JP2008158185A - 光走査用アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】可動部材の可動範囲を調整することができ、可動範囲調整の柔軟性を有する光走査用アクチュエータを提供すること。
【解決手段】光源１３が設置された固定部材１１と、光源から出射された光を屈折させる光学部品１５が搭載され、駆動部１２によって光学部品の光軸に直交する方向へ揺動される可動部材１４と、固定部材と可動部材との間を連結すると共に、可動部材を支持し、可動部材の揺動に伴って光源から出射される光の光軸に直交する方向へ撓み変形する連結部材とを備え、可動部材の揺動に伴う光学部品の揺動によって光源から出射された光を揺動方向へ走査させる光走査用アクチュエータ１０。連結部材は、複数対の連結部材１７，１８を有し、複数対の連結部材は、可動部材の揺動に伴う連結部材の撓み変形を緩和する１又は複数の変形緩和部材１９を介して互いに連結されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光走査用アクチュエータに関するものである。

従来、レーザ光等の走査装置を利用した装置として、走査型レーザレーダ装置、レーザスキャナ、レーザプリンタ、レーザマーカ、物体監視装置等が知られている。これらの装置の中で、例えば、車両の衝突防止のための走査型レーザレーダ装置で使用する走査装置には、基端が固定された板ばね部材先端の可動部材にレンズ等の光学部品を取り付け、前記可動部材を電磁駆動手段によって揺動させ、固定位置に固定された光源から出射された光を前記光学部品によって屈折させて走査する板ばね式の光走査用アクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような、板ばね式の光走査用アクチュエータとして、例えば、図２０に示す光走査用アクチュエータ１は、一端を固定部材となる本体２に取り付けた荷重−撓み特性が同じ一対の板ばね３の他端に走査レンズ４を立設した可動部材５が設けられており、本体２の前部に設置した駆動部６によって可動部材５を板ばね３の板面に直交する方向に揺動させている。走査レンズ４は、可動部材５の揺動に対する影響が少ないように軽量なフレネルレンズが使用されている。駆動部６は、コイル、磁石及びヨーク６ａによって磁気回路を構成している。駆動部６は、コイルが可動部材５に設置され、磁石は本体２側に設けられている。走査光源７は、本体２又は光走査用アクチュエータ１の外部に固定され、出射された光は走査レンズ４で屈折されて前方へ投光される。ここで、図２０に示す光走査用アクチュエータ１において、矢印Ｘは前後方向を、矢印Ｙは左右方向を、矢印Ｚは上下方向を、それぞれ示しており、以下に説明する各実施の形態においても同様とする。

光走査用アクチュエータ１は、コイルに通電し、本体２側に設けた磁石とコイルとの間に発生するローレンツ力によって可動部材５を矢印で示すヨーク６ａの長手方向に沿って揺動させて板ばね３を板面に直交する方向へ撓ませると共に、走査光源７から出射された光を走査レンズ４で屈折させて前方へ投光する。この際、揺動する可動部材５によって屈折角を変化させることによって光を走査している。

特開２００３−１７７３４８号公報

ところで、上述の光走査用アクチュエータは、１対の板ばねによって可動部材を揺動自在に支持していることから、揺動に伴う可動部材の可動範囲が決まってしまう。このため、従来の光走査用アクチュエータは、可動部材の可動範囲、特に、板ばねに沿った長さ方向における可動部材の可動範囲を調整することができず、柔軟性に欠けるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、可動部材の可動範囲を調整することができ、可動範囲調整の柔軟性を有する光走査用アクチュエータを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に係る光走査用アクチュエータは、光源が設置された固定部材と、前記光源から出射された光を屈折させる光学部品が搭載され、駆動手段によって前記光学部品の光軸に直交する方向へ揺動される可動部材と、前記固定部材と前記可動部材との間を連結すると共に、前記可動部材を支持し、前記可動部材の揺動に伴って前記光源から出射される光の光軸に直交する方向へ撓み変形する連結部材と、を備え、前記可動部材の揺動に伴う前記光学部品の揺動によって前記光源から出射された光を揺動方向へ走査させる光走査用アクチュエータにおいて、前記連結部材は、複数対の連結部材を有し、前記複数対の連結部材は、前記可動部材の揺動に伴う前記連結部材の撓み変形を緩和する１又は複数の変形緩和部材を介して互いに連結されていることを特徴とする。

また、請求項２に係る光走査用アクチュエータは、上記の発明において、前記１又は複数の変形緩和部材は、隣り合う対の連結部材を連結することを特徴とする。

また、請求項３に係る光走査用アクチュエータは、上記の発明において、前記１又は複数の変形緩和部材の各変形緩和部材は、異なる２対の連結部材のそれぞれの対から選んだ２つの連結部材を連結することを特徴とする。

また、請求項４に係る光走査用アクチュエータは、上記の発明において、前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して直交する方向に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が同じ板ばねであることを特徴とする。

また、請求項５に係る光走査用アクチュエータは、上記の発明において、前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して直交する方向に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が異なる板ばねであることを特徴とする。

また、請求項６に係る光走査用アクチュエータは、上記の発明において、前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して平行に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が同じ板ばねであることを特徴とする。

また、請求項７に係る光走査用アクチュエータは、上記の発明において、前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して平行に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が異なる板ばねであることを特徴とする。

本発明の光走査用アクチュエータは、連結部材が、可動部材と固定部材との間を連結する複数対の連結部材を有し、複数対の連結部材対は、可動部材の変形を緩和する変形緩和部材を介して互いに連結されているので、変形緩和部材によって可動部材の変形が緩和される結果、可動部材の可動範囲を柔軟に調整することができるという効果を奏する。

本発明の光走査用アクチュエータは、例えば、主に障害物，前方走行車両，歩行者等の検出に用いる車載用レーザレーダスキャナ、主に障害物，車両，歩行者等の検出に用いるインフラ用レーザレーダスキャナ、主に室内状況の変化、室内に存在する人間の動作等の検出に用いる防犯又は介護用のレーザレーダスキャナ、主に照明機器の光線照射又は画像投影機器の映像照射に用いるレーザレーダスキャナ等で使用する光走査用アクチュエータとしての用途がある。

（実施の形態１）
以下、本発明の光走査用アクチュエータにかかる実施の形態１について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、実施の形態１の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。図２は、駆動部を外した光走査用アクチュエータの斜視図である。

光走査用アクチュエータ１０は、図１に示すように、本体１１と、可動部材１４と、連結部材１６と、変形緩和部材１９とを備えている。

本体１１は、図１及び図２に示すように、ベース部１１ａに支柱１１ｂが立設され、支柱１１ｂの上部に段状の設置部１１ｃを介してテーブル１１ｄが形成されており、設置部１１ｃに駆動部１２が設置された固定部材である。駆動部１２は、上面に走査光源１３が設置され、従来の光走査用アクチュエータ１の駆動部６と同様に、コイル、磁石及びヨーク１２ａによって磁気回路を構成している。駆動部１２は、コイルが可動部材１４に設置され、磁石は本体１１側に設けられ、可動部材１４をローレンツ力によって矢印Ｙに沿った左右方向に揺動させる。

可動部材１４は、図１及び図２に示すように、上面の走査光源１３と対向する位置に走査レンズ１５が長手方向に配置して立設されている。走査レンズ１５は、走査レンズ４と同様に、軽量なフレネルレンズが使用される。

連結部材１６は、図１及び図２に示すように、走査光源１３から出射される光に対して直交する上下方向に配置され、１対の固定側板ばね１７と１対の可動側板ばね１８とを有している。１対の固定側板ばね１７と１対の可動側板ばね１８は、共に同じ荷重−撓み特性に設定されている。固定側板ばね１７は、上端が本体１１のテーブル１１ｄ側面に連結され、下端は変形緩和部材１９の側面に連結されている。可動側板ばね１８は、上端が可動部材１４の側面に連結され、下端は変形緩和部材１９の側面に連結されている。このため、それぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８は、可動部材１４の揺動に伴って走査光源１３から出射される光の光軸に直交する方向へ撓み変形する。

変形緩和部材１９は、図１及び図２に示すように、互いに並行する固定側板ばね１７の下端と可動側板ばね１８の下端とを連結し、可動部材１４の変形を緩和するフレーム状の部材である。変形緩和部材１９は、固定側板ばね１７と可動側板ばね１８とに支持され、可動部材１４の揺動に伴う隣接する固定側板ばね１７と可動側板ばね１８との撓み変形を緩和する。

光走査用アクチュエータ１０は、以上のように構成され、駆動部１２によって可動部材１４を揺動させる。すると、それぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８は、共に同じ荷重−撓み特性に設定されているので、可動部材１４は、矢印Ｙで示す左右方向へ水平に揺動する。このとき、可動部材１４が矢印Ｙで示す右方向へ揺動した際の、可動部材１４側から見た本体１１のテーブル１１ｄ、可動部材１４、変形緩和部材１９、それぞれ１対の固定側板ばね１７及び可動側板ばね１８の位置関係を図３に模式的に示す。ここで、図中、可動部材１４が揺動を開始する前の停止時における変形緩和部材１９及び両板ばね１７，１８の位置を点線で示している。

図３に示すように、可動部材１４が右方へ揺動すると、それぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８は、走査光源１３から出射される光の光軸に直交する矢印Ｙ方向へそれぞれ逆方向に撓み変形する。即ち、１対の固定側板ばね１７は、左上から右下方向へ撓むのに対し、１対の可動側板ばね１８は右上から左下方向に撓み、撓み方向が逆になる。このとき、固定側板ばね１７及び可動側板ばね１８は、荷重−撓み特性が等しく設定されている。このため、固定側板ばね１７と可動側板ばね１８は、それぞれ逆方向に等しい撓み量で変形する。

このため、変形緩和部材１９は、可動部材１４の矢印Ｙ方向の揺動距離ＬY1に対して距離１／２ＬY1だけ矢印Ｙ方向に移動する。従って、両板ばね１７，１８は、可動部材１４の揺動距離ＬY1の１／２に相当する分だけそれぞれ逆方向に撓み変形すればよい。このため、テーブル１１ｄと可動部材１４とを１対の板ばねだけで連結し、可動部材１４が同じ量揺動した場合の板ばねの撓み変形に比べると、それぞれ１対の固定側板ばね１７及び可動側板ばね１８は、変形緩和部材１９によって撓み変形が緩和される。また、変形緩和部材１９は、固定側板ばね１７によって固定部となるテーブル１１ｄと連結されているため、両板ばね１７，１８の撓み変形によって矢印Ｚで示す上方向に引き上げられる。この上方向に引き上げられる距離ＬZ1についても、テーブル１１ｄと可動部材１４とを１対の板ばねだけで連結した場合の１／２となる。このため、可動部材１４は、下方へ移動することなく矢印Ｙで示す左右方向へ一直線上を揺動する。これらの関係は、可動部材１４が矢印Ｙで示す左方向へ揺動したときにも同様である。

このように、変形緩和部材１９は、可動部材１４の揺動に伴う隣り合う対の連結部材であるそれぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８の撓み変形を緩和し、これにより可動部材１４の矢印Ｙで示す左右方向への一直線上の揺動を可能としている。

この結果、光走査用アクチュエータ１０は、図４に示すように、可動部材１４が水平矢印で示す右方向に揺動すると、走査光源１３から出射された光Ｌが走査レンズ１５によって水平方向に屈折されて前方へ投光される。このため、光走査用アクチュエータ１０は、走査光源１３から出射された光Ｌが可動部材１４の揺動に伴って水平方向に一直線上に走査される。なお、図中の点線は、可動部材１４が揺動を開始する前の停止時における可動部材１４、走査レンズ１５、連結部材１６及び変形緩和部材１９の位置を示している。

ここで、光走査用アクチュエータ１０は、固定側板ばね１７に比べてばね定数が小さい可動側板ばね１８Ａを使用すると、可動側板ばね１８Ａが撓み易いのに対して固定側板ばね１７が撓み難くなる。このため、図５に示すように、可動部材１４は、矢印Ｙで示す水平方向への揺動距離がＬYM1となるのに対し、変形緩和部材１９の揺動距離ＬYC1は可動部材１４の揺動距離ＬYM1の１／２以下となる。また、変形緩和部材１９は、矢印Ｚ方向に沿って距離ＬZ2上方向に引き上げられるが、両板ばね１７，１８の荷重−撓み特性が同じ場合の距離ＬZ1に比べて小さくなる（ＬZ1＞ＬZ2）。

しかも、可動側板ばね１８Ａは、長手方向に沿った矢印Ｚ方向の長さが、撓み変形が小さい固定側板ばね１７の矢印Ｚ方向の長さに対して短くなる。このため、可動部材１４は、矢印Ｚ方向に沿って距離ＬZ3下方へ沈み込みながら移動する。これらの関係は、可動部材１４が矢印Ｙで示す左方向へ揺動したときにも同様である。

この結果、光走査用アクチュエータ１０は、変形緩和部材１９によって可動部材１４の揺動に伴う隣り合う対の連結部材である固定側板ばね１７と可動側板ばね１８Ａの撓み変形が緩和されつつ、可動部材１４が矢印Ｙで示す左右方向へ移動するのに加えて矢印Ｚ方向に沿って下方へも移動する。このため、光走査用アクチュエータ１０は、固定側板ばね１７と可動側板ばね１８Ａの荷重−撓み特性を異ならせると、用いる走査レンズ１５の光学特性に対応させて可動部材１４を左右方向に加えて上下方向にも揺動させることができる。

一方、光走査用アクチュエータ１０は、固定側板ばね１７よりもばね定数が大きい可動側板ばね１８Ｂを使用することも可能である。この場合、可動部材１４は、可動側板ばね１８Ｂが固定側板ばね１７よりも撓み難くなるため、図６に示すように、揺動に伴って矢印Ｚ方向に沿って上方へ移動する。

（比較例）
ここで、比較のため、図７に示すように、本体２と可動部材５との間を走査光源７から出射される光に対して直交する上下方向に配置された１対の板ばね３によって連結した光走査用アクチュエータについて板ばね３の撓み変形について検討する。ここで、図７に示す光走査用アクチュエータは、本体２の上部に駆動部６が設置され、駆動部６の上に走査光源７が設けられている。また、走査レンズ４は、可動部材５に立設されている。

図７に示す光走査用アクチュエータは、駆動部６によって可動部材５を揺動させる。すると、１対の板ばね３が撓むのに伴い、可動部材５は、矢印Ｙで示す左右方向へ移動すると共に、矢印Ｚで示す上下方向へ移動する。このとき、可動部材５が矢印Ｙで示す右方向へ揺動した際の、可動部材５側から見た本体２、可動部材５及び１対の板ばね３の位置関係を図８に模式的に示す。ここで、図中、可動部材５が揺動を開始する前の停止時における可動部材５及び板ばね３の位置を点線で示している。

図７の光走査用アクチュエータは、図８に示すように、可動部材５の揺動によって１対の板ばね３が撓むことにより、可動部材５が矢印Ｚに沿って下方へ距離ＬZ4沈み込みながら移動する。この結果、図７の光走査用アクチュエータは、可動部材５が揺動すると、走査レンズ４も可動部材５の揺動に伴って下方へ移動しながら右方へと移動する。このため、図７の光走査用アクチュエータは、走査光源７が出射した光を、図８に示すように、右下方へ円弧を描きながら走査する。従って、図７の光走査用アクチュエータは、一直線に沿った水平方向への走査を行うことができなくなる。しかも、図７の光走査用アクチュエータは、可動部材５の揺動に伴って板ばねに沿って下方向にしか変形することができないので、可動部材５の可動範囲を調整することができない。

このように、実施の形態１の光走査用アクチュエータ１０は、可動部材１４の揺動に伴うそれぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８の撓み変形を変形緩和部材１９によって緩和すると共に、両板ばね１７，１８の荷重−撓み特性を同じにし、或いは異ならせて任意に変更することができる。このため、光走査用アクチュエータ１０は、可動部材１４を左右方向に一直線上に揺動させ、或いは両板ばね１７，１８Ａや両板ばね１７，１８Ｂの荷重−撓み特性を異ならせることによって、左右方向の揺動に加えて上下方向へも移動させることができるので、用いる板ばね対に沿った長さ方向における可動部材１４の可動範囲を調整することができ、１対の板ばねで本体と可動部材とを連結する従来の光走査用アクチュエータに比べて可動部材１４の可動範囲調整における柔軟性を備えている。

ここで、光走査用アクチュエータ１０は、連結部材としての固定側板ばね１７と可動側板ばね１８との矢印Ｘ方向の配置距離をさらに短くする場合には、図９に示す連結部材２０を用いてもよい。連結部材２０は、固定側板ばね１７と可動側板ばね１８とが変形緩和部材２１を介して連結されている。また、図１０に示す板ばね２２を用いてもよい。板ばね２２は、基板の幅方向中央に上部から下部近傍へスリット２２ａを形成したもので、スリット２２ａを挟んで一方が固定側板ばね２２ｂ、他方が可動側板ばね２２ｃとなり、スリット２２ａ下部の固定側板ばね２２ｂと可動側板ばね２２ｃを繋ぐ部分が変形緩和部材１９に対応した変形緩和部２２ｄとなる。

このように構成される板ばね２２を用いると、光走査用アクチュエータ１０は、構造が一層簡単になり、かつ、一層小型化を図ることができる。また、板ばね２２は、同一の荷重−撓み特性を有する板材を使用すれば、固定側板ばね２２ｂと可動側板ばね２２ｃの荷重−撓み特性が同じになり、荷重−撓み特性が異なる板材を使用すれば、固定側板ばね２２ｂと可動側板ばね２２ｃの荷重−撓み特性を異ならせることも可能である。この場合、連結部材２０の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８並びに板ばね２２の固定側板ばね２２ｂと可動側板ばね２２ｃは、矢印で示す板幅Ｗをそれぞれ異ならせることによって荷重−撓み特性を調整することも可能である。

（実施の形態２）
次に、本発明の光走査用アクチュエータにかかる実施の形態２について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態１の光走査用アクチュエータは、固定側板ばねと可動側板ばねとを前後に配置したのに対し、実施の形態２の光走査用アクチュエータは、固定側板ばねと可動側板ばねとを左右に配置している。図１１は、実施の形態２の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。図１２は、可動部材が右方向へ揺動した際の、固定部材、可動部材、変形緩和部材、固定側板ばね及び可動側板ばねの位置関係を模式的に示した模式図である。

光走査用アクチュエータ３０は、図１１に示すように、本体３１と、可動部材３４と、連結部材３６と、変形緩和部材３９とを備えている。

本体３１は、図１１に示すように、ベース部３１ａに支柱３１ｂが立設され、支柱３１ｂの上部に水平方向に設置部３１ｃが形成された固定部材である。本体３１は、設置部３１ｃ両側の側壁３１ｄに矢印Ｘ方向に延出するアーム３１ｅが設けられ、設置部３１ｃに駆動部３２が設置されている。駆動部３２は、駆動部１２と構成が同じであり、上面に走査光源３３が設置され、コイル、磁石及びヨーク３２ａによって磁気回路を構成している。駆動部３２は、コイルが可動部材３４に設置され、磁石は本体３１側に設けられ、可動部材３４を矢印Ｙに沿った左右方向に揺動させる。

可動部材３４は、図１１に示すように、上面の走査光源３３と対向する位置に走査レンズ３５が長手方向に配置して立設されている。走査レンズ３５は、走査レンズ１５と同様に、軽量なフレネルレンズが使用される。

連結部材３６は、図１１に示すように、走査光源３３から出射される光に対して直交する上下方向に配置され、１対の固定側板ばね３７と１対の可動側板ばね３８とを有している。１対の固定側板ばね３７と１対の可動側板ばね３８は、共に同じ荷重−撓み特性に設定されている。固定側板ばね３７は、上端が本体３１のアーム３１ｅ側面に連結され、下端は変形緩和部材３９の側面に連結されている。可動側板ばね３８は、上端が可動部材３４の側面に連結され、下端は変形緩和部材３９に形成された開口３９ａの内側面に連結されている。このため、それぞれ１対の固定側板ばね３７と可動側板ばね３８は、可動部材３４の揺動に伴って走査光源３３から出射される光の光軸に直交する方向へ撓み変形する。

変形緩和部材３９は、図１１に示すように、互いに並行する固定側板ばね１７の下端と可動側板ばね１８の下端とを連結し、可動部材１４の変形を緩和するフレーム状の部材であり、中央に開口３９ａが形成されている。変形緩和部材３９は、固定側板ばね３７と可動側板ばね３８とに支持され、可動部材３４の揺動に伴う隣接する固定側板ばね３７と可動側板ばね３８との撓み変形を緩和する。

光走査用アクチュエータ３０は、以上のように構成され、駆動部３２によって可動部材３４を揺動させる。すると、それぞれ１対の固定側板ばね３７と可動側板ばね３８は、共に同じ荷重−撓み特性に設定されているので、可動部材３４は、矢印Ｙで示す左右方向へ水平に揺動する。このとき、可動部材３４が矢印Ｙで示す右方向へ揺動した際の、可動部材３４側から見た本体３１のアーム３１ｅ、可動部材３４、変形緩和部材３９、それぞれ１対の固定側板ばね３７及び可動側板ばね３８の位置関係を図１２に模式的に示す。ここで、図中、可動部材３４が揺動を開始する前の停止時における変形緩和部材３９及び両板ばね３７，３８の位置を点線で示している。

図１２に示すように、可動部材３４が右方へ揺動すると、１対の固定側板ばね３７と１対の可動側板ばね３８は、走査光源３３から出射される光の光軸に直交する矢印Ｙ方向へそれぞれ逆方向に撓み変形する。即ち、１対の固定側板ばね３７は、左上から右下方向へ撓むのに対し、１対の可動側板ばね３８は右上から左下方向に撓み、撓み方向が逆になる。このとき、１対の固定側板ばね３７及び１対の可動側板ばね３８は、荷重−撓み特性が等しく設定されている。このため、固定側板ばね３７と可動側板ばね３８は、それぞれ逆方向に等しい撓み量で変形する。

このため、変形緩和部材３９は、可動部材３４の矢印Ｙ方向の揺動距離ＬY2に対して距離１／２ＬY2だけ矢印Ｙ方向に移動する。従って、両板ばね３７，３８は、可動部材３４の揺動距離ＬY2の１／２に相当する分だけそれぞれ逆方向に撓み変形すればよい。このため、変形緩和部材３９を用いずに可動部材３４を下方に配置し、両側のアーム３１ｅと可動部材３４とを１対の板ばねだけで連結し、可動部材３４が同じ量揺動した場合の板ばねの撓み変形に比べると、それぞれ１対の固定側板ばね３７及び可動側板ばね３８は、変形緩和部材３９によって撓み変形が緩和される。また、変形緩和部材３９は、固定側板ばね３７によって固定部となるアーム３１ｅと連結されているため、両板ばね３７，３８の撓み変形によって矢印Ｚで示す上方向に引き上げられる。この上方向に引き上げられる距離ＬZ5についても、アーム３１ｅと可動部材３４とを１対の板ばねだけで連結した場合の１／２となる。このため、可動部材３４は、下方へ移動することなく矢印Ｙで示す左右方向へ一直線上を揺動する。これらの関係は、可動部材３４が矢印Ｙで示す左方向へ揺動したときにも同様である。

このように、変形緩和部材３９は、可動部材３４の揺動に伴う隣り合う対の連結部材であるそれぞれ１対の固定側板ばね３７と可動側板ばね３８の撓み変形を緩和し、これにより可動部材３４の矢印Ｙで示す左右方向への一直線上の揺動を可能としている。

この結果、光走査用アクチュエータ３０は、走査光源３３から出射された光が可動部材３４の揺動に伴って一直線上を水平方向に走査される。

ここで、光走査用アクチュエータ３０は、可動側板ばね３８に比べて固定側板ばね３７Ａのばね定数を大きくすると、可動側板ばね３８に比べて固定側板ばね３７Ａが撓み難くなる。このため、図１３に示すように、可動部材３４は、矢印Ｙで示す水平方向への揺動距離がＬYM2となるのに対し、変形緩和部材３９の揺動距離ＬYC2は可動部材３４の揺動距離ＬYM2の１／２以下となる。また、変形緩和部材３９は、矢印Ｚ方向に沿って距離ＬZ6上方向に引き上げられるが、両板ばね３７，３８の荷重−撓み特性が同じ場合の距離ＬZ5に比べて小さくなる（ＬZ5＞ＬZ6）。

一方、撓み変形が大きい可動側板ばね３８は、長手方向に沿った矢印Ｚ方向の長さが、撓み変形が小さい固定側板ばね３７Ａの矢印Ｚ方向の長さに対して短くなる。このため、可動部材３４は、矢印Ｚ方向に沿って距離ＬZ7下方へ沈み込みながら移動する。これらの関係は、可動部材３４が矢印Ｙで示す左方向へ揺動したときにも同様である。

この結果、光走査用アクチュエータ３０は、変形緩和部材３９によって可動部材３４の揺動に伴う隣り合う対の連結部材である固定側板ばね３７Ａと可動側板ばね３８の撓み変形が緩和されつつ、可動部材３４が矢印Ｙ方向へ水平に移動するのに加えて矢印Ｚ方向に沿って下方へも移動する。このため、光走査用アクチュエータ３０は、用いる走査レンズ３５の光学特性に対応させて可動部材３４を左右方向に加えて上下方向にも揺動させることができる。

また、光走査用アクチュエータ３０は、固定側板ばね３７と可動側板ばねと３８を左右方向に隣り合わせて配置したので、実施の形態１の光走査用アクチュエータ１０に比べて、走査光源３３から出射される光の光軸方向に沿った光軸方向寸法を小さくすることができる。

ここで、光走査用アクチュエータ３０は、走査レンズ３５の光学特性によっては、可動側板ばね３８よりも固定側板ばね３７のばね定数を大きく設定して使用することも可能である。この場合、可動部材３４は、揺動に伴って矢印Ｚ方向に沿って上方へ移動する。

（実施の形態３）
次に、本発明の光走査用アクチュエータにかかる実施の形態３について、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態１の光走査用アクチュエータは、固定側板ばねと可動側板ばねとを走査光源から出射される光の光軸に直交する方向に配置したのに対し、実施の形態３の光走査用アクチュエータは、固定側板ばねと可動側板ばねとを走査光源から出射される光の光軸方向に配置している。図１４は、実施の形態３の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。ここで、実施の形態３の光走査用アクチュエータは、実施の形態１の光走査用アクチュエータと同じ構成部材については同じ符号を使用している。

光走査用アクチュエータ４０は、本体１１に駆動部１２が設置され、本体１１と可動部材１４との間を連結する連結部材１６、即ち、それぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８は、変形緩和部材１９を介して互いに連結されている。ここで、走査光源１３は、高さ方向の位置を調節する調節部材を介して図中一点鎖線で示すように本体１１に設置される。

従って、光走査用アクチュエータ４０は、それぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８の荷重−撓み特性を等しく設定すると、駆動部１２によって可動部材１４を矢印Ｙ方向に揺動させると、固定側板ばね１７と可動側板ばね１８の撓み変形が変形緩和部材１９によって緩和され、可動部材１４を矢印Ｙで示す左右方向へ一直線上を揺動させることができる。また、光走査用アクチュエータ４０は、それぞれ１対の固定側板ばね１７と可動側板ばね１８の荷重−撓み特性を異ならせると、水平方向の揺動に加えて光軸方向へも移動させることができるので、両板ばね１７，１８に沿った長さ方向における可動部材１４の可動範囲を調整することができ、可動部材１４の可動範囲調整における柔軟性を備えている。

ここで、上記各実施の形態の光走査用アクチュエータは、連結部材として板ばねを２対有する場合について説明したが、本発明の光走査用アクチュエータは、連結部材を複数対有している。このため、上下方向に配置される連結部材を３対有している場合、例えば、実施の形態１の光走査用アクチュエータについては、本体１１のテーブル１１ｄ、可動部材１４、連結部材及び変形緩和部材１９を模式的に示す模式図で説明すると、図１５に示すように、一端がテーブル１１ｄに連結される板ばね対１６Ａの他端と板ばね対１６Ｂの一端を変形緩和部材１９Ａで連結する共に、板ばね対１６Ｂの他端と板ばね対１６Ｃの一端を変形緩和部材１９Ｂで連結し、板ばね対１６Ｃの他端を可動部材１４に連結する。また、図１６に示すように、一端がテーブル１１ｄに連結される板ばね対１６Ａの他端と板ばね対１６Ｄの一端を変形緩和部材１９Ａで、板ばね対１６Ｄの他端と板ばね対１６Ｅの一端を変形緩和部材１９Ｂで、それぞれ連結し、板ばね対１６Ｅの他端を可動部材１４に連結してもよい。

一方、上下方向に配置される連結部材を４対有している場合は、図１７に示すように、一端がテーブル１１ｄに連結される板ばね対１６Ａの他端と板ばね対１６Ｄの一端を変形緩和部材１９Ａで、板ばね対１６Ｄの他端と板ばね対１６Ｅの一端を変形緩和部材１９Ｂで、板ばね対１６Ｅの他端と板ばね対１６Ｆの一端を変形緩和部材１９Ｃで、それぞれ連結し、板ばね対１６Ｆの他端を可動部材１４に連結する。この場合、図１８に示すように、板ばね対１６Ｄ，１６Ｅに代えて板ばね対１６Ｂを使用してもよい。

ここで、板ばね対１６Ａ〜１６Ｆのうち隣り合う板ばね対は、光走査用アクチュエータで使用する走査レンズの光学特性によって荷重−撓み特性を等しく設定してもよいし、異ならせてもよい。

また、変形緩和部材は、複数、例えば、２つであってもよく、この場合、各変形緩和部材は、異なる２対の連結部材のそれぞれの対から選んだ２つの連結部材を連結するようにしてもよい。この関係を、固定部材、可動部材、変形緩和部材、固定側板ばね及び可動側板ばねの配置を、実施の形態２説明した光走査用アクチュエータ３０で使用した構成部材の符号を使用して模式的に示す図１９を用いて説明する。即ち、図１９に示すように、変形緩和部材３９Ａは、左側に位置するアーム３１ｅと可動部材３４との間を異なる１対の固定側板ばね３７と１対の可動側板ばね３８から選んだ２つの固定側板ばね３７と可動側板ばね３８を連結する。また、変形緩和部材３９Ｂは、右側に位置するアーム３１ｅと可動部材３４との間を異なる１対の固定側板ばね３７と１対の可動側板ばね３８から選んだ残る２つの固定側板ばね３７と可動側板ばね３８を連結する。

このようにすると、変形緩和部材３９Ａ，Ｂは、個々の固定側板ばね３７と可動側板ばね３８の変形を緩和することができる。

なお、上記各実施の形態の光走査用アクチュエータは、連結部材として板ばねを使用したが、可動部材を揺動させて光を走査することができれば、板ばねに代えてワイヤーやコイルスプリング等によって可動部材を支持して揺動させてもよい。

実施の形態１の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。 駆動部を外した光走査用アクチュエータの斜視図である。 可動部材が右方向へ揺動した際の、固定部材、可動部材、変形緩和部材、固定側板ばね及び可動側板ばねの位置関係を模式的に示した模式図である。 光走査用アクチュエータの走査光源から出射された光が可動部材の水平方向への揺動に伴って直線上を水平方向に走査される様子を示す斜視図である。 固定側板ばねに比べて荷重−撓み特性が大きい可動側板ばねを使用した場合に、可動部材が右方向へ揺動した際の、固定部材、可動部材、変形緩和部材、固定側板ばね及び可動側板ばねの位置関係を模式的に示した模式図である。 固定側板ばねに比べて荷重−撓み特性が小さい可動側板ばねを使用した場合に、可動部材が右方向へ揺動した際の、固定部材、可動部材、変形緩和部材、固定側板ばね及び可動側板ばねの位置関係を模式的に示した模式図である。 実施の形態１の比較例に係る光走査用アクチュエータを示す斜視図である。 可動部材が右方向へ揺動した際の、固定部材、可動部材及び板ばねの位置関係を模式的に示した模式図である。 実施の形態１の光走査用アクチュエータで使用する連結部材の第一の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１の光走査用アクチュエータで使用する連結部材の第二の変形例を示す斜視図である。 実施の形態２の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。 可動部材が右方向へ揺動した際の、固定部材、可動部材、変形緩和部材、固定側板ばね及び可動側板ばねの位置関係を模式的に示した模式図である。 隣り合う板ばね対の荷重−撓み特性が異なる場合に可動部材が右方向へ揺動した際の、図１２に対応した模式図である。 実施の形態３の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。 本発明の光走査用アクチュエータにおける複数対の板ばねの配置の第一の変形例を示す模式図である。 本発明の光走査用アクチュエータにおける複数対の板ばねの配置の第二の変形例を示す模式図である。 本発明の光走査用アクチュエータにおける複数対の板ばねの配置の第三の変形例を示す模式図である。 本発明の光走査用アクチュエータにおける複数対の板ばねの配置の第四の変形例を示す模式図である。 本発明の光走査用アクチュエータにおける板ばねと変形緩和部材との配置に関する第五の変形例を示す模式図である。 従来の光走査用アクチュエータを示す斜視図である。

符号の説明

１０，３０ 光走査用アクチュエータ
１１，３１ 本体
１２，３２ 駆動部
１３，３３ 走査光源
１４，３４ 可動部材
１５，３５ 走査レンズ
１６，３６ 連結部材
１７，３７ 固定側板ばね
１８，３８ 可動側板ばね
１９，３９ 変形緩和部材
２０ 板ばね

Claims (7)

1. 光源が設置された固定部材と、
   前記光源から出射された光を屈折させる光学部品が搭載され、駆動手段によって前記光学部品の光軸に直交する方向へ揺動される可動部材と、
   前記固定部材と前記可動部材との間を連結すると共に、前記可動部材を支持し、前記可動部材の揺動に伴って前記光源から出射される光の光軸に直交する方向へ撓み変形する連結部材と、
   を備え、前記可動部材の揺動に伴う前記光学部品の揺動によって前記光源から出射された光を揺動方向へ走査させる光走査用アクチュエータにおいて、
   前記連結部材は、複数対の連結部材を有し、
   前記複数対の連結部材は、前記可動部材の揺動に伴う前記連結部材の撓み変形を緩和する１又は複数の変形緩和部材を介して互いに連結されていることを特徴とする光走査用アクチュエータ。
2. 前記１又は複数の変形緩和部材は、隣り合う対の連結部材を連結することを特徴とする請求項１に記載の光走査用アクチュエータ。
3. 前記１又は複数の変形緩和部材の各変形緩和部材は、異なる２対の連結部材のそれぞれの対から選んだ２つの連結部材を連結することを特徴とする請求項１に記載の光走査用アクチュエータ。
4. 前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して直交する方向に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が同じ板ばねであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光走査用アクチュエータ。
5. 前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して直交する方向に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が異なる板ばねであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光走査用アクチュエータ。
6. 前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して平行に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が同じ板ばねであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光走査用アクチュエータ。
7. 前記複数対の連結部材は、前記光源から出射される光に対して平行に配置され、連結部材対間の荷重−撓み特性が異なる板ばねであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光走査用アクチュエータ。

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