JP4407046B2 - Optical scanner - Google Patents

Optical scanner Download PDF

Info

Publication number
JP4407046B2
JP4407046B2 JP2000373248A JP2000373248A JP4407046B2 JP 4407046 B2 JP4407046 B2 JP 4407046B2 JP 2000373248 A JP2000373248 A JP 2000373248A JP 2000373248 A JP2000373248 A JP 2000373248A JP 4407046 B2 JP4407046 B2 JP 4407046B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical scanner
movable
movable portion
movable part
scanner according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000373248A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002174794A (en
Inventor
英昭 西川
伸章 川原
松井  武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2000373248A priority Critical patent/JP4407046B2/en
Priority to US09/842,732 priority patent/US6486995B2/en
Publication of JP2002174794A publication Critical patent/JP2002174794A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4407046B2 publication Critical patent/JP4407046B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザスキャン型バーコードリーダ,レーザスキャン型障害物センサ等に使用され、光源からの光を反射し、その反射光を用いて1次元的に走査を行う光スキャナに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、レーザスキャン型バーコードリーダや、レーザスキャン型障害物センサ等において、レーザ光を走査するために用いられる低コスト型の光スキャナとして、例えば、特開平9−138366号に開示されているように、鏡面加工された磁石をトーションバネで支持し、外部から交番磁界を作用させることにより、トーションバネが捻れる方向に磁石を揺動させ、光源からの入射光を鏡面にて反射させ、この鏡面からの反射光を用いて走査するように構成されたものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来装置では、広い走査角を得るためには、トーションバネが十分に弾性変形できるように、トーションバネの径を細く(ここでは140μm)しなければならない。しかし細径のトーションバネは、走査に必要なねじり方向以外に、延び方向や曲げ方向にも変形し易く、即ち、トーションバネに支持された磁石は、走査に使用するねじり方向以外にも、振動可能な方向(振動の自由度)を多数持つことになる。
【0004】
このため、例えば車載用機器に用いられる等、強い外乱加速度が作用する環境で上述の従来装置(光スキャナ)を使用した場合、これら振動の自由度に応じた様々な振動モードが励振されてしまい、その結果、走査軌跡が乱れてしまうという問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、外乱加速度が作用した場合でも安定した走査が可能な光スキャナを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための発明である請求項1記載の光スキャナでは、ハウジングが、隣接して配置された一対の腕部を有し、可動部をハウジングに対して揺動可能に支持する支持部が、一対の板状弾性体からなる。
【0007】
各板状弾性体は、先端に形成された折返部が一対の腕部のいずれか一方の先端に固定されるハウジング固定片と、先端に形成された折返部が可動部に固定される可動部固定片とを有し、折返部を設けたことによりハウジング固定片及び可動部固定片に形成される稜線部が単一軸上に配置されるように構成されている。
【0008】
このように構成された一対の板状弾性体は、稜線部が互いに近接した状態で一対の腕部の間に配置され、両板状弾性体の稜線部が並んだ配列軸を中心として可動部が揺動運動するようにされている。
これにより、支持部は、稜線部に沿った方向、即ち揺動運動の中心となる配列軸に沿った方向への変形に対しては剛性が高くなり、これに直交した方向、即ち可動部を揺動させる揺動方向への変形に対しては剛性が低くなる。
【0009】
従って、本発明の光スキャナによれば、可動部に、揺動方向以外の不要な振動モードが発生することを十分に抑えることができ、その結果、外乱加速度作用時にも、可動部から放射される光ビームの走査軌跡が乱れることなく、安定した走査を行うことができる。
【0010】
また、可動部を支持する支持部が板状弾性体からなるため、可動部の揺動時に摩擦を生じる部分がなく、優れた耐久性を得ることができる。
なお、可動部には、光源を取り付けて光ビームを直接放射させるようにしてもよいし、請求項2記載のように、外部の光源から照射された光を反射する反射面を設けることにより、この反射面から放射される反射光を光ビームとして用いるようにしてもよい。
【0011】
また、可動部の重心は、請求項3記載のように、可動部の揺動運動の中心となる配列軸上に位置していることが望ましい。
この場合、外乱加速度作用時であっても、可動部の揺動方向への振動(「1次モードの振動」ともいう)を変化させようとするモーメントが発生しないため、可動部の振動状態が乱れることがなく、より安定した走査を行うことができる。
【0012】
但し、可動部の重心と配列軸とは、必ずしも正確に一致している必要はなく、配列軸の近傍に可動部の重心があれば十分に効果を得ることができる。
次に、駆動手段は、請求項4記載のように、可動部の質量及び支持部のばね定数から決定される共振周波数にて、可動部を揺動させることが望ましい。
【0013】
この場合、可動部が共振することで、可動部の振幅を最大にでき、また同じ振幅を得るのであれば、駆動手段での消費電力を最小限に抑えることができる。
ところで、駆動手段は、請求項5記載のように、可動部と一体に設けられた永久磁石と、永久磁石に対向配置されたソレノイドとにより構成し、ソレノイドに交流電流を印加して交番磁界を発生させることにより、可動部を揺動駆動することができる。
【0014】
永久磁石は、請求項6記載のように、可動部の揺動方向に位置する両端部のいずれか一方に固定してもよいし、請求項7記載のように、可動部の揺動方向に沿った両端部のいずれか一方に固定してもよい。
なお、前者の場合には、例えば、ビームの反射面を貫通する方向に沿って両磁極が配列するように永久磁石を固定し、永久磁石の両磁極の中間にソレノイドを対抗させ、このソレノイドに両磁極を交互に吸引,反発させることにより可動部を揺動させることができる。また、後者の場合には、例えば、揺動方向に沿って両磁極が配列するように永久磁石を固定し、前者の場合と同様に、永久磁石の両磁極の中間にソレノイドを対抗させ、このソレノイドに両磁極を交互に吸引,反発することにより、可動部を揺動させることができる。
【0015】
これらいずれの場合も、駆動手段を簡易な構成とすることができるため、装置の小型化に対応することができる。
また、可動部の重心位置の調整を容易にするために、請求項8記載のように、永久磁石の取付端とは反対側の端部に慣性体を取り付けたり、更に請求項9記載のように、永久磁石の取付端に直交する両端部にも慣性体を取り付けたりしてもよい。
【0016】
特に、永久磁石が、可動部の水平方向に位置する一方の端部に固定されている場合には、永久磁石と同じ質量を有する慣性体を、永久磁石の取付端とは反対側の端部に取り付けることで可動部の水平方向の重心位置を簡単に調整することができる。
【0017】
また、請求項10記載のように、永久磁石や慣性体を、可動部からビーム放射面を貫通する方向に突設されたアームに取り付けるようにすれば、可動部の重心位置がビーム反射面を貫通する方向に大きく偏っている場合でも、その重心位置の調整を容易に行うことができる。
【0018】
ところで、支持部を構成する板状弾性体においては、請求項11記載のように、ハウジング固定片及び可動部固定片が同数,或いはいずれか一方が一つだけ多く形成され、これら両固定片が交互に配列されていることが望ましい。この場合、支持部の揺動方向以外への剛性がより大きくなり、可動部が、揺動方向以外の方向に振動することをより確実に防止できる。
【0019】
なお、板状弾性体は、請求項12記載のように、ハウジング固定片と可動部固定片との間にスリットが形成されている場合、請求項13記載のように、このスリットの輪郭が曲線形状を有するように構成することが望ましい。この場合、可動部の揺動に従って板状弾性体が弾性変形した際に、特にスリットの先端部分、即ち固定片の付根部分に生じる応力を分散させることができ、光スキャナに衝撃荷重が作用する等して固定片に過剰な変形が加えられた場合に、固定片の付根部分が破損してしまうことを防止できる。
【0020】
ところで、可動部の揺動動作の共振周波数は、板状弾性体のばね定数により決まり、ひいては、板状弾性体の材質や形状によって決まる。そして、ゆっくりとした動作を実現するために揺動動作の共振周波数を小さくするには、例えば、板状弾性体を、ハウジング固定片と可動部固定片との間で弾性変形する領域が長くなるように構成すればよい。具体的には、請求項14記載のように、ハウジング固定片と可動部固定片との連結部分を波形状に形成してもよいし、請求項15記載のように、一端にハウジング固定片、他端に可動部固定片を形成したものを、稜線部が同一軸上に配置される形状に弾性変形してなる板状弾性体を用いるようにしてもよい。これらの場合、支持部を大型化することなく、ばね定数を小さくすることができる。
【0021】
また、支持部を構成する一対の板状弾性体は、請求項16記載のように、ハウジング固定片や可動部固定片の付根側にて一体に連結されていてもよい。この場合、支持部を単一の部品にて構成することができ、組立や部品の管理を容易化できる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の光スキャナ1の全体構成を表す斜視図、図2はその分解図である。
【0023】
図1及び図2に示すように、本実施形態の光スキャナ1は、装置の筐体等に固定されるハウジング10と、光源からの入射光を反射する反射面を備えた可動部20と、可動部20をハウジング10に対して所定の揺動方向(図中Y軸方向)への揺動が可能となるように支持する支持部30と、可動部20を揺動駆動するための駆動部40とを備えている。
【0024】
このうち、ハウジング10は、鉄製の物体からなり、先端が近接するように形成された一対の腕部10a,10bを有するように、平面形状がC字状に機械加工されている。
また、可動部20は、反射面を形成する反射鏡22を備え、この反射鏡22を支持部30に固定される可動部本体26に、スペーサ24を介して固定することにより構成されている。そして、可動部20の揺動方向に位置する一方の端部には永久磁石42、他方の端部にはこの永久磁石42と同じ質量を有する慣性体50が固定されている。
【0025】
なお、スペーサ24及び可動部本体26は、いずれも長方形状に機械加工された鉄板(厚さ0.5mm程度)からなり、長方形状の穴24a,26aが形成され、特に可動部本体26には、この穴26aから、後述する可動部固定片を挿通させるための切欠部26bが連設されている。また、反射鏡22は、ガラス板(厚さ0.2mm程度)からなり、その表面には、光を効率よく反射できるようにアルミが蒸着されている。
【0026】
次に、支持部30は、第1及び第2スプリング(板状弾性体に相当)32,34からなり、それぞれ、先端に形成された折返部位がハウジング10への固定に使用されるハウジング固定片32a,34a、ハウジング固定片32a,34aの両側に設けられ、先端に形成された折返部位が可動部20への固定に使用される可動部固定片32b,34bを有している。
【0027】
なお、第1及び第2スプリング32,34の図中Z軸方向の幅は、可動部本体26の切欠部26bを挿通可能な大きさに形成され、また、ハウジング固定片32a,34aの図中Z軸方向の幅は、当該スプリング32,34を切欠部26bに挿通させた時に、スペーサ24及び可動部本体26の穴24a,26aの縁部に接触しない大きさに形成されている。
【0028】
また、第1及び第2スプリング32,34は、図3に示すように、バネ用ステンレス鋼(厚さ0.05mm程度)を、エッチングや打ち抜き加工等によりE字形状に加工することにより、ハウジング固定片32a,34a及び可動部固定片32b,34bを形成し、これら両固定片の先端部から所定長さlの折曲位置(図中1点鎖線にて示す)にて折曲加工を施すことにより、折返部位が形成されている。
【0029】
但し、バネ用ステンレス鋼をE字形状に加工する際に、各固定片の間に形成されるスリットSは、固定部の根元部分Pでの輪郭が曲線形状となるようにされている。また、折返部位を形成する折曲加工の際に、ハウジング固定片32a,34aは75度の角度に、可動部固定片32b,34bは60度の角度に折り曲げられる。
【0030】
なお、ここでは、第1及び第2スプリング32,34をステンレス鋼により構成しているが、ベリリウム銅、リン青銅、バネ鋼などを使用してもよい。
このように構成された第1及び第2スプリング32,34は、各固定片の折返部位が互いに逆方向に折り返された状態となるように組み合わされ、この状態で、可動部固定片32b,34bの折返部位が可動部本体26のスペーサ取付面側に配置されるように、可動部本体26の切欠部26bに挿通される。そして、可動部固定片32b,34bの折返部位を、可動部本体26のスペーサ取付面に溶接することにより、第1及び第2スプリング32,34からなる支持部30は、可動部本体26に固定される。この時、両スプリング32,34は、折曲加工により形成された稜線部が、互いに接触する程度に近接した状態で配置されるように固定する。
【0031】
このようにして支持部30が固定された可動部本体26を、図3に示すように、両スプリング32,34がハウジング10の両腕部10a,10bの間に収納されるように配置し、各スプリング32,34のハウジング固定片32a,34aの折返部位を、ハウジング10の各腕部10a,10bの先端にそれぞれ溶接する。
【0032】
これにより、可動部本体26は、支持部30を介してハウジング10に揺動自在に連結される。また、両スプリング32,34の稜線部が接触するように配列された配列軸iが、可動部本体26(ひいては可動部20)の揺動運動の回転中心となる。
【0033】
その後、可動部本体26に、スペーサ24,反射鏡22が固定されることにより可動部20が組み立てられる。
この時、ハウジング固定片32a,32bの稜線部が、可動部本体26のスペーサ取付面と同一面に位置する。しかし、ハウジング固定片32a,32bがスペーサ24と接触することのないように、スペーサ24には穴24aが形成されている。つまり、可動部20は他の部位からの干渉を受けることなく揺動することが可能なようにされている。
【0034】
更に、可動部20に取り付けられる永久磁石42及び慣性体50は、支持部30を介してハウジング10に取り付けられた可動部20の重心が、可動部20の揺動運動の中心となる配列軸i上に位置するように配置される。なお、永久磁石42や慣性体50にネジ孔を形成し、このネジ孔に螺合されるネジのねじ込み量を調節することにより、可動部20の重心位置を微調整できるように構成してもよい。
【0035】
次に駆動部40は、可動部20に取り付けられた永久磁石42と、この永久磁石42に対向配置されるソレノイド44と、ソレノイド44への通電状態を制御する図示しない通電制御回路とからなる。
但し、永久磁石42は、可動部20のビーム反射面を貫通する方向(図中X軸方向)に沿って両磁極が並ぶように配置されている。従って、例えば、ビーム反射面側(以下「前面側」という)にS極、その反対面側(以下「後面側」という)にN極を配置した場合、ソレノイド44の永久磁石42側にN極を発生させると、可動部20の前面側にある永久磁石42のS極が吸引され、後面側にあるN極が反発することにより、可動部20は、図1中では右回りに回転するモーメントを受け、逆に、ソレノイド44の永久磁石42側にS極を発生させると、前面側にある永久磁石42のS極が反発し、後面側にあるN極が吸引されることにより、可動部20は、図1中では左回りに回転するモーメントを受ける。
【0036】
このため、通電制御回路により、正弦波や矩形波等の周期的な駆動信号をソレノイド44に印加して交番磁界を発生させると、この交番磁界と永久磁石42との相互作用により、可動部20が配列軸iを中心に揺動する。
その結果、反射鏡22が形成する反射面に照射された光ビームは、可動部20の揺動方向(Y軸方向)に沿って反射方向が直線的に変化するため、この反射面からの反射光を用いることにより、配列軸iに直交する面に沿った一次元的な走査を行うことが可能となる。なお、光ビームの走査速度は、可動部20の揺動周期、即ち駆動信号の周波数にて制御され、また、光ビームの走査範囲は、可動部20の揺動の大きさ、即ち駆動信号の振幅(電圧レベル)にて制御される。
【0037】
但し、本実施形態では、通電制御回路が生成する駆動信号の周波数を、可動部20の慣性モーメントと支持部30を構成する第1及び第2スプリング32,34のばね定数から決定される共振周波数と一致させており、可動部20が共振状態で揺動するようにされている。
【0038】
また、ソレノイド44に過大な駆動信号が印加され、可動部20の揺動の振幅が大きくなり過ぎると、可動部本体26がハウジング10の腕部10a,10bに当接し、可動部20の揺動が制限されるように構成されている。
以上説明したように、本実施形態の光スキャナ1では、可動部20を揺動自在に支持する支持部30が、弾性変形する第1及び第2スプリング32,34からなり、しかも、両スプリング32,34を折曲加工することにより形成された稜線部の配列軸iが、可動部20の揺動運動の中心となるようにされている。
【0039】
つまり、第1及び第2スプリング32,34は、可動部20の揺動方向への変形に対する剛性が低く、それ以外の方向、特に配列軸iに沿った方向への変形に対する剛性が高くなるようにされている。
これに加えて、本実施形態の光スキャナ1では、可動部20の重心位置を、可動部20の揺動運動の回転中心となる配列軸iにほぼ一致させ、当該光スキャナ1に外乱加速度が作用しても、可動部20の光走査に使用する揺動方向の振動を乱すようなモーメントが発生しないようにされている。
【0040】
つまり、本実施形態の光スキャナ1によれば、支持部30が、走査軌跡を乱す不要な振動を発生し難い構造とされているだけでなく、外乱加速度が作用しても、不要振動を励振するモーメントが発生し難いように可動部20の重心位置が設定されている。このため、当該光スキャナ1を、外部から様々な振動が作用する車載装置等に適用した場合でも、可動部20の揺動に基づく光ビームの走査軌跡が乱れることがなく、安定した走査を行うことができる。
【0041】
また、本実施形態の光スキャナ1では、第1及び第2スプリング32,34により支持された可動部20が、動作時に摩擦を生じないため、耐久性に優れており、しかも、ハウジング10の腕部10a,10bにて、可動部20の過大な揺動動作を制限し、支持部30(第1及び第2スプリング32,34)が、必要以上に変形することを防止しているため、装置の信頼性を向上させることができる。
【0042】
また、第1及び第2スプリング32,34に形成されたスリットSの輪郭を曲線形状にすることで、各固定片の変形時に生じる固定片の根元部分Pの応力を分散することができ、当該光スキャナ1に外部からの衝撃荷重が作用した場合でもスプリング32,34の破損を防止することができる。
【0043】
更に、本実施形態の光スキャナ1では、永久磁石42及びソレノイド44からなる単純な構成の駆動部40を用いているため、装置を安価に構成することができ、また、可動部20を共振状態となるように駆動し、小さな駆動力で大きな揺動が得られるようにされているため、駆動部40での消費電力を低減できる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
【0044】
本実施形態の光スキャナ1aは、第1実施形態の光スキャナ1とは、構成の一部が異なっているだけであるため、同じ構成部分については同一符号を付して説明を省略し、構成の相違する部分を中心に説明する。
即ち、本実施形態の光スキャナ1aでは、図5に示すように、可動部本体26の上下端(図中Z軸方向両端)に、ビーム反射面を貫通する前後方向(図中X軸方向)に向けてビーム反射面側に突出したアーム28がそれぞれ設けられており、これらアーム28のそれぞれに、可動部20の前後方向の重心位置を調整するための慣性体52が取り付けられている。
【0045】
なお、可動部20の前後方向の重心位置は、永久磁石42及びこれと対向する位置に設けられた慣性体50の形状や取付位置によっても調整することが可能であるが、本実施形態のように、アーム28を介して慣性体52を取り付けることにより、重心位置の偏りが大きい場合でも、小さな質量の慣性体52を用いて精度よく調整することが可能となる。
【0046】
なお、本実施形態では、アーム28に慣性体52を取り付けたが、一方のアーム28に、永久磁石を取り付けて、この永久磁石に対向配置したソレノイドにより、可動部20を揺動駆動するように構成してもよい。
また、本実施形態では、アーム28をビーム反射面側に突出させているが、重心位置によっては、これと反対側に突出させるように構成してもよい。
[他の実施形態]
上記実施形態では、可動部20に反射鏡22が取り付けられており、外部から照射された光を反射鏡22で反射させて光走査を行なうようにされているが、反射鏡22の代わりに光源を可動部20に搭載して、光源からの光ビームにて直接光走査を行なうように構成してもよい。
【0047】
また、上記実施形態では、支持部30を構成する第1及び第2スプリング32,34として、E字形に形成されたものを用いているが、図6に示すように、ハウジング固定片36aと可動部固定片36bとの間の連結部36cの形状を、波形状に形成し、可動部20の揺動運動時に、両固定片36a,36bの間で弾性変形する領域が長くなるように構成したスプリング36を用いてもよい。
【0048】
この場合、支持部30のばね定数を小さくでき、ひいては、揺動の共振周波数を小さくできるため、遅い光走査が必要な場合に、支持部30の構成を大型化することなく対応することができる。
また、図7(a)に示すように、一端にハウジング固定片38a、他端に可動部固定片38bが形成された台形の板状のスプリングを用い、各固定片38a,38bを図中一点鎖線及び点線にて示す所定位置にて折曲加工して折返部位を形成し、更に図7(b)に示すように、折曲加工により形成された稜線部が同一軸上に配列されるよう弾性変形させることでスプリング38を構成してもよい。
【0049】
この場合も、先に説明したスプリング36の場合と同様に、揺動運動時に、両固定片38a,38bの間で弾性変形する領域が長くなるため、先のスプリング36を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
更に、上記実施形態では、支持部30を構成する第1及び第2スプリング32,34が別体に構成されているが、図8に示すように、両スプリングの固定片の根元側を一体に接続するように構成してもよい。但し、両スプリング32,34を連結する部分は、揺動方向への弾性変形が妨げられることのないように、湾曲させておくことが望ましい。
【0050】
この場合、支持部30を構成する部品を一つにすることができ、部品の管理や装置の組立を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態の光スキャナの全体構成を表す斜視図である。
【図2】 第1実施形態の光スキャナの分解図である。
【図3】 第1及び第2スプリングの構成を表す説明図である。
【図4】 第1実施形態の光スキャナにおいて、支持部の接続状態を明確にするため一部の部品を取り除いた状態を表す斜視図である。
【図5】 第2実施形態の光スキャナの全体構成を表す斜視図である。
【図6】 第1及び第2スプリングの他の実施形態を表す説明図である。
【図7】 第1及び第2スプリングの他の実施形態を表す説明図である。
【図8】 第1及び第2スプリングの他の実施形態を表す説明図である。
【符号の説明】
1,1a…光スキャナ 10…ハウジング 10a,10b…腕部
20…可動部 22…反射鏡 24…スペーサ 26…可動部本体
28…アーム 30…支持部 32,34,36,38…スプリング
32a,34a,36a,38a…ハウジング固定片
32b,34b,36b,38b…可動部固定片
36c…連結部 40…駆動部 42…永久磁石
44…ソレノイド 50,52…慣性体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanner that is used in a laser scanning bar code reader, a laser scanning obstacle sensor, and the like, reflects light from a light source, and performs one-dimensional scanning using the reflected light.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a low-cost optical scanner used for scanning a laser beam in a laser scanning barcode reader, a laser scanning obstacle sensor, or the like, for example, disclosed in JP-A-9-138366. Thus, by supporting a mirror-finished magnet with a torsion spring and applying an alternating magnetic field from the outside, the magnet is swung in the direction in which the torsion spring is twisted, and the incident light from the light source is reflected on the mirror surface, What is configured to scan using reflected light from the mirror surface is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a conventional apparatus, in order to obtain a wide scanning angle, the diameter of the torsion spring must be reduced (140 μm in this case) so that the torsion spring can be sufficiently elastically deformed. However, a torsion spring with a small diameter is easily deformed not only in the torsional direction necessary for scanning but also in the extending direction and bending direction. That is, the magnet supported by the torsion spring vibrates in addition to the torsional direction used for scanning. It will have many possible directions (vibration degrees of freedom).
[0004]
For this reason, when the above-mentioned conventional device (optical scanner) is used in an environment where strong disturbance acceleration is applied, for example, for in-vehicle equipment, various vibration modes corresponding to the degree of freedom of vibration are excited. As a result, there is a problem that the scanning locus is disturbed.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical scanner capable of performing stable scanning even when disturbance acceleration is applied in order to solve the above-described problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The optical scanner according to claim 1, wherein the housing has a pair of adjacent arm portions, and supports the movable portion so as to be swingable with respect to the housing. The part consists of a pair of plate-like elastic bodies.
[0007]
Each plate-like elastic body includes a housing fixing piece in which a folded portion formed at the tip is fixed to one tip of a pair of arm portions, and a movable portion in which the folded portion formed at the tip is fixed to the movable portion. The ridge line portion formed on the housing fixed piece and the movable portion fixed piece is configured to be arranged on a single axis.
[0008]
The pair of plate-like elastic bodies configured as described above are arranged between the pair of arm portions in a state where the ridge line portions are close to each other, and the movable portion is centered on the arrangement axis where the ridge line portions of both plate-like elastic bodies are arranged. Is designed to swing.
As a result, the support portion has high rigidity against deformation in the direction along the ridge line portion, that is, the direction along the arrangement axis that is the center of the swing motion, and the direction orthogonal to this, that is, the movable portion is Rigidity is low with respect to deformation in the swinging direction.
[0009]
Therefore, according to the optical scanner of the present invention, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of unnecessary vibration modes other than the swinging direction in the movable part. As a result, even when a disturbance acceleration is applied, the movable part radiates. Stable scanning can be performed without disturbing the scanning trajectory of the light beam.
[0010]
Moreover, since the support part which supports a movable part consists of a plate-shaped elastic body, there is no part which produces friction at the time of rocking | fluctuation of a movable part, and it can obtain the outstanding durability.
The movable portion may be configured to directly radiate a light beam by attaching a light source, or by providing a reflective surface that reflects light emitted from an external light source, as described in claim 2. You may make it use the reflected light radiated | emitted from this reflective surface as a light beam.
[0011]
Further, it is desirable that the center of gravity of the movable part is located on the arrangement axis that is the center of the swinging motion of the movable part.
In this case, even when a disturbance acceleration is applied, no moment is generated to change the vibration of the movable part in the swing direction (also referred to as “primary mode vibration”). It is possible to perform more stable scanning without being disturbed.
[0012]
However, the center of gravity of the movable part and the array axis do not necessarily coincide with each other, and a sufficient effect can be obtained if the center of gravity of the movable part is in the vicinity of the array axis.
Next, as described in claim 4, the drive means desirably swings the movable part at a resonance frequency determined from the mass of the movable part and the spring constant of the support part.
[0013]
In this case, when the movable portion resonates, the amplitude of the movable portion can be maximized, and if the same amplitude is obtained, the power consumption in the driving means can be minimized.
By the way, as described in claim 5, the driving means is composed of a permanent magnet provided integrally with the movable part and a solenoid disposed opposite to the permanent magnet, and an alternating current is applied to the solenoid to generate an alternating magnetic field. By generating, the movable part can be driven to swing.
[0014]
The permanent magnet may be fixed to either one of both end portions located in the swinging direction of the movable part as described in claim 6, or in the swinging direction of the movable part as described in claim 7. You may fix to either one of the both ends along.
In the former case, for example, a permanent magnet is fixed so that both magnetic poles are arranged along the direction penetrating the beam reflecting surface, and a solenoid is opposed to the middle of both magnetic poles of the permanent magnet. The movable part can be swung by alternately attracting and repelling both magnetic poles. In the latter case, for example, the permanent magnet is fixed so that the two magnetic poles are arranged along the swinging direction, and the solenoid is opposed to the middle of the two magnetic poles of the permanent magnet, as in the former case. By alternately attracting and repelling both magnetic poles to the solenoid, the movable part can be swung.
[0015]
In any of these cases, the driving means can have a simple configuration, so that the size of the apparatus can be reduced.
Further, in order to facilitate adjustment of the center of gravity position of the movable part, an inertial body is attached to the end opposite to the attachment end of the permanent magnet as described in claim 8, and further, as in claim 9. In addition, the inertial body may be attached to both end portions orthogonal to the attachment end of the permanent magnet.
[0016]
In particular, when the permanent magnet is fixed to one end located in the horizontal direction of the movable part, the inertia body having the same mass as the permanent magnet is connected to the end opposite to the permanent magnet mounting end. It is possible to easily adjust the position of the center of gravity in the horizontal direction of the movable part by attaching to.
[0017]
In addition, as described in claim 10, if the permanent magnet or inertial body is attached to the arm protruding from the movable part in the direction penetrating the beam radiation surface, the center of gravity of the movable part becomes the beam reflecting surface. Even when it is greatly biased in the penetrating direction, the position of the center of gravity can be easily adjusted.
[0018]
By the way, in the plate-like elastic body constituting the support portion, as in the eleventh aspect, the same number of housing fixing pieces and movable portion fixing pieces are formed, or only one of them is formed. It is desirable that they are arranged alternately. In this case, the rigidity of the support part in the direction other than the swinging direction becomes larger, and the movable part can be more reliably prevented from vibrating in a direction other than the swinging direction.
[0019]
In the plate-like elastic body, when a slit is formed between the housing fixed piece and the movable portion fixed piece as described in claim 12, the outline of the slit is curved as described in claim 13. It is desirable to have a shape. In this case, when the plate-like elastic body is elastically deformed in accordance with the swing of the movable part, it is possible to disperse the stress generated particularly at the slit end portion, that is, the root portion of the fixed piece, and an impact load acts on the optical scanner. For example, when excessive deformation is applied to the fixed piece, the root portion of the fixed piece can be prevented from being damaged.
[0020]
By the way, the resonance frequency of the swinging motion of the movable part is determined by the spring constant of the plate-like elastic body, and by the material and shape of the plate-like elastic body. In order to reduce the resonance frequency of the swinging motion in order to realize a slow motion, for example, the elastic region of the plate-like elastic body between the housing fixed piece and the movable portion fixed piece becomes longer. What is necessary is just to comprise. Specifically, as described in claim 14, a connecting portion between the housing fixed piece and the movable portion fixed piece may be formed in a wave shape, or as described in claim 15, the housing fixed piece at one end, You may make it use what formed the movable part fixed piece in the other end, and uses the plate-shaped elastic body formed by elastically deforming into the shape where a ridgeline part is arrange | positioned on the same axis | shaft. In these cases, the spring constant can be reduced without increasing the size of the support.
[0021]
Further, the pair of plate-like elastic bodies constituting the support portion may be integrally connected on the base side of the housing fixing piece or the movable portion fixing piece as described in claim 16. In this case, the support portion can be formed of a single component, and assembly and component management can be facilitated.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the optical scanner 1 of the first embodiment, and FIG. 2 is an exploded view thereof.
[0023]
As shown in FIGS. 1 and 2, the optical scanner 1 of the present embodiment includes a housing 10 that is fixed to a housing or the like of the apparatus, a movable unit 20 that includes a reflective surface that reflects incident light from a light source, and A support portion 30 that supports the movable portion 20 so that the movable portion 20 can swing in a predetermined swing direction (Y-axis direction in the figure) with respect to the housing 10, and a drive portion for driving the movable portion 20 to swing. 40.
[0024]
Among these, the housing 10 is made of an iron object, and the planar shape is machined into a C-shape so as to have a pair of arm portions 10a and 10b formed so that the tips are close to each other.
The movable portion 20 includes a reflecting mirror 22 that forms a reflecting surface, and is configured by fixing the reflecting mirror 22 to a movable portion main body 26 that is fixed to the support portion 30 via a spacer 24. A permanent magnet 42 is fixed to one end located in the swinging direction of the movable portion 20, and an inertia body 50 having the same mass as the permanent magnet 42 is fixed to the other end.
[0025]
The spacer 24 and the movable part main body 26 are both made of an iron plate (thickness of about 0.5 mm) machined into a rectangular shape, and rectangular holes 24a and 26a are formed. From this hole 26a, a notch portion 26b for inserting a movable portion fixing piece to be described later is continuously provided. The reflecting mirror 22 is made of a glass plate (thickness of about 0.2 mm), and aluminum is deposited on the surface thereof so that light can be efficiently reflected.
[0026]
Next, the support portion 30 includes first and second springs (corresponding to plate-like elastic bodies) 32 and 34, and a housing fixing piece in which a folded portion formed at the tip is used for fixing to the housing 10, respectively. 32a, 34a and housing fixing pieces 32a, 34a are provided on both sides, and the folded portion formed at the tip has movable portion fixing pieces 32b, 34b used for fixing to the movable portion 20.
[0027]
The width of the first and second springs 32 and 34 in the Z-axis direction in the drawing is formed such that the cutout portion 26b of the movable portion main body 26 can be inserted, and the housing fixing pieces 32a and 34a in the drawing. The width in the Z-axis direction is formed such that when the springs 32 and 34 are inserted through the notches 26b, they do not contact the spacers 24 and the edges of the holes 24a and 26a of the movable portion main body 26.
[0028]
Further, as shown in FIG. 3, the first and second springs 32 and 34 are formed by processing stainless steel for springs (thickness of about 0.05 mm) into an E shape by etching or punching. The fixed pieces 32a and 34a and the movable portion fixed pieces 32b and 34b are formed, and bending processing is performed at a bending position (indicated by a one-dot chain line in the figure) of a predetermined length 1 from the distal ends of these fixed pieces. Thus, a folded portion is formed.
[0029]
However, when the spring stainless steel is processed into an E shape, the slit S formed between the fixed pieces has a curved shape at the root portion P of the fixed portion. Further, during the bending process for forming the folded portion, the housing fixing pieces 32a and 34a are bent at an angle of 75 degrees, and the movable portion fixing pieces 32b and 34b are bent at an angle of 60 degrees.
[0030]
Here, although the first and second springs 32 and 34 are made of stainless steel, beryllium copper, phosphor bronze, spring steel, or the like may be used.
The first and second springs 32 and 34 configured in this manner are combined so that the folded portions of the respective fixed pieces are folded in opposite directions, and in this state, the movable portion fixed pieces 32b and 34b. Is inserted into the cutout portion 26b of the movable portion main body 26 so that the folded portion is disposed on the spacer mounting surface side of the movable portion main body 26. And the support part 30 which consists of the 1st and 2nd springs 32 and 34 is fixed to the movable part main body 26 by welding the folding part of the movable part fixed pieces 32b and 34b to the spacer attachment surface of the movable part main body 26. Is done. At this time, both the springs 32 and 34 are fixed so that the ridge lines formed by the bending process are arranged so as to be close to each other.
[0031]
As shown in FIG. 3, the movable portion main body 26 to which the support portion 30 is fixed is arranged so that both springs 32 and 34 are accommodated between both arm portions 10 a and 10 b of the housing 10. The folded portions of the housing fixing pieces 32 a and 34 a of the springs 32 and 34 are welded to the tips of the arm portions 10 a and 10 b of the housing 10, respectively.
[0032]
Thereby, the movable part main body 26 is swingably connected to the housing 10 via the support part 30. Further, the arrangement axis i arranged so that the ridge lines of the springs 32 and 34 are in contact with each other is the rotation center of the swinging motion of the movable part main body 26 (and hence the movable part 20).
[0033]
Thereafter, the movable portion 20 is assembled by fixing the spacer 24 and the reflecting mirror 22 to the movable portion main body 26.
At this time, the ridge line portions of the housing fixing pieces 32 a and 32 b are located on the same plane as the spacer mounting surface of the movable portion main body 26. However, a hole 24 a is formed in the spacer 24 so that the housing fixing pieces 32 a and 32 b do not come into contact with the spacer 24. That is, the movable part 20 can swing without receiving interference from other parts.
[0034]
Further, the permanent magnet 42 and the inertial body 50 attached to the movable part 20 have an arrangement axis i in which the center of gravity of the movable part 20 attached to the housing 10 via the support part 30 is the center of the swinging motion of the movable part 20. It is arranged to be located on the top. Note that the permanent magnet 42 and the inertial body 50 are formed with screw holes, and by adjusting the screwing amount of the screws screwed into the screw holes, the position of the center of gravity of the movable portion 20 can be finely adjusted. Good.
[0035]
Next, the drive unit 40 includes a permanent magnet 42 attached to the movable unit 20, a solenoid 44 disposed to face the permanent magnet 42, and an energization control circuit (not shown) that controls the energization state of the solenoid 44.
However, the permanent magnet 42 is arranged such that both magnetic poles are aligned along a direction (X-axis direction in the drawing) penetrating the beam reflecting surface of the movable portion 20. Therefore, for example, when the S pole is disposed on the beam reflecting surface side (hereinafter referred to as “front side”) and the N pole is disposed on the opposite side (hereinafter referred to as “rear side”), the N pole is disposed on the permanent magnet 42 side of the solenoid 44. 1, the south pole of the permanent magnet 42 on the front surface side of the movable portion 20 is attracted and the north pole on the rear surface side repels, so that the movable portion 20 has a moment to rotate clockwise in FIG. On the contrary, when the S pole is generated on the permanent magnet 42 side of the solenoid 44, the S pole of the permanent magnet 42 on the front side is repelled, and the N pole on the rear side is attracted to move the movable part. 20 receives a moment that rotates counterclockwise in FIG.
[0036]
Therefore, when a periodic drive signal such as a sine wave or a rectangular wave is applied to the solenoid 44 by the energization control circuit to generate an alternating magnetic field, the movable part 20 is caused by the interaction between the alternating magnetic field and the permanent magnet 42. Swings around the array axis i.
As a result, the reflection direction of the light beam applied to the reflecting surface formed by the reflecting mirror 22 changes linearly along the swinging direction (Y-axis direction) of the movable portion 20, so that the light beam is reflected from the reflecting surface. By using light, it is possible to perform one-dimensional scanning along a plane orthogonal to the array axis i. Note that the scanning speed of the light beam is controlled by the oscillation period of the movable portion 20, that is, the frequency of the drive signal, and the scanning range of the light beam is the magnitude of the oscillation of the movable portion 20, that is, the drive signal. Controlled by amplitude (voltage level).
[0037]
However, in the present embodiment, the frequency of the drive signal generated by the energization control circuit is the resonance frequency determined from the inertia moment of the movable part 20 and the spring constants of the first and second springs 32 and 34 constituting the support part 30. The movable portion 20 swings in a resonance state.
[0038]
Further, when an excessive drive signal is applied to the solenoid 44 and the swinging amplitude of the movable part 20 becomes too large, the movable part main body 26 comes into contact with the arm parts 10a and 10b of the housing 10, and the swinging of the movable part 20 occurs. Is configured to be limited.
As described above, in the optical scanner 1 according to the present embodiment, the support portion 30 that supports the movable portion 20 so as to be swingable includes the first and second springs 32 and 34 that are elastically deformed. , 34 is made to be the center of the swing motion of the movable portion 20.
[0039]
That is, the first and second springs 32 and 34 have low rigidity against deformation in the swinging direction of the movable portion 20 and high rigidity against deformation in other directions, particularly in the direction along the arrangement axis i. Has been.
In addition to this, in the optical scanner 1 of the present embodiment, the center of gravity position of the movable portion 20 is made to substantially coincide with the array axis i that is the center of rotation of the swinging motion of the movable portion 20, and disturbance acceleration is applied to the optical scanner 1. Even if it acts, a moment that disturbs the vibration in the swinging direction used for the optical scanning of the movable portion 20 is prevented from being generated.
[0040]
That is, according to the optical scanner 1 of the present embodiment, the support unit 30 is not only configured not to generate unnecessary vibrations that disturb the scanning trajectory, but also excites unnecessary vibrations even when disturbance acceleration acts. The position of the center of gravity of the movable part 20 is set so that the moment to be generated does not easily occur. For this reason, even when the optical scanner 1 is applied to an in-vehicle device or the like on which various vibrations are applied from the outside, the scanning trajectory of the light beam based on the swing of the movable unit 20 is not disturbed, and stable scanning is performed. be able to.
[0041]
Further, in the optical scanner 1 according to the present embodiment, the movable portion 20 supported by the first and second springs 32 and 34 does not generate friction during operation, so that it has excellent durability and the arm of the housing 10. The portions 10a and 10b restrict excessive swinging motion of the movable portion 20 and prevent the support portion 30 (the first and second springs 32 and 34) from being deformed more than necessary. Reliability can be improved.
[0042]
Further, by making the contour of the slit S formed in the first and second springs 32, 34 into a curved shape, the stress of the root portion P of the fixed piece generated when the fixed piece is deformed can be dispersed. Even when an external impact load is applied to the optical scanner 1, the springs 32 and 34 can be prevented from being damaged.
[0043]
Furthermore, since the optical scanner 1 of the present embodiment uses the drive unit 40 having a simple configuration including the permanent magnet 42 and the solenoid 44, the apparatus can be configured at low cost, and the movable unit 20 is in a resonance state. In order to obtain a large swing with a small driving force, the power consumption in the driving unit 40 can be reduced.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
[0044]
The optical scanner 1a of the present embodiment is different from the optical scanner 1 of the first embodiment only in a part of the configuration, and thus the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. The difference will be mainly described.
That is, in the optical scanner 1a of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the front-rear direction (X-axis direction in the figure) penetrating the beam reflecting surface at the upper and lower ends (both ends in the Z-axis direction in the figure) of the movable part main body 26. Arms 28 projecting toward the beam reflecting surface are provided respectively, and an inertia body 52 for adjusting the position of the center of gravity of the movable portion 20 in the front-rear direction is attached to each of the arms 28.
[0045]
The center-of-gravity position in the front-rear direction of the movable portion 20 can be adjusted by the shape and attachment position of the permanent magnet 42 and the inertial body 50 provided at a position facing the permanent magnet 42, as in the present embodiment. In addition, by attaching the inertial body 52 via the arm 28, it is possible to accurately adjust the inertial body 52 with a small mass even when the deviation of the center of gravity is large.
[0046]
In this embodiment, the inertial body 52 is attached to the arm 28, but a permanent magnet is attached to one arm 28, and the movable part 20 is driven to swing by a solenoid disposed opposite to the permanent magnet. It may be configured.
Further, in the present embodiment, the arm 28 protrudes toward the beam reflecting surface, but depending on the position of the center of gravity, the arm 28 may protrude toward the opposite side.
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the reflecting mirror 22 is attached to the movable portion 20, and the light irradiated from the outside is reflected by the reflecting mirror 22 to perform optical scanning. However, instead of the reflecting mirror 22, a light source is used. May be mounted on the movable unit 20 so as to perform direct optical scanning with a light beam from a light source.
[0047]
In the above embodiment, the first and second springs 32 and 34 constituting the support portion 30 are formed in an E shape. However, as shown in FIG. 6, the housing fixed piece 36a is movable. The shape of the connecting portion 36c between the fixed portion 36b and the fixed portion 36b is formed in a wave shape, and the region that is elastically deformed between the fixed pieces 36a and 36b during the swinging motion of the movable portion 20 is configured to be long. A spring 36 may be used.
[0048]
In this case, the spring constant of the support portion 30 can be reduced, and hence the resonance frequency of the oscillation can be reduced, so that when the slow light scanning is required, the configuration of the support portion 30 can be handled without increasing the size. .
Further, as shown in FIG. 7 (a), a trapezoidal plate-like spring having a housing fixed piece 38a at one end and a movable portion fixed piece 38b at the other end is used, and each fixed piece 38a, 38b is shown as a single point in the figure. A folding part is formed by bending at a predetermined position indicated by a chain line and a dotted line, and as shown in FIG. 7B, the ridge lines formed by the bending process are arranged on the same axis. The spring 38 may be configured by elastic deformation.
[0049]
In this case as well, as in the case of the spring 36 described above, the region that is elastically deformed between the fixed pieces 38a and 38b becomes longer during the swinging motion. An effect can be obtained.
Furthermore, in the said embodiment, although the 1st and 2nd springs 32 and 34 which comprise the support part 30 are comprised separately, as shown in FIG. 8, the base side of the fixing piece of both springs is united. You may comprise so that it may connect. However, it is desirable that the portion connecting both springs 32 and 34 be curved so that elastic deformation in the swinging direction is not hindered.
[0050]
In this case, the components constituting the support portion 30 can be made one, and the management of the components and the assembly of the device can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating an overall configuration of an optical scanner according to a first embodiment.
FIG. 2 is an exploded view of the optical scanner according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of first and second springs.
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which some components are removed in order to clarify the connection state of the support portion in the optical scanner according to the first embodiment.
FIG. 5 is a perspective view illustrating an overall configuration of an optical scanner according to a second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory view showing another embodiment of the first and second springs.
FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of the first and second springs.
FIG. 8 is an explanatory view showing another embodiment of the first and second springs.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Optical scanner 10 ... Housing 10a, 10b ... Arm part 20 ... Movable part 22 ... Reflector 24 ... Spacer 26 ... Movable part main body 28 ... Arm 30 ... Support part 32, 34, 36, 38 ... Spring 32a, 34a , 36a, 38a ... housing fixing pieces 32b, 34b, 36b, 38b ... movable part fixing piece 36c ... connecting part 40 ... driving part 42 ... permanent magnet 44 ... solenoid 50,52 ... inertial body

Claims (16)

被取付体に固定されるハウジングと、
光ビームを放射する可動部と、
該可動部をハウジングに対して揺動可能に支持する支持部と、
前記可動部を予め設定された揺動方向に揺動駆動する駆動部と、
を備え、前記可動部から放射された光ビームにより対象物を走査する光スキャナにおいて、
前記ハウジングは、隣接して配置された一対の腕部を有し、
前記支持部は、
先端に形成された折返部が前記一対の腕部のいずれか一方の先端に固定されるハウジング固定片と、先端に形成された折返部が前記可動部に固定される可動部固定片とを有し、前記折返部を設けたことにより前記ハウジング固定片及び前記可動部固定片に形成される稜線部が単一軸上に配置された一対の板状弾性体からなり、
該一対の板状弾性体は、前記稜線部が互いに近接した状態で前記一対の腕部の間に配置され、両板状弾性体の稜線部が並んだ配列軸を中心として前記可動部が揺動運動することを特徴とする光スキャナ。
A housing fixed to the mounted body;
A movable part that emits a light beam;
A support part for supporting the movable part so as to be swingable relative to the housing;
A drive unit that swings and drives the movable part in a preset swing direction;
In an optical scanner that scans an object with a light beam emitted from the movable part,
The housing has a pair of arms arranged adjacent to each other,
The support part is
A housing fixing piece in which a folded portion formed at the tip is fixed to one tip of the pair of arm portions, and a movable portion fixing piece in which the folded portion formed at the tip is fixed to the movable portion. Then, by providing the folded portion, a ridge line portion formed on the housing fixed piece and the movable portion fixed piece is composed of a pair of plate-like elastic bodies arranged on a single axis,
The pair of plate-like elastic bodies are arranged between the pair of arm portions in a state where the ridge line portions are close to each other, and the movable portion swings around an arrangement axis where the ridge line portions of both plate-like elastic bodies are arranged. An optical scanner characterized by dynamic motion.
前記可動部は、外部の光源から照射された光を反射する反射面を有し、該反射面から放射される反射光を前記光ビームとして用いることを特徴とする請求項1記載の光スキャナ。The optical scanner according to claim 1, wherein the movable portion has a reflection surface that reflects light emitted from an external light source, and uses reflected light emitted from the reflection surface as the light beam. 前記可動部の重心が、前記配列軸上に位置することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の光スキャナ。The optical scanner according to claim 1, wherein a center of gravity of the movable portion is located on the array axis. 前記駆動手段は、前記可動部の質量及び支持部のばね定数から決定される共振周波数にて、前記可動部を揺動させることを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか記載の光スキャナ。4. The optical scanner according to claim 1, wherein the driving means swings the movable part at a resonance frequency determined from a mass of the movable part and a spring constant of the support part. . 前記駆動手段は、
前記可動部と一体に設けられた永久磁石と、
該永久磁石に対向配置されたソレノイドと、
を備え、前記ソレノイドに交番磁界を発生させ、前記永久磁石を吸引,反発することにより前記可動部を揺動駆動することを特徴とする請求項1ないし請求項4いずれか記載の光スキャナ。
The driving means includes
A permanent magnet provided integrally with the movable part;
A solenoid disposed opposite the permanent magnet;
5. The optical scanner according to claim 1, wherein the movable portion is driven to swing by generating an alternating magnetic field in the solenoid and attracting and repelling the permanent magnet. 6.
前記永久磁石は、前記可動部の揺動方向に位置する両端部のいずれか一方に固定されていることを特徴とする請求項5記載の光スキャナ。The optical scanner according to claim 5, wherein the permanent magnet is fixed to either one of both end portions located in the swinging direction of the movable portion. 前記永久磁石は、前記可動部の揺動方向に沿った両端部のいずれか一方に固定されていることを特徴とする請求項5記載の光スキャナ。The optical scanner according to claim 5, wherein the permanent magnet is fixed to either one of both end portions along the swing direction of the movable portion. 前記可動部には、前記永久磁石の取付端とは反対側の端部に、該可動部の重心位置を調整するための慣性体が固定されていることを特徴とする請求項5ないし請求項7いずれか記載の光スキャナ。The inertial body for adjusting the position of the center of gravity of the movable part is fixed to the end of the movable part opposite to the attachment end of the permanent magnet. 7. The optical scanner according to any one of 7. 前記可動部には、前記永久磁石の取付端に直交する両端部にも、該可動部の重心位置を調整するための慣性体が固定されていることを特徴とする請求項8記載の光スキャナ。9. The optical scanner according to claim 8, wherein an inertial body for adjusting the position of the center of gravity of the movable part is fixed to the movable part at both ends orthogonal to the attachment end of the permanent magnet. . 前記永久磁石及び慣性体は、前記可動部からビーム放射面を貫通する方向に突設されたアームに取り付けられていることを特徴とする請求項8又は請求項9記載の光スキャナ。10. The optical scanner according to claim 8, wherein the permanent magnet and the inertial body are attached to an arm that protrudes from the movable portion in a direction penetrating a beam radiation surface. 前記板状弾性体は、前記ハウジング固定片及び前記可動部固定片が同数,或いはいずれか一方が一つだけ多く形成され、両固定片が交互に配列されていることを特徴とする請求項1ないし請求項10いずれか記載の光スキャナ。2. The plate-like elastic body is characterized in that the number of the housing fixing pieces and the movable portion fixing pieces are the same, or only one of them is formed, and the two fixing pieces are alternately arranged. The optical scanner according to claim 10. 前記板状弾性体は、前記ハウジング固定片及び前記可動部固定片との間にスリットが形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項11いずれか記載の光スキャナ。12. The optical scanner according to claim 1, wherein the plate-like elastic body has a slit formed between the housing fixed piece and the movable portion fixed piece. 前記スリットの輪郭が曲線形状を有することを特徴とする請求項12記載の光スキャナ。The optical scanner according to claim 12, wherein an outline of the slit has a curved shape. 前記板状弾性体は、前記ハウジング固定片と前記可動部固定片との連結部分が波形状に形成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項13いずれか記載の光スキャナ。The optical scanner according to any one of claims 1 to 13, wherein the plate-like elastic body has a wave-shaped connection portion between the housing fixed piece and the movable portion fixed piece. 前記板状弾性体は、一端に前記ハウジング固定片、他端に前記可動部固定片を形成したものを、前記稜線部が同一軸上に配置される形状に弾性変形してなることを特徴とする請求項1ないし請求項11いずれか記載の光スキャナ。The plate-like elastic body is formed by elastically deforming the housing fixed piece at one end and the movable part fixed piece at the other end into a shape in which the ridge line portion is arranged on the same axis. The optical scanner according to claim 1. 前記一対の板状弾性体は、前記ハウジング固定片や前記可動部固定片の付根側にて一体に連結されていることを特徴とする請求項1ないし請求項13いずれか記載の光スキャナ。The optical scanner according to any one of claims 1 to 13, wherein the pair of plate-like elastic bodies are integrally connected on a base side of the housing fixing piece or the movable portion fixing piece.
JP2000373248A 2000-04-28 2000-12-07 Optical scanner Expired - Fee Related JP4407046B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000373248A JP4407046B2 (en) 2000-12-07 2000-12-07 Optical scanner
US09/842,732 US6486995B2 (en) 2000-04-28 2001-04-27 Vibration-resisting structure of optical scanner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000373248A JP4407046B2 (en) 2000-12-07 2000-12-07 Optical scanner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002174794A JP2002174794A (en) 2002-06-21
JP4407046B2 true JP4407046B2 (en) 2010-02-03

Family

ID=18842665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000373248A Expired - Fee Related JP4407046B2 (en) 2000-04-28 2000-12-07 Optical scanner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4407046B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3949098B2 (en) * 2003-10-27 2007-07-25 日本発条株式会社 Angle detection device and scan type actuator using the same
JP4461870B2 (en) 2004-03-26 2010-05-12 ブラザー工業株式会社 Optical scanning device and image forming apparatus having the same
CN101681020B (en) 2007-06-04 2013-08-14 日本发条株式会社 Object detector
US20100118363A1 (en) * 2007-06-12 2010-05-13 Nhk Spring Co., Ltd Optical scanning sensor
WO2009136637A1 (en) * 2008-05-08 2009-11-12 日本発條株式会社 Actuator for optical scanning and method for manufacturing actuator for optical scanning
JP7066982B2 (en) 2017-05-30 2022-05-16 船井電機株式会社 Optical scanning device
JP7313266B2 (en) 2019-12-18 2023-07-24 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Adapters, radar units and vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002174794A (en) 2002-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5009473A (en) Low vibration resonant scanning unit for miniature optical display apparatus
JP3003429B2 (en) Torsional vibrator and optical deflector
JP3219123B2 (en) Two-dimensional optical scanning device and bar code reader using the same
EP0344882B1 (en) Low vibration resonant scanning unit for miniature optical display apparatus
KR100239852B1 (en) Scanning arrangement
JP2001500987A (en) Dithering mechanism for barcode scanner
US20080238592A1 (en) Two-axis driving electromagnetic micro-actuator
JP3214583B2 (en) Optical deflector
JP4407046B2 (en) Optical scanner
JP2008191537A (en) Vibrating element and light deflector equipped with the same
CN110726984B (en) Vibrating mirror and laser radar
US5136414A (en) Permanent magnetic means for positioning a rotatable element to a preselected position
CN110940989A (en) Galvanometer and laser radar
KR20030005334A (en) Bar cord reader movable mirror for bar code reader, and its manufacturing method
WO2017149713A1 (en) Light deflection device
JP4724936B2 (en) Optical scanner and two-dimensional scanning system
JP3246106B2 (en) Optical scanner
JP2007078722A (en) Optical scanner
CN111175765B (en) Duplex bearing mirror and laser radar that shakes
EP1877851A2 (en) Two-sided torsional hinged mirror
JP2006119420A (en) Optical scanner
JP3525555B2 (en) Two-dimensional optical scanning device
JP2011242644A (en) Galvano scanner and laser processing apparatus
JPH03150733A (en) Rotary mirror device
CN110941083B (en) Galvanometer and laser radar

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091020

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091020

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091102

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131120

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees