなく、入射面８６での反射光も直接外部に漏れることはない。なお、入射面８６で反射した光や、入射面８６までの光が反射を繰り返して漏れることはあるが、反射を繰り返すことにより、光の強さは減衰する。これにより、レーザダイオード１からの光のポジションセンサ８１ａ、８１ｂへの入射を防ぐことができ、発光ダイオード４７からの光に基づいて正確な位置検出を行うことができる。また、レーザダイオード１の測距のための間欠点灯によって位置信号にノイズのような信号がのることも防止できる。
【０１２２】
第１の実施の形態で述べたように、レンズ５の入射面８６の反射光があたる面１３５を粗面とすれば、反射を繰り返して漏れる光をさらに弱くでき、より位置信号を良好なものにできる。
【０１２３】
（第３の実施の形態）
図１７は本発明の第３の実施の形態を示すもので、図５に相当する一部の断面図である。第１の実施の形態と同様の部品には同じ番号を記した。
【０１２４】
本実施の形態では、第１の実施の形態と可動部２７のレンズ５の取付部分と、本体８９の凸部９０からＺ＋方向に伸びる凸部９７部分の構成が異なる。
【０１２５】
可動部２７では、ホルダ２０がＺ−方向に凸形状となり、レンズ５の入射面８６より、ホルダ２０の先端１３６がＺ−方向に凸となっている。Ｚ方向では、レンズ５はホルダ２０に覆われる形となっている。
【０１２６】
一方、本体８９の凸部９０からＺ＋方向に伸びる凸部９７には、レーザダイオード１からの光の出口１０８部分に凹部１３４が設けられ、その部分にホルダ２０の先端１３６が入り込む形となっている。なお、組み立て時は、２軸アクチュエータ８７をＺ＋方向から滑り込ませるような形で、本体８９に組み合わせれば良く、凹部１３４にホルダ２０の先端１３６が入り込む形でも組立不能とはならない。
【０１２７】
この他の構成、動作については、第１の実施の形態とほぼ同じである。
【０１２８】
本実施の形態では、第１の実施の形態で述べたように、レーザダイオード１から出射されたレーザ光は、本体８９の凸部９０内の穴９３、鏡枠９８、穴９３、穴１０７、穴９５を進み、出口１０８で初めて外に出るように、レンズ５の直前まで覆い２００が設けられている。さらに、出口部分に凹部１３４が設けられ、その部分にホルダ２０の先端１３６が入り込み、Ｚ方向において覆い２００とホルダ２０の壁部２０−１が重なっている。これにより、レーザ光はレンズ５の入射面８６まで、直接外部に漏れることはなく、入射面８６での反射光も直接外部に漏れることはない。なお、入射面８６で反射した光や、入射面８６までの光が反射を繰り返して漏れることはあるが、反射を繰り返すことにより、光の強さは減衰する。これにより、レーザダイオード１からの光のポジションセンサ８１ａ、８１ｂへの入射を防ぐことができ、発光ダイオード４７からの光に基づいて正確な位置検出を行うことができる。また、レーザダイオード１の測距のための間欠点灯によって位置信号にノイズのような信号がのることも防止できる。
【０１２９】
第２の実施の形態で述べたように、レンズ５の入射面８６の反射光があたる面１３５を粗面とすれば、反射を繰り返して漏れる光をさらに弱くでき、より位置信号を良好なものにできる。
【０１３０】
（第４の実施の形態）
図１８より図２０は本発明の第４の実施の形態を示す図であり、図１８は図５に相当する一部の断面図、図１９は主要部のポジションセンサ部分の３面図、図２０は変形例を示す図である。第１の実施の形態と同様の部品には同じ番号を記した。
【０１３１】
本実施の形態では、第１の実施の形態とポジションセンサ８１ａ、８１ｂ部分の構成が異なる。第１の実施の形態では、基板８０にポジションセンサ８１ａ、８１ｂがそのまま取り付けられていたが、本実施の形態では、真鍮板を折り曲げて製作されたカバー１３７ａ、１３７ｂが取り付けられている。
【０１３２】
ここではカバー１３７ｂについて、図１９を用いて詳細に説明する。図１９（ａ）〜（ｃ）は３面図であるが、（ｃ）は断面を取っている。なお、カバー１３８ａも同一のものである。
【０１３３】
カバー１３７ｂの、ポジションセンサ８１ｂの受光面８５ｂを覆う面には穴１３８が設けられている。これによってポジションセンサ８１ｂ内にある受光素子本体１４２に対して発光ダイオード４７の光が入射可能となっている。
【０１３４】
カバー１３７ｂには、折り曲げ部１３９ａ〜１３９ｄが設けられ、この部分で折り曲げた状態でポジションセンサ８１ｂの側面の一部を覆うようになっている。折り曲げ部１３９ａ、１３９ｃにおいて、ポジションセンサ８１ｂのコモン端子１４１ｂ、１４１ｃには半田付けにより半田１４３ａ、１４３ｂが固着され、カバー１３７ｂはこの半田１４３ａ、１４３ｂによりポジションセンサ８１ｂに固定されている。残りの端子１４１ａ、１４１ｄについては、カバー１３７ｂでショートすることがないように、折り曲げ部１３９ａ、１３９ｃに逃げ１４０ａ、１４０ｂが設けられている。
【０１３５】
この他の構成、動作については、第１の実施の形態とほぼ同じである。
【０１３６】
レーザダイオード１から発射されたレーザ光の漏れ光は、ポジションセンサ８１ｂ内にある受光素子本体１４２に、ポジションセンサ８１ｂの受光面８５ｂからだけでなく、側面からも図１９（ｃ）の矢印１４４のように入射する。本実施の形態では、ポジションセンサ８１ｂ内にある受光素子本体１４２への光の透過する部分以外の全てまたは一部をカバー１３７ｂで覆うことによって、矢印１４４のようなレーザダイオード１から発射されたレーザ光の漏れ光が受光素子本体１４２に入射することを防ぐことができる。ポジションセンサ８１ａについても、同様である。
【０１３７】
これにより、レーザダイオード１からの光のポジションセンサ８１ａ、８１ｂへの入射を防ぐことができ、発光ダイオード４７からの光に基づいて正確な位置検出を行うことができる。また、レーザダイオード１の測距のための間欠点灯によって位置信号にノイズのような信号がのることも防止できる。
【０１３８】
本実施の形態では、カバー１３７ａ、１３７ｂによりレーザダイオード１から発射されたレーザ光の漏れ光のポジションセンサ８１ａ、８１ｂへの入射を低減できるので、レンズ５の入射面８６とポジションセンサ８１ａ、８１ｂの受光面８５ａ、８５ｂのＺ方向の位置関係に必ずしもこだわる必要はなく、レンズ５の入射面８６よりポジションセンサ８１ａ、８１ｂの受光面８５ａ、８５ｂが、Ｚ−方向にあっても良い。
【０１３９】
また本実施の形態では、真鍮製のカバー１３７ａ、１３７ｂをポジションセンサ８１ａ、８１ｂのコモン端子に半田付けし、固定及び接続をしている。これによって、真鍮製のカバー１３７ａ、１３７ｂを基準電圧に落として外部の配線部より静電結合の形でポジションセンサ８１ａ、８１ｂに飛び込むノイズを低減できるので、位置信号のノイズをより低下させて正確な位置検出を行うことができる。
【０１４０】
真鍮製のカバー１３７ａ、１３７ｂをグランドに接続しても同様の効果を得られる。ポジションセンサ８１ａ、８１ｂが半田付けされている基板にグランドのパターンを用意し、その部分にカバーを半田付けして固定すれば良い。
【０１４１】
本実施の形態では、カバーカバー１３７ａ、１３７ｂは真鍮製だが、その他の金属や合成樹脂製であっても良い。合成樹脂製の場合、形状の自由度が高いので、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂを隙間なくカバーし、レーザ光の入射をより低減させるような設計が容易となる。
【０１４２】
カバー部材で基板の代わりにポジションセンサを保持するようにし、配線は電線や、フレキシブル基板で行っても良い。ポジションセンサの保持部材を兼ねることで、部品点数を削減し、低価格化や小型化を図ることができる。
【０１４３】
また、図２０（ａ）、（ｂ）のように、環状の金属枠１４５を基板８０に取り付け、その内側に黒色のシリコーン接着剤１４６を充填しても良い。環状の金属枠１４５は基板８０にランドを設けて半田付け、或いは、接着固定する。
【０１４４】
金属枠１４５だけでも、矢印１４７の方向からのレーザ光がポジションセンサ８１ｂに入射することを防ぐことができるが、シリコーン接着剤１４６を充填することによって、矢印１４８のようなレーザ光の入射を防ぐことができる。また、シリコーン接着剤１４６によって、細かい隙間を生じることなく、ポジションセンサ８１ｂの周りを覆い、遮光することができる。この結果、よりよく漏れ光のポジションセンサ８１ｂへの入射を防ぐことができ、より正確な位置検出を行うことができる。充填する物が、シリコーン接着剤だと作業性が良好であるが、別にシリコーン接着剤でなくとも、レーザ光を遮断或いは減衰させる樹脂であれば、何でも良い。
【０１４５】
（第５の実施の形態）
図２１は本発明の第５の実施の形態を示す図であり、図２１は図５に相当する一部の断面図である。第１の実施の形態と同様の部品には同じ番号を記した。
【０１４６】
本実施の形態では、第４の実施の形態とポジションセンサ８１ａ、８１ｂ部分の構成及び発光ダイオード４７が異なる。本実施の形態では、発光ダイオード４７は赤外線でなく、波長６５０ｎｍの赤色光を発光するものを用いる。それに対応して、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂは、３２０〜１１００ｎｍと、赤外線以外に赤色光にも感度を持つものを用いる。さらに、本実施の形態では、カバー１３７ａ、１３７ｂとポジションセンサ８１ａ、８１ｂの受光面８５ａ、８５ｂの間にフィルタ１４９ａ、１４９ｂが挟まれている。フィルタ１４９ａ、１４９ｂは、７６０ｎｍ以下の光の透過率の高い、赤色光を通し、赤外線を通さないローパスフィルタとなっている。一方、レーザダイオード１の波長は８７０ｎｍのままである。
【０１４７】
この他の構成、動作については、第４の実施の形態とほぼ同じである。
【０１４８】
本実施の形態によれば、レーザダイオード１の漏れ光が受光面８５ａ、８５ｂに入射しようとしても、フィルタ１４９ａ、１４９ｂにより波長８７０ｎｍのレーザ光は減衰し、入射することはない。一方、６５０ｎｍの発光ダイオード４７の光はフィルタ１４９ａ、１４９ｂを透過して入射し、位置検出を行うことができる。
【０１４９】
これにより、レーザダイオード１からの光がポジションセンサ８１ａ、８１ｂに入射するのを防止することができ、発光ダイオード４７からの光に基づいて正確な位置検出を行うことができる。また、レーザダイオード１の測距のための間欠点灯によって位置信号にノイズのような信号がのることも防止できる。フィルタ１４９ａ、１４９ｂにより、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの直前で不要なレーザダイオード１からの光をカットするので、第４の実施の形態までの方法に比べ、より高い効果を期待できる。
【０１５０】
第４の実施の形態で変形例として示した図２０のような遮光を併用し、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂのフィルタ１４９ａ、１４９ｂが取り付けられている部分以外を完全に覆い、光はフィルタ１４９ａ、１４９ｂを介してのみ入射するようにしても良い。
【０１５１】
この場合、レーザダイオード１からの光のポジションセンサ８１ａ、８１ｂへの入射をほぼ完全に遮ることができる。これによって発光ダイオード４７からの光に基づいて正確な位置検出を行い、信号へのノイズの混入を防止できる。レーザダイオード１の出力が大きい場合、漏れ光のレベルも大きくなるので、その場合はこのような方法が必要となる。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの受光面８５ａ、８５ｂの前にフィルタ１４９ａ、１４９ｂを固定したが、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂのパッケージの該当部分にコーティングを直接施しても良い。
【０１５３】
本実施の形態では、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの感度に関して赤外域〜可視域と広い範囲の波長を使用したので、フィルタでレーザダイオードの波長をカットするようにした。しかしながら、ポジションセンサ８１ａ、８１ｂの感度域が赤色の範囲のみの波長を使用すれば、フィルタがなくとも良い。
【０１５４】
波長についても、対応するポジションセンサ、発光ダイオードがあれば、赤色でなく、橙色など違う色でも良い。ただし、レーザダイオードは不可視で投射したいので赤外線を出す物が良く、発光ダイオードを赤色が入手しやすく、安価にすることができる。
【０１５５】
以上、本発明は上記した実施の形態に制限されることなく、さまざまに変形することができる。磁石とコイルの配置はさまざまなものが考えられる。例えば、アジマスコイル、エレベーションコイルの片側に磁石が対向しているが、磁石を両側に配し、磁石でコイルを挟み込むようにしても良い。発光ダイオードは１個で２つのスリットに光を入れるようにしていたが、スリット１つに１個の発光ダイオードを用意しても良い。また、発光ダイオードを小型なものとし、可動部に発光ダイオードを搭載しても良い。
【０１５６】
光学系についても、今回の構成に限ったことではなく、さまざまな光学系に適用できる。レンズから出射したレーザ光は、出射したレンズと異なる別のレンズで受光されるとしたが、再び同じレンズで受光し、受光した光を、例えば、光路分割素子で分離して検出するような光学系のレーザスキャン装置と受光装置を兼ねた構成に対しても適用可能である。
【０１５７】
また、レンズではなく他の光学素子を移動させる構成であってもよい。このとき、光学素子は透過形の方が表面で予期せぬ反射が起こりやすく、本発明の効果をより良く享受できる。透過形の光学素子としては、上記したようなレンズ或いは回折格子を用いたものがレーザスキャン装置を構成する上で適しており、良好な光学性能を備えた装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】図１は本発明のレーザスキャン装置の斜視図（その１）である。
【図２】図２は本発明のレーザスキャン装置の斜視図（その２）である。
【図３】図３は本発明のレーザスキャン装置の斜視図（その３）である。
【図４】図４は図６のＡ−Ａ線で切断したときのレーザスキャン装置全体の断面斜視図である。
【図５】図５は図６のＡ−Ａ線で切断したときのレーザスキャン装置全体の断面図である。
【図６】図６は図５のＢ−Ｂ線で切断したときのレーザスキャン装置全体の断面図である。
【図７】図７は図５のＢ−Ｂ線で切断したときのレーザスキャン装置全体の分解斜視図である。
【図８】図８はレーザスキャン装置を構成する２軸アクチュエータ部組の斜視図（その１）である。
【図９】図９はレーザスキャン装置を構成する２軸アクチュエータ部組の斜視図（その２）である。
【図１０】図１０は図５のＣ−Ｃ線で切った２軸アクチュエータ部組全体の断面図である。
【図１１】図１１は２軸アクチュエータ部組の分解斜視図（その１）である。
【図１２】図１２は２軸アクチュエータ部組の分解斜視図（その２）である。
【図１３】図１３は２軸アクチュエータ部組を構成するバネ受け部組の分解斜視図である。
【図１４】図１４は第１の実施の形態に係るレーザスキャン装置を用いた車載用測距装置の使用例を示す図である。
【図１５】図１５は第１の実施の形態の特徴となる構成を説明するための図である。
【図１６】図１６は本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図１７】図１７は本発明の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図１８】図１８は本発明の第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図１９】図１９は主要部のポジションセンサ部分の３面図である。
【図２０】図２０は第４の実施の形態の変形例を示す図である。
【図２１】本発明の第５の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１  レーザダイオード
５  走査レンズ（レンズ）
７、２０  ホルダ
４７  発光ダイオード
８１（８１ａ、８１ｂ）  ポジションセンサ
８５（８５ａ、８５ｂ）  受光面
８６  入射面
９７  凸部
２００  覆い
２０１  出射面
【図１】
2008196913.tif 000003
【図２】
2008196913.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008196913.tif 000009
【図８】
2008196913.tif 000010
【図９】
2008196913.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2008196913.tif 000018
【図１７】
2008196913.tif 000019
【図１８】
2008196913.tif 000020
【図１９】
2008196913.tif 000021
【図２０】
2008196913.tif 000022
【図２１】
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