(57)【要約】【課題】  レーザーダイオードから放射されるレーザー光の照射方向を制御するレーザー光放射器を提供する。【解決手段】  レーザー光を放射するレーザーダイオード１と、該レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を合焦点に結像させるフォーカスレンズ２と、前記フォーカスレンズ２にて結像されたレーザー光が入射されるとともに略平行光である走査用レーザー光に変換する照射レンズ３とより成り、前記フォーカスレンズ２を光軸に対して直角方向に変位させることによって走査用レーザー光の照射方向を変更するように構成されている。【選択図】    図１
2007065311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されるレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を合焦点に結像させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズにて結像されたレーザー光が入射されるとともに略平行光である走査用レーザー光に変換する照射レンズとより成り、前記フォーカスレンズを光軸に対して直角方向に変位させることによって走査用レーザー光の照射方向を変更するようにしたことを特徴とするレーザー光放射器。
【請求項２】
レーザーダイオードとフォーカスレンズとの間の光路内にレーザー光を略平行光に変換するコリメートレンズを設けたことを特徴とする請求項１に記載のレーザー光放射器。
【請求項３】
フォーカスレンズにて結像される合焦点に一部のレーザー光を反射させ、且つ一部のレーザー光を透過させる低反射ミラーを設けるとともに該低反射ミラーにて反射されたレーザー光が照射される位置に光検出器を設け、該光検出器に照射されるレーザー光の位置によって走査用レーザー光の照射方向を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザー光放射器。
【請求項４】
低反射ミラーの照射レンズ側の面に反射防止膜を形成したことを特徴とする請求項３に記載のレーザー光放射器。
【請求項５】
低反射ミラーをガラス板または樹脂板にて構成したことを特徴とする請求項４に記載のレーザー光放射器。
【請求項６】
フォーカスレンズを互いに直角関係にあるＸ方向及びＹ方向へ変位させることによって走査用レーザー光の放射方向を変更するとともに光検出器にて得られる信号によってＸ方向及びＹ方向の位置を制御するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のレーザー光放射器。
【請求項７】
光検出器への光路内に集光レンズを設け、該集光レンズにて該光検出器上にレーザー光を照射させるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のレーザー光放射器。
【請求項８】
光検出器としてＡＢＣＤの４つのセンサー部より構成された４分割センサーを使用し、Ｘ方向及びＹ方向に対応して配置されている２組のセンサーより得られる信号の差である差信号に基づいてＸ方向及びＹ方向の位置を認識するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のレーザー光放射器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を対象物に照射し、該対象物から反射されて戻って来るレーザー光を利用して対象物との間の距離や対象物の位置等を認識するレーザーレーダー装置等に使用されるレーザー光放射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、前方を走行する車にレーザー光を照射させて、その車と自分の車との間の距離、相対速度及び位置等を検出する装置が組み込まれた車が商品化されており、斯かる装置はレーザーレーダー装置と呼ばれている。
【０００３】
斯かるレーザーレーダー装置は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対象物方向へ照射させるとともに該レーザー光の照射方向を上下左右方向へ移動させる動作、所謂スキャンと呼ばれる動作を所定範囲内にて行うことによって対象物の情報を得るように構成されている。
【０００４】
斯かるレーザー光のスキャン動作は、一般的にはレーザー光を反射するミラーを設け、該ミラーを回転させることによって行うように構成されている。斯かるミラーを回転させることによってスキャン動作を行う構成では、ミラーを回転させる機構が必要なため、装置が大きくなるだけでなく、スキャン速度が遅いという問題がある。
【０００５】
斯かる問題を解決するためにレーザー光を照射するレーザー素子を移動させることによってスキャン動作を行うようにした技術が開発されている(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開平５−２８８８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されている技術は、レーザー素子を移動させることによってスキャン動作を行うように構成されているが、斯かるレーザー素子を変位させる構成では、レーザー素子に駆動電流を供給する駆動回路とレーザー素子とを電気的に接続するリード線等が必要であるので、構成が複雑になるとともにリード線が切断しないようにする必要があり、コストアップを招くという問題がある。また、レーザー素子の移動動作を行う機構の精度を高くしなければ、レーザー光の照射角度が大きく変化するため、正確なスキャン動作を行うことが出来ないという問題がある。
【０００７】
そして、特許文献１には、レーザー光を対象物に照射する送信光学部として１つのレンズにて構成した技術が記載されている。斯かる技術において、レーザー光の照射範囲を広くするためにはレンズの画角を広げる必要があり、そのためには複数枚のレンズを一体的に組み合わせる方法がある。斯かる方法によれば、確かに画角を広げることは出来るもののレンズが高価になるとともにレンズの精度を高める必要があるという問題がある。
【０００８】
本発明は、斯かる問題を解決することが出来るレーザー光放射器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、レーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されるレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を合焦点に結像させるフォーカス
レンズと、前記フォーカスレンズにて結像されたレーザー光が入射されるとともに略平行光である走査用レーザー光に変換する照射レンズとより成り、前記フォーカスレンズを光軸に対して直角方向に変位させることによって走査用レーザー光の照射方向を変更するように構成されている。
【００１０】
また、本発明は、レーザーダイオードとフォーカスレンズとの間の光路内にコリメートレンズを設け、該コリメートレンズによってフォーカスレンズに入射されるレーザー光を略平行光に変換するように構成されている。
【００１１】
そして、本発明は、フォーカスレンズにて結像される合焦点に一部のレーザー光を反射させ、且つ一部のレーザー光を透過させる低反射ミラーを設けるとともに該低反射ミラーにて反射されたレーザー光が照射される位置に光検出器を設け、該光検出器に照射されるレーザー光の位置によって走査用レーザー光の照射方向を制御するように構成されている。
【００１２】
また、本発明は、フォーカスレンズを互いに直角関係にあるＸ方向及びＹ方向へ変位させることによって走査用レーザー光の放射方向を変更するとともに光検出器にて得られる信号によってＸ方向及びＹ方向の位置を制御するように構成されている。
【００１３】
そして、本発明は、光検出器への光路内に集光レンズを設け、該集光レンズによる集光動作によって該光検出器上にレーザー光を照射させるように構成されている。
【００１４】
そして、本発明は、光検出器としてＡＢＣＤの４つのセンサー部より構成された４分割センサーを使用し、Ｘ方向及びＹ方向に対応して配置されている２組のセンサーより得られる信号の差である差信号に基づいてＸ方向及びＹ方向の位置を認識するように構成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、レーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから放射されるレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を合焦点に結像させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズにて結像されたレーザー光が入射されるとともに略平行光である走査用レーザー光に変換する照射レンズを設け、前記フォーカスレンズを光軸に対して直角方向に変位させることによって走査用レーザー光の照射方向を変更するようにしたので、即ちレーザー光を生成するレーザーダイオードは移動させないので、構成が簡単になるという利点を有している。
【００１６】
また、本発明は、フォーカスレンズにて結像されたレーザー光が入射される照射レンズを設け、該照射レンズにて走査用レーザー光を生成するようにしたので、該照射レンズの口径や屈折率を選択することによって走査用レーザー光の照射角を大きくすることが出来る。従って、本発明によれば、走査用レーザー光の照射範囲を広げることが出来る。
【００１７】
そして、本発明は、レーザーダイオードとフォーカスレンズとの間の光路内にレーザー光を略平行光に変換するコリメートレンズを設け、該コリメートレンズによってフォーカスレンズに入射されるレーザー光が平行光になるようにしたので、該フォーカスレンズの光軸方向への位置が変化しても走査用レーザー光の照射方向の変更動作に与える影響は少ない。従って、車のように振動を受ける機器に搭載しても正確なレーザー光の照射動作を行うことが出来るという利点を本発明は有している。
【００１８】
また、本発明は、フォーカスレンズにて結像される合焦点に一部のレーザー光を反射させ、且つ一部のレーザー光を透過させる低反射ミラーを設けるとともに該低反射ミラーに
て反射されたレーザー光が照射される位置に光検出器を設け、該光検出器に照射されるレーザー光の位置によって走査用レーザー光の照射方向を制御するようにしたので、フォーカスレンズの位置制御動作を正確に行うことが出来る。
【００１９】
そして、本発明は、フォーカスレンズを互いに直角関係にあるＸ方向及びＹ方向へ変位させることによって走査用レーザー光の放射方向を変更するとともに光検出器にて得られる信号によってＸ方向及びＹ方向の位置を制御するようにしたので、フォーカスレンズの位置制御動作を容易に行うことが出来る。
【００２０】
また、本発明は、光検出器への光路内に集光レンズを設け、該集光レンズにて該光検出器上にレーザー光を照射させるようにしたので、光検出器に照射されるレーザー光の光量を大きくすることが出来、その結果位置検出動作を正確に行うことが出来る。
【００２１】
そして、本発明は、光検出器としてＡＢＣＤの４つのセンサー部より構成された４分割センサーを使用し、Ｘ方向及びＹ方向に対応して配置されている２組のセンサーより得られる信号の差である差信号に基づいてＸ方向及びＹ方向の位置を認識するようにしたので、検出機構が簡単になるという特徴を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光の照射方向の変位動作をレンズの変位動作を利用して行うように構成されている。
【実施例】
【００２３】
図１、図２及び図３は本発明のレーザー光放射器を示す概略図、図４は本発明のレーザー放射器の動作を説明するためのブロック回路図、図５は本発明の動作を説明するための図である。
【００２４】
図１において、１はレーザー光Ｌを放射するレーザーダイオード、２は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光Ｌが入射されるとともに該レーザー光Ｌを合焦点Ｐに結像させるフォーカスレンズであり、図示しないレンズ保持機構によって光軸に対して直角方向の平面内を変位可能に設けられている。
【００２５】
３は第１レンズ４及び第２レンズ５より構成された照射レンズであり、前記フォーカスレンズ２によって結像されたレーザー光が入射される位置に配置されているとともに略平行光に変換し、走査用レーザー光Ｌ１として出射するように構成されている。
【００２６】
斯かる構成において、レーザーダイオード１から放射されたレーザー光Ｌは、フォーカスレンズ２を透過した後に照射レンズ３によって平行光である走査用レーザー光Ｌ１として照射されるが、フォーカスレンズ２が実線で示す位置から破線で示す位置に変位すると、走査用レーザー光Ｌ１の照射方向が実線で示す光路から破線で示す光路のように変更される。
【００２７】
斯かる動作から明らかなようにフォーカスレンズ２を光軸に対して直角方向に変位させることによって走査用レーザー光Ｌ１の照射方向を変更させることが出来る。図１に示した照射方向の変更動作は、Ｘ方向である上下方向への変更動作を説明するものであるが、紙面に対して直角方向へフォーカスレンズ２を変位させると照射レンズ３から照射される走査用レーザー光Ｌ１の照射方向をＹ方向である左右方向に変更させることが出来る。
【００２８】
図１に示した一実施例における走査用レーザー光Ｌ１の照射方向の変更動作は、前述したように行われるが、図２に示した実施例について説明する。同図において、図１に示し
た同一の部材には、同一の符号を付している。
【００２９】
図２において、６はレーザーダイオード１から放射されるレーザー光Ｌがフォーカスレンズ２に入射される光路内に設けられているコリメートレンズであり、レーザー光Ｌを略平行光であるレーザー光Ｌ２に変換するべく設けられている。
【００３０】
斯かる構成によれば、レーザーダイオード１から放射されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ６によって平行光Ｌ２に変更されてフォーカスレンズ２に入射される。該フォーカスレンズ２に入射されたレーザー光Ｌ２は、該フォーカスレンズ２によって合焦点Ｐに結像されるとともに照射レンズ３に入射される。該照射レンズ３に入射されたレーザー光Ｌ２は該照射レンズ３によって平行光に変換されて走査用レーザー光Ｌ１として照射される。
【００３１】
そして、斯かる構成においてもフォーカスレンズ２を光軸に対して直角方向であるＸ方向及びＹ方向に変位させることによって走査用レーザー光Ｌ１の照射方向を上下方向及び左右方向へ変更することが出来る。
【００３２】
尚、本実施例において、照射レンズ３を第１レンズ４及び第２レンズ５の２つのレンズにて構成したが、レンズの数は限定されるものではなく、光学設計に基づいて種々変更されることになる。
【００３３】
図１及び図２に示した実施例は、本発明の動作原理を概略的に説明したもので、次に図３に示す一実施例を参照して説明する。尚、図２に示した実施例と同一の部材には、同一の符号を付している。
【００３４】
図３において、１はレーザー光を生成放射するレーザーダイオード、６は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射されるとともに該信号を略平行光であるレーザー光Ｌ２に変換するコリメートレンズ、７は前記コリメートレンズ６を透過したレーザー光Ｌ２が照射されるミラーであり、該レーザー光Ｌ２を入射光に対して直角方向に反射させるように設けられている。
【００３５】
２は前記ミラー７にて反射されたレーザー光Ｌ２が入射されるフォーカスレンズであり、レンズホルダーＬＨに固定されているとともに該レンズホルダーＬＨを支持する金属製の支持ワイヤ(図示せず)によってレーザー光の光軸に対して直角方向の平面内を変位可能に設けられている。
【００３６】
８は前記フォーカスレンズ２をＸ軸方向、即ち上下方向へ変位させるＸ方向駆動用コイルであり、前記レンズホルダーＬＨに固定されている。９(図４に示す)は前記フォーカスレンズ２をＹ軸方向、即ちＸ方向に対して直角である左右方向へ変位させるＹ方向駆動用コイルであり、前記レンズホルダーＬＨに固定されている。
【００３７】
斯かる構成において、前記Ｘ方向駆動用コイル８及びＹ方向駆動用コイル９への駆動電流は、前述した支持ワイヤーを介して供給されるように構成されているとともに基板(図示せず)等に固定されている磁石(図示せず)との協働によってフォーカスレンズ２をＸ方向及びＹ方向へ変位させるように構成されている。
【００３８】
Ｍは前記フォーカスレンズ２の中心軸に対して直角方向になるように配置されているとともに該フォーカスレンズ２の合焦点に設けられている低反射ミラーであり、入射されるレーザー光の一部を透過させるとともに一部を反射する特性を有している。３は前記低反射ミラーＭを透過したレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を略平行光である走
査用レーザー光Ｌ１に変換する照射レンズである。
【００３９】
１０は前記低反射ミラーＭにて反射された反射光Ｌ３が前記フォーカスレンズ２及びミラー７を通して入射される位置に設けられている集光レンズ、１１は図４に示す配置のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つのセンサー部より構成された４分割センサーより成る光検出器であり、前記集光レンズ１０によって集光された反射光Ｌ３が照射されるように構成されている。
【００４０】
以上に説明したように本発明に係るレーザー光放射器は構成されているが、次に図４に示したブロック回路図を参照して本発明に係るレーザー光の照射制御動作について説明する。図４において、１２は前記光検出器１１を構成するセンサー部Ａから得られる信号である電流を電圧に変換する第１Ｉ／Ｖ変換器、１３はセンサー部Ｂから得られる信号である電流を電圧に変換する第２Ｉ／Ｖ変換器、１４はセンサー部Ｃから得られる信号である電流を電圧に変換する第３Ｉ／Ｖ変換器、１５はセンサー部Ｄから得られる信号である電流を電圧に変換する第４Ｉ／Ｖ変換器である。
【００４１】
１６は前記第１Ｉ／Ｖ変換器１２にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第１ローパスフィルタ、１７は前記第２Ｉ／Ｖ変換器１３にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第２ローパスフィルタ、１８は前記第３Ｉ／Ｖ変換器１４にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第３ローパスフィルタ、１９は前記第４Ｉ／Ｖ変換器１５にて電圧に変換された信号に含まれるパルス成分を遮断する第４ローパスフィルタである。
【００４２】
２０は前記第１ローパスフィルタ１６を通過した信号、即ちセンサー部Ａから得られる信号と前記第４ローパスフィルタ１９を通過した信号、即ちセンサー部Ｄから得られる信号とを加算する第１加算回路、２１は前記第２ローパスフィルタ１７を通過した信号、即ちセンサー部Ｂから得られる信号と前記第３ローパスフィルタ１８を通過した信号、即ちセンサー部Ｃから得られる信号とを加算する第２加算回路、２２は前記第１ローパスフィルタ１６を通過した信号、即ちセンサー部Ａから得られる信号と前記第２ローパスフィルタ１７を通過した信号、即ちセンサー部Ｂから得られる信号とを加算する第３加算回路、２３は前記第３ローパスフィルタ１８を通過した信号、即ちセンサー部Ｃから得られる信号と前記第４ローパスフィルタ１９を通過した信号、即ちセンサー部Ｄから得られる信号とを加算する第４加算回路である。
【００４３】
２４は前記第１加算回路２０の出力信号及び第２加算回路２１の出力信号が入力される第１比較回路であり、入力される信号のレベル差に基づいた信号を出力するように構成されている。即ち、斯かる第１比較回路２４から出力される信号は、光検出器１１を構成するセンサー部Ａとセンサー部Ｄより得られる信号を加算した信号とセンサー部Ｂとセンサー部Ｃより得られる信号を加算した信号とを比較した信号であり、その出力信号のレベルは、光検出器１１上に照射されるレーザー光のスポットＳの照射位置に応じて変化する。
【００４４】
即ち、光検出器１１において、センサー部Ａ及びＤとセンサー部Ｂ及びＣとを分割する分割線Ｅの左側(図４において)にスポットＳがズレている場合には、第１加算回路２０の出力信号のレベルが第２加算回路２１の出力信号のレベルより大きくなるため、第１比較回路２４の出力信号のレベルは＋側に大きくなる。反対に、センサー部Ａ及びＤとセンサー部Ｂ及びＣとを分割する分割線Ｅの右側(図４において)にスポットＳがズレている場合には、第２加算回路２１の出力信号のレベルが第１加算回路２０の出力信号のレベルより大きくなるため、第１比較回路２４の出力信号のレベルは−側に大きくなる。
【００４５】
斯かるスポットＳの位置に対応して第１比較回路２４の出力信号のレベルが変化するこ
とになるが、斯かるレベルの変化は、フォーカスレンズ２のＸ方向への変位に伴う走査用レーザー光Ｌ１のＸ方向、即ち上下方向の変位量に対応するように構成されている。
【００４６】
２５は前記第３加算回路２２の出力信号及び第４加算回路２３の出力信号が入力される第２比較回路であり、入力される信号のレベル差に基づいた信号を出力するように構成されている。即ち、斯かる第２比較回路２５から出力される信号は、光検出器１１を構成するセンサー部Ａとセンサー部Ｂより得られる信号を加算した信号とセンサー部Ｃとセンサー部Ｄより得られる信号を加算した信号とを比較した信号であり、その出力信号のレベルは、光検出器１１上に照射されるレーザー光のスポットＳの照射位置に応じて変化する。
【００４７】
即ち、光検出器１１において、センサー部Ａ及びＢとセンサー部Ｃ及びＤとを分割する分割線Ｆの上側(図４において)にスポットＳがズレている場合には、第３加算回路２２の出力信号のレベルが第４加算回路２３の出力信号のレベルより大きくなるため、第２比較回路２５の出力信号のレベルは＋側に大きくなる。反対に、センサー部Ａ及びＢとセンサー部Ｃ及びＤとを分割する分割線Ｆの下側(図４において)にスポットＳがズレている場合には、第４加算回路２３の出力信号のレベルが第３加算回路２２の出力信号のレベルより大きくなるため、第２比較回路２５の出力信号のレベルは−側に大きくなる。
【００４８】
斯かるスポットＳの位置に対応して第２比較回路２５の出力信号のレベルが変化することになるが、斯かるレベルの変化は、フォーカスレンズ２のＹ方向への変位に伴う走査用レーザー光Ｌ１のＹ方向、即ち左右方向の変位量に対応するように構成されている。
【００４９】
２６は走査用レーザー光Ｌ１の照射方向の制御動作及びレーザーダイオード１の照射動作等を制御する制御回路、２７は前記制御回路２６によって動作が制御されるレーザー駆動回路であり、前記レーザーダイオード１に駆動信号を供給する作用を成すものである。
【００５０】
２８は前記制御回路２６によって動作が制御されるＸ位置指示信号生成回路であり、該制御回路２６から出力される制御信号に基づいて走査用レーザー光Ｌ１のＸ位置、即ち上下方向の位置を指示する信号を出力するように構成されている。２９は前記制御回路２６によって動作が制御されるＹ位置指示信号生成回路であり、該制御回路２６から出力される制御信号に基づいて走査用レーザー光Ｌ１のＹ位置、即ち左右方向の位置を指示する信号を出力するように構成されている。
【００５１】
３０は前記第１比較回路２４の出力信号及びＸ位置指示信号生成回路２８から出力される信号が入力されるＸ方向サーボ回路であり、入力される信号のレベル差を無くする方向のサーボ信号を生成出力するように構成されている。３１は前記第２比較回路２５の出力信号及びＹ位置指示信号生成回路２９から出力される信号が入力されるＹ方向サーボ回路であり、入力される信号のレベル差を無くする方向のサーボ信号を生成出力するように構成されている。
【００５２】
３２は前記Ｘ方向駆動用コイル８に駆動信号を供給するＸ方向駆動コイル駆動回路であり、前記Ｘ方向サーボ回路３０から出力されるサーボ信号に基づいて駆動信号を供給するように構成されている。３３は前記Ｙ方向駆動用コイル９に駆動信号を供給するＹ方向駆動コイル駆動回路であり、前記Ｙ方向サーボ回路３１から出力されるサーボ信号に基づいて駆動信号を供給するように構成されている。
【００５３】
以上に説明したように本発明のレーザー光放射器は構成されているが、次に動作について説明する。制御回路２６から走査用レーザー光Ｌ１のＸ方向の位置をＸ１にするための制御信号がＸ位置指示信号生成回路２８に対して出力されると、該Ｘ位置指示信号生成回路２８から不揮発性メモリー(図示せず)に記憶されているデータに基いて走査用レーザー
光Ｌ１をＸ１位置にするための指示信号がＸ方向サーボ回路３０に対して出力される。
【００５４】
また、制御回路２６からレーザー駆動回路２７に対する制御信号が出力され、該レーザー駆動回路２７からレーザーダイオード１に対してパルス状の駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がレーザーダイオード１に供給されると、該レーザーダイオード１からレーザー光Ｌが放射される。前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光Ｌは、コリメートレンズ６にて平行光であるレーザー光Ｌ２に変換された後ミラー７に照射される。
【００５５】
前記ミラー７に照射されたレーザー光は、該ミラー７によって反射された後フォーカスレンズ２に入射される。前記フォーカスレンズ２に入射されたレーザー光は、該フォーカスレンズ２による合焦動作によって低反射ミラーＭ上に結像され、その一部は該低反射ミラーＭを透過するとともにその他のレーザー光は反射されることになる。
【００５６】
前記低反射ミラーＭを透過したレーザー光は、照射レンズ３に入力され、該照射レンズ３によって平行光である走査用レーザー光Ｌ１に変換される。レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、前述したようにコリメートレンズ６、ミラー７、フォーカスレンズ２及び低反射ミラーＭを通して照射レンズ３に入射され、該照射レンズ３による平行光への変換動作によって走査用レーザー光Ｌ１として対象物に対して照射されることになる。
【００５７】
一方、前記低反射ミラーＭにて反射された反射光Ｌ３は、フォーカスレンズ２及び前記ミラー７を透過した後集光レンズ１０によって集光されて光検出器１１に照射される。前記光検出器１１上には、前記集光レンズ１０にて集光された反射光Ｌ３の照射位置が図４に示すようなスポットＳとして表されている。
【００５８】
前記光検出器１１は、前述したように４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤにて構成されているため、スポットＳの照射位置に応じた検出信号が、ローパスフィルタ１６、１７、１８及び１９から出力される。斯かる検出信号が前記ローパスフィルタ１６、１７、１８及び１９から出力されると、各々の信号が第１加算回路２０、第２加算回路２１、第３加算回路２１及び第４加算回路２２にて加算された後、第１比較回路２４及び第２比較回路２５に入力される。
【００５９】
前記第１比較回路２４からは、前述したように走査用レーザー光Ｌ１のＸ方向の変位位置に応じた信号、即ち(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)なる信号が出力されてＸ方向サーボ回路３０に入力される。ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、各センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで得られる信号のレベルを表すものである。
【００６０】
一方、前記Ｘ方向サーボ回路３０には、前述したようにＸ位置指示信号生成回路２８からＸ１位置を指示する信号が出力されているため、Ｘ方向サーボ回路３０からスポットＳをＸ１の位置に対応した位置に変位させるためのサーボ信号がＸ方向駆動コイル駆動回路３２に対して出力される。
【００６１】
斯かるサーボ信号がＸ方向駆動コイル駆動回路３２に入力されると、該Ｘ方向駆動コイル駆動回路３２からＸ方向駆動用コイル８に対して駆動信号が供給される。斯かる信号がＸ方向駆動用コイル８に供給されると、該Ｘ方向駆動用コイル８に誘起される磁力と磁石から生成される磁気力との協働によりフォーカスレンズ２がＸ方向へ変位せしめられる。そして、斯かるＸ方向への変位動作は、スポットＳをＸ１の位置に対応した位置に変位させるように行われる。斯かるサーボ動作が行われる結果、スポットＳの位置をＸ１の位置にするための制御動作、即ち走査用レーザー光Ｌ１をＸ１位置にするための制御動作が行われる。従って、走査用レーザー光Ｌ１を位置Ｘ１に変位保持するための動作を制御回路
２６から出力されるＸ方向の位置決定信号に基づいて行うことが出来る。
【００６２】
以上に説明したようにＸ方向、即ち上下方向の所望位置に走査用レーザー光Ｌ１を変位させる動作は行われるが、次にＹ方向、即ち左右方向の所望位置に走査用レーザー光Ｌ１を変位させる動作について説明する。
【００６３】
前記制御回路２６から走査用レーザー光Ｌ１のＹ方向の位置をＹ１にするための制御信号がＹ位置指示信号生成回路２９に対して出力されると、該Ｙ位置指示信号生成回路２９から不揮発性メモリー(図示せず)に記憶されているデータに基いて走査用レーザー光Ｌ１をＹ１位置にするための指示信号がＹ方向サーボ回路３１に対して出力される。
【００６４】
また、制御回路２６によるレーザー駆動回路２７に対する制御信号が出力され、該レーザー駆動回路２７からレーザーダイオード１に対して駆動信号が供給される。斯かる駆動信号がレーザーダイオード１に供給されると、該レーザーダイオード１からレーザー光が放射される。前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、コリメートレンズ６にて平行光であるレーザー光Ｌ２に変換された後ミラー７に照射される。
【００６５】
前記ミラー７に照射されたレーザー光は、該ミラー７によって反射された後フォーカスレンズ２に入射される。前記フォーカスレンズ２に入射されたレーザー光は、該フォーカスレンズ２による合焦動作によって低反射ミラーＭ上に結像され、その一部は該低反射ミラーＭを透過するとともにその他のレーザー光は反射されることになる。
【００６６】
前記低反射ミラーＭを透過したレーザー光は、照射レンズ３に入力され、該照射レンズ３によって平行光である走査用レーザー光Ｌ１に変換される。レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、前述したようにコリメートレンズ６、ミラー７、フォーカスレンズ２及び低反射ミラーＭを通して照射レンズ３に入射され、該照射レンズ３による平行光への変換動作によって走査用レーザー光Ｌ１として対象物に対して照射されることになる。
【００６７】
一方、前記低反射ミラーＭにて反射された反射光Ｌ３は、フォーカスレンズ２及び前記ミラー７を透過した後集光レンズ１０によって集光されて光検出器１１に照射される。前記光検出器１１上には、前記集光レンズ１０にて集光された反射光Ｌ３の照射位置が図４に示すようなスポットＳとして表されている。
【００６８】
前記光検出器１１は、前述したように４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤにて構成されているため、スポットＳの照射位置に応じた検出信号が、ローパスフィルタ１６、１７、１８及び１９から出力される。斯かる検出信号が前記ローパスフィルタ１６、１７、１８及び１９から出力されると、各々の信号が第１加算回路２０、第２加算回路２１、第３加算回路２１及び第４加算回路２２にて加算された後、第１比較回路２４及び第２比較回路２５に入力される。
【００６９】
前記第２比較回路２５からは、前述したように走査用レーザー光Ｌ１のＹ方向の変位位置に応じた信号、即ち(Ａ＋Ｂ)−(Ｃ＋Ｄ)なる信号が出力されてＹ方向サーボ回路３１に入力される。
【００７０】
一方、前記Ｙ方向サーボ回路３１には、前述したようにＹ位置指示信号生成回路２９からＹ１位置を指示する信号が出力されているため、Ｙ方向サーボ回路３１からスポットＳをＹ１の位置に対応した位置に変位させるためのサーボ信号がＹ方向駆動コイル駆動回路３３に対して出力される。
【００７１】
斯かるサーボ信号がＹ方向駆動コイル駆動回路３３に入力されると、該Ｙ方向駆動コイル駆動回路３３からＹ方向駆動用コイル９に対して駆動信号が供給される。斯かる信号がＹ方向駆動用コイル９に供給されると、該Ｙ方向駆動用コイル９に誘起される磁力と磁石から生成される磁気力との協働によりフォーカスレンズ２がＹ方向へ変位せしめられる。そして、斯かるＹ方向への変位動作は、スポットＳをＹ１の位置に対応した位置に変位させるように行われる。斯かるサーボ動作が行われる結果、スポットＳの位置をＹ１の位置にするための制御動作、即ち走査用レーザー光Ｌ１をＹ１位置にするための制御動作が行われる。従って、走査用レーザー光Ｌ１を位置Ｙ１に変位保持するための動作を制御回路２６から出力されるＹ方向の位置決定信号に基づいて行うことが出来る。
【００７２】
前述したように制御回路２６から出力されるＸ方向及びＹ方向の位置を決定指示する信号が出力されると、指示された位置に走査用レーザー光Ｌ１を移動させる制御動作をフォーカスレンズ２を変位させる動作によって行うことが出来る。従って、例えば図５に示すように走査用レーザー光Ｌ１の照射位置をａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｉ→ｊのように変位させる制御動作をフォーカスレンズ２の位置を変位制御することによって行うことが出来る。
【００７３】
走査用レーザー光Ｌ１の照射位置を前述したように変更させることによってその変位範囲内にある対象物に対してレーザー光を照射させることが出来るので、対象物から反射されるレーザー光を検出することによって対象物の位置、大きさ及びその移動速度等の情報を得ることが出来る。
【００７４】
尚、レーザー光の照射位置を変更させる動作を行う場合にレーザー駆動回路２７からレーザーダイオード１に供給される駆動信号は、必要な情報を得るために照射タイミングを選択しながら行われるパルス信号が一般的である。パルス信号に基づいてレーザーダイオード１の発光駆動動作が行われると、光検出器１１から得られる信号にパルス成分が含まれるので、本実施例では、斯かるパルス信号を削除するためにローパスフィルタ１６、１７、１８及び１９が設けられている。
【００７５】
また、本実施例において、コリメートレンズ６、フォーカスレンズ２、照射レンズ３及び集光レンズ１０としては、凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ等光学系の構造に基づいて種々なレンズを使用することが出来る。そして、光学系を簡素化する場合には、コリメートレンズ６及び集光レンズ１０は、削除することは可能である。また、ミラー７としては、ハーフミラーと呼ばれる光学素子を使用することが出来る。更に、反射光Ｌ３が照射される光検出器１１の位置は、本実施例に示した位置に限定されるものではなく、反射光Ｌ３が照射される位置であれば良い。
【００７６】
また、本実施例に使用される低反射ミラーＭとしては、ガラス板や樹脂板を使用することが出来るが、該低反射ミラーＭの反射面、即ちフォーカスレンズ２に対向する面から反射されるレーザー光を利用するため、反対側の面、即ち照射レンズ３側の面には、反射防止膜が形成されている。斯かる反射防止膜を低反射ミラーＭの照射レンズ３側の面に設けることによってフォーカスレンズ２の位置を検出するために使用する反射光Ｌ３として正しい反射光を得ることが出来るので、位置検出動作を正確に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のレーザー光放射器を示す概略図である。
【図２】本発明のレーザー光放射器を示す概略図である。
【図３】本発明のレーザー光放射器を示す概略図である。
【図４】本発明のレーザー光放射器の動作を制御する回路の一実施例を示すブロック回路図である。
【図５】本発明の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１        レーザーダイオード
２        フォーカスレンズ
３        照射レンズ
６        コリメートレンズ
７        ミラー
８        Ｘ方向駆動用コイル
９        Ｙ方向駆動用コイル
１０        集光レンズ
１１        光検出器
２０        第１加算回路
２１        第２加算回路
２２        第３加算回路
２３        第４加算回路
２４        第１比較回路
２５        第２比較回路
２６        制御回路
２８        X位置指示信号生成回路
２９        Ｙ位置指示信号生成回路
３０        Ｘ方向サーボ回路
３１        Ｙ方向サーボ回路
３２        Ｘ方向駆動コイル駆動回路
３３        Ｙ方向駆動コイル駆動回路
Ｍ        低反射ミラー
【図１】
2007065311.tif 000003
【図２】
2007065311.tif 000004
【図３】
2007065311.tif 000005
【図４】
2007065311.tif 000006
【図５】
2007065311.tif 000007