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発明の名称 共焦点用光スキャナユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−133723(P2001−133723A)
公開日 平成13年5月18日(2001.5.18)
出願番号 特願平11−316815
出願日 平成11年11月8日(1999.11.8)
代理人
発明者 大槻 真也 / 河村 信一郎 / 根岸 秀臣
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】所定間隔を持った2枚のディスクが取り付けてあるハブと、該ハブを回転させるDCモータとを少なくとも有する共焦点用光スキャナユニットであって、該DCモータは前記ハブの所定位置に配設したロータと、該ロータに対峙する位置に配設したステータとから少なくとも構成されていることを特徴とする共焦点用光スキャナユニット。
【請求項2】前記2枚のディスクは、複数の微少開口のピンホールが設けられているニポウディスクと、該ピンホールと同じパターンで複数のマイクロレンズが配列されている集光ディスクであることを特徴とする請求項1記載の共焦点用光スキャナユニット。
【請求項3】前記ハブには、円周端に歯車が設けられている調整用ディスクを配設したことを特徴とする請求項1記載の共焦点用光スキャナユニット。
【請求項4】前記ロータは前記ハブの内側に設けたことを特徴とする請求項1記載の共焦点用光スキャナユニット。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、共焦点用光スキャナユニットに関するものであり、特に複数の微少開口のピンホールが設けられているニポウディスクと、このピンホールと同じパターンで複数のマイクロレンズが配列されている集光ディスクとから構成されている2枚のディスクを配設したハブにDCモータを備えた構成の共焦点用光スキャナユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術における共焦点用光スキャナユニットは、図2及び図3に示すように、回転自在なシャフトに連結されている光スキャナ部10とモータ部20とから構成されている。
【0003】光スキャナ部10は、所定間隔を持って対峙して配設された2枚のディスクであるニポウディスク11及び集光ディスク12を配設したハブ13と、ハブ13の下部側から集光ディスク12をシャフト14に固定する螺合係止部15(図3参照)とからなる。ハブ13はその中心位置にシャフト14の上端部側に取り付けられた構造となっている。ニポウディスク11は複数の開口部(ピンホール)を持った構造であり、集光ディスク12はこのピンホールと同じ数のマイクロレンズを持った構成となっている。これら両者のディスク11、12でスキャンディスク16を構成する。このスキャンディスク16は集光ディスク12側を微調整して互いに位置合わせをしてハブ13に固定配設されている。
【0004】モータ部20は、シャフト14の下端部側を回転自在に受けるベース21と、シャフト14をベース21に対して垂直方向に支持する一対の軸受け部21a、21bと、ベース21と軸受け部21bとの間であって円周端部に歯車22を設けると共にシャフト14に取り付けたヨーク23と、ヨーク23の下部側に設けたマグネットであるロータ24と、ベース21の表面であってヨーク23に取り付けたロータ24と対峙する位置に設けたコイルからなるステータ25と、ヨーク23の歯車22の一部が露出した状態にし、且つシャフト14の中間位置を残して覆うカバー部26とから構成されている。
【0005】このような構造からなる従来技術における共焦点用光スキャナユニットは、光スキャナ部10の首下が長く、2枚のディスク11、12に対してロータ24とステータ25が片持ちの構造で且つシャフト14がベース21に対して回転する構造となっている。
【0006】スキャンディスク16をモータの回転に連動して回転するハブ13に対して位置合わせするためには、モータのベース21に対してX、Y、θ方向に互いに独立してスキャンディスク16を移動させる微調整が必要であり、X、Yの直交2軸の移動は、ベース21に対してスキャンディスク16をアームで保持して直交ステージによって移動させ、θ方向はモータの回転に連動するハブ13を微細に回転させて微調整を行う。そのため、回転させるためのモータに連動して回転するシャフト14に固定された歯車22付きのヨーク23(調整用ディスク)がモータ内部に設置されており、この歯車22を外部の歯車を介してθ方向に回転させ、θ方向の微調整が行われる。
【0007】
【発明が解決するための課題】しかしながら、上述の従来技術におけるモータにおいては、1)片持ち構造でロータとスキャンディスクが軸支に対して対極構造であるため、モータに負荷がかかりやすく、モータが大きなものになっている。また、アンバランスが生じやすく高速に回転する時、例えば1800RPM〜5000RPMという高速回転の場合には、首振り、振動が発生するという問題がある。
【0008】2)スキャンディスクをハブに対して位置合わせするためにθ方向の回転をさせる歯車(調整用ディスク)がモータ内にあり、位置合わせ調整後は不要であるにもかかわらずモータ内に残留しているためにアンバランスの要因となっているという問題がある。
【0009】3)回転するシャフトは高精度軸受を介してモータとベースとに設置されるが、その回転するシャフトに連結するハブは、高精度に機械加工する必要があり、結果として高コストとなっている。
【0010】4)ニポウディスクはハブに樹脂で固定取り付ける構造であるため、ハブに対して調整しやすいが集光ディスクは下からハブに押し上げて固定係止する構造であるため、位置合わせ調整治具が大がかりなものになってしまうという問題がある。
【0011】従って、位置合わせ調整しやすい構造の共焦点用光スキャナユニットに解決しなければならない課題を有する。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明に係る共焦点用光スキャナユニットは、次のように構成することである。
(1)所定間隔を持った2枚のディスクが取り付けてあるハブと、該ハブを回転させるDCモータとを少なくとも有する共焦点用光スキャナユニットであって、該DCモータは前記ハブの所定位置に配設したロータと、該ロータに対峙する位置に配設したステータとから少なくとも構成されていることを特徴とする共焦点用光スキャナユニット。
(2)前記2枚のディスクは、複数の微少開口のピンホールが設けられているニポウディスクと、該ピンホールと同じパターンで複数のマイクロレンズが配列されている集光ディスクであることを特徴とする(1)記載の共焦点用光スキャナユニット。
(3)前記ハブには、円周端に歯車が設けられている調整用ディスクを配設したことを特徴とする(1)記載の共焦点用光スキャナユニット。
(4)前記ロータは前記ハブの内側に設けたことを特徴とする(1)記載の共焦点用光スキャナユニット。
【0013】このように、所定間隔を持って配設した2個のディスクからなるスキャンディスクを有するハブ自体にDCモータを取り付けるようにしたことにより、調整がし易くなると共に調整時間を短縮することが可能になる。又、シャフトの長さを押さえた構造となり、モータの負荷低減化を図ることができ回転による振動が少なくなり安定した高速回転が実現でき結果的に共焦点画像の画質を向上させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る共焦点用光スキャナユニットの実施の形態について図面を参照して説明する。
【0015】共焦点用光スキャナユニットは、図1に示すように、ハウジング30に3個のボルト31a、31b(図1においては2個のボルト)で固定されているベース32と、ベース32の中心位置から垂直に立設した回転自在なシャフト33と、このシャフト33に取り付けられ且つベース32の上部位置に設けたハブ34と、このハブ34の外周に取り付けたスキャンディスク35及び調整用ディスク36とから構成されている。
【0016】又、ハブ34の内周面にはヨーク37に支持されたロータ38が備えられており、このロータ38に対峙する位置にコアコイルからなるステータ39をベース32側に備えた構成となっている。このロータ38とステータ39とでDCモータを形成する。
【0017】シャフト33は、ハブ34内において2個の軸受け40a、40b(実施例においてベアリング)によって軸支された構造となっている。又、調整用ディスク36は、ハブ34の上部から螺合して固定され、ハブ34に連動して回転する構造となっている。
【0018】スキャンディスク35を構成する2枚のディスク41、42は所定間隔を持ってハブ34に取り付けられているものであり、ニポウディスク41は、ハブ34に接着固定されており、集光ディスク42は固定ナット43により固定されている。このニポウディスク41は、複数の微少開口のピンホールが設けられている。集光ディスク42はニポウディスク41のピンホールと同じパターンで複数のマイクロレンズが配列されている。尚、図示しないが、このニポウディスク41と集光ディスク42との間にダイクロイックミラーが取り付けられ、レーザー光線の内、励起光のみ透過する構造となっている。
【0019】このように、ハウジング30にモータのベース32がネジ31a、31bで固定されており、DCモータで回転するハブ34の回転中心に対してピンホールパターンのあるニポウディスク41の回転中心とが偏心調整されて紫外線硬化型樹脂を用いてハブ34に接着すると共に固定ナット43を上からネジ締めして固定して取り付ける。更に、ハブ34に対してマイクロレンズを有する集光ディスク42を載置する。載置した集光ディスク42の上からネジ締めするためのナットのネジ部にハブ34を微少回転させる調整用ディスク36をネジ込み固定して組み立ては完成する。
【0020】ここで、予めニポウディスク41はパターンの回転中心がモータの回転中心と一致するように、いわゆる偏心調整されているので集光ディスク42も結果的にモータの回転中心に対して偏心調整されることになる。ニポウディスク41のモータ回転中心との偏心調整は、ニポウディスク41の外周部に予めマスクによって描画された真円リングによって偏心量が検出され、偏心方向に応じた位置を検出し、その方向にニポウディスク41をスライドさせた後に、予めハブ34の載置面に塗布してあった紫外線硬化樹脂に紫外線を照射しハブ34とニポウディスク41を接着して取り付ける。
【0021】更に、マイクロレンズを有する集光ディスク42は、上述したように、その上のピンホールを有するニポウディスク41と同一パターンでマイクロレンズが設けられており、各々のパターンが一致するように互いのディスクは位置調整される。このとき集光ディスク42は図1において下側方向において4点の吸着パットで鉛直方向に押さえられ、ハブ34の載置面内で2軸(X、Y)方向に微少に移動できるようにアーム(図示せず)によってホールドされている。θ方向に微少回転させるためのハブ34の上部に設けた調整用ディスク36の歯車をモータで微動駆動する。つまり、集光ディスクとニポウディスクを位置合わせ調整するためには、X、Y、θの3個のパラメータを独立に制御できればよいが、X、Yの2軸は集光ディスク42を微調整し、θ方向の軸はニポウディスク41が固定されたハブ34を各々独立して駆動して微調整する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る共焦点用光スキャナユニットは、2枚のディスクを回転自在に取り付けたハブにDCモータの機能を備えたことにより、モータの小型化、低コスト化が図れるという効果がある。
【0023】又、シャフトの長さを押さえた構造としたことにより、モータの負荷低減化を図ることができ回転による振動が少なくなり安定した高速回転が実現でき共焦点画像の画質を向上させることができるという効果がある。
【0024】更に、ハブを直接に微少回転できるため、調整時間を短縮しても、ハブに対してニポウディスク及び集光ディスクを高精度に位置決め固定できるという効果がある。
【0025】また、モータを内部に収納したハブに対してニポウディスク、集光ディスクの順に上部から押し下げて載置して位置調整することができるので位置合わせ調整治具が簡易に実現でき低コスト化を図ることができるという効果がある。




 

 


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