JP2021162706A - Mirror device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射面を有するミラーを揺動するミラー装置に関する。 The present invention relates to a mirror device that swings a mirror having a reflecting surface.
光を偏向しつつ所定の領域に向けて出射し、当該所定の領域から戻ってきた光を検出することによって、当該所定の領域内に位置する物体に関する種々の情報を得る走査装置が知られている。 There is known a scanning device that obtains various information about an object located in the predetermined region by emitting light toward a predetermined region while deflecting the light and detecting the light returned from the predetermined region. There is.
このような走査装置として、光を偏向するMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラー等の可動式のミラー部材に、磁気等により外部から力を加えることでトーションバーを捻り回転軸としてミラー往復振動させるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。かかる光走査装置では、ミラー部材の慣性モーメントとトーションバーのバネ定数から決まる共振周波数でミラー部材が揺動することになる。 As such a scanning device, a torsion bar is twisted by applying an external force to a movable mirror member such as a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror that deflects light by magnetic force or the like to reciprocate the mirror as a rotation axis. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In such an optical scanning device, the mirror member swings at a resonance frequency determined by the moment of inertia of the mirror member and the spring constant of the torsion bar.
ところで、トーションバーのバネ定数は温度により変化するため、温度変化に伴いミラー部材の共振周波数も変化してしまう。 By the way, since the spring constant of the torsion bar changes with temperature, the resonance frequency of the mirror member also changes with the temperature change.
そこで、上記した光走査装置では、ミラー部材を熱的に隔離させるために、当該ミラー部材をカバー部材で覆うようにしている。 Therefore, in the above-mentioned optical scanning device, in order to thermally isolate the mirror member, the mirror member is covered with a cover member.
しかしながら、上記したようなカバー部材でミラー部材を覆った場合、外部環境の急激な温度変化に対してその温度変化を緩やかにできるものの、カバー部材だけでは実質的にミラー部材の周囲の温度を一定に保つことはできない。 However, when the mirror member is covered with the cover member as described above, the temperature change can be moderated in response to a sudden temperature change in the external environment, but the temperature around the mirror member is substantially constant with the cover member alone. Can't be kept in.
よって、かかる光走査装置でも外部環境の温度変化の影響を受けてミラー部材の共振周波数が変化することになる。 Therefore, even in such an optical scanning device, the resonance frequency of the mirror member changes due to the influence of the temperature change in the external environment.
そこで、本発明は、環境温度の変化に拘らず所望の共振周波数でミラー部材を揺動させることが可能なミラー装置を提供することを目的の一つとしている。 Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a mirror device capable of swinging a mirror member at a desired resonance frequency regardless of a change in environmental temperature.
請求項1に記載の発明は、1の軸周りに揺動可能であり、一方の面に反射面が形成され、他方の面の中央に第1の永久磁石が設けられ、かつ前記他方の面において前記1の軸を挟んで配された一対の第2の永久磁石が設けられたミラー体と、前記ミラー体の他方の面側の領域に配されかつ前記第1の永久磁石を挟んで対向している一対の端部を有する第1のヨークを含む駆動部と、前記ミラー体の他方の面側の領域に配されかつ各々が前記一対の第2の永久磁石の各々と対向している端部を有する一対の第2のヨークを含む調整部と、を有する。 The invention according to claim 1 is swingable about one axis, has a reflective surface formed on one surface, a first permanent magnet is provided in the center of the other surface, and the other surface. A mirror body provided with a pair of second permanent magnets arranged across the first axis, and a mirror body arranged in a region on the other surface side of the mirror body and facing each other across the first permanent magnet. A drive unit including a first yoke having a pair of end portions and a region on the other side of the mirror body, each facing each of the pair of second permanent magnets. It has an adjusting portion including a pair of second yokes having an end portion.
請求項7に記載の発明は、一方の面に反射面が形成され他方の面の中央に永久磁石が設けられ、かつ1の軸周りに揺動可能なミラー体と、前記ミラー体の他方の面側の領域に配され前記第1の永久磁石を挟んで対向している一対の端部を有し且つコイルが巻かれたヨークを含む駆動部と、を有するミラー装置であって、前記駆動部は、前記ミラー体の揺動時の揺動周波数に対応した直流成分を交流電流に重畳した電流を、前記ヨークに巻かれている前記コイルに印加する。 The invention according to claim 7 is a mirror body in which a reflective surface is formed on one surface, a permanent magnet is provided in the center of the other surface, and the mirror body can swing around one axis, and the other mirror body. A mirror device having a pair of ends that are arranged in a region on the surface side and face each other across the first permanent magnet, and a drive unit that includes a yoke around which a coil is wound. The unit applies a current obtained by superimposing a DC component corresponding to the swing frequency of the mirror body on the alternating current to the coil wound around the yoke.
以下に本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の各実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一または等価な部分には同一の参照符号を付している Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below. In the description and the accompanying drawings in each of the following examples, substantially the same or equivalent parts are designated by the same reference numerals.
図1は、ミラー装置としての第1の実施例に係るミラースキャナ100の全体構成の一例を示す図である。ミラースキャナ100は、例えば磁気駆動型のMEMS(Micro Electro Mechanical System)装置であり、光偏向を行う板状のミラー部10と、ミラー部10を揺動させための磁界を発生させる磁界発生源である磁気回路20と、を有する。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of the
図2は、図1に示す白抜き矢印の方向からミラー部10を眺めたミラー部10の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the
図2に示すように、ミラー部10は、光反射面RFを有するミラー体10S、ミラー体10Sを囲む環状の枠体10W、及び当該ミラー体10Sを、揺動軸AY(一点鎖線にて示す)の周りに揺動可能な状態で支持するトーションバー10Tを有する。
As shown in FIG. 2, the
ミラー体10Sにおける光反射面RFの反対の面上には、図1及び図2に示すように、永久磁石13、15a及び15bが固着されている。
永久磁石13は、ミラー体10Sにおける光反射面RFの反対の面上の中央の位置に固着されている。
The
永久磁石15a及び15bは、当該光反射面RFの反対の面上において、互いに永久磁石13を挟んで離間した位置に夫々固着されている。
The
尚、図1に示す実施例では、永久磁石13、15a及び15bの各々は、ミラー体10Sと固着されている面がS極、その対向面がN極となっている。
In the embodiment shown in FIG. 1, each of the
磁気回路20は、軟質磁性体材料、例えば電磁鋼板からなるヨーク21、31a及び31bと、ミラー駆動回路25と、揺動周波数調整回路26と、を含む。ヨーク21、31a及び31bは、図1に示すように、ミラー部10における光反射面RFの反対の面側の領域において、永久磁石13、15a及び15bの磁界内に配置されている。図1に示すように、ヨーク21、31a及び31bの各々には、コイル23、33a及び33bが夫々個別に巻き付けられている。
The
ヨーク21は、例えばC字型又はU字型の形状を有し、その一対の端部が図1に示すように永久磁石13を非接触な状態で挟むような形態となるように設置されている。ヨーク21は、自身に巻き付けられているコイル23に交流電流が流れることで、自身の一対の端部から交流磁界を発生する電磁石として機能する。
The
ヨーク31aは、例えば棒形状を有し、その一方の端部34aが図1に示すように永久磁石15aと非接触な状態で且つ対向する位置に配置されるように設置されている。ヨーク31aは、自身に巻き付けられているコイル33aに直流電流が流れることで、自身の端部34aからN極又はS極の磁界を発生する電磁石として機能する。例えば、コイル33aに負極性の直流電流が流れるとヨーク31aの端部34aからS極の磁界が発生し、このコイル33aに正極性の直流電流が流れるとヨーク31aの端部34aからN極の磁界が発生する。
The
ヨーク31bは、例えば棒形状を有し、その一方の端部34bが図1に示すように永久磁石15bと非接触な状態で且つ対向する位置に配置されるように設置されている。ヨーク31bは、自身に巻き付けられているコイル33bに直流電流が流れることで、自身の端部34bからN極又はS極の磁界を発生する電磁石として機能する。例えば、コイル33bに負極性の直流電流が流れるとヨーク31bの端部34bからS極の磁界が発生し、このコイル33bに正極性の直流電流が流れるとヨーク31bの端部34bからN極の磁界が発生する。
The
ミラー駆動回路25は、ヨーク21の一対の端部にN極の磁界及びS極の磁界を夫々発生させつつ、一対の端部の各々に発生させた磁界の極性を反転させることで交流磁界を発生させる。この際、当該交流磁界が永久磁石13に印加されることで、ミラー体10Sが揺動軸AY周りに共振し、当該ミラー体10Sが揺動する。
The
揺動周波数調整回路26は、一対のヨーク31a及び31bの夫々の端部34a及び34bにN極の磁界又はS極の磁界を発生させる。揺動周波数調整回路26は、この発生した磁界によりヨーク31a(31b)と永久磁石15a(15b)との間で引力又は斥力を生じさせることで、ミラー体10Sの揺動時の揺動周波数を調整する。
The swing
図3は、ミラー駆動回路25及び揺動周波数調整回路26の内部構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the
図3に示すように、ミラー駆動回路25は交流電流源250を含む。交流電流源250は、揺動軸AYの周りにてミラー体10Sを揺動させるための交流電流を生成し、これをヨーク21のコイル23に供給する。
As shown in FIG. 3, the
揺動周波数調整回路26は、振動センサ252、制御部253、可変直流電流源254及び255を含む。
The swing
振動センサ252は、ミラー体10Sの揺動状態を検出し、その揺動に対応した信号波形を有する揺動検出信号FDを制御部253に供給する。
The
図4は、揺動検出信号FDの一例を示す波形図である。 FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of the swing detection signal FD.
図4に示すように、揺動検出信号FDは、ミラー体10Sの揺動に追従して、その信号レベルが中心レベルQを中心にして最大値から最小値の間で周期的に変化する。
As shown in FIG. 4, the swing detection signal FD follows the swing of the
制御部253は、例えば揺動検出信号FDの信号レベルが図4に示す中心レベルQよりも高い期間中は可変直流電流源254をオフ状態に設定し、低い期間中はオン状態に設定する電源オンオフ信号GON1を、可変直流電流源254に供給する。また、制御部253は、揺動検出信号FDの信号レベルが中心レベルQよりも高い期間中は可変直流電流源255をオン状態に設定し、低い期間中はオフ状態に設定する電源オンオフ信号GON2を、可変直流電流源255に供給する。
The
更に、制御部253は、揺動検出信号FDに基づき、ミラー体10Sの揺動時における周波数を揺動周波数として測定する。そして、制御部253は、測定した揺動周波数が所定の基準周波数より高い場合には、例えば負極性の直流電流を生成させるように促す電流制御信号CRを可変直流電流源254及び255に供給する。一方、測定した揺動周波数が基準周波数以下である場合には、制御部253は、正極性の直流電流を生成させるように促す電流制御信号CRを可変直流電流源254及び255に供給する。
Further, the
可変直流電流源254は、電源オンオフ信号GON1がオン状態を示している間はオン状態となり、電流制御信号CRにて促された極性の直流電流IG1を生成し、これをヨーク31aのコイル33aに供給する。一方、電源オンオフ信号GON1がオフ状態を示している間は、可変直流電流源254は、かかる直流電流IG1の生成動作を停止する。
The variable DC
可変直流電流源255は、電源オンオフ信号GON2がオン状態を示している間はオン状態となり、電流制御信号CRによって促された極性の直流電流IG2を生成し、これをヨーク31bのコイル33bに供給する。一方、電源オンオフ信号GON2がオフ状態を示している間は、可変直流電流源255は、かかる直流電流IG2の生成動作を停止する。
The variable DC
以下に、図1に示すミラースキャナ100の動作について説明する。
The operation of the
まず、ヨーク21は、ミラー駆動回路25から供給された交流電流に応じて、自身の一対の端部における一方がN極、他方がS極となり、引き続き一対の端部における一方がS極、他方がN極となる状態が交互に繰り返される交流磁界を発生する。当該交流磁界がミラー体10Sの永久磁石13に印加されると、ヨーク21の一対の端部と永久磁石13との間で引力及び斥力が交互に生じる。これにより、ミラー体10Sが揺動軸AYの周りに揺動する。この際、ミラー体10Sは、自身を支持するトーションバー10Tが捻れることで、当該トーションバー10Tのバネ定数に基づく周波数で共振する。つまり、ミラー体10Sは、トーションバー10Tのバネ定数に対応した共振周波数で、揺動軸AYの周りに揺動する。
First, the
図5A及び図5Bは、揺動時におけるミラー体10Sと、ヨーク21、ヨーク31a及び31bとの位置関係を表す図である。
5A and 5B are diagrams showing the positional relationship between the
尚、図5Aは、例えば図4に示す揺動検出信号FDの信号レベルが最大値となる時点でのミラー体10Sと、ヨーク21、ヨーク31a及び31bとの位置関係を表している。一方、図5Bは、例えば揺動検出信号FDの信号レベルが最小値となる時点でのミラー体10Sと、ヨーク21、ヨーク31a及び31bとの位置関係を表している。
Note that FIG. 5A shows, for example, the positional relationship between the
ここで、永久磁石13が交流磁界を受けていない状態でのミラー体10Sの角度を基点角J0とすると、永久磁石13が交流磁界を受けることでミラー体10Sは、図5A及び図5Bに示すように、基点角J0に対して振れ角θで揺動する。
Here, assuming that the angle of the
図5Aに示す状態時には、可変直流電流源254及び255のうちの可変直流電流源255がオン状態となる。これにより、ヨーク31a及び31bのうちのヨーク31bだけが電磁石として機能し、ヨーク31bの端部34bから磁界が発生する。この際、ヨーク31aの端部34aから磁界は発生しない。
In the state shown in FIG. 5A, the variable DC
一方、図5Bに示す状態時には、可変直流電流源254及び255のうちの可変直流電流源254がオン状態となる。これにより、ヨーク31a及び31bのうちのヨーク31aだけが電磁石として機能し、ヨーク31aの端部34aから磁界が発生する。この際、ヨーク31bの端部34bから磁界は発生しない。
On the other hand, in the state shown in FIG. 5B, the variable DC
つまり、ヨーク31a及び31bの各々は、ミラー体10Sの揺動に伴い、自身に対向する永久磁石(15a、15b)が近づいてきている場合に電磁石として機能する。
That is, each of the
ここで、揺動検出信号FDに基づくミラー体10Sの揺動周波数が所定の基準周波数より高い場合には、可変直流電流源254(255)が、負極性の直流電流IG1(IG2)をヨーク31a(31b)のコイル33a(33b)に供給する。これにより、ヨーク31a(31b)の端部34a(34b)はS極の磁界を発生し、ヨーク31a(31b)と永久磁石15a(15b)との間で引力を生じさせる。
Here, when the swing frequency of the
図6A及び図6Bは、ミラー体10Sの揺動周波数が所定の基準周波数より高い場合でのヨーク31a及び31bの状態と、ミラー体10Sに及ぼす作用を説明するための図である。尚、図6Aは、図5Aと同様なミラー体10S、ヨーク21、ヨーク31a及び31bの位置関係を表しており、図6Bは、図5Bと同様なミラー体10S、ヨーク21、ヨーク31a及び31bの位置関係を表している。
6A and 6B are diagrams for explaining the states of the
ミラー体10Sの揺動に伴い永久磁石15bがヨーク31bの端部34bに近づいてくる際には、図6Aに示すように、ヨーク31bの端部34bからS極の磁界が発生する。これにより、ヨーク31bは、N極の磁界を発生する永久磁石15bに対して引力を生じさせる。
When the
一方、ミラー体10Sの揺動に伴い永久磁石15aがヨーク31aの端部34aに近づいてくる際には、図6Bに示すように、ヨーク31aの端部34aからS極の磁界が発生する。これにより、ヨーク31aは、N極の磁界を発生する永久磁石15aに対して引力を生じさせる。
On the other hand, when the
すなわち、ミラー部10の周囲の環境温度が低くなると、トーションバー10Tのバネ定数が大きくなり、ミラー体10Sの共振周波数が高くなる方向に変動してしまう。
That is, when the ambient temperature around the
そこで、このような場合には、永久磁石15a(15b)に対して引力を生じさせる磁界を、ヨーク31a(31b)に発生させる。この際、ミラー体10Sの振れ角が大きくなるほどヨーク31a(31b)と、永久磁石15a(15b)との間隔が狭くなり、その引力が強くなる。これにより、ミラー体10Sを支持するトーションバー10Tの見かけ上のバネ定数が小さくなり、ミラー体10Sの共振周波数が低下する。
Therefore, in such a case, a magnetic field that generates an attractive force with respect to the
よって、かかる動作によれば、環境温度の低温化に伴うミラー体10Sの共振周波数の高周波化を抑制することが可能となる。
Therefore, according to such an operation, it is possible to suppress an increase in the resonance frequency of the
一方、揺動検出信号FDに基づくミラー体10Sの共振周波数が所定の基準周波数以下となる場合には、可変直流電流源254(255)が、負極性の直流電流IG1(IG2)をヨーク31a(31b)のコイル33a(33b)に供給する。これにより、ヨーク31a(31b)の端部34a(34b)はN極の磁界を発生し、ヨーク31a(31b)と永久磁石15a(15b)との間で斥力を生じさせる。
On the other hand, when the resonance frequency of the
図7A及び図7Bは、ミラー体10Sの共振周波数が所定の基準周波数以下となる場合でのヨーク31a及び31bの状態と、ミラー体10Sに及ぼす作用を説明するための図である。尚、図7Aは、図5Aと同様なミラー体10S、ヨーク21、ヨーク31a及び31bの位置関係を表しており、図7Bは、図5Bと同様なミラー体10S、ヨーク21、ヨーク31a及び31bの位置関係を表している。
7A and 7B are diagrams for explaining the states of the
図7Aに示すように、ミラー体10Sの揺動に伴い永久磁石15bがヨーク31bの端部34bに近づいてくる際には、ヨーク31bの端部34bからN極の磁界を発生させる。これにより、ヨーク31bは、N極の磁界を発生する永久磁石15bに対して斥力を生じさせる。
As shown in FIG. 7A, when the
一方、図7Bに示すように、ミラー体10Sの揺動に伴い永久磁石15aがヨーク31aの端部34aに近づいてくる際には、ヨーク31aの端部34aからN極の磁界を発生させる。これにより、ヨーク31aは、N極の磁界を発生する永久磁石15aに対して斥力を生じさせる。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the
すなわち、ミラー部10の周囲の環境温度が高くなると、トーションバー10Tのバネ定数が小さくなり、ミラー体10Sの共振周波数が低くなる方向に変動してしまう。
That is, when the ambient temperature around the
そこで、このような場合には、永久磁石15a(15b)に対して斥力を生じさせる磁界を、ヨーク31a(31b)に発生させる。この際、ミラー体10Sの振れ角が大きくなるほどヨーク31a(31b)と、永久磁石15a(15b)との間隔が狭くなり、その斥力が強くなる。これにより、ミラー体10Sを支持するトーションバー10Tの見かけ上のバネ定数が大きくなり、ミラー体10Sの共振周波数が増加する。
Therefore, in such a case, a magnetic field that generates a repulsive force with respect to the
よって、かかる動作によれば、環境温度の高温化に伴うミラー体10Sの共振周波数の低周波化を抑制することが可能となる。
Therefore, according to such an operation, it is possible to suppress a decrease in the resonance frequency of the
以上、詳述したように、ミラースキャナ100では、揺動周波数調整回路26、ヨーク31a及び31bを含む調整部と、ミラー体10Sに固着した永久磁石15a及び15bとにより、ミラー体10Sの共振周波数を調整可能にしている。
As described in detail above, in the
したがって、ミラースキャナ100によれば、環境温度の変化に拘わらず、ミラー体10Sの共振周波数を所望の基準周波数に維持させることが可能となる。
Therefore, according to the
尚、上記実施例では、永久磁石15a及び15bにおける、ヨーク31a及び31bの端部34a及び34bに対向する面を共にN極としているがS極としても良く、或いは一方をS極、他方をN極としても良い。この際、永久磁石15a及び15bにおける、ヨーク31a及び31bの端部34a及び34bに対向する面の極性に対応させて、ヨーク31a及び31b各々の端部34a及び34bに発生させる磁界の極性を制御すればよい。
In the above embodiment, the surfaces of the
また、上記実施例では、ミラー体10Sの揺動周波数に基づき、ヨーク31a及び31b各々の端部34a及び34bに発生させる磁界の極性を切り替えている。しかしながら、温度変動が少ない環境でミラースキャナ100を使用する場合には、その環境度温度に基づき、ヨーク31a及び31b各々の端部34a及び34bに発生させる磁界の極性をN極及びS極の一方に固定しても良い。
Further, in the above embodiment, the polarities of the magnetic fields generated at the
また、上記実施例では、ミラー体10Sの揺動に追従させて、例えば図6A及び図6Bに示すように、可変直流電流源254及び255のうちの一方を動作状態、他方を停止状態に設定しているが、常時、可変直流電流源254及び255を動作状態にしても良い。
Further, in the above embodiment, one of the variable DC
要するに、ミラースキャナ100としては、以下のミラー体、駆動部、及び調整部を含むものであれば良い。つまり、ミラー体(10S)は、1の軸(AY)周りに揺動可能であり、一方の面に反射面(RF)が形成され、他方の面の中央に第1の永久磁石(13)が設けられ、かつ他方の面において上記した1の軸を挟んで配された一対の第2の永久磁石(15a、15b)が設けられている。駆動部(21、23、25)は、ミラー体の他方の面側の領域に配されかつ第1の永久磁石(13)を挟んで対向している一対の端部を有する第1のヨーク(21)を有する。調整部(26、31a、31b、33a、33b)は、ミラー体の他方の面側の領域に配され且つ各々が一対の第2の永久磁石(15a、15b)の各々と対向している端部(34a、34b)を有する一対の第2のヨーク(31a、31b)を含む。
In short, the
図8は、本実施例に係るミラー装置としての第2の実施例であるミラースキャナ100Aの全体構成の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the overall configuration of the
尚、ミラースキャナ100Aは、ミラー部10として図1に示す永久磁石15a及び15bを省いたものを採用し、磁気回路20として、図1に示す揺動周波数調整回路26、ヨーク31a及び31bを省き、ミラー駆動回路25に代えてミラー駆動回路25Aを採用したものである。
The
図9は、ミラー駆動回路25Aの内部構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the
図9において、振動センサ252は、ミラー体10Sの揺動状態を検出し、その揺動に対応した図4に示すような信号波形を有する揺動検出信号FDを制御部253Aに供給する。
In FIG. 9, the
制御部253Aは、揺動検出信号FDに基づきミラー体10Sの揺動時における共振周波数を揺動周波数として測定する。そして、制御部253Aは、かかる揺動周波数に基づき、コイル23に供給する交流電流に重畳する直流のオフセット電流量を求め、当該オフセット電流量を示すオフセット信号DCOを交流電流源250Aに供給する。例えば、制御部253Aは、測定した共振周波数が高いほど、大きな直流のオフセット電流を示すオフセット信号DCOを交流電流源250Aに供給する。
The
交流電流源250Aは、図2に示す揺動軸AYの周りにミラー体10Sを揺動させるための交流電流を生成する。交流電流源250Aは、オフセット信号DCOにて示されるオフセット電流量を有する直流のオフセット電流を、上記のように生成した交流電流に重畳したオフセット重畳交流電流をヨーク21のコイル23に供給する。
The alternating
ヨーク21は、コイル23に上記したオフセット重畳交流電流が流れることで、自身の一対の端部から交流磁界を発生する。これにより、ヨーク21の一対の端部と永久磁石13との間で交互に引力及び斥力が生じて、ミラー体10Sが揺動軸AYの周りに揺動する。この際、ミラー体10Sは、自身を支持するトーションバー10Tが捻れることで、当該トーションバー10Tのバネ定数に基づく周波数で共振する。つまり、ミラー体10Sは、トーションバー10Tのバネ定数に対応した共振周波数で、揺動軸AYの周方向において揺動する。
The
ここで、環境温度が変化すると、トーションバー10Tのバネ定数が変化してミラー体10Sの共振周波数が変動する。
Here, when the environmental temperature changes, the spring constant of the
しかしながら、ミラースキャナ100Aでは、環境温度の変化に伴いミラー体10Sの共振周波数が変動する状況になっても、ミラー体10Sを揺動させる交流電流に、その共振周波数に対応したオフセット電流を重畳することで、当該共振周波数の変動が抑制される。
However, in the
したがって、ミラースキャナ100Aによれば、環境温度の変化に拘わらず、ミラー体10Sの共振周波数を所定の基準周波数に維持させることが可能となる。
Therefore, according to the
尚、上記した実施例では、測定したミラー体10Sの揺動周波数に対応した直流電流をオフセット電流として交流電流に重畳しているが、揺動検出信号FDの位相に追従して、重畳するオフセット電流の電流量を変化させても良い。例えば、図4に示すような揺動検出信号FDの最大値及び最小値の時点では、重畳するオフセット電流の電流量を最大とし、中心レベルQに向けてその電流量を徐々に小さくする。
In the above embodiment, the DC current corresponding to the measured swing frequency of the
要するに、ミラースキャナ100Aとしては、以下のミラー体、及び駆動部を含むものであれば良い。つまり、ミラー体(10S)は、一方の面に反射面(RF)が形成され他方の面の中央に永久磁石(13)が設けられ、かつ1の軸(AY)周りに揺動可能な状態で設置されている。駆動部(25A)は、ミラー体の他方の面側の領域に配されており、上記永久磁石を挟んで対向している一対の端部を有し且つコイル(23)が巻かれているヨーク(21)を含み、ミラー体の揺動による共振周波数に対応した直流成分を交流電流に重畳した電流を、このヨークに巻かれているコイルに印加する。
In short, the
10 ミラー部
10S ミラー体
13、15a、15b 永久磁石
21、31a、31b ヨーク
23、33a、33b コイル
25 ミラー駆動回路
26 揺動周波数調整回路
100 ミラースキャナ
250 交流電流源
252 振動センサ
253 制御部
254、255 可変直流電源
10
Claims (7)
前記ミラー体の他方の面側の領域に配されかつ前記第1の永久磁石を挟んで対向している一対の端部を有する第1のヨークを含む駆動部と、
前記ミラー体の他方の面側の領域に配されかつ各々が前記一対の第2の永久磁石の各々と対向している端部を有する一対の第2のヨークを含む調整部と、を有することを特徴とするミラー装置。 It is swingable around one axis, a reflective surface is formed on one surface, a first permanent magnet is provided in the center of the other surface, and the other surface is arranged with the axis 1 in between. A mirror body provided with a pair of second permanent magnets
A drive unit including a first yoke arranged in a region on the other surface side of the mirror body and having a pair of ends facing each other across the first permanent magnet.
Having an adjusting portion that includes a pair of second yokes that are located in the other face-side region of the mirror body and each has an end facing each of the pair of second permanent magnets. A mirror device characterized by.
前記調整部は、前記一対の第2のヨーク各々の前記端部にN極の磁界又はS極の磁界を発生させ、発生した磁界により前記一対の第2のヨークと前記一対の第2の永久磁石との間で引力又は斥力を生じさせることで前記ミラー体の揺動時の揺動周波数を調整することを特徴とする請求項1に記載のミラー装置。 The driving unit reverses the polarity of the magnetic field generated at each of the pair of ends while generating an N-pole magnetic field and an S-pole magnetic field at the pair of ends of the first yoke, respectively. The mirror body is resonated around the axis of 1 to swing the mirror body.
The adjusting unit generates an N-pole magnetic field or an S-pole magnetic field at the ends of each of the pair of second yokes, and the generated magnetic field causes the pair of second yokes and the pair of second permanent magnets. The mirror device according to claim 1, wherein the swing frequency of the mirror body at the time of swing is adjusted by generating an attractive force or a repulsive force with the magnet.
前記揺動検出信号に基づく前記ミラー体の揺動周波数が所定の基準周波数より高い場合には前記一対の第2のヨークと前記一対の第2の永久磁石との間で引力を生じさせ、前記揺動周波数が前記基準周波数以下である場合には前記一対の第2のヨークと前記一対の第2の永久磁石との間で斥力を生じさせるように、前記一対の第2のヨーク各々の前記端部にN極の磁界又はS極の磁界を発生させることを特徴とする請求項2に記載のミラー装置。 The adjusting unit includes a sensor that detects a swing state of the mirror body and generates a swing detection signal having a signal waveform corresponding to the swing.
When the swing frequency of the mirror body based on the swing detection signal is higher than a predetermined reference frequency, an attractive force is generated between the pair of second yokes and the pair of second permanent magnets, and the above-mentioned When the swing frequency is equal to or lower than the reference frequency, the pair of second yokes are said to generate a repulsive force between the pair of second yokes and the pair of second permanent magnets. The mirror device according to claim 2, wherein an N-pole magnetic field or an S-pole magnetic field is generated at an end portion.
前記駆動部は、交流電流を前記第1のヨークに巻き付けられている前記コイルに印加する交流電流源を含み、
前記調整部は、前記一対の第2のヨーク各々に巻き付けられている前記コイルに夫々直流電流を印加する第1及び第2の直流電流源を含むことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1に記載のミラー装置。 A coil is individually wound around each of the first yoke and the pair of second yokes.
The drive includes an alternating current source that applies an alternating current to the coil wound around the first yoke.
2. The mirror device according to 1.
前記ミラー体の他方の面側の領域に配され前記第1の永久磁石を挟んで対向している一対の端部を有し且つコイルが巻かれたヨークを含む駆動部と、を有するミラー装置であって、
前記駆動部は、前記ミラー体の揺動時の揺動周波数に対応した直流成分を交流電流に重畳した電流を、前記ヨークに巻かれている前記コイルに印加することを特徴とするミラー装置。
A mirror body in which a reflective surface is formed on one surface, a permanent magnet is provided in the center of the other surface, and the mirror body can swing around one axis.
A mirror device having a pair of end portions arranged in a region on the other surface side of the mirror body and facing each other across the first permanent magnet, and a drive portion including a yoke in which a coil is wound. And
The drive unit is a mirror device, characterized in that a current obtained by superimposing a DC component corresponding to a swing frequency at the time of swing of the mirror body on an alternating current is applied to the coil wound around the yoke.
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