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