(57)【要約】【課題】  扇状にレーザー光を走査するレゾナントスキャナーのミラー部の角度を傾動可能とし、レーザー光の扇状の走査面を傾動させて３次元領域の走査を可能とするレゾナントスキャナーを提供する。【解決手段】  ミラー部１によりレーザー光を走査するレゾナントスキャナーＲであって、前記ミラー部１を傾斜させる傾動手段Ｋを具備する。前記ミラー部１により、前記レーザー光は扇状に走査され、前記傾動手段Ｋにより、前記レーザー光の扇状の走査面が傾動される。前記傾動手段Ｋは、前記ミラー部１に当接するミラー傾斜シャフト３と、前記ミラー傾斜シャフト３を往復動させるカム７と、前記カム７を回転させるステッピングモーター９を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラー部によりレーザー光を走査するレゾナントスキャナーであって、
前記ミラー部を傾斜させる傾動手段を具備することを特徴とするレゾナントスキャナー。
【請求項２】
前記ミラー部により、前記レーザー光は扇状に走査され、
前記傾動手段により、前記レーザー光の扇状の走査面が傾動されることを特徴とする請求項１記載のレゾナントスキャナー。
【請求項３】
前記傾動手段は、前記ミラー部に当接するミラー傾斜シャフトと、
前記ミラー傾斜シャフトを往復動させるカムと、
前記カムを回転させるステッピングモーターを具備することを特徴とする請求項１記載のレゾナントスキャナー。
【請求項４】
前記カムは偏心カムであり、
前記偏心カムと前記ミラー傾斜シャフトはボールを介して連動することを特徴とする請求項３記載のレゾナントスキャナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を走査して使用するレーザー利用測定装置において、レーザー光の走査手段として使用されるレゾナントスキャナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
レゾナントスキャナーは、レーザー光を走査するスキャナーであり共振型スキャナーとも呼ばれ、共振運動を制御することによりミラー部が振動してレーザー光を走査する。
【０００３】
レゾナントスキャナーの構成としては、例えば、特開平７−２２５３４７号公報または特開平８−６２５３０号公報に記載されているように、ミラー部を支える支持部材として一軸方向（ｘ軸方向）に振動可能な磁性を有するシャフト（延在部材）を用い、このシャフトを磁界形成手段であるコイルに交流電流を与えて周期的に異なる磁性に磁化させ、固定の磁石との磁極関係によりシャフトを振動させるとともに、振動するミラー部に外部から射出されるレーザー光線を反射させて走査させる構成が知られている。
【特許文献１】特開平７−２２５３４７号公報
【特許文献２】特開平８−６２５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のレゾナントスキャナーを出願人は、レーザー光を連続的に走査し、光のカーテンをつくるセンサーである「測距式光カーテンセンサー」（型名：ＤＭＳ０５Ｓ）に使用している。前記測距式光カーテンセンサーＳ１は、レゾナントスキャナーによりレーザー光を扇状に走査し、図７（Ａ）に示すように、出射角θ（＝６０°）を３４２分割した角度（０．１７６°）毎に距離を測定する。具体的には、レーザー光を出射し、検出物体による反射光が受光器に戻って来るまでの位相差を検出し、距離を１ｃｍの分解能で測定する。
【０００５】
そして、あらかじめ設定しておいた検知領域に物体が侵入すると検知出力を出力し、侵入者の検知や形状を判別することができる（図７（Ａ）参照）。検知領域は最大検知範囲内において、付属のソフトウェアにより任意に設定可能であり（図７（Ｂ）及び図８参照）、パソコンと接続することにより、検知領域（しきい値）や検知条件の設定、測距データをパソコンのディスプレーに表示させたりすることができる。
【０００６】
しかしながら、従来のレゾナントスキャナーのミラー部は、レーザー光を扇状にしか走査しないので、扇状の走査面は、一つの平面に固定され２次元領域しか走査できなかった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術を鑑みてなされたものであり、扇状にレーザー光を走査するレゾナントスキャナーのミラー部の角度を傾動可能とし、レーザー光の扇状の走査面を傾動させて３次元領域を走査可能とするレゾナントスキャナーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのために本発明のレゾナントスキャナーは、ミラー部によりレーザー光を走査するレゾナントスキャナーであって、前記ミラー部を傾斜させる傾動手段を具備することを特徴とする。
そして、前記ミラー部により、前記レーザー光は扇状に走査され、前記傾動手段により、前記レーザー光の扇状の走査面が傾動されることを特徴とする。
なお、前記傾動手段は、前記ミラー部に当接するミラー傾斜シャフトと、前記ミラー傾斜シャフトを往復動させるカムと、前記カムを回転させるステッピングモーターを具備することが好ましい。
また、前記カムは偏心カムであり、前記偏心カムと前記ミラー傾斜シャフトはボールを介して連動することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るレゾナントスキャナーは、ミラー部を傾斜させる傾動手段を具備するので、レーザー光を反射するミラー部の角度を可変とすることができ、レーザー光の扇状の走査面を傾動させて３次元領域を走査することが可能となると共に、共振が減衰しにくい構成が実現され、駆動電源の消電電力も従来のレゾナントスキャナーとほとんど変わりがない。
【００１０】
したがって、このレゾナントスキャナーを組み込んだ測距式光カーテンセンサーを、駅のホームの天井や屋根に設置することにより、
（１） ホームドア設置時には、電車とホームドアの間にいる残留者を検知できる、
（２） ホームの端に立っている人のホーム際検知もでき、
（３） 電車のドアに挟まってしまった手足や物の戸ばさみ検知でき、
（４） 線路への転落者も検知できる。（図６参照）
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るレゾナントスキャナーの正面図、図２は図１の平面図、図３は図１のミラー部拡大図、図４は図１のカム部拡大平面図、図５は測距式光カーテンセンサーを駅のホームに設置した例を示す正面図及び側面図、図６は種々の検知例を示す説明図、図７は従来の測距式光カーテンセンサーのしくみを説明する斜視図及び平面図、図８は検知領域設定例を示す図である。
【００１２】
図１〜図３において、１はミラー部でありレーザー光を反射させる。このミラー部１はレゾナントスキャナー１３の構成要素である例えばコイルばねと共に共振し、往復回転運動を行ってレーザー光を走査する。レゾナントスキャナーＲは、前記ミラー部１を傾斜させる傾動手段Ｋを具備する。
【００１３】
前記傾動手段Ｋは、前記ミラー部１に当接するミラー傾斜シャフト３と、前記ミラー傾斜シャフト３を往復動させるカム７と、前記カム７を回転させるステッピングモーター９を具備する。
【００１４】
前記ミラー部１はミラー取付板２に断面コ字型のミラー押さえバネ１５によって四隅を固定され、前記ミラー押さえバネ１５は前記ミラー補強板２に精密ねじ１６によりねじ止めされる。
【００１５】
前記ミラー取付板２は、断面略Ｊ字型の板ばね４を介してばね取り付け板５に連結される。前記板ばね４の一端は、精密ねじ１６により前記ミラー補強板２にねじ止めされ、他端は精密ねじ１６によりばね取り付け板５にねじ止めされる。
【００１６】
前記ミラー取付板２は、前記ミラー傾斜シャフト３に当接するとともに、前記板ばね４の弾性力により常にミラー傾斜シャフト３に当接するように付勢されている。
【００１７】
前記ばね取り付け板５は、円柱状のミラーホルダー１０の斜めに切断された端面に取り付けられる。前記ミラーホルダー１０は、中間部に切り欠き部が形成され、この切り欠き部に前記傾動手段Ｋが配設される。
【００１８】
さらに、前記ミラーホルダー１０は、前記切り欠き部と前記斜めに切断された端面を貫通する貫通穴が形成され、この貫通穴内を前記ミラー傾斜シャフト３が軸心方向に往復動可能に挿入されている。もちろん、前記ばね取り付け板５には、前記貫通穴と連通する穴が形成される。
【００１９】
前記カム７は、図４に示すように偏心カムであり、前記ステッピングモーター９のモーターシャフト８がカム７に中心から偏心して取り付けられる。すなわち、前記カム７には偏心穴が形成され、この偏心穴に前記モーターシャフト８が挿入され、セットビス１１により固定される。前記セットビス１１は、前記カムの側面に形成された貫通ねじ穴にねじ込まれ、前記セットビスの先端が前記モーターシャフト８の側面に押しつけられることにより、前記カム７は前記モーターシャフト８に固定される。
【００２０】
前記カム７の側面にはカム溝が一周形成され、このカム溝にボール６が摺動可能に取り付けられ、前記カム７と前記ミラー傾斜シャフト３は前記ボール６を介して連動する。すなわち、前記ステッピングモーター９のモーターシャフト８の回転運動が、前記偏心カム７の作用により前記ボール６を介して前記ミラー傾斜シャフト３の往復動に変換される。
【００２１】
そして、前記ミラー傾斜シャフト３の往復動により、前記ミラー部１は傾動運動を繰り返す。この時、前記ミラー部１が固定されている前記ミラー取付板２は、常に前記ミラー傾斜シャフト３に当接されている。上述したように、前記板ばね４の弾性力により常にミラー傾斜シャフト３に当接するように付勢されているからである。
【００２２】
前記ミラーホルダー１０の他端面には挿入穴が形成され、この挿入穴に前記レゾナントスキャナー１３のレゾナントスキャナーシャフト１４が挿入され、セットビス１２により固定される。前記セットビス１２は、前記ミラーホルダー１０の側面に形成された貫通ねじ穴にねじ込まれ、前記セットビス１２の先端が前記レゾナントスキャナーシャフト１４の側面に押しつけられることにより、前記レゾナントスキャナーシャフト１４は前記にミラーホルダー１０固定される。
【００２３】
したがって、前記レゾナントスキャナーシャフト１４の振動は、前記ミラーホルダー１０を介して前記ミラー部１に伝達され共振する。すなわち、前記ミラー部は、の前記コイルばね（図示せず）と共に共振し、レーザー光は扇状に走査され、前記傾動手段Ｋにより前記ミラー部１が傾斜する傾動運動を繰り返すことにより、前記レーザー光の扇状の走査面が傾動されて、３次元領域の走査が可能となる。
【００２４】
以上のような改良がなされたレゾナントスキャナーＲは、測距式光カーテンセンサーＳに組み込まれ、駅のホームの天井Ｃに設置される（図５参照）。
【００２５】
電車Ｔの各車両のドアをカバーできるように所定の間隔で天井Ｃに設置された前記測距式光カーテンセンサーＳは、前記レゾナントスキャナーＲによりレーザー光を扇状に走査し、図５の正面図に示すように例えば、出射角６０°を３４２分割した角度（０．１７６°）毎に距離を測定する。具体的には、レーザー光を出射し、検出物体による反射光が受光器に戻って来るまでの位相差を検出し、距離を１ｃｍの分解能で測定する。
【００２６】
そして、あらかじめ設定しておいた検知領域に物体が侵入すると検知出力を出力し、残留者等の検知や形状を判別することができる（図６参照）。検知領域は付属のソフトウェアにより任意に設定可能であり、パソコンと接続することにより、検知領域（しきい値）や検知条件の設定、測距データをパソコンのディスプレイに表示させたりすることができる。
【００２７】
従来のレゾナントスキャナーはミラー部が、電車の進行方向（ｘ軸方向）しかレーザー光を走査しないので、扇状の走査面は、一つの平面に固定され２次元領域であったが、ｘ軸方向に振動する前記レゾナントスキャナーＲのミラー部１の角度を傾動可能とし、レーザー光の扇状の走査面を進行方向と直交する方向（ｙ軸方向）に、例えば出射角２０°で傾動させてホームドアＨＤ方向への３次元領域の走査が可能である。（図５参照）
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係るレゾナントスキャナーの正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のミラー部拡大図である。
【図４】図１のカム部拡大平面図である。
【図５】図５は測距式光カーテンセンサーを駅のホームに設置した例を示す正面図及び側面図である。
【図６】種々の検知例を示す説明図である。
【図７】従来の測距式光カーテンセンサーのしくみを説明する斜視図及び平面図である。
【図８】検知領域設定例を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  ミラー部
２  ミラー取付版
３  ミラー傾斜シャフト
４  板ばね
５  ばね取り付け板
６  ボール
７  カム
８  モーターシャフト
９  ステッピングモーター
１０  ミラーホルダー
１１  セットビス
１２  セットビス
１３  レゾナントスキャナー
１４  レゾナントスキャナーシャフト
１５  ミラー押さえばね
１６  精密ねじ
Ｋ  傾動手段
Ｒ  レゾナントスキャナー
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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