(57)【要約】【課題】光偏向素子の原点位置を高い精度で行うことのできる光ビーム走査装置を提供すること。【解決手段】光ビーム走査装置１は、光源装置１０と、光源装置１０から出射された光ビームの入射位置により光ビームＬ０の出射方向が変化する光走査領域３６を備えた透過型光偏向ディスク３０と、この透過型光偏向ディスク３０を回転駆動する駆動装置とが構成されている。透過型光偏向ディスク３０には、入射した光ビームＬ０を光走査領域３６とは異なる方向に出射する原点位置検出用出射領域８２が形成され、この原点位置検出用出射領域８２から光ビームが出射される方向には原点位置検出用光検出器８１が配置されている。【選択図】図３
2007155467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置と、該光源装置から出射された光ビームの入射位置により当該光ビームの出射方向が変化する光偏向素子と、該光偏向素子を駆動して当該光偏向素子に対する前記光ビームの入射位置を変化させる駆動装置とを有する光ビーム走査装置において、
前記光偏向素子には、入射した光ビームを所定の角度範囲にわたって走査させる光走査領域と、入射した光ビームを前記光走査領域による走査方向と異なる方向に出射する原点位置検出用出射領域とが形成され、
前記原点位置検出用出射領域から光ビームが出射される方向に原点位置検出用光検出器が配置されていることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項２】
請求項１において、前記原点位置検出用出射領域から出射された光ビームは、非合焦状態で前記原点位置検出用光検出器に到達することを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記光偏向素子は、前記駆動装置より回転駆動される円盤状の光偏向ディスクであり、
前記光偏向ディスクには、ディスク面に前記光走査領域が所定の角度範囲にわたって形成され、当該ディスク面において前記光走査領域を避けた角度位置に前記原点位置検出用出射領域が形成されていることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項４】
請求項３において、前記光偏向ディスクは、前記光走査領域において光ビームが入射する角度位置によって光ビームを屈折させる方向が相違する透過型光偏向素子であることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項５】
請求項４において、前記原点位置検出用出射領域は、光ビームを前記光走査領域と異なる方向に屈折させることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項６】
請求項５において、前記光偏向ディスクは、前記光走査領域および前記原点位置検出用出射領域も含めて一体の樹脂製のディスクであることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項７】
請求項５において、前記光偏向ディスクは、前記光走査領域および前記原点位置検出用出射領域も含めて一体の樹脂成形品であることを特徴とする光ビーム走査装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかにおいて、前記原点位置検出用光検出器は、フォトダイオードであることを特徴とする光ビーム走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを所定の方向に走査する光ビーム走査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ビーム走査装置は、レーザプリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ等の画像成形装置や、バーコード読取装置、車間距離測定装置、監視装置などに幅広く利用されている。これらの機器のうち、例えば、車間距離測定装置や監視装置などに用いられる従来の光ビーム走査装置では、光源から出射された光ビームをポリゴンミラー等の光偏向素子によって偏向して所定の角度範囲にわたって走査ビームとして出射し、この走査ビームが前走車両などで反射した戻り光を光検出器で受光することにより、前走車両の存在や前走車両との距離を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような光ビーム走査装置において、前走車両が存在する方向を検出するには、光偏向素子より出射された光ビームの出射方向を検出する必要があり、それには、光偏向素子の原点位置を監視する必要がある。このような原点位置の監視には、従来、磁気センサやフォトインタラプタなどが用いられる。
【特許文献１】特開平１１−３２６４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、原点位置の検出に磁気センサを用いた場合には、磁気センサの特性上、温度変化による原点位置の検出にばらつきが発生することを避けることができないという問題点がある。また、原点位置の検出に磁気センサを用いた場合には、光偏向素子に磁性パターンなどを設ける一方、装置本体側に磁気センサを配置し、磁気パターンが磁気センサに対して接近あるいは離間するときの出力変化により光偏向素子の原点位置をするため、磁気センサの搭載位置のばらつきがそのまま、原点位置の検出誤差となるので、精度が低いという問題点がある。
【０００５】
また、原点位置の検出にフォトインタラプタを用いた場合にも、光偏向素子に遮光磁性パターンなどを設ける一方、装置本体側に発光素子および受光素子を配置し、遮光磁性パターンがフォトインタラプタの光路を遮るタイミングを検出するため、発光素子および受光素子の搭載位置のばらつきがそのまま、原点位置の検出誤差となるので、精度が低いという問題点がある。さらに、原点位置の検出にフォトインタラプタを用いた場合には、光ビームの光源としてのレーザ発光素子とは別に原点位置検出用の光源として発光ダイオードを用いるため、部品点数が増大するとともに、これらの発光素子をパルス駆動する場合においては、これらの発光素子間での発光タイミングのずれに起因する検出誤差の発生を避けることができないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、光偏向素子の原点位置を高い精度で行うことのできる光ビーム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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、光源装置と、該光源装置から出射された光ビームの入射位置により当該光ビームの出射方向が変化する光偏向素子と、該光偏向素子を駆動して当該光偏向素子に対する前記光ビームの入射位置を変化させる駆動装置とを有する光ビーム走査装置において、前記光偏向素子には、入射した光ビームを所定の角度範囲にわたって走査させる光走査領域と、入射した光ビームを前記光走査領域による走査方向と異なる方向に出射する原点位置検出用出射領域とが形成され、前記原点位置検出用出射領域から光ビームが出射される方向に原点位置検出用光検出器が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明において、光偏向素子には光走査領域が形成されているとともに、入射した光ビームを光走査領域とは異なる方向に出射する原点位置検出用出射領域が形成されているため、光源装置から出射された光ビームの入射位置に原点位置検出用出射領域が到来すると、この原点位置検出用出射領域から出射された光ビームは、原点位置検出用光検出器で検出される。このため、光偏向素子の原点位置を確実に検出できるので、この原点位置を基準にして、各時点において光ビーム走査装置から光ビームが出射された方向を把握できる。また、光源装置から出射された光ビームの入射位置に原点位置検出用出射領域が到来しない限り、光偏向素子から原点位置検出用光検出器に向けて光ビームが出射されないため、磁気センサやフォトインタラプタを採用した場合と違って、原点位置検出用出射領域から出射された光ビームを検出可能な位置であれば、原点位置検出用光検出器の位置精度が低くても、光偏向素子の原点位置を確実に検出できる。
【０００９】
本発明において、前記原点位置検出用出射領域から出射された光ビームは、非合焦状態で前記原点位置検出用光検出器に到達することが好ましい。このように構成すると、前記原点位置検出用出射領域から出射された光ビームが前記原点位置検出用光検出器に到達する際、その光束の径が大きい。このため、原点位置検出用出射領域から出射された光ビームを検出可能な領域が広いので、原点位置検出用光検出器に求められる位置精度をさらに緩和することができる。
【００１０】
本発明において、前記光偏向素子は、例えば、前記駆動装置より回転駆動される円盤状の光偏向ディスクである。この場合、前記光偏向ディスクには、ディスク面に前記光走査領域が所定の角度範囲にわたって形成され、当該ディスク面において前記光走査領域を避けた角度位置に前記原点位置検出用出射領域が形成されている。このように構成すると、駆動装置は、円盤状の光偏向ディスクを回転駆動すればよいので、直動方式と比較して駆動装置の構成を簡素化できる。
【００１１】
本発明において、前記光偏向ディスクは、前記光走査領域において光ビームが入射する角度位置によって光ビームを反射する方向が相違する反射型光偏向ディスクを採用できる。但し、前記光偏向ディスクは、例えば、前記光走査領域において光ビームが入射する角度位置によって光ビームを屈折させる方向が相違する透過型光偏向ディスクであることが好ましい。このような透過型光偏向ディスクであれば、光ビームの出射方向に光源装置を配置する必要がないので、光ビーム走査装置の小型化を図ることができる。
【００１２】
この場合、前記原点位置検出用出射領域は、光ビームを前記光走査領域と異なる方向に屈折させて出射することが好ましい。すなわち、前記光走査領域および前記原点位置検出用出射領域の双方が光ビームを屈折により偏向することが好ましい。このように構成すると、前記光偏向ディスクは、前記光走査領域および前記原点位置検出用出射領域も含めて一体の樹脂製のディスクとして構成できる。この場合、前記光偏向ディスクを構成するにあたっては、ディスク状の透光性基材を切削、研削して光偏向ディスクを製造することができる。また、前記光偏向ディスクは、前記光走査領域および前記原点位置検出用出射領域も含めて一体の樹脂成形品として形成することができ、このような構成によれば、光偏向ディスクを安価に量産することができる。
【００１３】
本発明において、前記原点位置検出用光検出器としては、フォトダイオードを用いることが好ましい。フォトダイオードは、応答速度が高いので、原点位置の検出に適している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、光偏向素子に光走査領域が形成されているとともに、入射した光ビームを光走査領域とは異なる方向に出射する原点位置検出用出射領域が形成されているため、光源装置から出射された光ビームの入射位置に原点位置検出用出射領域が到来すると、この原点位置検出用出射領域から出射された光ビームは、原点位置検出用光検出器で検出される。このため、光偏向素子の原点位置を確実に検出できるので、この原点位置を基準にして、各時点において光ビーム走査装置から光ビームが出射された方向を把握できる。また、光源装置から出射された光ビームの入射位置に原点位置検出用出射領域が到来しない限り、光偏向素子から原点位置検出用光検出器に向けて光ビームが出射されないため、磁気センサやフォトインタラプタを採用した場合と違って、原点位置検出用出射領域から出射された光ビームを検出可能な位置であれば、原点位置検出用光検出器の位置精度が低くても、光偏向素子の原点位置を確実に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した光ビーム走査装置を説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した光ビーム走査装置の概略構成を模式的に示す概略側面図を示す説明図である。図２は、本発明を適用した光ビーム走査装置の原理を示す説明図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、本発明を適用した光ビーム走査装置で用いられる透過型光偏向ディスクの平面図、Ｘ−Ｘ断面図、Ｙ−Ｙ断面図、Ｚ−Ｚ断面図である。
【００１７】
図１に示す光ビーム走査装置１は、概ね、光源装置１０と、この光源装置１０から出射された光ビームＬ０を偏向可能な透過型光偏向ディスク３０と、この透過型光偏向ディスク３０を回転駆動する駆動装置と、後述する原点検出機構８とを有している。光源装置１０は、光源としてのレーザダイオード１３と、このレーザダイオード１３から出射されたレーザ光Ｌ０を所定の収束光として導く光学系１９とを備えている。駆動装置４は、同期モータ４０を備えており、同期モータ４０の回転出力部が透過型光偏向ディスク３０の中心孔３１に嵌り、透過型光偏向ディスク３０を保持している。図１には、透過型光偏向ディスク３０は同期モータ４０によって直接、駆動されるように表わしてあるが、駆動装置４に対して、同期モータ４０の回転を伝達する伝達機構を設け、この伝達機構を介して透過型光偏向ディスク３０が回転駆動される構成を採用してもよい。なお、同期モータ４０としては、ステッピングモータなどの外部同期型のモータの他、ブラシレスモータ、直流整流子モータなどの内部同期型のモータを用いてもよい。また、同期モータ４０としては、ＡＣ電源を用いた同期モータや、ＡＣインダクタンス／コンデンサモータなどを用いてもよい。
【００１８】
図２および図３（ａ）において、透過型光偏向ディスク３０は、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などの透光性材料からなる円盤状であり、光源装置１０が配置される側とは反対側の上面には、周方向の所定領域にわたって光走査領域３６が形成されている。本形態では、透過型光偏向ディスク３０の３／４周の範囲にわたって光走査領域３６が形成されている。ここで、透過型光偏向ディスク３０の光走査領域３６は、光源装置１０から出射された光ビームＬ０の入射位置により光ビームの出射方向が変化するようになっている。
【００１９】
すなわち、透過型光偏向ディスク３０の光走査領域３６は、中心孔３１を中心として円周方向にて複数の光偏向領域３２ａ、３２ｂ、・・・（以下、光偏向領域３２とする）に分割されており、複数の光偏向領域３２の各々は、入射された光ビームを屈折させる傾斜面３３ａ、３３ｂ、・・・（以下、傾斜面３３とする）が径方向に傾斜するように形成されている。このため、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、各光偏向領域３２の径方向の断面は楔形状に形成され、各光偏向領域３２の径方向の断面は、内周側と外周側を平行とする台形状に形成されている。また、複数の光偏向領域３２の各々おいて、複数の傾斜面３３の各傾斜角度は各々、隣接する傾斜面同士で相違している。
【００２０】
ここで、傾斜面３３の傾斜角度をθｗ、透過型光偏向ディスク３０から出射される光ビームの走査角度をθｓ（図１参照）、透過型光偏向ディスク３０の屈折率をｎとしたとき、
ｓｉｎ（θｗ＋θｓ）＝ｎ・ｓｉｎθｗ
の関係を満足するように、傾斜面３３が形成されている。この式において、ｎは透過型光偏向ディスク３０を構成する材料の屈折角であり、例えば、ｎ＝１．５１８６２であり、走査角度θｓを１０°とする場合には、傾斜角度θｓを１８．０２°とすればよい。
【００２１】
さらに、本形態では、隣接する光偏向領域３２の傾斜面３３の傾斜角度θｗは、次第に増加または減少するようになっている。例えば、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、隣接する光偏向領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのそれぞれの傾斜面３３ａ、３３ｂ、３３ｃの傾斜角度θｗａ、θｗｂ、θｗｃが次第に増加するようになっている。また、光偏向領域３２の傾斜面３３は、内周側から外周側に向けて下がっている面と、外周側から内周側に向けて下がっている面とが含まれており、ディスク面と平行な面も含まれている。すなわち、θｗの符号が＋の面と−の面とが含まれており、θｗが０°の面も含まれている。
【００２２】
このような透過型光偏向ディスク３０において、光偏向領域３２の数は、光ビームの走査点数によって決まるが、例えば、光偏向領域３２の数を２０１個とし、光ビームの走査範囲を±１０°とした場合には、光ビームの走査の分解能は０．１°となる。また、例えば、光ビームが透過する位置における透過型光偏向ディスク３０の光ビームのサイズを４０ｍｍとすると、１つの光偏向領域３２の光ビームの透過位置での円周方向幅は０．６３ｍｍになる。
【００２３】
このような透過型光偏向ディスク３０は、透光性の樹脂製ディスクを直接、切削などの超精密加工で製造してもよいし、製造コストを考慮して、金型を用いて製造してもよい。ここで、傾斜面３３が、透過型光偏向ディスク３０の出射側に位置する上面にのみ形成されており、入射側の下面は平面状に形成されている。そのため、金型を用いて透過型光偏向ディスク３０を製造する場合には、金型の駒加工が１面のみでよいため、金型の製作が容易になる。また、透明な樹脂を直接、切削加工して透過型光偏向ディスク３０を製造する場合には、下面が平面状であるため、素材を固定しやすく、加工が容易である。なお、透過型光偏向ディスク３０には、薄膜あるいは微細構造などによって反射防止処理を施しておけば、光源装置１０の出力のばらつきの原因となる戻り光を少なくすることができる。また、透過率が向上するため、光源装置１０からの光量のロスを低減させることができる。
【００２４】
（原点検出機構８の構成）
再び図１、図２および図３（ａ）において、本形態の光ビーム走査装置１に用いた透過型光偏向ディスク３０の上面には、その３／４周の範囲にわたって光走査領域３６が形成されているとともに、残りの約１／４周の範囲は、下面と平行な平坦領域３８になっている。また、平坦領域３８の周方向の中央位置には、２つの斜面３７１、３７２を周方向に向けて径方向に延びた三角柱状のプリズム部３７が形成されている。このプリズム部３７において、２つの斜面３７１、３７２、およびこれらの斜面３７１、３７２が接続する稜線部分は、透過型光偏向ディスク３０の径方向には傾いていない。
【００２５】
このように構成した透過型光偏向ディスク３０では、以下に説明するように、プリズム部３７を構成する２つの斜面３７１、３７２のうち、一方の斜面３７１を原点位置検出用出射領域８２として利用する。まず、透過型光偏向ディスク３０において、光走査領域３６に形成された傾斜面３３は、透過型光偏向ディスク３０の径方向に傾斜しているため、光源装置１０から出射された光ビームは、光走査領域３６では、透過型光偏向ディスク３０の周方向方向には偏向されず、透過型光偏向ディスク３０の径方向に偏向される。なお、光走査領域３６の複数の光偏向領域３２に傾斜角度が０°の傾斜面３３、すなわち透過型光偏向ディスク３０の下面に平行な面が含まれているが、かかる面では、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が透過型光偏向ディスク３０の周方向に偏向されず、透過型光偏向ディスク３０の下面に垂直な方向に出射される。
【００２６】
これに対して、プリズム部３７において原点位置検出用出射領域８２を構成する斜面３７１は、透過型光偏向ディスク３０の半径方向に傾斜しておらず、透過型光偏向ディスク３０の周方向に傾斜しているため、光源装置１０から出射された光ビームＬ０は、原点位置検出用出射領域８２において透過型光偏向ディスク３０の径方向に偏向されず、透過型光偏向ディスク３０の周方向（接線方向）に偏向される。
【００２７】
また、本形態では、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が透過型光偏向ディスク３０の原点位置検出用出射領域８２で偏向して出射される方向にフォトダイオードからなる原点位置検出用光検出器８１が配置されている。このようにして、本形態では、透過型光偏向ディスク３０の原点位置検出用出射領域８２、および原点位置検出用光検出器８１によって、原点位置検出機構８が構成されている。なお、原点位置検出用光検出器８１としては、フォトトランジスタを用いることも可能である。
【００２８】
（光ビーム走査装置１の動作）
図４は、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用した光ビーム走査装置の動作原理を模式的に示す説明図である。本形態の光ビーム走査装置１では、まず、図４（ａ）に示すように、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が、透過型光偏向ディスク３０の光走査領域３６に入射すると、矢印Ｌ１で示すように、光走査領域３６において光ビームＬ０が入射した位置の傾斜面３３の傾斜角度に対応する方向に偏向されて出射される。ここで、傾斜面３３の傾斜角度は光偏向領域３２によって相違しているので、透過型光偏向ディスク３０の矢印ＣＷへの回転に伴って、透過型光偏向ディスク３０から出射される方向が透過型光偏向ディスク３０の径方向で変化し、光源装置１０から出射された光ビームは、透過型光偏向ディスク３０の径方向において所定の角度範囲θ０にわたって走査されることになる。
【００２９】
次に、透過型光偏向ディスク３０が矢印ＣＷに回転して、図４（ｂ）に示すように、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が、透過型光偏向ディスク３０の原点位置検出用出射領域８２（斜面３７１）に入射すると、この原点位置検出用出射領域８２は、透過型光偏向ディスク３０の周方向の一方側に傾斜しているので、光源装置１０から出射された光ビームＬ０は、矢印Ｌ２で示すように、透過型光偏向ディスク３０の周方向の一方側、すなわち、原点位置検出用光検出器８１が配置されている方向に偏向され、出射される。その結果、原点位置検出用光検出器８１の検出結果から、光源装置１０からの光ビームＬ０の出射位置に透過型光偏向ディスク３０の原点位置検出用出射領域８２が到来したことを検出することができる。ここで、原点位置検出用出射領域８２から出射された光ビームは、非合焦状態で原点位置検出用光検出器８１に到達する。
【００３０】
なお、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が、透過型光偏向ディスク３０のプリズム部３７の他方の斜面３７２に入射すると、この斜面３７２は、透過型光偏向ディスク３０の周方向の他方側、すなわち、原点位置検出用光検出器８１が配置されている側とは反対側に偏向され、出射されるので、原点位置の検出には利用されない。
【００３１】
また、透過型光偏向ディスク３０が回転して、図４（ｃ）に示すように、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が、透過型光偏向ディスク３０の平坦領域３８に入射すると、光源装置１０から出射された光ビームＬ０は、矢印Ｌ３で示すように、偏向されず、透過型光偏向ディスク３０の下面に対して垂直な方向に出射されるので、原点位置の検出には利用されない。
【００３２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、透過型光偏向ディスク３０に光走査領域３６が形成されているとともに、入射した光ビームを光走査領域３６とは異なる方向に出射する原点位置検出用出射領域８２が形成されているため、光源装置１０から出射された光ビームＬ０の入射位置に原点位置検出用出射領域８２が到来すると、この原点位置検出用出射領域８２から出射された光ビームは、原点位置検出用光検出器８１で検出される。このため、透過型光偏向ディスク３０の原点位置を確実に検出できるので、この原点位置を基準にして、各時点における光ビーム走査装置１から光ビームが出射された方向を把握できる。それ故、本形態の光ビーム走査装置１を車間距離測定装置や監視装置などに用いた場合、前走車両が位置する方向を確実に検出することができる。
【００３３】
また、光源装置１０から出射された光ビームＬ０の入射位置に原点位置検出用出射領域８２が到来しない限り、透過型光偏向ディスク３０から原点位置検出用光検出器８１に向けて光ビームが出射されないため、磁気センサやフォトインタラプタを採用した場合と違って、原点位置検出用出射領域８２から出射された光ビームを検出可能な位置であれば、原点位置検出用光検出器８１の位置精度が低くても、透過型光偏向ディスク３０の原点位置を確実に検出できる。特に本形態では、原点位置検出用出射領域８２から出射された光ビームは、非合焦状態で原点位置検出用光検出器８１に到達する。このため、原点位置検出用出射領域８２から出射された光ビームが原点置検出用光検出器８１に到達する際、その光束の径が大きい。このため、原点位置検出用出射領域８２から出射された光ビームを検出可能な領域が広いので、原点位置検出用光検出器８１に求められる位置精度をさらに緩和することができる。
【００３４】
さらに、本形態においては、光源装置１０より出射した光ビームＬ０をそのまま原点位置検出に直接、用いているため、検出精度が高い。また、光源としてレーザダイオード１３を用いているためＳ／Ｎ比を大きく取ることが可能であり、しかも反応速度が速い。これにより、検出安定性が格段に向上する。
【００３５】
さらに、本形態では、光偏向素子として、円盤状の透過型光偏向ディスク３０が用いられている。このため、駆動装置４は、透過型光偏向ディスク３０が回転駆動すればよいので、直動方式と比較して駆動装置の構成を簡素化できる。しかも、光偏向素子として、透過型光偏向ディスク３０が用いられているため、光偏向素子として反射型の光偏向素子を用いた場合と違って、光ビームの出射方向に光源装置１０を配置する必要がないので、光ビーム走査装置１の小型化を図ることができる。
【００３６】
さらにまた、本形態では、光走査領域３６および原点位置検出用出射領域８２の双方が光ビームを屈折により偏向する。このため、光走査領域３６が透過型で原点位置検出用出射領域８２が反射型の場合と違って、全体が一体の樹脂製の透過型光偏向ディスク３０を用いることができる。このため、透過型光偏向ディスク３０を構成するにあたっては、ディスク状の透光性基材を切削、研削して光偏向ディスクを製造することができる。また、透過型光偏向ディスク３０であれば、一体の樹脂成形品として形成することができ、このような構成によれば、安価に量産することができる。いずれも場合も、光走査領域３６および原点位置検出用出射領域８２を透過型光偏向ディスク３０に一体に構成できるので、原点位置が変動することがなく、そのため原点位置を固体ごとに調整する必要がない。しかも、環境温度が変動しても、光源が共通で、かつ、光走査領域３６と原点位置検出用出射領域８２との相対位置が変化しないので、原点位置の検出を確実に行うことができる。
【００３７】
また、本形態では、原点位置検出用光検出器８１としてフォトダイオードを用いたため、応答速度が高く、原点位置の検出に適している。
【００３８】
（光ビーム走査装置の具体的な構成）
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明を適用した光ビーム走査装置の具体的構成を示す平面図、右側面断面図、および正面断面図である。図６（ａ）、（ｂ）は、図５に示す光ビーム走査装置の動作原理を示す説明図である。
【００３９】
本形態では、図５に示すように、光ビーム走査装置１を構成するにあたって、共通のベース５１の上に、光源装置１０、光偏向素子としての透過型光偏向ディスク３０、透過型光偏向ディスク３０を軸線周りに回転させる同期モータ４０（駆動装置）が搭載され、かつ、透過型光偏向ディスク３０の原点位置検出用出射領域８２および原点位置検出用光検出器８１からなる原点検出機構８が構成されている。
【００４０】
ここに示す例でも、同期モータ４０はステッピングモータであり、環状のステータ４１と、この環状のステータ４１の内側に配置されたロータマグネット４２と、回転軸４３とを備えている。ロータマグネット４２の外周面には、Ｓ極とＮ極が周方向において交互に配置されている。回転軸４３は、基端側が、ボールベアリングからなる軸受５２を介してベース５１に支持され、その上端側はボールベアリングからなる軸受５３を介して上プレート５４に支持されている。ここで、上プレート５４は、ベース５１に対して所定の間隔をあけてネジ５５で固定され、かつ、ベース５１と上プレート５４との間には、ベース５１および上プレートに対して所定の間隔をあけて中プレート５６がネジ５７で固定されている。中プレート５６には、回転軸４３を通す穴が形成されている。軸受５２とベース５１との間には、ボールベアリングからなる軸受５２に与圧を付与するためのコイルスプリング５８が配置されている。従って、同期モータ４０に通電すると、回転軸４３が軸線周りに回転し、透過型光偏向ディスク３０が回転することになる。
【００４１】
一方、ベース５１において、同期モータ４０が配置されている領域の側方には、光源装置１０の搭載部になっており、そこには、光路を確保する開口部が上面部に形成されたカバー７１が透過型光偏向ディスク３０裏面と略垂直になるよう取り付けられている。このカバー７１の下方には、配線基板１１、ホルダ１２、レーザダイオード１３、このレーザダイオード１３の周囲に配置された円盤状のギア１４、絞り１５、コリメートレンズ１６、ワッシャ１７、コイルバネ１８がこの順に搭載されている。
【００４２】
また、カバー７１、および透過型光偏向ディスク３０の上方には、透過型光偏向ディスク３０から出射された光ビームを約９０°の方向に反射する全反射ミラー６１が配置され、全反射ミラー６１はミラーホルダ６２によって保持されている。全反射ミラー６１より反射される光ビームの光路上には、押さえバネ６４によって保持された発散角調整レンズ６３が配置されている。発散角調整レンズ６３は、シリンドリカルレンズ、トーリックレンズ、トロイダルレンズなどからなる。
【００４３】
また、本形態では、光ビーム走査装置１では原点検出機構８を構成するにあたって、透過型光偏向ディスク３０上に原点位置検出用出射領域８２を構成する一方、レーザダイオード１３、コリメートレンズ１６、全反射ミラー６１および発散角調整レンズ６３で規定される光路から外れた位置に原点位置検出用光検出器８１が配置されている。ここで、原点位置検出用光検出器８１は、透過型光偏向ディスク３０の原点位置検出用出射領域８２からの光ビームの出射方向に位置している。
【００４４】
このように構成した光ビーム走査装置１において、同期モータ４０によって回転する透過型光偏向ディスク３０に対して光源装置１０から光ビームを照射すると、図６（ａ）、（ｂ）に示すような動作を行う。まず、図６（ａ）に示すように、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が原点位置検出用出射領域８２に入射すると、図４（ｂ）を参照して説明したように、原点位置検出用出射領域８２により光源装置１０から出射した光ビームＬ０が屈折し、矢印Ｌ２で示すように、原点位置検出用光検出器８１に向けて出射される。従って、原点位置検出用光検出器８１により光ビームが検出することをもって、透過型光偏向ディスク３０の原点位置を検出できる。一方、図６（ｂ）に示すように、光源装置１０から出射された光ビームＬ０が透過型光偏向ディスク３０の光走査領域３６に入射すると、図４（ａ）を参照して説明したように、光ビームＬ０は、光走査領域３６の傾斜面３３で透過型光偏向ディスク３０の半径方向に偏向された後、全反射ミラー６１によって反射され、発散角調整レンズ６３を介して走査光として出射される。
【００４５】
そして、監視対象物で反射した戻り光が、光ビーム走査装置１に搭載された監視用光検出器、あるいは光ビーム走査装置外に配置された監視用光検出器によって検出されたとき、透過型光偏向ディスク３０の原点位置が検出されてからの経過時間に基づいて、光ビーム走査装置１からいずれの方向にレーザ光を出射したときかを求めることができ、監視対象物が位置する方向を検出することができる。
【００４６】
［その他の実施の形態］
上記形態では、透過型光偏向ディスク３０に屈折型の光走査領域３６を形成するとともに、透過型光偏向ディスク３０に屈折型の原点位置検出用出射領域を設けたが、屈折型の光走査領域３６を備えた透過型光偏向ディスク３０に反射型の原点位置検出用出射領域を設けてもよい。
【００４７】
また、上記形態では、光偏向素子として透過型光偏向ディスク３０を用いた例であったが、光走査領域において光ビームが入射する角度位置によって光ビームを反射する方向が相違する反射型光偏向ディスクを用いてもよい。この場合、例えば、図２に示す透過型光偏向ディスク３０の上面に反射層を形成して反射型光偏向ディスクを構成し、この反射型光偏向ディスクの上面に向けて光源装置から光ビームを出射すればよい。また、光源装置は、反射型光偏向ディスクの下面側からその上面の反射層に向けて光ビームを出射してもよい。さらに、このような透過型光偏向ディスクに原点位置検出用出射領域を形成するにあたっては、透過型の原点位置検出用出射領域を設けてもよい。
【００４８】
また、上記形態では、光偏向素子としてディスク面に光走査領域を備えた偏向ディスクを用いた例であったが、ポリゴンミラーのように、側面に光走査領域を備えた光偏向素子を用いた場合には、その側面の一部に原点位置検出用出射領域を設けてもよい。
【００４９】
さらに、光偏向素子としては回転駆動されるタイプのものに限らず、往復直線駆動されるものを用いた光ビーム走査装置に本発明を適用してもよい。
【００５０】
さらにまた、上記形態では、車間距離測定装置や監視装置などに用いられる光ビーム走査装置を例に説明したが、レーザプリンタ、スキャナー、コピー機に用いられる光ビーム走査装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を適用した光ビーム走査装置の概略構成を模式的に示す概略側面図を示す説明図である。
【図２】本発明を適用した光ビーム走査装置の原理を示す説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、本発明を適用した光ビーム走査装置で用いられる透過型光偏向ディスクの平面図、Ｘ−Ｘ断面図、Ｙ−Ｙ断面図、Ｚ−Ｚ断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用した光ビーム走査装置の動作原理を模式的に示す説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明を適用した光ビーム走査装置の具体的構成を示す平面図、右側面断面図、および正面断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、図５に示す光ビーム走査装置の動作原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  光ビーム走査装置
４  駆動装置
８  原点位置検出機構
１０  光源装置
１３  レーザダイオード
３０  透過型光偏向ディスク（光偏向素子）
３７  プリズム部
４０  同期モータ
８１  原点位置検出用光検出器
８２  原点位置検出用出射領域
３７１  プリズム部の一方の斜面
【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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