JP2011133459A - ミラーアクチュエータおよびビーム照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支持部に対する回動軸の衝突を抑制でき、もって、円滑な動作を実現可能なミラーアクチュエータおよびこのミラーアクチュエータを搭載したビーム照射装置を提供する。
【解決手段】ミラー１５０をチルト方向に回動可能に支持する支軸１１１の両端には、抜け止め用のＥリング１１７ａ、１１７ｂが装着されている。これら２つのＥリング１１７ａ、１１７ｂのうち、右側のＥリング１１７ａのみを磁性材料により構成する。このＥリング１１７ａとマグネット１３２との間に働く磁力により、支軸１１１が右側に付勢される。よって、ミラー１５０のパン方向駆動時に、支軸１１１が左右に移動するのが抑制され、軸受け１１６ａに対する支軸１１１の衝突を抑制できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、２つの軸を回動軸としてミラーを回動させるミラーアクチュエータ、および、このミラーアクチュエータを搭載したビーム照射装置に関する。

近年、走行時の安全性を高めるために、レーザレーダが、家庭用乗用車等に搭載されている。一般に、レーザレーダは、レーザ光を目標領域内でスキャンさせ、各スキャン位置における反射光の有無から、各スキャン位置における障害物の有無を検出する。さらに、各スキャン位置におけるレーザ光の照射タイミングから反射光の受光タイミングまでの所要時間をもとに、障害物までの距離が検出される。レーザレーダには、目標領域においてレーザ光を走査させるためのアクチュエータが配されている。

かかるアクチュエータとして、たとえば、２つの軸を回動軸としてミラーを回動させるミラーアクチュエータを用いることができる（特許文献１）。このミラーアクチュエータでは、レーザ光が、斜め方向からミラーに入射される。２つの軸を回動軸としてミラーが水平方向と鉛直方向に回動されると、目標領域内においてレーザ光が水平方向と鉛直方向に振られる。

特開２００８−２８１３３９号公報

かかるミラーアクチュエータでは、前記２つの回動軸と、これら回動軸を支持する支持部との間に、回動軸に平行な方向の隙間が設けられている。これにより、支持部が熱等により変形した場合にも、回動軸の端部に支持部が強く押しつけられることが回避できる。よって、回動軸の回動が安定なものとなる。

しかしながら、このように隙間が設けられると、ミラーの駆動時に、ミラーの回動に伴って回動軸の端部が支持部の方向に移動して支持部に衝突するとの問題が生じる。レーザレーダでは、ミラーが高速かつ短周期で回動する。このため、ミラー駆動時には、短周期で支持部に対する回動軸の衝突が繰り返される。かかる衝突が繰り返されると、騒音が発生する。また、アクチュエータに小さな衝撃が繰り返し掛かるため、アクチュエータの特性に劣化が生じる惧れもある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、支持部に対する回動軸の衝突を抑制でき、もって、円滑な動作を実現可能なミラーアクチュエータおよびこのミラーアクチュエータを搭載したビーム照射装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、ミラーアクチュエータに関する。本態様に係るミラーアクチュエータは、ミラーを回動させるための回動軸と、前記回動軸を回動可能に支持する支持部と、前記回動軸に配されると共に前記回動軸に平行な方向において前記支持部に所定の隙間をもって対向する摺接部材と、前記回動軸に平行な一方向に前記回動軸を付勢して前記摺接部材を前記支持部に当接させる付勢手段とを有する。

本発明の第２の態様は、ビーム照射装置に関する。本態様に係るビーム照射装置は、上記第１の態様に係るミラーアクチュエータと、前記ミラーアクチュエータのミラーにレーザ光を供給するレーザ光源とを有する。

本発明によれば、支持部に対する回動軸の衝突を抑制でき、もって、円滑な動作を実現可能なミラーアクチュエータおよびこのミラーアクチュエータを搭載したビーム照射装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

実施の形態に係るミラーアクチュエータの分解斜視図を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 実施の形態に係るミラーアクチュエータの効果を説明する図である。 実施の形態に係るビーム照射装置の光学系を示す図である。 実施の形態に係るビーム照射装置の光学系を示す図である。 変更例１に係るミラーアクチュエータの構成と効果を説明する図である。 変更例２に係るミラーアクチュエータの分解斜視図を示す図である。 変更例２に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 変更例２に係るミラーアクチュエータの組立過程を示す図である。 変更例３に係るミラーアクチュエータの分解斜視図を示す図である。 変更例３に係るミラーアクチュエータの構成と効果を説明する図である。 変更例２に係るミラーアクチュエータの一部を変更した構成を示す図である。

図１は、本実施の形態に係るミラーアクチュエータ１００の分解斜視図である。

ミラーアクチュエータ１００は、チルトユニット１１０と、パンユニット１２０と、マグネットユニット１３０と、ヨークユニット１４０と、ミラー１５０と、透過板２００とを備えている。

チルトユニット１１０は、支軸１１１と、チルトフレーム１１２と、２つのチルトコイル１１３とを備えている。支軸１１１には、中央に、上下方向に貫通する孔１１１ａと、前から孔１１１ａに貫通する孔１１１ｂが形成されている。また、支軸１１１には、前後に貫通する２つのネジ穴１１１ｃが形成され、さらに両端部近傍に２つの溝１１１ｄが形成されている。

チルトフレーム１１２には、左右に、チルトコイル１１３を装着するためのコイル装着部１１２ａが形成されている。また、チルトフレーム１１２には、支軸１１１のネジ穴１１１ｃに対応する位置に、前後に貫通する２つの孔１１２ｂが形成されている。

支軸１１１側に配された２つのネジ穴１１１ｃをチルトフレーム１１２側の２つの孔１１２ｂに対向させた状態で、後方から、２つのネジ１１５が孔１１２ｂを通してネジ穴１１１ｃに螺着されることにより、支軸１１１がチルトフレーム１１２に装着される。さら
に、チルトフレーム１１２のコイル装着部１１２ａに、左右から、チルトコイル１１３を装着することにより、図２（ａ）に示すように、チルトユニット１１０が完成する。なお、図２（ａ）には、支軸１１１に、軸受け１１６ａ、１１６ｂと、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂと、３つのポリスライダーワッシャ１１８が装着された状態が示されている。

完成したチルトユニット１１０には、後述の如くして、パンユニット１２０が装着される。その後、チルトユニット１１０は、軸受け１１６ａ、１１６ｂと、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂと、ポリスライダーワッシャ１１８と、軸固定部材１４２を用いて、後述の如く、ヨーク１４１に取り付けられる。

図１に戻り、パンユニット１２０は、パンフレーム１２１と、支軸１２２と、パンコイル１２３を備えている。パンフレーム１２１には、凹部１２１ａを挟んで上板部１２１ｂと下板部１２１ｃが形成されている。これら上板部１２１ｂと下板部１２１ｃには、支軸１２２を通すための孔１２１ｄが上下に並ぶように形成されている。また、上板部１２１ｂと下板部１２１ｃの前面には、ミラー１５０を嵌め込むための段部１２１ｅが形成されている。さらに、下板部１２１ｃからは、下方向に足部１２１ｆが形成され、この足部１２１ｆに、透過板２００を嵌め込むための凹部１２１ｇが形成されている。なお、パンフレーム１２１の背面には、パンコイル１２３を装着するためのコイル装着部（図示せず）が形成されている。

支軸１２２には、前後に貫通するネジ穴１２２ａが形成され、このネジ穴１２２ａの上下に溝１２２ｂ、１２２ｃが形成されている。支軸１２２の上端には、バランサ１２２ｄが装着されている。２つの溝１２２ｂと１２２ｃ間の距離は、パンフレーム１２１の上板部１２１ｂの内側面と下板部１２１ｃの内側面との間の距離よりも小さくなっている。

マグネットユニット１３０は、フレーム１３１と、２つのパンマグネット１３３と、８つのチルトマグネット１３２とを備えている。フレーム１３１は、前側に凹部１３１ａを有する形状となっている。フレーム１３１の上板部１３１ｂには、前後方向に、２つの切り欠き１３１ｃが形成され、さらに、中央に、ネジ穴１３１ｄが形成されている。８つのマグネット１３２は、フレーム１３１の左右の内側面に、上下２段に分けて装着されている。また、２つのマグネット１３３は、図示の如く、フレーム１３１の内側面に、前後方向に傾くように装着されている。

ヨークユニット１４０は、ヨーク１４１と、軸固定部材１４２を備えている。ヨーク１４１は、磁性部材からなっている。ヨーク１４１には、左右に壁部１４１ａが形成され、これら壁部１４１ａの下端には、チルトユニット１１０の支軸１１１を装着するための凹部１４１ｂが形成されている。ヨーク１４１の上部には上下に貫通する２つのネジ穴１４１ｃが形成され、さらに、マグネットユニット１３３のネジ穴１３１ｄに対応する位置に、上下に貫通する孔１４１ｄが形成されている。２つの壁部１４１ａの内側面間の距離は、支軸１１１の２つの溝１１１ｄ間の距離よりも大きくなっている。

軸固定部材１４２は、可撓性を有する金属性の薄板部材である。軸固定部材１４２の前側には、板ばね部１４２ａ、１４２ｂが形成され、これら板ばね部１４２ａ、１４２ｂの下端には、それぞれ、チルトユニット１１０の軸受け１１６ａ、１１６ｂの脱落を規制するための受け部１４２ｃ、１４２ｄが形成されている。また、軸固定部材１４２の上板部には、ヨーク１４１側の２つのネジ穴１４１ｃに対応する位置にそれぞれ孔１４２ｅが形成され、さらに、ヨーク１４１側の孔１４１ｄに対応する位置に孔１４２ｆが形成されている。

ミラーアクチュエータ１００の組み立て時には、上記の如くして、図２（ａ）に示すチ
ルトユニット１１０が組み立てられた後、以下のようにして、パンユニット１２０がチルトユニット１１０の支軸１１１に装着される。

まず、パンフレーム１２１の上板部１２１ｂと下板部１２１ｃにそれぞれ形成された孔１２１ｄに、凹部１２１ａ側から軸受け１２４ａ、１２４ｂを嵌め込んで固着する。次に、パンフレーム１２１の背面にパンコイル１２３を装着する。さらに、パンフレーム１２１の凹部１２１ｇに透過板２００を嵌め込み、透過板固定金具２０１で透過板２００をパンフレーム１２１の足部１２１ｆに固定する。

その後、パンフレーム１２１の凹部１２１ａに、チルトフレーム１１２と支軸１１１を挿入し、支軸１１１の孔１１１ａとパンフレーム１２１側の軸受け１２４ａ、１２４ｂを上下に並べる。この状態で、上側から支軸１２２を孔１１１ａと軸受け１２４ａ、１２４ｂに通す。このとき、３つのポリスライダーワッシャ１２５を、凹部１２１ａ内において、支軸１２２に通しておく。さらに、支軸１１１の孔１１１ｂと支軸１２２のネジ穴１２２ａとを合わせて、前方から、ネジ１１４が孔１１１ｂを通してネジ穴１２２ａに螺着される。これにより、支軸１２２が支軸１１１に固定される。

その後、３つのポリスライダーワッシャ１２５が支軸１２２の下側の溝１２２ｃよりも下の位置となるようにパンフレーム１２１をスライドさせ、下側の溝１２２ｃにＥリング１２６ｂを嵌め込む。さらに、支軸１２２の上側の溝１２２ｂを凹部１２１ａ内に位置づけて、この溝１２２ｂにＥリング１２６ａを嵌め込む。これにより、図２（ｂ）に示すように、パンユニット１２０がチルトユニット１１０に装着される。この状態で、パンフレーム１２１は、支軸１２２の周りに回動可能となり、また、支軸１２２に沿って上下に僅かに移動可能となる。

こうしてパンユニット１２０が装着された後、パンフレーム１２１の段部１２１ｅにミラー１５０が嵌め込まれて固定される。その後、チルトユニット１１０の支軸１１１の両端に装着された軸受け１１６ａ、１１６ｂを、図１に示すヨーク１４１の凹部１４１ａ、１４１ｂに嵌め込む。そして、この状態で、軸受け１１６ａ、１１６ｂが凹部１４１ａ、１４１ｂから脱落しないように、軸固定部材１４２をヨーク１４１に装着する。すなわち、受け部１４２ｃが軸受け１１６を下から支え、且つ、受け部１４２ｄが軸受け１１６を前方から挟むようにして軸固定部材１４２をヨーク１４２に装着する。この状態で、軸固定部材１４２の２つの孔１４２ａを介して２つのネジ１４３をヨーク１４１のネジ穴１４１ｃに螺着する。これにより、図２（ｂ）に示す構成体がヨークユニット１４０に装着される。

こうして、図３（ａ）に示す構成体が完成する。この状態で、チルトフレーム１１２は、パンフレーム１２１と一体的に、支軸１１１の周りに回動可能となり、また、支軸１１１に沿って左右に僅かに移動可能となる。

なお、支軸１１１の両端は、上記の如く、軸固定部材１４２によって、弾性変位可能に、ヨーク１４１の凹部１４１ｂに取り付けられている。図４（ａ）は、図４（ｃ）のＡ−Ａ’断面、図４（ｂ）は、図４（ｃ）のＢ−Ｂ’断面図である。凹部１４１ｂは、図４（ｂ）に拡大して示すとおり、２つの直線部Ｌ１と、これら直線部Ｌ２から一定角度傾斜した直線部Ｌ２と、２つの直線部Ｌ２を繋ぐ曲線部Ｌ３を持つ形状となっている。２つの直線部Ｌ１間の幅Ｗは、軸受け１１６ａ、１１６ｂの外径と略同じになっている。ヨーク１４１に形成された２つの凹部１４１ｂは、何れも、この形状を有している。

２つの軸受け１１６ａ、１１６ｂが、下側から、対応する凹部１４１ｂに挿入されると、２つの直線部Ｌ１と、２つの直線部Ｌ２が、それぞれ、軸受け１１６ａ、１１６ｂの外
周に当接する。このとき、曲線部Ｌ３は、軸受け１１６ａ、１１６ｂには当接しない。軸受け１１６ａは、この状態で、図４（ｂ）に示すように、受け部１４２ｃの押さえ板Ｂによって、上側に押さえられる。これにより、軸受け１１６ｂが、凹部１４１ｂに装着される。

なお、図４（ａ）には図示されていないが、軸受け１１６ｂも、上記と同様にして凹部１４１ｂに装着される。図４（ａ）に拡大して示すとおり、受け部１４２ｄにも、軸受け１１６ｂを上側に押さえるための押さえ板Ｂが形成されている。軸受け１１６ｂは、この押さえ板Ｂによって、上側に押さえられる。

支軸１１１の両端は、押さえ板Ｂが弾性変形可能であるため、凹部１４１ｂに強固に固定されずに、弾性変位可能となっている。このように支軸１１１の両端が弾性変位可能となっているため、成型時に、支軸１１１の形状や凹部１４１ｂの形状および配置に誤差が生じても、支軸１１１を凹部１４１ｂに円滑に装着することができ、且つ、支軸１１１を不具合なく回転させることができる。

こうして組み立てられた図３（ａ）の構成体は、ヨーク１４１の２つの壁部１４１ａが、それぞれ、マグネットユニット１３０側のフレーム１３１の切り欠き１３１ｃに挿入されるようにして、マグネットユニット１３０に装着される。そして、この状態で、軸固定部材１４２の孔１４２ｆとヨーク１４１の孔１４１ｄを通して、ネジ１４４が、マグネットユニット１３０のネジ穴１３１ｄに螺着される。これにより、図３に示す構成体が、マグネットユニット１３０に固着される。こうして、図３（ｂ）に示すように、ミラーアクチュエータ１００の組み立てが完了する。

図３（ｂ）に示す組み立て状態において、パンフレーム１２１が支軸１２２を軸として回動すると、これに伴ってミラー１５０が回動する。また、チルトフレーム１１２が支軸１１１を軸として回動すると、これに伴ってパンユニット１２０が回動し、パンユニット１２０と一体的にミラー１５０が回動する。このように、ミラー１５０は、互いに直交する支軸１１１、１２２によって回動可能に支持され、チルトコイル１１３およびパンコイル１２３への通電によって、支軸１１１、１２２の周りに回動する。このとき、パンユニット１２０に装着された透過板２００も、ミラー１５０の回動に伴って回動する。

なお、バランサ１２２ｄは、図２（ｂ）に示す構成体が、支軸１１１を軸として回動するとき、かかる回動がバランス良く行われるよう調整するためのものである。かかる回動のバランスは、バランサ１２２の重さによって調整される。この他、バランサ１２２が上下に変位可能であれば、下方向の位置を微調整することにより、回動のバランスを調整可能である。

図３（ｂ）に示すアセンブル状態において、８個のマグネット１３２は、チルトコイル１１３に電流を印加することにより、チルトフレーム１１２に支軸１１１を軸とする回動力が生じるよう、配置および極性が調整されている。したがって、コイル１１３に電流を印加すると、コイル１１３に生じる電磁駆動力によって、チルトフレーム１１２が、支軸１１１を軸として回動し、これに伴って、ミラー１５０と透過板２００が回動する。

また、図３（ｂ）に示すアセンブル状態において、２個のマグネット１３３は、パンコイル１２３に電流を印加することにより、パンフレーム１２１に支軸１２２を軸とする回動力が生じるよう、配置および極性が調整されている。したがって、パンコイル１２３に電流を印加すると、パンコイル１２３に生じる電磁駆動力によって、パンフレーム１２１が、支軸１２２を軸として回動し、これに伴って、ミラー１５０と透過板２００が回動する。

ところで、本実施の形態に係るミラーアクチュエータ１００では、支軸１１１が、左右方向に移動可能となっている。これにより、温度変化によってヨーク１４１が変形し、ヨーク１４１の２つの壁部１４１ａの傾き（開き具合）が変化しても、支軸１１１に対し左右方向に不所望な力が掛かることが防止され、支軸１１１を円滑に回動させることができる。同様の観点から、支軸１２２も上下方向に移動可能となっている。ミラーアクチュエータ１００が車載用のレーザレーダに搭載される場合には、特に、温度変化が大きいため、このように支軸１１１、１２２を移動可能にしておく必要がある。

しかし、このように支軸１１１が左右に移動可能になっていると、ミラー１５０の駆動時に、ミラー１５０の左右方向（パン方向）の回動に伴って、支軸１１１の端部が左右方向に移動して、軸受け１１６ａ、１１６ｂに衝突するとの問題が生じる。ミラーアクチュエータ１００がレーザレーダに搭載される場合、ミラー１５０が高速かつ短周期でパン方向に回動する。このため、ミラー１５０の駆動時には、短周期で軸受け１１６ａ、１１６ｂに対する支軸１１１の衝突が繰り返される。かかる衝突が繰り返されると、騒音が発生し、また、アクチュエータ１００の特性に劣化が生じる惧れもある。なお、支軸１２２は、重力により下方向の力を受けるため、このような衝突は起こりにくい。

そこで、本実施の形態では、２つのＥリング１１７ａ、１１７ｂのうち、右側のＥリング１１７ａのみを磁性材料により形成し、左側のＥリング１１７ｂは、非磁性材料により形成されている。

図５は、このようにＥリング１１７ａ、１１７ｂを構成することによる効果を説明する図である。同図（ａ）は、ミラーアクチュエータ１００の正面図、同図（ｂ）は、同図（ａ）の破線部分を拡大した図である。

このように右側のＥリング１１７ａのみを磁性材料により形成すると、このＥリング１１７ａとマグネットユニット１３０の右側のマグネット１３２との間に磁力が生じ、この磁力により、支軸１１１が右方向に付勢される。この付勢によって、ポリスライダーワッシャ１１８がＥリング１１７ａに押されて、軸受け１１６ａに押し付けられる。これにより、ミラー１５０がパン方向に回動された際の、支軸１１１の左右の移動が抑制される。よって、上記の騒音が抑制され、また、支軸１１１の衝突によるミラーアクチュエータ１００の特性劣化が抑制される。

なお、Ｅリング１１７ａと軸受け１１６ａとの間には、３枚のポリスライダーワッシャ１１８が配されているため、このように支軸１１１が付勢されても、支軸１１１は円滑に回動できる。よって、ミラー１５０の上下方向（チルト方向）の回動は、良好に行われ得る。

図６および図７は、上記ミラーアクチュエータ１００が配されたビーム照射装置の構成を示す図である。

図６は、走査光学系を示す図である。図中、５００は、ベースである。同図では、ベース５００の上面が水平になっている。ベース５００には、ミラーアクチュエータ１００の設置位置に開口５０３ａが形成され、この開口５０３ａに透過板２００が挿入されるようにして、ミラーアクチュエータ１００がベース５００上に装着されている。ミラーアクチュエータ１００は、図１に示す上下方向が、図４に示す鉛直方向となるように、ベース５００に装着される。

ベース５００の上面には、レーザ光源４０１と、ビーム整形用のレンズ４０２、４０３
が配置されている。レーザ光源４０１は、ベース５００の上面に配されたレーザ光源用の基板４０１ａに装着されている。

レーザ光源４０１から出射されたレーザ光（以下、「走査用レーザ光」という）は、レンズ４０２、４０３によって、それぞれ、水平方向および鉛直方向の収束作用を受ける。レンズ４０２、４０３は、目標領域（たとえば、ビーム照射装置のビーム出射口から前方１００ｍ程度の位置に設定される）におけるビーム形状が、所定の大きさ（たとえば、縦２ｍ、横１ｍ程度の大きさ）になるよう設計されている。

レンズ４０２は、鉛直方向にレンズ効果があるシリンドリカルレンズであり、レンズ４０３は、走査用レーザ光を略平行光とするための非球面レンズである。レーザ光源から出射されたビームは、鉛直方向と水平方向で広がり角が異なる。１つ目のレンズ４０２は、鉛直方向と水平方向におけるレーザ光の広がり角の比率を変える。２つ目のレンズ４０３は、出射ビームの広がり角(鉛直方向と水平方向の両方）の倍率を変える。

レンズ４０２、４０３を透過した走査用レーザ光は、ミラーアクチュエータ１００のミラー１５０に入射し、ミラー１５０によって目標領域に向かって反射される。ミラーアクチュエータ１００によってミラー１５０が二軸駆動されることにより、走査用レーザ光が目標領域内においてスキャンされる。

ミラーアクチュエータ１００は、ミラー１５０が中立位置にあるときに、レンズ４０３からの走査用レーザ光がミラー１５０のミラー面に対し水平方向において４５度の入射角で入射するよう配置されている。なお、「中立位置」とは、ミラー面が鉛直方向に対し平行で、且つ、走査用レーザ光がミラー面に対し水平方向において４５度の入射角で入射するときのミラー１５０の位置をいう。

ベース５００の下面には、回路基板３００が配されている。さらに、ベース５００の裏面と側面にも回路基板３０１、３０２が配されている。

図７（ａ）は、ベース５００を裏面側から見たときの一部平面図である。同図（ａ）には、ベース５００の裏側に配されたサーボ光学系とその周辺の構成が示されている。

図示の如く、ベース５００の裏側周縁には、壁５０１、５０２が形成されており、壁５０１、５０２よりも中央側は、壁５０１、５０２よりも一段低い平面５０３となっている。壁５０１には、半導体レーザ３０３を装着するための開口が形成されている。この開口に半導体レーザ３０３を挿入するようにして、半導体レーザ３０３が装着された回路基板３０１が壁５０１の外側面に装着されている。他方、壁５０２の近傍には、ＰＳＤ３０８が装着された回路基板３０２が装着されている。

ベース５００裏側の平面５０３には、取り付け具３０７によって集光レンズ３０４と、アパーチャ３０５と、ＮＤ（ニュートラルデンシティ）フィルタ３０６が装着されている。さらに、この平面５０３には上記開口５０３ａが形成されており、この開口５０３ａを介して、ミラーアクチュエータ１００に装着された透過板２００がベース５００の裏側に突出している。ここで、透過板２００は、ミラーアクチュエータ１００のミラー１４０が中立位置にあるときに、２つの平面が、鉛直方向に平行で、且つ、半導体レーザ３０３の出射光軸に対し４５度傾くように位置づけられる。

半導体レーザ３０３から出射されたレーザ光（以下、「サーボ光」という）は、集光レンズ３０４を透過した後、アパーチャ３０５によってビーム径が絞られ、さらにＮＤフィルタ３０６によって減光される。その後、サーボ光は、透過板２００に入射され、透過板
２００によって屈折作用を受ける。しかる後、透過板２００を透過したサーボ光は、ＰＳＤ３０８によって受光され、ＰＳＤ３０８から、受光位置に応じた位置検出信号が出力される。

図５（ｂ）は、透過板２００の回動位置とサーボ光の光路との関係を模式的に示す図である。なお、同図では、便宜上、図５（ａ）の透過板２００、半導体レーザ３０３、ＰＳＤ３０８のみが図示されている。

サーボ光は、レーザ光軸に対し傾いて配置された透過板２００によって屈折され、ＰＳＤ３０８に受光される。ここで、透過板２００が破線矢印のように回動すると、サーボ光の光路が図中の点線のように変化し、ＰＳＤ３０８上におけるサーボ光の受光位置が変化する。これにより、ＰＳＤ３０８にて検出されるサーボ光の受光位置によって、透過板２００の回動位置を検出することができる。透過板２００の回動位置は、目標領域における走査用レーザ光の走査位置に対応する。よって、ＰＳＤ３０８からの信号をもとに目標領域における走査用レーザ光の走査位置を検出することができる。

以上、本実施の形態によれば、Ｅリング１１７ａとマグネットユニット１３０の右側のマグネット１３２との間に磁力により、軸方向における支軸１１１の移動が抑制されるため、ミラー駆動時に、支軸１１１が軸受け１１６ａ、１１６ｂに衝突するのが抑制される。よって、この衝突による騒音が抑制され、また、この衝突によるミラーアクチュエータ１００の特性劣化が抑制され得る。

また、本実施の形態によれば、チルトユニット１１０を駆動するためのマグネット１３２を用いて、支軸１１１が付勢されるため、別途、付勢手段を配する場合に比べ、ミラーアクチュエータ１００の構成を簡素化できる。さらに、Ｅリング１１７ａを磁性材料により構成することにより、マグネット１３２との間に磁力を発生させるようにしたため、別途磁性部材を配する場合に比べ、構成を簡素化することができる。

なお、上記実施の形態では、マグネット１３２との間で磁力を生じる磁性部材を支軸１１１に配したが、チルトフレーム１１２やパンフレーム１２１等、他の位置に磁性部材を配して支軸１１１を一方向に付勢するようにしても良い。また、磁性部材に替えて、磁石を配するようにしても良い。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。

＜変更例１＞
図８は、変更例の構成を示す図である。同図（ａ）は、チルトユニット１１０の分解斜視図、同図（ｂ）は、このチルトユニット１１０をミラーアクチュエータ１００に組み込んだ状態における支軸１１０の右端近傍の拡大図である。

この変更例では、上記３つのポリスライダーワッシャ１１８のうち真中のポリスライダーワッシャがゴムワッシャ１１８ａに置き換えられている。この構成によれば、ミラー駆動時に、Ｅリング１１７ａとマグネット１３２との間の磁力に抗して支軸１１１が左方向に移動し、再度、支軸１１１が右方向に移動して軸受け１１６ａに衝突しても、その衝撃が、ゴムワッシャ１１８ａによって吸収される。よって、このように支軸１１１が移動しても、支軸１１１の衝突による騒音の発生とミラーアクチュエータ１００の特性劣化が抑制され得る。

＜変更例２＞
図９は、ミラーアクチュエータ１００の変更例を示す図である。なお、図１に示す構成と同一部分には同一符号が付されている。この変更例では、チルトフレーム１１２に対する支軸１１１の取り付け方法と、チルトフレーム１１２に対するパンフレーム１２１の取り付け方法が、上記実施の形態に比べ、相違している。これに基づき、図中の１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆの構成が上記実施の形態に対し追加されている。

支軸１１１は、上記実施の形態と同様、両端に軸受け１１６ａ、１１６ｂ、Ｅリング１１７ａ、１１７ｂ、ポリスライダーワッシャ１１８が取り付けられた状態で、チルトフレーム１１２に形成された溝１１２ｃに嵌め込まれ、接着固定される。チルトフレーム１１２には、上下に並ぶ２つの孔１１２ｄが形成され、これら２つの孔１１２ｄに、それぞれ、上下から軸受け１１２ｅが嵌め込まれる。これにより、図１０（ａ）に示すように、チルトユニット１１０の組み立てが完了する。

その後、チルトフレーム１１２がパンフレーム１２１の凹部１２１ａ内に収容され、２つの軸受け１１２ｅとパンフレーム１２１の孔１２１ｄとが上下に並ぶように、パンフレーム１２１が位置づけられる。そして、その状態で、支軸１２２が、２つの軸受け１１２ｅとパンフレーム１２１の孔１２１ｄに通される。このとき、３つのポリスライダーワッシャ１１２ｆを上側の軸受け１１２ｅとパンフレーム１２１の上板部１２１ｂとの間に介挿し、ポリスライダーワッシャ１１２ｆが支軸１２２に通される。その後、支軸１２２がパンフレーム１２１に接着剤により固定される。これにより、図１０（ｂ）に示す構成体が形成される。

しかる後、上記実施の形態と同様に、支軸１１１がヨーク１４１に取り付けられ、図１１（ａ）に示す構成体が形成される。さらに、図１１（ａ）に示す構成体が、上記実施の形態と同様にしてマグネットユニット１３０に取り付けられて、図１１（ｂ）に示すミラーアクチュエータ１００が完成する。

本変更例においても、支軸１１１に装着される２つのＥリング１１７ａ、１１７ｂのうち、右側のＥリング１１７ａのみが磁性材料により構成され、左側のＥリング１１７ｂは、非磁性材料で構成される。これにより、上記実施の形態と同様、Ｅリング１１７ａと右側のマグネット１３２との間の磁力によって、支軸１１１が右方向に付勢され、ミラー駆動時における支軸１１１の移動が抑制される。よって、本変更例においても、上記実施の形態と同様、支軸１１１の衝突による騒音の発生やミラーアクチュエータ１００の特性劣化を抑制することができる。

＜変更例３＞
図１２は、ミラーアクチュエータ１００の他の変更例を示す図である。なお、図１に示す構成と同一部分には同一符号が付されている。

この変更例では、軸受け１１６ａが磁性部材により形成されている。さらに、リング型マグネット１１９が、Ｅリング１１７ａとポリスライダーワッシャ１１８に挟まれる位置に配置される。支軸１１１がリング型マグネット１１９の孔を貫くようにして、リング型マグネット１１９が支軸１１１に装着される。

なお、Ｅリング１１７ａは、上記実施の形態と同様に、磁性部材により形成される。

リング型マグネット１１９の外周の径はＥリング１１７ａの外周の径と略同じである。Ｅリング１１７ａは磁性部材から成るため、Ｅリング１１７ａとリング型マグネット１１９は、磁力により、互いに、面接触する状態で吸着し合う。また、Ｅリング１１７ａは、支軸１１１の溝１１１ｄに嵌め込まれて支軸１１１と一体化されているため、リング型マ
グネット１１９が支軸１１１の軸方向に移動すると、これに伴って支軸１１１も同様に移動する。

図１３は、本変更例による効果を説明する図である。

本変更例では、軸受け１１６ａが磁性部材により形成されているため、軸受け１１６ａとリング型マグネット１１９の間には、互いに引き合う磁力が発生する。軸受１１６ａは軸固定部材１４２により固定されているため、この磁力により、リング型マグネット１１９は、軸受１１６ａ方向に付勢される。このようにリング型マグネット１１９が付勢されると、上記のように、Ｅリング１１７ａを介して、支軸１１１が、右方向へ付勢される。このとき、ポリスライダーワッシャ１１８が、軸受１１６ａの方向、つまり右方向へ押し付けられる。

こうして、ミラー１５０がパン方向に回動された際の、支軸１１１の左右の移動が抑制され、よって、支軸１１１が軸受け１１６ａ、１１６ｂに衝突するのが抑制される。したがって、この衝突による騒音が抑制されるとともに、衝突によるミラーアクチュエータ１００の特性劣化が抑制される。

本変更例によれば、リング型マグネット１１９と軸受１１６ａとの間の距離が短いため、上記実施の形態に比べ、支軸１１１に対する軸方向の付勢を大きくすることができる。このため、上記実施の形態に比べ、より確実に、ミラー駆動時における支軸１１１の移動を抑制することができる。よって、支軸１１１の衝突による騒音の発生やミラーアクチュエータ１００の特性劣化を抑制することができる。

なお、本変更例の構成において、さらに変更例１と同様、上記３つのポリスライダーワッシャ１１８のうち真中のポリスライダーワッシャがゴムワッシャに置き換えられても良い。この構成によれば、ミラー駆動時に、リング型マグネット１１９と軸受１１６ａとの間の磁力に抗して支軸１１１が左方向に移動し、再度、支軸１１１が右方向に移動して軸受け１１６ａに衝突しても、その衝撃が、当該ゴムワッシャによって吸収される。よって、このように支軸１１１が移動しても、支軸１１１の衝突による騒音の発生とミラーアクチュエータ１００の特性劣化が抑制され得る。

また、図１４に示すように、変更例２のミラーアクチュエータ（図９参照）に、本変更例の構成を適用することもできる。図１４では、変更例２の構成において、軸受け１１６ａが磁性部材により形成され、さらにリング型マグネット１１９が、Ｅリング１１７ａとポリスライダーワッシャ１１８の間の位置に配置される。リング型マグネット１１９は、支軸１１１がリング型マグネット１１９の穴を貫くように、支軸１１１に装着される。なお、この構成においても、Ｅリング１１７ａは、変更例２と同様、磁性部材により形成される。図１４において、図９に示す構成と同一部分には同一符号が付されている。

この構成例においても、リング型マグネット１１９と軸受け１１６ａとの間に働く磁力によって、支軸１１１が右方向に付勢され、ミラー駆動時における支軸１１１の移動が抑制される。よって、この構成例においても、上記実施の形態と同様、支軸１１１の衝突による騒音の発生やミラーアクチュエータ１００の特性劣化を抑制することができる。

本変更例では、リング型マグネット１１９とＥリング１１７ａとが互いに吸着することにより、支軸１１１とリング型マグネット１１９とが一体的になったが、リング型マグネット１１９が接着等によって支軸１１１に一体的に装着されても良い。特に、Ｅリング１１７ａが磁性材料から形成されていない場合には、リング型マグネット１１９は接着等によって支軸１１１に一体的に装着される。

＜その他＞
この他、上記実施の形態では、サーボ光の光源として半導体レーザを用いたが、これに替えて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることもできる。

さらに、上記実施の形態では、透過板２００を用いてサーボ光の進行方向を変化させるようにしたが、透過板に替えてサーボ用のミラーをパンユニット１２０の下端に装着し、かかるサーボ用のミラーによってサーボ光を反射させることによりサーボ光の進行方向を変化させるようにしても良い。この他、パンユニット１２０の下端にサーボ光を発光する光源を配置するようにしても良い。

また、上記実施の形態では、支軸１１１についてのみ磁力による付勢を行うようにしたが、支軸１２２についても、軸方向に付勢するようにしても良い。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１００ … ミラーアクチュエータ
１１０ … チルトユニット（可動部）
１１１ … 支軸（回動軸）
１１３ … チルトコイル（コイル）
１１６ａ … 軸受け（支持部、付勢手段）
１１７ａ … Ｅリング（付勢手段、磁性部材、抜け止め部材）
１１８ … ポリスライダーワッシャ（摺接部材）
１１８ａ … ゴムワッシャ（緩衝部材、摺接部材）
１１９ … リング型マグネット（付勢手段）
１２０ … パンユニット（可動部）
１３２ … マグネット（付勢手段）
１４１ … ヨーク（支持部）
１４１ｂ … 凹部（支持部）
１５０ … ミラー
４０１ … レーザ光源

Claims (9)

1. ミラーを回動させるための回動軸と、
   前記回動軸を回動可能に支持する支持部と、
   前記回動軸に配されると共に前記回動軸に平行な方向において前記支持部に所定の隙間をもって対向する摺接部材と、
   前記回動軸に平行な一方向に前記回動軸を付勢して前記摺接部材を前記支持部に当接させる付勢手段と、
   を有することを特徴とするミラーアクチュエータ。
2. 請求項１に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記付勢手段は、磁力により前記回動軸を付勢して前記摺接部材を前記支持部に当接させる磁力発生部を有する、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
3. 請求項２に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記ミラーを保持する可動部側に配されたコイルと、
   ベース側に配されるとともに前記コイルに磁界を印加するマグネットと、を備え、
   前記付勢手段は、前記マグネットと、前記可動部側に配されると共に前記マグネットとの間で前記付勢の方向に磁力を起こす磁性部材とを有する、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
4. 請求項３に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記磁性部材は、前記回動軸に配されている、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
5. 請求項４に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記磁性部材は、前記回動軸に配された磁性材料からなる抜け止め部材である、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
6. 請求項２に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記支持部に備えられた磁性部材からなる軸受け部と、
   前記回動軸に装着されると共に前記軸受け部との間で磁力を起こすマグネットと、を備え、
   前記付勢手段は、前記マグネットと前記軸受け部とを有する、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
7. 請求項６に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記回動軸に配されるとともに前記マグネットに吸着される磁性材料からなる抜け止め部材をさらに備える、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
8. 請求項１ないし７の何れか一項に記載のミラーアクチュエータにおいて、
   前記摺接部材は、前記回動軸に平行な方向に弾性変化可能な緩衝部材を含む、
   ことを特徴とするミラーアクチュエータ。
9. 請求項１ないし８の何れか一項に記載のミラーアクチュエータと、
   前記ミラーアクチュエータのミラーにレーザ光を供給するレーザ光源と、
   を有することを特徴とするビーム照射装置。
   

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