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      光束照射裝置的制作方法

      文檔序號(hào):6102807閱讀:148來源:國知局

      專利名稱::光束照射裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及一種光束照射裝置;例如,是適合于車間檢測器或距離檢測器等上所利用的裝置。
      背景技術(shù)
      :這些年,利用激光的車間檢測器或距離檢測器在各種各樣的領(lǐng)域被采用。車間檢測器,是通過檢測從車輛前方將激光進(jìn)行照射時(shí)的反射光,來測量障礙物的有無和至障礙物的距離的裝置。這時(shí),激光縱橫方向地掃描預(yù)先在前方空間上所設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域。而且,在各掃描位置中,測定激光的照射定時(shí)和反射光的受光定時(shí)的時(shí)間差,從其測定結(jié)果計(jì)算出至各掃描位置前方上的障礙物的距離。在這些檢測器中,采用了使激光縱橫方向地掃描的同時(shí)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行照射的、所謂光束照射裝置。在此,激光的掃描是利用利用了多面反射鏡的掃描機(jī)構(gòu)、或利用了透鏡執(zhí)行元件(actuator)的掃描機(jī)構(gòu)而進(jìn)行的。在利用了多面反射鏡的掃描機(jī)構(gòu)中,在使多面反射鏡旋轉(zhuǎn)的同時(shí),使激光照射在多面反射鏡側(cè)面。多面反射鏡,其截面為多角形、且在各側(cè)面上形成有反射鏡。通過在使多面反射鏡旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將激光照射在其側(cè)面,相對(duì)于各側(cè)面的激光的入射角度發(fā)生變化。由此,反射光掃描于多面反射鏡的旋轉(zhuǎn)方向。但是,在此掃描機(jī)構(gòu)中,在和反射鏡旋轉(zhuǎn)軸平行的方向上將光束進(jìn)行掃描變得困難。在此方向的掃描,例如,其他還需要使反射鏡旋轉(zhuǎn)軸的傾斜度變化的機(jī)構(gòu)。或者,有必要使相對(duì)于反射鏡旋轉(zhuǎn)軸的各側(cè)面的傾斜角預(yù)先變化。再有,在此掃描機(jī)構(gòu)中,反射鏡面的平面精度或反射鏡的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)光束的掃描狀態(tài)影響大。因此,為了實(shí)現(xiàn)精度優(yōu)良的掃描動(dòng)作,高精度的平面加工技術(shù)成為必要;而且,也有必要利用高性能電機(jī)。對(duì)此,例如在特開平11-83988號(hào)公報(bào)上,示出對(duì)利用了透鏡執(zhí)行元件的掃描機(jī)構(gòu)。在該掃描機(jī)構(gòu)中,因?yàn)橥ㄟ^透鏡驅(qū)動(dòng)而實(shí)施光束掃描,所以在比較簡樸的構(gòu)成下,能實(shí)現(xiàn)2維方向的掃描動(dòng)作。再有,在該掃描機(jī)構(gòu)中,因?yàn)椴恍枋褂酶呔鹊钠矫婕庸ぜ夹g(shù)或高性能電機(jī)等,所以與利用多面反射鏡的情況相比,能謀求成本降低。但是,在該掃描機(jī)構(gòu)中,由于振動(dòng)或外界干擾等在透鏡上容易產(chǎn)生不期望的變位。其結(jié)果,有可能引起激光的掃描軌道從期望的掃描軌道偏離的問題。由此,在該掃描機(jī)構(gòu)中,有不能將目標(biāo)區(qū)域無漏地掃描之虞。這時(shí),產(chǎn)生障礙物的漏檢等不好的情況。在將光束照射裝置利用于車間檢測器時(shí),障礙物的漏檢有和事故牽連之虞。由此,特別在將光束照射裝置利用于車間檢測器時(shí),必須實(shí)現(xiàn)在其光束照射裝置中的穩(wěn)定的掃描動(dòng)作。
      發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明,其目的在于提供一種光束照射裝置,其在簡樸的構(gòu)成下、能實(shí)現(xiàn)平滑且穩(wěn)定了的掃描動(dòng)作。與本發(fā)明的一個(gè)方面涉及的光束照射裝置,其特征在于,具有出射激光的光源;透鏡,其將從該光源出射的激光朝目標(biāo)區(qū)域照射;變位機(jī)構(gòu),其使該透鏡至少朝垂直于所述激光的光軸的方向變位;掃描機(jī)構(gòu),其驅(qū)動(dòng)所述變位機(jī)構(gòu)而使所述激光在所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃描;分離機(jī)構(gòu),其將已通過所述透鏡的激光的一部分進(jìn)行分離;檢測機(jī)構(gòu),其將通過分離機(jī)構(gòu)分離的激光進(jìn)行受光的同時(shí)檢測出在受光面上的所述分離光的受光位置;和修正機(jī)構(gòu),其基于通過該檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置而修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。根據(jù)本發(fā)明,因?yàn)槟繕?biāo)區(qū)域中的激光的照射位置和受光面上的分離光的受光位置一一對(duì)應(yīng),就能拿分離光的受光位置來監(jiān)控激光的照射位置。由此,通過基于由檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置而修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置,能使激光的掃描軌道追隨于期望的掃描軌道。該方面涉及的光束照射裝置,可以構(gòu)成為進(jìn)一步具有調(diào)整機(jī)構(gòu),其將所述掃描期間中的所述激光的出射功率作為第1強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定的同時(shí),在由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置達(dá)到與所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定位置對(duì)應(yīng)的位置時(shí),使所述激光的出射功率變化到與所述第1強(qiáng)度相異的強(qiáng)度。這樣,因?yàn)樵趻呙杵陂g中使激光持續(xù)出射,所以能使激光的掃描軌道逐次追隨于期望的掃描軌道。此外,通過在特定位置上使出射功率的強(qiáng)度變化,能將特定位置和這以外的掃描位置進(jìn)行順利地區(qū)別。再有,〖特定位置〗,是指在目標(biāo)區(qū)域內(nèi),例如是為了實(shí)施障礙物的檢測或距離的檢測等而被設(shè)定的位置。在此,所述功率調(diào)整機(jī)構(gòu),可以構(gòu)成為由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置到達(dá)與所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定位置相對(duì)應(yīng)的位置時(shí),使所述激光的出射功率的強(qiáng)度以脈沖狀地增加。這樣,能抑制無效地照射激光。其結(jié)果,例如能削減消費(fèi)電力、或謀求激光光源的長壽命。再有,所述修正機(jī)構(gòu),可以構(gòu)成為在使所述激光沿期望的掃描軌道掃描時(shí),保持在所述受光面上呈現(xiàn)的所述分離光的受光位置的移動(dòng)軌跡作為基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡,將該基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡和由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置進(jìn)行比較,以使該檢測出的受光位置靠近所述基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡的方向,修正激光的掃描位置。如果這樣地構(gòu)成,能使激光的掃描軌道順利地追隨于期望的掃描軌道。在此,所述修正機(jī)構(gòu),可以構(gòu)成為使在掃描定時(shí)Tn中的由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置,以靠近該掃描定時(shí)Tn中的所述基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡上的受光位置,修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。如果這樣地構(gòu)成,能將激光的掃描位置順利地拉回到所期望的掃描位置,能實(shí)現(xiàn)正確的掃描動(dòng)作。再有,所述修正機(jī)構(gòu),使在掃描定時(shí)Tn中的由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置,以靠近在比該掃描定時(shí)Tn行進(jìn)了僅ΔT期間的掃描定時(shí)Tn+ΔT中的所述校正移動(dòng)軌跡上的受光位置,修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。如果這樣地構(gòu)成,能將激光的掃描位置順利地拉回到下一個(gè)預(yù)定的掃描位置,能實(shí)現(xiàn)有效的掃描動(dòng)作。根據(jù)如上所述的本發(fā)明,能提供一種光束照射裝置,其在簡樸的構(gòu)成下、能實(shí)現(xiàn)順利且穩(wěn)定的掃描動(dòng)作。本發(fā)明的前述以及其他的目的和新的特征,如果將以下所示的實(shí)施方式的說明,結(jié)合如下的附圖而進(jìn)行閱讀,就會(huì)更完全清楚。圖1表示實(shí)施方式涉及的光束照射裝置的構(gòu)成。圖2表示實(shí)施方式涉及的光束照射頭的構(gòu)成。圖3是說明照射激光的出射角度和分離光的聚焦位置的關(guān)系的圖。圖4表示實(shí)施方式涉及的PSD600的構(gòu)造。圖5A、B是說明PSD600的構(gòu)造和位置檢測電壓的變動(dòng)的圖。圖6A、B、C是說明實(shí)施方式涉及的掃描動(dòng)作的圖。圖7是說明實(shí)施方式涉及的軌道隨動(dòng)系統(tǒng)的操作方法的圖。圖8是表示實(shí)施方式涉及的掃描動(dòng)作的流程圖。圖9是說明其他的實(shí)施方式涉及的軌道隨動(dòng)系統(tǒng)的操作方法的圖。具體實(shí)施例方式以下,對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式參照附圖進(jìn)行說明。首先,圖1表示實(shí)施方式涉及的光束照射裝置的構(gòu)成。如圖示,光束照射裝置,具備DSP(DigitalSignalProcessor)控制電路10、DAC(DigitalAnalogConverter)20、激光驅(qū)動(dòng)電路30、執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40、光束照射頭50、PSD(PositionSensitiveDetector)信號(hào)處理電路60、和ADC(AnalogDigitalConverter)70。DSP控制電路10,將用于驅(qū)動(dòng)控制激光驅(qū)動(dòng)電路30及執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40的數(shù)字信號(hào)輸出于DAC20。DAC20,將從DSP控制電路10輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)(控制信號(hào))后輸出于激光驅(qū)動(dòng)電路30及執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40。激光驅(qū)動(dòng)電路30,根據(jù)從DAC20輸入的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)光束照射頭50內(nèi)的半導(dǎo)體激光器100。執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40,根據(jù)從DAC20輸入的控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)光束照射頭50內(nèi)的透鏡執(zhí)行元件300。光束照射頭50,使在前方空間上設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域中將激光掃描的同時(shí)照射。如圖1所示,光束照射頭50,備有半導(dǎo)體激光器100、光圈200、透鏡執(zhí)行元件300、光束分離器400、聚光透鏡500、和PSD600。從半導(dǎo)體激光器100出射的激光,通過光圈200整形于期望的形狀后,入射于由透鏡執(zhí)行元件300支撐的照射透鏡。在此,照射透鏡,以使在圖1的Y-Z平面方向上可變位,通過透鏡執(zhí)行元件300而被支撐。因而,已通過照射透鏡的激光,根據(jù)透鏡執(zhí)行元件300的驅(qū)動(dòng),在Y-Z平面方向上出射角度進(jìn)行變化。由此,實(shí)施目標(biāo)區(qū)域中的激光的掃描。已通過照射透鏡的激光,其一部分被光束分離器400反射,從照射激光(目標(biāo)區(qū)域上被照射的激光)中分離。分離的激光(分離光),通過聚光透鏡500而聚焦于PSD600上。PSD600,具有在圖1的X-Y平面上平行的受光面,輸出與在該受光面上的分離光的聚焦位置對(duì)應(yīng)的電流。在此,在受光面上的分離光的聚焦位置和在目標(biāo)區(qū)域中的所述照射激光的照射位置一一對(duì)應(yīng)。由此,從PSD60輸出的電流,成為與在目標(biāo)區(qū)域上的所述照射激光的照射位置對(duì)應(yīng)的電流。此外,有關(guān)PSD600的構(gòu)成及電流的輸出動(dòng)作,一邊參照?qǐng)D4及圖5A、B一邊接著詳細(xì)敘述。從PSD600輸出的電流輸入于PSD信號(hào)處理電路60。PSD信號(hào)處理電路60,將從輸入的電流對(duì)分離光的聚焦位置進(jìn)行表示的電壓信號(hào)輸出于ADC70。ADC70,將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)而輸出于DSP控制電路10。DSP控制電路10,將輸入的電壓信號(hào)為基準(zhǔn),檢測出受光面上的分離光的聚焦位置。此外,在DSP控制電路10上,配備有掃描表格(scantable),其是用于使激光的照射位置在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃描的表格;和軌道表格,其是根據(jù)掃描表格使激光掃描時(shí)的、表示受光面上的分離光的聚焦位置的軌道的表格(軌道表格)。DSP控制電路10,在激光的掃描動(dòng)作過程中,在參照掃描表格的同時(shí)將用于控制執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40的信號(hào)輸出于DAC20。而且,同時(shí)地,將從ADC70輸入的信號(hào)為基準(zhǔn)、檢測出受光面上的分離光的聚焦位置,將檢測出的位置和在軌道表格上規(guī)定的所期望的聚焦位置進(jìn)行比較,以檢測位置引入到所期望的聚焦位置那樣,將用于控制執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40的信號(hào)輸出于DAC20。通過涉及的隨動(dòng)系統(tǒng)(servo)動(dòng)作,照射激光,以便沿掃描表格中規(guī)定的軌道對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行掃描。此外,隨動(dòng)系統(tǒng)(servo)動(dòng)作的詳細(xì),在參照?qǐng)D7的同時(shí)接著詳細(xì)敘述。再有,DSP控制電路10,在激光的掃描動(dòng)作過程中,將用于使半導(dǎo)體激光器100的出射功率設(shè)定為低強(qiáng)度Pwa的信號(hào),通過DAC20在激光驅(qū)動(dòng)電路30上輸出。而且,與此同時(shí),監(jiān)視受光面上的分離光的聚焦位置,并使該聚焦位置,到達(dá)了預(yù)先設(shè)定的、作為用于實(shí)施障礙物檢測或距離檢測等的位置(發(fā)光點(diǎn))、的定時(shí)(timing),將用于使半導(dǎo)體激光器100的出射功率設(shè)定為僅在一定期間在脈沖狀、高強(qiáng)度Pwb的信號(hào),通過DAC20在激光驅(qū)動(dòng)電路30上輸出。在此,功率Pwa,至少設(shè)定為將所述受光面上的分離光的位置檢測程度的電流成為從PSD600輸出程度的電流那樣的功率。而且,功率Pwb,設(shè)定為將所期望的障礙物檢測或距離檢測等實(shí)施時(shí)充分的功率。但是,照射激光,將目標(biāo)區(qū)域內(nèi)在低功率下掃描的同時(shí),在到達(dá)了發(fā)光點(diǎn)的定時(shí)而發(fā)光為高功率。在圖2中,示出透鏡執(zhí)行元件300的構(gòu)成(分解立體圖)。參照?qǐng)D2,照射透鏡301,安裝于透鏡支架302中央的開口。在透鏡支架302上,在其4個(gè)側(cè)面上安裝著各自的線圈;在各線圈內(nèi)軛303中央的突出部如圖2中的箭頭那樣被插入。各軛303,兩側(cè)的舌片嵌入于一對(duì)軛固定部件305的凹部。而且,在各自的軛固定部件305上,以夾持軛303的舌片而使磁鐵304固定。在該狀態(tài)下,軛固定部件305和磁鐵304一起被安裝于底部(圖中未示)。再有,在底部上安裝有一對(duì)電線固定部件306,在該電線固定部件306上通過電線307透鏡支架302被彈性支撐。在透鏡支架302上其四角上設(shè)置有用于嵌入電線307的孔。在該孔上將各自的電線307嵌入后,將電線307的兩端在電線固定部件306上固定安裝。由此,透鏡裝置302通過電線307在電線固定部件306上被彈性支撐。在驅(qū)動(dòng)時(shí),在透鏡支架302上安裝的各線圈上,供給來自所述執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由此,產(chǎn)生電磁驅(qū)動(dòng)力,二維驅(qū)動(dòng)照射透鏡301和透鏡支架。圖3是表示在驅(qū)動(dòng)透鏡執(zhí)行元件300而使照射透鏡301朝一個(gè)方向變位時(shí)的、照射激光的出射角度和PSD受光面上的分離光(在圖3上作為監(jiān)控光來示出)的聚焦位置的關(guān)系的圖。如圖3所示,分離光的變位量與照射激光的出射角度成比例地增加。此外,在圖3的特性圖上產(chǎn)生波紋,是因?yàn)橥ㄟ^將照射透鏡二維驅(qū)動(dòng),在PSD受光面上的分離光上產(chǎn)生像差。在圖4中,示出PSD600的構(gòu)造。此外,圖4是表示在圖1中將PSD600從Y軸方向觀察時(shí)的構(gòu)造圖。如圖4所示,PSD600成為在N型高電阻硅基板的表面上,形成了將受光面和電阻層兼顧的P型低電阻層的構(gòu)造。在電阻層表面上,形成著電極X1、X2,其用于將圖1的X方向中的光電流輸出;和電極Y1、Y2,其用于將圖1的Y方向中的光電流輸出。而且,在背面?zhèn)壬闲纬捎泄餐姌O。如果在受光面上分離光被聚焦,則在聚焦位置上產(chǎn)生與光通量成比例的電荷。該電荷作為光電流到達(dá)于電阻層,反比于到各電極的距離而被分割,從電極X1、X2、Y1、Y2輸出。在此,從電極X1、X2、Y1、Y2輸出的電流,具有反比于從分離光的聚焦位置到各電極的距離而被分割的大小。由此,以從電極X1、X2、Y1、Y2輸出的電流值為基準(zhǔn),能檢測出受光面上的聚焦位置。圖5A是表示PSD600的有效受光面的圖。再有,圖5B是表示以從電極X1、X2、Y1、Y2輸出的電流為基準(zhǔn)在PSD信號(hào)處理電路60上生成的位置檢測電壓、和在有效受光面上的分離光的聚焦位置的關(guān)系圖。此外,在圖5A中將有效受光面設(shè)為正方形。再有,在圖5B中,將有效受光面的中心位置作為基準(zhǔn)位置(0位置),表示相對(duì)基準(zhǔn)位置的聚焦位置的X方向及Y方向的變位量和輸出電壓的關(guān)系。所述PSD信號(hào)處理電路60,以從電極X1、X2、Y1、Y2輸出的電流為基準(zhǔn),生成與聚焦位置的X方向變位量對(duì)應(yīng)的電壓Xout、和與Y方向變位量對(duì)應(yīng)的電壓Yout,通過ADC70輸出于DSP控制電路10。DSP控制電路10,從輸入的電壓Xout和Yout將聚焦位置的X方向變位量和Y方向變位量檢測出。參照?qǐng)D6A、B、C,對(duì)本實(shí)施例中的掃描動(dòng)作進(jìn)行說明。如圖6A所示,將在光束照射裝置的前方空間上設(shè)定的目標(biāo)區(qū)域分割成矩陣狀時(shí),照射激光,以將全部的矩陣輪流地照射的方式進(jìn)行掃描。在此,矩陣的掃描順序能任意設(shè)定。例如,如圖6B所示,能設(shè)定為從左上邊的矩陣位置依次,以使每一線進(jìn)行掃描。另外,掃描軌道(掃描順序),如所述,由DSP控制電路10內(nèi)的掃描表格規(guī)定。如圖6B那樣進(jìn)行掃描時(shí),在PSD600的受光面上的分離光的聚焦位置,沿圖6C所示的軌道移動(dòng)。在此,圖6C的軌道,與圖6B的掃描軌道一一對(duì)應(yīng)。從而,能從圖6C的軌道上的聚焦位置將照射激光的掃描位置識(shí)別。此外,這時(shí),圖6C的軌道,如所述,則成為順從于DSP控制電路10內(nèi)的軌道表格的軌道。在光束照射裝置中,沿圖6B所示的掃描軌道照射激光進(jìn)行掃描是最理想的。但是,通常,因?yàn)閷?duì)于光束照射裝置不期望的振動(dòng)或外部干擾等被附加,所以照射激光的掃描位置從期望的掃描軌道偏離。這時(shí),根據(jù)涉及的掃描位置的偏離,在有效受光面上的分離光的聚焦位置也從圖6C所示的軌道偏離。圖7是表示在有效受光面上的分離光的檢測點(diǎn)(spot)軌道的一個(gè)示例的圖。這時(shí),DSP控制電路10,如所述,以將分離光的聚焦位置牽引到目標(biāo)軌道,向執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40供給隨動(dòng)系統(tǒng)(servo)信號(hào)?,F(xiàn)在,分離光的聚焦位置在P(x,y);這時(shí),在目標(biāo)軌道上應(yīng)該有的聚焦位置為P′(x′,y′)。在此,目標(biāo)軌道上的聚焦位置P′(x′,y′),從DSP控制電路10內(nèi)所設(shè)定的軌道表格取得。這時(shí),DSP控制電路10,以P(x,y)和P′(x′,y′)為基準(zhǔn),運(yùn)算Ex=x-x′和Ey=y(tǒng)-y′;以運(yùn)算結(jié)果為基準(zhǔn),以使Ex=0、Ey=0,向執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路40供給隨動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)。由此,照射激光的掃描位置,被引回到在該定時(shí)(timing)中的掃描軌道上應(yīng)該有的掃描位置方向。與此對(duì)應(yīng),分離光的聚焦位置,也被引回到在該定時(shí)(timing)中的目標(biāo)軌道上應(yīng)該有的聚焦位置P′(x′,y′)方向。通過涉及的隨動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作,照射激光被掃描以追隨于期望的掃描軌道。這樣在將隨動(dòng)系統(tǒng)工作的同時(shí)而進(jìn)行掃描動(dòng)作之間,DSP控制電路10,如所述,監(jiān)視分離光的聚焦位置,是否到達(dá)作為用于實(shí)施障礙物檢測或距離檢測等的位置而預(yù)先設(shè)定的位置。因此,聚焦位置在到達(dá)了發(fā)光點(diǎn)的定時(shí),將半導(dǎo)體激光器100的出射功率設(shè)定為僅在一定期間脈沖狀地高強(qiáng)度Pwb。在此,聚焦位置是否已到達(dá)發(fā)光點(diǎn)的判別,是通過聚焦位置和發(fā)光點(diǎn)之間的距離差比預(yù)先設(shè)定的距離差變小來執(zhí)行的。由此,即使聚焦位置從目標(biāo)軌道多少有一點(diǎn)偏離,在期望的聚焦位置近旁,也能進(jìn)行高功率的發(fā)光。在圖8中,示出掃描動(dòng)作時(shí)的流程圖。如果在S101上開始掃描動(dòng)作,則在S102上出射來自半導(dǎo)體激光器100的低功率(Pwa)激光。此后,在S103上照射激光的照射位置朝原位置(homeposition)移動(dòng)。此外,原位置,例如,在圖6B所示的矩陣中、設(shè)定為在左端且在上下方向位于中央的矩陣位置。再有,在S104上相對(duì)于照射激光的軌道隨動(dòng)系統(tǒng)為接通(ON)后,在S105上開始掃描動(dòng)作。接著,在S106上判別掃描位置已到達(dá)發(fā)光點(diǎn)。如果沒有到達(dá)發(fā)光點(diǎn),在S108上判別掃描動(dòng)作已結(jié)束后,返回S105;在軌道隨動(dòng)系統(tǒng)接通的狀態(tài)下執(zhí)行持續(xù)掃描動(dòng)作。另一方面,在掃描位置到達(dá)發(fā)光點(diǎn)的情況下,在S107上半導(dǎo)體激光器100的出射激光功率被設(shè)定為僅在一定期間脈沖狀的高功率Pwb,高功率的照射激光在目標(biāo)區(qū)域上進(jìn)行照射。此時(shí),通過受光來自目標(biāo)區(qū)域的反射光,在搭載該光束照射裝置的檢測器中,進(jìn)行障礙物測定或距離測定等的處理。然后,在S108上判別掃描動(dòng)作是否已結(jié)束;如果未結(jié)束,返回S105;重復(fù)所述的掃描動(dòng)作(通過低功率Pwa)。另一方面,如果掃描動(dòng)作結(jié)束,在S109上軌道隨動(dòng)系統(tǒng)為斷開(OFF)后,在S110上半導(dǎo)體激光器則為斷開。此外,在掃描動(dòng)作期間,實(shí)施所述圖7所示的掃描位置的牽引控制。如以上,根據(jù)本發(fā)明,即使照射激光的掃描位置從期望的掃描軌道偏離,也能將其順利地引回到該掃描軌道。由此,即使在不期望的振動(dòng)或外部干擾附加于光束照射裝置的情況下,也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的掃描動(dòng)作。此外,本發(fā)明并非限定于所述實(shí)施方式,不用說是可變更為其他種種方式的。例如,在所述實(shí)施方式中,如參照?qǐng)D7已說明的那樣,雖然將分離光的聚焦位置P(x,y)以使?fàn)恳皆摱〞r(shí)中的目標(biāo)軌道上應(yīng)該有的聚焦位置P′(x′,y′)而使隨動(dòng)系統(tǒng)工作,但在其他的隨動(dòng)處理中,也能將分離光的聚焦位置牽引到目標(biāo)軌道上。例如,如圖9所示,也能牽引到比該定時(shí)經(jīng)過僅ΔT的定時(shí)中的目標(biāo)軌道上應(yīng)該有的聚焦位置P′(xa′,ya′)。這時(shí),DSP控制電路10,以P(x,y)和P′(xa′,ya′)為基準(zhǔn),將Ex=x-xa′和Ey=y(tǒng)-ya′進(jìn)行運(yùn)算;以運(yùn)算結(jié)果為基準(zhǔn),以保持Ex=0和Ey=0,向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路40供給隨動(dòng)系統(tǒng)信號(hào)。這樣,能將激光的掃描位置朝下一個(gè)預(yù)定的掃描位置順利地牽引,能實(shí)現(xiàn)有效地掃描動(dòng)作。另外,在上述中,在光束照射裝置上附加了無法想象大小的振動(dòng)或外部干擾的情況下,有可能引起隨動(dòng)系統(tǒng)偏離產(chǎn)生而激光的掃描位置從期望的掃描位置較大地偏離的情況。這樣的情況下,例如,圖6B的掃描方式中,將掃描位置在隨動(dòng)偏離產(chǎn)生時(shí)返回到掃描途中的線的前頭位置,也可從該位置將以后的掃描處理繼續(xù)進(jìn)行。這時(shí),在該線上的發(fā)光點(diǎn)上,對(duì)于通過隨動(dòng)偏離前的掃描而來自光功率激光的發(fā)光動(dòng)作已經(jīng)結(jié)束的情況,也可以使再一次的高功率發(fā)光省略。此外,將振動(dòng)或外部干擾進(jìn)行預(yù)測,如果兼作所謂的外部干擾觀察器(observer)而適用,則能將照射激光的軌道追隨更加順利地進(jìn)行。這時(shí),即使在無法想象大小的振動(dòng)或外部干擾在光束照射裝置上附加的情況下,能有效地抑制隨動(dòng)系統(tǒng)偏離的產(chǎn)生。再有,所述實(shí)施的方式中,雖然以使照射透鏡在圖2的y-z平面上變位,但也可在垂直于x方向上通過將透鏡傾斜而使光束掃描。再有,在所述實(shí)施的方式中,雖然利用光束分離器400而以使照射激光的一部分引導(dǎo)至PSD600,但代替光束分離器400而利用不附帶反射防止模式(code)的玻璃,也能將照射激光的一部分引導(dǎo)至PSD600。通常,PSD600,即使在該程度的強(qiáng)度下也可輸出對(duì)位置檢測充分的信號(hào)。此外,本發(fā)明的實(shí)施方式,只要在本發(fā)明所述的技術(shù)思想的范圍內(nèi),適宜的、各種各樣的變更是可能的。權(quán)利要求1.一種光束照射裝置,其中具有光源,其將激光出射;透鏡,其將從該光源出射的激光朝目標(biāo)區(qū)域照射;變位機(jī)構(gòu),其使所述透鏡至少朝垂直于所述激光的光軸的方向變位;掃描機(jī)構(gòu),其驅(qū)動(dòng)所述變位機(jī)構(gòu)而使所述激光在所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃描;分離機(jī)構(gòu),其將已通過所述透鏡的激光的一部分進(jìn)行分離;檢測機(jī)構(gòu),其將通過分離機(jī)構(gòu)分離的激光進(jìn)行受光的同時(shí)檢測出在受光面上的所述分離光的受光位置;和修正機(jī)構(gòu),其基于通過該檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置而修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束照射裝置,其中進(jìn)一步具有功率調(diào)整機(jī)構(gòu),其將所述掃描期間中的所述激光的出射功率作為第1強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定的同時(shí),在由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置達(dá)到與所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定位置對(duì)應(yīng)的位置時(shí),使所述激光的出射功率變化到與所述第1強(qiáng)度相異的強(qiáng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光束照射裝置,其中所述功率調(diào)整機(jī)構(gòu),在由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置到達(dá)與所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定位置相對(duì)應(yīng)的位置時(shí),使所述激光的出射功率的強(qiáng)度以脈沖狀地增加。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光束照射裝置,其中所述修正機(jī)構(gòu),在使所述激光沿期望的掃描軌道掃描時(shí),保持在所述受光面上呈現(xiàn)的所述分離光的受光位置的移動(dòng)軌跡作為基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡,將該基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡和由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置進(jìn)行比較,以使該檢測出的受光位置靠近所述基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡的方向,來修正激光的掃描位置。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光束照射裝置,其中所述修正機(jī)構(gòu),使在掃描定時(shí)Tn中的由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置,以靠近該掃描定時(shí)Tn中的所述基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡上的受光位置的方式修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光束照射裝置,其中所述修正機(jī)構(gòu),在掃描定時(shí)Tn中的由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置,以靠近在比該掃描定時(shí)Tn行進(jìn)了僅ΔT期間的掃描定時(shí)Tn+ΔT中的所述校正移動(dòng)軌跡上的受光位置的方式修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。7.所述的光束照射裝置中,其中具有光源,其將激光出射;透鏡,其將從所述光源出射的激光朝目標(biāo)區(qū)域照射;變位機(jī)構(gòu),其使所述透鏡至少朝垂直于所述激光的光軸的方向變位;掃描機(jī)構(gòu),其驅(qū)動(dòng)所述變位機(jī)構(gòu)而使所述激光在所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃描;分離機(jī)構(gòu),其將已通過所述透鏡的激光的一部分進(jìn)行分離;檢測機(jī)構(gòu),其將通過分離機(jī)構(gòu)分離的激光進(jìn)行受光的同時(shí)檢測出在受光面上的所述分離光的受光位置;和修正機(jī)構(gòu),其基于通過該檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置而修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光束照射裝置,其中進(jìn)一步具有功率調(diào)整機(jī)構(gòu),其將所述掃描期間中的所述激光的出射功率作為第1強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)定的同時(shí),在由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置達(dá)到與所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定位置對(duì)應(yīng)的位置時(shí),使所述激光的出射功率變化到與所述第1強(qiáng)度相異的強(qiáng)度。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光束照射裝置,其中所述功率調(diào)整機(jī)構(gòu),由所述檢測機(jī)構(gòu)檢測出的受光位置到達(dá)與所述目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的特定位置相對(duì)應(yīng)的位置時(shí),使所述激光的出射功率的強(qiáng)度以脈沖狀地增加。10.根據(jù)權(quán)利要求7、8或9所述的光束照射裝置,其中所述修正控制電路,在使所述激光沿期望的掃描軌道掃描時(shí),保持在所述受光面上呈現(xiàn)的所述分離光的受光位置的移動(dòng)軌跡作為基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡,將該基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡和由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置進(jìn)行比較,以使該檢測出的受光位置靠近所述基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡的方向的方式修正激光的掃描位置。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光束照射裝置,其中所述修正控制電路,在掃描定時(shí)Tn中的由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置,以靠近該掃描定時(shí)Tn中的所述基準(zhǔn)移動(dòng)軌跡上的受光位置的方式修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光束照射裝置,其中所述修正控制電路,在掃描定時(shí)Tn中的由所述檢測機(jī)構(gòu)實(shí)際上檢測出的所述分離光的受光位置,以靠近在比該掃描定時(shí)Tn行進(jìn)了僅ΔT期間的掃描定時(shí)Tn+ΔT中的所述校正移動(dòng)軌跡上的受光位置的方式修正在所述目標(biāo)區(qū)域上照射的激光的掃描位置。全文摘要來自半導(dǎo)體激光器(100)的激光,入射到由透鏡執(zhí)行元件(300)支撐的照射透鏡。已通過照射透鏡的激光,根據(jù)透鏡執(zhí)行元件(300)的驅(qū)動(dòng),在Y-Z平面方向上其出射角度變化。由此,實(shí)施在目標(biāo)領(lǐng)域中的激光的掃描。已通過照射透鏡的激光,通過光束分離器(400)其一部分被反射而被分離。分離的光,通過聚光透鏡(500)在PSD(600)上被聚焦。DSP控制電路(10),以來自PSD600的信號(hào)為基準(zhǔn),將已通過照射透鏡的激光的掃描位置進(jìn)行監(jiān)視。因此,在照射位置從掃描軌道偏離時(shí),控制執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)電路(40),將照射位置牽引到掃描軌道。根據(jù)該光束照射裝置,在簡單樸素的構(gòu)成下、能實(shí)現(xiàn)順利且穩(wěn)定的掃描動(dòng)作。文檔編號(hào)G01S7/48GK1808174SQ20051012892公開日2006年7月26日申請(qǐng)日期2005年12月1日優(yōu)先權(quán)日2004年12月1日發(fā)明者山田真人,寺崎均,土屋洋一,市浦秀一,樋口正廣,市橋干夫,后藤陽一郎,前納良昭申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社
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