(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、
水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第１の電動機と、
鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第２の電動機と、
前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御する制御部とを具備し、
前記制御部は、
第１の電動機の回転数に対する第２の電動機の回転数比ＲＲ１を、ともに正の整数であるＭ、ＮによってＭ／Ｎと表した場合において、
Ｎ／Ｍが偶数となることを満たすように、前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御することを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、
水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第１の電動機と、
鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第２の電動機と、
前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御する制御部と、
前記第１の電動機の回転数を計測する第１のエンコーダと、を具備し、
前記制御部は、
前記第１の電動機の回転数を計測する前記第１のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第２の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第２の電動機に入力することを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、
水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第１の電動機と、
鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第２の電動機と、
前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御する制御部と、
前記第２の電動機の回転数を計測する第２のエンコーダと、を具備し、
前記制御部は、
前記第２の電動機の回転数を計測する前記第２のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第１の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第１の電動機に入力することを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元距離測定を行うためにレーザ光を用いた光走査装置が従来より提案されており、例えば特許文献１及び特許文献２のような構成が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている光走査装置は、水平回転軸及び鉛直回転軸の双方を中心に回転する平板反射鏡を設けている。
この平板反射鏡は、発光素子から放出された光を測定空間に正反射させ、その後測定空間の物体で反射されて戻ってくる反射光を再び正反射させて、受光素子に送る。
平板反射鏡は、水平回転軸を中心に回転するようにミラーマウントによって支持されている。ミラーマウントには、上下移動体の内壁面に形成されたガイドレール内に挿入される回転ガイド軸が設けられている。
また、平板反射鏡は、モータ（電動機）の回転力が加えられる回転部材によって鉛直回転軸を中心に回転するように設けられている。
このため、単一のモータの回転駆動によって、平板反射鏡は、水平回転軸を中心に搖動すると同時に鉛直回転軸を中心として回転する。
【０００４】
また、特許文献２に開示されている光走査装置は、単一のモータで平板反射鏡を鉛直回転軸及び水平回転軸を中心に回転させる機構を備えている。このモータの回転駆動力は、ギアボックスを回転させる平ギアに伝達され、ギアボックスは鉛直回転軸を中心に回転する。
鉛直回転軸の中心には回転しない中空のウォームギアが配置されている。
この中空のウォームギアに螺合するウォームホイールは、ギアボックス内に設けられており、ギアボックスの回転に伴ってウォームギアと螺合して回転する。
ウォームホイールの回転軸には平板反射鏡の水平回転軸に連結された平ギアが取り付けられている。ギアボックスと一体となって鉛直回転する水平回転軸を中心に平板反射鏡が回転する。
すなわち、単一のモータの回転駆動によって、平板反射鏡は、水平回転軸及び鉛直回転軸を中心として回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５２７０２４号公報
【特許文献２】特許第５６２０６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１の光走査装置では、図２７又は図２９に示されるように、対象空間に対して走査線が斜めに形成され、斜めとなっている複数の走査線が交差して格子状の模様を描くように形成される。
また、特許文献２の光走査装置でも特許文献１と同様に、図５に示されるように、対象空間に対して走査線が斜めに形成され、斜めとなっている複数の走査線が交差してらせん状の模様を描くように形成される。
【０００７】
用途に応じて一部の光走査装置はレーザ計測ユニットを備えており、このレーザ計測ユニットは、測定対象に向かってレーザ光を発光し、測定対象で反射されたレーザ光を受光することでレーザ光の往復の時間を測定するなどして測定対象までの距離を算出している。このとき、レーザ計測ユニットでは、１つの点の距離測定を行うのに所定の時間（例えば２５μｓｅｃ）を必要とし、この間に測距方式に基づいた固有のレーザ光の照射を行う。
したがって、特許文献１や特許文献２に示されているような走査線は、距離測定のためのレーザ光を仮に連続して照射した場合の軌跡であり、この軌跡上に距離測定を行う点が存在するというだけで、このような密度で各点の距離測定を行い得るということではなく、現実には各測定点の間に実用上無視できない間隔が存在する。
【０００８】
上述した従来の光走査装置において、測定対象に対して走査線の密度を増加させる場合、平面反射鏡の水平回転軸を中心とした回転速度と、鉛直回転軸を中心とした回転速度との両者の回転速度調整を行うことで可能である。
しかし、両者の回転速度によっては、走査線が存在しない範囲が広くなってしまい、走査線の密度が場所によって低下してしまう場合が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、走査線が存在しない範囲をなるべく狭くして、適切に走査線の密度を増加することができる光走査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる光走査装置によれば、鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第１の電動機と、鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第２の電動機と、前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御する制御部とを具備し、前記制御部は、第１の電動機の回転数に対する第２の電動機の回転数比ＲＲ１を、ともに正の整数であるＭ、ＮによってＭ／Ｎと表した場合において、Ｎ／Ｍが偶数となることを満たすように、前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御することを特徴としている。
この構成を採用することによって、特に水平方向の仰角俯角が小さい領域において走査線が交差しないようにすることができるので、走査線が存在しない範囲をなるべく狭くし、全体の解像度を上げることができる。
【００１１】
本発明にかかる光走査装置によれば、鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第１の電動機と、鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第２の電動機と、前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御する制御部と、前記第１の電動機の回転数を計測する第１のエンコーダと、を具備し、前記制御部は、前記第１の電動機の回転数を計測する前記第１のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第２の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第２の電動機に入力することを特徴としている。
【００１２】
本発明にかかる光走査装置によれば、鉛直方向を軸線とする鉛直回転軸を中心に回転可能、且つ水平方向を軸線とする水平回転軸を中心に回転可能であって、水平回転軸と平行な方向に沿って走査光が反射面に入射する位置に配置され、測定対象に走査光を照射し、測定対象からの反射光を受光する反射鏡と、水平回転軸を中心に反射鏡を回転させる第１の電動機と、鉛直回転軸を中心に反射鏡を回転させる第２の電動機と、前記第１の電動機及び前記第２の電動機の回転数を制御する制御部と、前記第２の電動機の回転数を計測する第２のエンコーダと、を具備し、前記制御部は、前記第２の電動機の回転数を計測する前記第２のエンコーダのエンコーダ出力信号を、分周、逓倍又は分周若しくは逓倍せずに、前記第１の電動機の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして前記第１の電動機に入力することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、走査線が存在しない範囲をなるべく狭くし、適切に走査線の密度を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】光走査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】光走査装置の外観構成を示す斜視図である。
【図３】光走査装置の外観構成を示す側面図である。
【図４】回転数比の逆数が偶数の場合の走査線の正角円筒図法によるイメージ図である。
【図５】回転数比の逆数が奇数の場合の走査線の正角円筒図法によるイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（全体構成）
図１に本実施形態の光走査装置の概略構成のブロック図を示す。
光走査装置３０は、レーザ光を光走査装置３０の周囲の測定対象に照射し、測定対象で反射した反射光によって測定対象までの距離を測定し、この測定した距離にレーザ光の照射方向情報を加えることで三次元座標系の座標値を算出し、この三次元座標値の算出を周囲の空間に対してレーザ光の照射方向を変えながら、複数回行って複数の座標値（点群データ）を取得し、この点群データによって周囲の空間の形状を測定するものである。光としては、主にレーザ光が用いられる。
なお、測定対象に到達するまでのレーザ光を往路光、測定対象で反射して戻るレーザ光を復路光と定義する。
【００１６】
光走査装置３０は、レーザ計測ユニット３１を備えている。レーザ計測ユニット３１は、レーザ発光装置５１及びレーザ受光装置５２を内部に有しており、レーザ発光装置５１から発光されたレーザ光が往路光として測定対象に照射され、測定対象で反射して戻ってきた復路光をレーザ受光装置５２が受光する。
レーザ計測ユニット３１では、レーザ光を測定対象へ照射してから測定対象で反射して戻ってくるまでの時間を計測し、この時間に光速度を乗算することにより測定対象までの往復距離を算出できる。なお、実際に往復時間の計測をせず、レーザ光の位相差などを利用して距離を算出するなどの方法もある。
【００１７】
レーザ計測ユニット３１から往路光としてのレーザ光は水平方向に照射される。レーザ計測ユニット３１から水平方向に照射されたレーザ光は、反射鏡３４に照射される。
反射鏡３４は、第１の電動機３２の回転軸に取り付けられており、第１の電動機３２の回転駆動によって水平回転軸Ｙを中心にして回転する。また、反射鏡３４の水平回転軸Ｙは、反射鏡３４の反射面の中心を通るように設けられている。
【００１８】
反射鏡３４と第１の電動機３２との間には第１のエンコーダ３７が設けられている。第１のエンコーダ３７は、反射鏡３４の水平回転軸Ｙを中心とした回転の回転数及び位相を検出し、後述する制御部３６へ検出結果を送出する。
【００１９】
なお、反射鏡３４は、円柱状のロッドの先端をロッドの軸線方向に対して垂直又は平行以外の角度である所定角度に傾斜させた反射面を有するロッドミラーを採用している。ロッドミラーとは、ガラス等で形成されたロッドの先端を所定角度に切断し、この切断面に金属等の反射膜を蒸着させるなどして形成することで反射面としたものである。
本実施形態では、所定角度として４５°となるようにしているが、所定角度としては４５°に限定するものではない。
【００２０】
反射鏡３４、第１のエンコーダ３７及び第１の電動機３２は、図２〜図３で示す基台４０に設けられており、基台４０は第２の電動機４８によって鉛直回転軸Ｚを中心にして回転する。
第２の電動機４８と基台４０との間には、第２のエンコーダ３８が設けられている。第２のエンコーダ３８は、基台４０の鉛直回転軸Ｚを中心とした回転の回転数及び位相を検出し、検出結果を後述する制御部３６へ送出する。
なお、第２のエンコーダ３８の取り付け位置は、図２におけるＺ軸であり、第２の電動機４８の出力軸から第１ギア４９及び第２ギア５０を介してＺ軸へ駆動力が伝達される。
【００２１】
制御部３６は、レーザ計測ユニット３１の動作を制御するとともに、第１の電動機３２及び第２の電動機４８の回転動作を制御する。
また、制御部３６は、レーザ計測ユニット３１で計測された測定対象までの距離と、第１のエンコーダ３７によって検出された水平回転軸Ｙの回転数及び位相と、第２のエンコーダ３８によって検出された鉛直回転軸Ｚの回転数及び位相をデータ処理装置５５に送出する。
【００２２】
データ処理装置５５は、制御部３６から受信した測定対象までの距離と、水平回転軸Ｙ及び鉛直回転軸Ｚの回転数及び位相に基づいて、測定対象点の三次元座標データを算出する。この三次元座標データの集合が点群データであり、計測対象の形状を離散化して表現している。
なお、データ処理装置５５としては通常のパーソナルコンピュータ等であってもよいし、データ処理用の専用機であってもよい。通常のパーソナルコンピュータの場合、測定対象の三次元座標データを算出するソフトウェアがこのパーソナルコンピュータに搭載されている。
【００２３】
（具体的構成）
図２〜図３に、光走査装置の具体的構造を示す。ただし、図２〜３ではデータ処理装置については省略している。
レーザ計測ユニット３１及び第１の電動機３２は基台４０に設けられている。
基台４０は、水平方向に延びてレーザ計測ユニット３１や第１の電動機３２が配置される上部水平面部４１と、上部水平面部４１の中心から下方に向けて延びる上下軸部４２と、上下軸部４２の下端部から水平方向に延びる下部水平面部４３とを有している。
【００２４】
基台４０は、第２の電動機４８の回転駆動により、鉛直回転軸Ｚを中心にして回転する。鉛直回転軸Ｚは、上下軸部４２の中心を通るように設けられている。
【００２５】
第２の電動機４８は、基台４０の下部水平面部４３に配置されている。第２の電動機４８の回転軸は、下部水平面部４３の下方に位置する第１ギア４９に接続されている。第１ギア４９は、上下軸部４２の下部と連結した第２ギア５０と噛合している。第２ギア５０は、その中心が鉛直回転軸Ｚと一致するように上下軸部４２に取り付けられている。
第２ギア５０の下部には台座６０が設けられており、光走査装置３０を床や机などの上に載置する際には台座６０の下面が床や机に当接する。
第２の電動機４８が動作することによって、第１ギア４９は第２ギア５０の周りを公転し、基台４０全体が鉛直回転軸Ｚを中心に回転する。第２のエンコーダ３８は、第２ギア５０と基台４０の間に設けられている。
【００２６】
上部水平面部４１には上方に向けて延びる取付部４４が設けられている。取付部４４の内側に第１の電動機３２が取り付けられ、第１の電動機３２の回転軸に反射鏡３４が取り付けられている。
また反射鏡３４の反射面の中心に鉛直回転軸Ｚが通るように、反射鏡３４の位置が設定されている。
【００２７】
レーザ計測ユニット３１が配置されている側の上部水平面部４１の下面には、制御部３６が設けられている。
また、第１のエンコーダ３７、第２のエンコーダ３８、第１の電動機３２、第２の電動機４８と制御部３６との間を接続する電気配線は、基台４０の内部を通って配線されている。
【００２８】
レーザ計測ユニット３１から照射されるレーザ光は反射鏡３４に直接入射され、反射鏡３４で反射される復路光はレーザ計測ユニット３１に直接入射される。なお、入射される復路光を受光センサに効率よく集光する目的でレンズを使用することもある。
また、レーザ計測ユニット３１と反射鏡３４はともに上部水平面部４１の上面に配置されており、鉛直回転軸Ｚを中心として基台４０と共に回転する。
【００２９】
（制御方法）
以下、制御部３６が実行する反射鏡３４の回転動作制御について説明する。
反射鏡３４は、水平回転軸Ｙと鉛直回転軸Ｚの２つの軸を中心に自転、公転する。
制御部３６は、第１の電動機３２を制御することによって水平回転軸Ｙの回転数（以下、自転回転数と称する場合がある）を制御し、同時に第２の電動機４８を制御することによって鉛直回転軸Ｚの回転数（以下、公転回転数と称する場合がある）を制御する。
【００３０】
自転回転数及び公転回転数については、自転回転数をＲ１、公転回転数をＲ２とした場合において、自転回転数Ｒ１に対する公転回転数Ｒ２の回転比をＲＲ１とすると、
ＲＲ１＝Ｒ２／Ｒ１である。
そして制御部３６は、Ｍ、Ｎを正の整数として、１／ＲＲ１＝Ｎ／Ｍで表したとき、Ｎ／Ｍが偶数となるように、自転回転数Ｒ１及び公転回転数Ｒ２を設定する。
【００３１】
図４に、Ｎ／Ｍが偶数の場合の走査線の様子について、反射鏡３４を中心として反射鏡の周囲に球状となるように仮想した場合のものを正角円筒図法で表現したものを示す。球状表面を平面に広げたものであるので、緯度の高い部分（反射鏡３４から見ると天頂方向及び底部方向）については、経度方向に面積が広がっている。
すなわち、図４における走査線は、球状である場合を考えると天頂部と底部で一点に集中しており、赤道部分（天頂部と底部との中間部分）では走査線同士が交差することなく、上下方向にジグザグ形状に延びている。
【００３２】
一方、図５に、Ｎ／Ｍが奇数の場合の走査線の様子について、反射鏡３４を中心として反射鏡の周囲に球状となるように仮想した場合のものを正角円筒図法で表現したものを示す。
図５では、図４と比較して第１の電動機３２の回転数を増加させたため、走査線の本数は増加している。しかし、その走査線は赤道部分（天頂部と底部との中間部分）で交差してしまう。このことにより、図４の条件に対し走査線の本数を増加させたにもかかわらず、図５では赤道付近の走査線の密度はかえって低下する結果となる。
【００３３】
図５では、走査線が赤道付近で交差しているので、赤道付近における走査線密度が小さくなっている。一方、天頂部と底部においてはＮ／Ｍが偶数であっても奇数であっても走査線が集中する点で大きな違いはない。
【００３４】
このように、Ｎ／Ｍを偶数にすることにより、適切に走査線の密度を増加することができる。
【００３５】
（具体的な制御方法１）
次に、制御部３６の第１の電動機３２及び第２の電動機４８の回転数の制御について、その具体的な制御方法を説明する。
まず、制御部３６は、第１の電動機３２の回転数を計測する第１のエンコーダ３７のエンコーダ出力信号を、１／ｎ１回に分周するか、又はｎ２倍に逓倍する。なおｎ１、ｎ２は正の整数である。ただし、エンコーダ出力信号を分周または逓倍しなくてもよい場合もある。
【００３６】
第２の電動機４８がステッピングモータ、サーボモータ又はＤＣブラシレスモータであるとした場合、制御部３６は、１／ｎ１回に分周するか、又はｎ２倍に逓倍された第１の電動機３２のエンコーダ出力信号を、第２の電動機４８の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第２の電動機４８に入力する。
【００３７】
第１の電動機３２の第１のエンコーダ３７の１回転あたり出力するパルス数をＭＥＰとする。ＭＥＰは、エンコーダ信号の取扱いにより、Ａ相のパルス数、ＡＢ相を逓倍したパルス数、さらに逓倍回路を用いて逓倍したパルス数のうち、システムで実際に使用するパルス数を想定している。
上記のように自転回転数Ｒ１に対する公転回転数Ｒ２の回転比をＲＲ１とする。
公転回転軸の回転を第２の電動機４８から変速機構（本実施形態では第１ギア４９、第２ギア５０）を介して駆動する場合の減速比をＲＲ２とする。本実施形態では、第１ギア４９のギア数をＺ１とし、第２ギア５０のギア数をＺ２とすると、ＲＲ２＝Ｚ１／（Ｚ１＋Ｚ２）である。
また、第２の電動機４８が１回転するために必要な駆動パルス数、又は速度制御用クロックパルス数をＬＳとする。
第１の電動機３２によって反射鏡３４が１回自転する間に何回距離計測を行うか、その回数をＭＮとする。
【００３８】
エンコーダ出力信号を１／ｎ１に分周する場合、
ＲＲ１が上述した条件を満たすことが必要である。また、ＭＮ＝ＭＥＰ又はＭＮとＭＥＰはいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、ＭＥＰ＝ｎ１×ＬＳ×（ＲＲ１／ＲＲ２）となるように、ＲＲ１、ＲＲ２、第１のエンコーダ３７の１回転あたり出力するパルス数をＭＥＰ、正の整数ｎ１を設定する。
【００３９】
（制御方法１の実施例）
上述した制御方法１の実施例を説明する。
レーザ計測ユニット３１の測定周波数Ｆ１を４８０００Ｈｚとする。これは、レーザユニット３１において予め設定されているものとする。
とりあえず反射鏡３４の自転回転数Ｒ１を２０００ｒｐｍ、公転回転数Ｒ２を１０ｒｐｍとし、このＲ１、Ｒ２で本願の目的を達成できるか検証する。
【００４０】
反射鏡３４が１回自転する際における計測回数ＭＮは、
ＭＮ＝Ｆ１／（Ｒ１／６０）＝４８０００／（２０００／６０）＝１４４０
第２の電動機４８が１回転するために必要な駆動パルス数、又は速度制御用クロックパルス数ＬＳは８００とする。これは、電動機の構造や制御方法によって決定される定数である。
また、第２の電動機４８の回転駆動を公転運動させる際の変速比は１／３０に設定する。
【００４１】
上記のように設定された数値の場合、
１／ＲＲ１＝Ｒ１／Ｒ２＝２０００／１０＝２００であって偶数であるから条件を満たす。
そして、ＭＮ＝ＭＥＰ又はＭＮとＭＥＰはいずれか一方が他方の約数であることを満たし、ＭＥＰ＝ｎ１×８００×（２００／（１／３０））となるようにＭＥＰと、正の整数ｎ１を設定する。
ＭＮ＝ＭＥＰ＝１４４０とした場合、
ＭＥＰ＝ｎ１×ＬＳ×（ＲＲ１／ＲＲ２）
１４４０＝ｎ１×８００×（（１／２００）／（１／３０））
ｎ１＝１２
となり、条件を満たす。すなわちエンコーダ出力信号を１／１２に分周するように設定すればよいことがわかる。
【００４２】
したがって、自転回転数Ｒ１を２０００ｒｐｍ、公転回転数Ｒ２を１０ｒｐｍに設定し、且つその他必要なパラメータを設定することにより、第１の電動機３２からのパルス信号を分周して第２の電動機４８に入力すれば、必要な箇所の走査線密度を増加させることができ、全体として解像度を上げることができる。
【００４３】
なお、上記の実施例では、エンコーダ出力信号を１／ｎ１に分周する場合について説明したが、ｎ２倍に逓倍する場合でも、同様に具体的な数値を設定することができる。
【００４４】
また、エンコーダ出力信号を分周又は逓倍せずに、第２の電動機４８の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第２の電動機４８に入力する場合も考えられるが、この場合、ＲＲ１が上述した条件を満たすことが必要で、ＭＮ＝ＭＥＰ又はＭＮとＭＥＰはいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、ｎ２×ＭＥＰ＝ＬＳ×（ＲＲ１／ＲＲ２）となるように、ＲＲ１、ＲＲ２、第１のエンコーダ３７の１回転あたり出力するパルス数ＭＥＰを設定すればよい。
【００４５】
（具体的な制御方法２）
以下に説明する制御方法２は、上述した制御方法１とは異なり、第２の電動機４８の第２のエンコーダ３８のエンコーダ出力信号を用いて第１の電動機３２に入力させる場合である。
まず、制御部３６は、第２の電動機４８の回転数を計測する第２のエンコーダ３８のエンコーダ出力信号を、１／ｎ１回に分周するか、又はｎ２倍に逓倍する。なおｎ１、ｎ２は正の整数である。ただし、エンコーダ出力信号を分周または逓倍しなくてもよい場合もある。
【００４６】
また、第１の電動機３２がステッピングモータ、サーボモータ又はＤＣブラシレスモータであるとした場合、制御部３６は、１／ｎ１回に分周するか、又はｎ２倍に逓倍された第２の電動機４８のエンコーダ出力信号を、第１の電動機３２の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第１の電動機３２に入力する。
【００４７】
第２の電動機４８の第２のエンコーダ３８の１回転あたり出力するパルス数をＳＥＰとする。ＳＥＰは、エンコーダ信号の取扱いにより、Ａ相のパルス数、ＡＢ相を逓倍したパルス数、さらに逓倍回路を用いて逓倍したパルス数のうち、システムで実際に使用するパルス数を想定している。
上記のように自転回転数Ｒ１に対する公転回転数Ｒ２の回転比をＲＲ１とする。
第１の電動機３２が１回転するために必要な駆動パルス数、又は速度制御用クロックパルス数をＬＭとする。
第１の電動機３２によって反射鏡３４が１回自転する間に何回距離計測を行うか、その回数をＭＮとする。
【００４８】
エンコーダ出力信号を１／ｎ１に分周する場合、
ＲＲ１が上述した条件を満たすことが必要である。ＭＮ＝ＳＥＰ×ＲＲ１又はＭＮとＳＥＰ×ＲＲ１はいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、ｎ１×ＬＭ×ＳＥＰ＝ＲＲ１となるように、ＲＲ１、第２のエンコーダ３８の１回転あたり出力するパルス数ＳＥＰと、正の整数ｎ１を設定する。
【００４９】
エンコーダ出力信号をｎ２倍に逓倍する場合、
ＲＲ１が上述した条件を満たすことが必要である。ＭＮ＝ＳＥＰ×ＲＲ１又はＭＮとＳＥＰ×ＲＲ１はいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、ＬＭ×ＳＥＰ＝ｎ２×ＲＲ１となるように、ＲＲ１、第２のエンコーダ３８の１回転あたり出力するパルス数ＳＥＰと、正の整数ｎ２を設定する。
【００５０】
なお、エンコーダ出力信号を分周又は逓倍せずに、第１の電動機３２の回転用の駆動パルスとして、又は速度制御用クロックパルスとして第１の電動機３２に入力する場合も考えられるが、この場合も、ＲＲ１が上述した条件を満たすことが必要である。ＭＮ＝ＳＥＰ×ＲＲ１又はＭＮとＳＥＰ×ＲＲ１はいずれか一方が他方の約数であることが好ましいが、これは満たさなくてもよい。
そして、ＬＭ×ＳＥＰ＝ＲＲ１となるよう、ＲＲ１、第２のエンコーダ３８の１回転あたり出力するパルス数ＳＥＰを設定する。
【００５１】
（他の条件）
上述したＮ／Ｍを偶数にするという条件の他に、
自転回転数Ｒ１に対する公転回転数Ｒ２の回転比をＲＲ１とし、ＲＲ１＝Ｒ２／Ｒ１＝Ｍ／Ｎとしたとき（Ｍ、Ｎは正の整数）、
正の整数Ｍ、Ｎは１以外の公約数を持たないという条件（以下、この条件を条件２とする）であってもよい。
【００５２】
例えば、制御部３６が選択した数値がＭ＝１７、Ｎ＝２０であれば、公約数は１しか存在しないので条件２を満たす。
しかし、制御部３６が選択した数値がＭ＝１５、Ｎ＝２０の場合には、公約数が１以外の数値である５が存在する。これは、ＲＲ１＝Ｍ／Ｎとして考えた場合、ＲＲ１＝１５／２０＝３／４であり、実質的にＭ＝３、Ｎ＝４と同じことになってしまう。
【００５３】
反射鏡３４の走査の１周期を、自転回転数を基準として考えると、条件２を満たす数値がＭ＝１７、Ｎ＝２０の場合、２０回転自転する間に１７回転公転する。
しかし条件２を満たさない数値Ｍ＝１５、Ｎ＝２０の場合、実質的にＭ＝３、Ｎ＝４と同じなので、４回自転する間に３回公転して１周期の走査が終了する。このため条件２を満たさない場合、１周期あたりの走査線の密度が低下してしまう。
また、条件２を満たすということは、公約数が１以外にない整数比であるから、走査の１周期が長くなり、走査周期を長くしてもよい場合にこの方法で走査線の密度を上げることができる。
【００５４】
上記の条件２の他に、
条件３としてＭ、Ｎについては、以下の２つの式を満たすようにしてもよい。
Ｍ及びＮは、ともに正の整数であるＩ、Ｊによって、
Ｎ＝Ｉ×Ｊ±１、Ｍ＝Ｉ・・・（１）を満たすか又は、
Ｎ＝Ｉ×Ｊ、Ｍ＝Ｉ±１・・・（２）を満たす。
【００５５】
条件３の上記２つの式（１）、（２）は、ＭをＮの倍数より１ずらした数値とすることを目的としている。これにより、条件２の１以外の公約数を持たないということを確実に実現するとともに、回転比ＲＲ１を整数倍に近づけるようにすることができる。
【００５６】
例えば、Ｍ＝１９、Ｎ＝２０の場合、
Ｉ＝２０、Ｊ＝１とすれば、Ｎ＝Ｉ×１＝２０、Ｍ＝２０±１＝１９となり、上記（２）の式をを満たす。
【００５７】
なお、条件２、３と、本願発明におけるＮ／Ｍを偶数にするという条件とは同時に満たすことができない場合があるため、条件２又は条件３は本願発明におけるＮ／Ｍを偶数にするという条件が採用できない場合に有効である。
【００５８】
なお、基台４０の形状、レーザ計測ユニット３１の配置位置、制御部３６の配置位置等、上述してきた実施形態に限定するものではない。
【符号の説明】
【００５９】
３０    光走査装置
３１    レーザ計測ユニット
３２    第１の電動機
３４    反射鏡
３６    制御部
３７    第１のエンコーダ
３８    第２のエンコーダ
４０    基台
４１    上部水平面部
４２    上下軸部
４３    下部水平面部
４４    取付部
４８    第２の電動機
４９    第１ギア
５０    第２ギア
５１    レーザ発光装置
５２    レーザ受光装置
５５    データ処理装置
６０    台座
【図１】
0006682730.tif 000002
【図２】
0006682730.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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