JP3942262B2 - Vibrating mirror type scanning device - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、光ビームを広い角度範囲に亙って走査することが出来る、可動反射ミラー形走査装置に関する。
特に、光学的記録媒体上のバーコードシンボルを読み取る光学的情報読取装置に使用するための、振動ミラー形走査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学的情報読取装置に使用されている光ビーム走査装置は、（１）ポリゴンミラーと回転駆動モータとを回転軸で連結したものや、（２）単面ミラーとガルバノモータとを回転軸で連結したものが、一般的である。
図１５（ａ）は、（１）ボリゴンミラーと回転駆動モータを使用した光ビーム走査装置の斜視図である。
同図（ａ）において、ｐｍはポリゴンミラー、ｄｍは回転駆動モータである。
ポリゴンミラーｐｍと、回転駆動モータｄｍとは、図示の如く、互いに別体に構成され、且つ、直接的に、又は減速機構を介して、連結されている。
図１５（ｂ）は、（２）単面ミラーとガルバノモータを使用した光ビーム走査装置の斜視図である。
同図（ｂ）において、ｓｍは単面ミラー、ｇｍはガルバノモータである。
単面ミラーｓｍと、ガルバノモータｇｍとは、図示の如く、互いに別体に構成され、且つ、両者の回動軸が直接的に結合されている。
【０００３】
然るところ、ポリゴンミラーｐｍと回転駆動モータｄｍとを使用した上記第１の光ビーム走査装置は、ポリゴンミラーｐｍと回転駆動モータｄｍとが別体に構成されているため、高さ方向（即ち回転軸方向）の寸法を大幅に縮小することが困難であり、且つ、回転駆動モータｄｍを使用しているため、前後方向（即ち回転軸方向に対して直角な方向）の寸法を更に縮小することが困難である。
又、単面ミラーｓｍとガルバノモータｇｍとを使用した上記第２の光ビーム走査装置は、単面ミラーｓｍとガルバノモータｇｍとが互いに別体に構成されているため、高さ方向（即ち回動軸方向）の寸法を一段と縮小することが困難であり、且つ、ガルバノモータｇｍを使用しているため、前後方向（即ち回動軸方向に対して直角な方向）の寸法を更に縮小することが困難である。
【０００４】
そこで、この出願の発明者は、先に、反射ミラーと可動磁石と回動軸とを一体化することによって回動軸方向及び前後方向の寸法を一段と短縮する振動ミラー形走査装置の発明をした（特開平７−２６１１０９号公報、特開平８−１２９６００号公報参照）。
図１６は、その一実施例の説明図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は側面図である。
同図において、１は回動振動体、３は回動軸、４，４は第１、第２の電気的駆動線輪、７１は磁気ヨークの第１の辺、７２は磁気ヨークの第２の辺、７ｃは磁気ヨークの結合部、ｈはホルダである。回動振動体１は、可動ミラー１ｍと、１対の可動磁石１ｇ，１ｇとを含有する。
【０００５】
そして、回動振動体１の回動軸３は、その上端部及び下端部を１対の軸受（図示しない）によって支承される。左方に凸に湾曲する磁気ヨークの第１の辺７１は、同じく左方に凸に湾曲する第１の電気的駆動線輪４の内部を貫通し、右方に凸に湾曲する磁気ヨークの第１の辺７２は、同じく右方に凸に湾曲する第２の電気的駆動線輪４の内部を貫通する。
１対の可動磁石１ｇ，１ｇの発する磁束は、近接する第１、第２の電気的駆動線輪４，４の巻線部分と鎖交している。それ故、可動ミラー１ｍは、第１及び第２の電気的駆動線輪４，４に交番電流（交番電圧）が供給されると、回動振動を開始する。
振動ミラー形走査装置は、先の発明の成果として、軸方向の高さ寸法８．６ｍｍ、左右方向の幅寸法１６．５ｍｍ、前後方向の奥行寸法１５．５５ｍｍの程度に、小形化された。
【０００６】
【従来技術の問題点】
然しながら、それから３年以上経過した今日、本発明者等による調査研究の結果によれば、光ビーム走査形の光学的情報読取装置の更なる利便性の向上と、更なる使途の拡大と、新なる使用形態の創造のためには、同装置の核心部を成す振動ミラー形走査装置の更なる小形化、就中前後方向寸法の大幅な短縮化（超薄形化）、並びに、装置全体の更なる軽量化、就中回転振動体の更なる軽量化（超軽量化）が、必要不可欠であることが判明した。
そして、かかる目標を達成しようとする者にとって、これ迄、ミラー付の回動振動体を支承して来た回動軸や軸受や復帰ばねは、今や最大の桎梏（しっこく）乃至隘路（あいろ）に転化していることが判明した。
更に、光ビームの走査周波数及び最大走査角度の更なる向上の必要性、並びに同ビームの走査特性及び温度特性の補正制御の必要性、それらの補正制御に利用するため同ビームの回動角瞬時信号の必要性、従って、同ビームの回動角の瞬時値を時々刻々（連続的に）検出することが出来る、新なる回動角度検出システムの必要性も判明した。
【０００７】
【発明の目的】
それ故、この出願の発明の第１の目的は、振動ミラー形走査装置の外形寸法を更に一段と小形化すること、就中前後方向寸法を大幅に短縮すること（即ち超薄形にすること）、回動中心点（線）と振動ミラーとの間の距離を大幅に短縮すること（敢えて言えば１．２ｍｍ以下とすること）、同時に、装置全体を更に一段と軽量化すること、就中その要部を成す回転振動体を更に一段と小形・軽量化（超軽量化）すること（敢えて言えば、各部寸法が２．５×４．０×０．３ｍｍ以下の超小形振動ミラーを実現すること）にある。
この出願の発明の第２の目的は、これ迄ミラー付の回動振動体を支承して来た従来の回動軸及び軸受並びに復帰ばねを不要化することが出来る、新なる回動振動体支承手段を提供することにある。
この出願の発明の第３の目的は、回動振動体１を任意所望の最大回動角迄回動させることが出来るようにすること（例えば光ビーム直径が約１ｍｍで必要最大走査角５０度を満足するようにすること）にある。
【０００８】
この出願の発明の第４の目的は、左右方向や回動軸方向における耐震強度を高めて、外来性の衝撃等に起因する左右方向乃至回動軸方向への走査ビーム光の不所望の震動を大幅に低減させることが出来る、振動ミラー形走査装置を実現することにある。
この出願の発明の第５の目的は、回動振動体の回動角の瞬時値、従って又、光ビームの回動角の瞬時値を時々刻々（連続的に）検出することが出来る、新なる回動角度検出システムを提供することにある。
この出願の発明の第６の目的は、上記新なる回動角度検出システムからの光ビーム回動角検出信号を利用して、光ビームの走査速度を制御すること、及び／又は光ビームの走査特性及び温度特性を補正制御することが出来る、振動ミラー形走査装置用の補正制御システムを提供することにある。
この出願の発明の第７の目的は、以上の諸目的を簡単な構成で、且つ低コストで達成することにある。
【０００９】
【目的を達成するための手段】
前記の諸問題を解決し、且つ前記の諸目的を達成するための、第１の手段は、回動振動体１と、該回動振動体１をその央部で回動自在に支承する回動振動体支承手段２と、回動振動体１の両回動端面及び両側端面を取り囲むように配置された電気的駆動線輪４と、基板６とを含有し、
回動振動体１は、単一の振動ミラー面１ｍ′と、１又は複数個の振動磁石１ｇ，…とを含有し、
振動ミラー面１ｍ′は、その輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
各振動磁石１ｇ，…は何れも、振動ミラー面１ｍ′の後位に位置すると共にそれに平行な前面を有し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
回動振動体支承手段２は、振動支承板２１と、可屈曲板２２と、屋根形凸体２３と、台座２４とから成り、
振動支承板２１は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、その前面において回動振動体１の後面に結合され、
可屈曲板２２は、それ自身が屈曲回動可能になるように、柔軟な弾性材料が使用されると共に、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において振動支承板２１の後面央部と滑らかに連続し、
屋根形凸体２３は、回動振動体１をその回動面内において任意所望の最大回動角θＭ迄回動可能にするために、その前面が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において可屈曲板２２の後端面と滑らかに連続し、
台座２４は、その前面において屋根形凸体２３の後面と連続し、その後面は、基板６の前面に固着され、
電気的駆動線輪４は、略四角筒状に巻回され、その後端面は、直接又はそれと同形の支持部材を介して、基板６の前面に固定され、
各振動磁石１ｇ，…は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、電気的駆動線輪４の成す４側面の内の、相対する２側面４１，４２の線輪部分と鎖交する、
振動ミラー形走査装置である。
【００１０】
第２の手段は、前記第１の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、２個の振動磁石１ｇ，１ｇとを含有し、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
各振動磁石１ｇ，１ｇは何れも、角棒体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、且つ振動ミラー１ｍの後面の各振動端縁の近傍に、該各振動端縁と平行関係を成すように固着され、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動ミラー１ｍの後面であって、しかも両振動磁石１ｇ，１ｇが固着されていない中間領域に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１１】
第３の手段は、前記第１の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、１個の振動磁石１ｇとを含有し、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
振動磁石１ｇは、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、且つ振動ミラー１ｍの後面に同心的に固着され、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動磁石１ｇの後面央部に同心的に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１２】
第４の手段は、前記第１の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、前面に位置する単一の振動ミラー面１ｍ′と、１個の振動磁石１ｇとから成り、
振動磁石１ｇは、輪郭が略長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
振動ミラー面１ｍ′は振動磁石１ｇの前面が鏡面加工されて成るものであり、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動磁石１ｇの後面央部に同心的に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１３】
第５の手段は、前記第１乃至第４の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
前記回動振動体１の回動角θを検出するための、磁気センサ５を含有し、
前記台座２４は、その後部に空所２４ｓが形成され、
磁気センサ５は、空所２４ｓ内に配設されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１４】
第６の手段は、前記第１乃至第４の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
略口の字形又はコの字形の磁気ヨーク７を含有し、
磁気ヨーク７における相対向する１対の対辺７１，７２はそれぞれ、前記電気的駆動線輪４の対応部分を介して、前記回動振動体１の各回動端面と対向するように配置され、
磁気ヨーク７の全体は、前記回動振動体１と略平行関係を成すように配設されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１５】
第７の手段は、前記第１乃至第４の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
略コの字形の磁気ヨーク７を含有し、
磁気ヨーク７の各対辺７１，７２はそれぞれ、前記電気的駆動線輪４の対応部分を介して、前記回動振動体１の各回動端面と対向するように配置され、
磁気ヨーク７の結合部７ｃは、前記台座２４の後面を迂回するように配置されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１６】
第８の手段は、前記第６又は第７の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
前記磁気ヨーク７は、前記回動振動体１の両回動端面に対向する１対の対辺７１，７２が、前記回動振動体１の回動面内において、外に凸に湾曲した形状を成している、
振動ミラー形走査装置である。
【００１７】
第９の手段は、
回動振動体１と、該回動振動体１をその央部で回動自在に支承する回動振動体支承手段２と、回動振動体１の両回動端面及び両側端面を取り囲むように配置された電気的駆動線輪４と、基板６と、１対の固定磁石８，８とを含有し、
回動振動体１は、単一の振動ミラー面１ｍ′と、１個の振動磁性体１ｇ′とを含有し、
振動ミラー面１ｍ′は、その輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
振動磁性体１ｇ′は、振動ミラー面１ｍ′の後位に位置すると共にそれに平行な板状体を成し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
回動振動体支承手段２は、振動支承板２１と、可屈曲板２２と、屋根形凸体２３と、台座２４とから成り、
振動支承板２１は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、その前面において振動磁性体１ｇ′の後面に結合され、
可屈曲板２２は、それ自身が屈曲回動可能になるように、柔軟な弾性材料が使用されると共に、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において振動支承板２１の後面央部と滑らかに連続し、
屋根形凸体２３は、回動振動体１をその回動面内において任意所望の最大回動角θＭ迄回動可能にするために、その前面が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において可屈曲板２２の後端面と滑らかに連続し、
台座２４は、その前面において屋根形凸体２３の後面と連続し、その後面は、基板６の前面に固着され、
電気的駆動線輪４は、略四角筒状に巻回され、その後端面は、直接又はそれと同形の支持部材を介して、基板６の前面に固定され、
各固定磁石８，８は何れも、電気的駆動線輪４の外方であって、且つ振動磁性体１ｇ′の各回動端面に対向する位置に配設されると共に、それらの磁力線が共同して振動磁性体１ｇ′中を同一方向に貫通するように、同じ向きに着磁されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１８】
第１０の手段は、前記第９の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、１個の振動磁性体１ｇ′とを含有し、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
振動磁性体１ｇ′は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、且つ振動ミラー１ｍの後面に固着されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００１９】
第１１の手段は、前記第９の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動磁性体１ｇ′と単一の振動ミラー面１ｍ′とから成り、
振動磁性体１ｇ′は、前後方向において可及的薄厚の、長方形状若しくは正方形状の板状体を成し、
振動ミラー面１ｍ′は、振動磁性体１ｇ′の前面が鏡面加工されて成るものである、
振動ミラー形走査装置である。
【００２０】
第１２の手段は、前記第９乃至第１１の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
略口の字形又はコの字形の磁気ヨーク７を含有し、
磁気ヨーク７における相対向する１対の対辺７１，７２はそれぞれ、前記各固定磁石８，８の外端面に接続され、
磁気ヨーク７の全体は、前記回動振動体１と略平行関係を成すように配設されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２１】
第１３の手段は、前記第９乃至第１１の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
略コの字形の磁気ヨーク７を含有し、
磁気ヨーク７の各対辺７１，７２はそれぞれ、前記各固定磁石８，８の外端面に接続され、
磁気ヨーク７の結合部７ｃは、前記台座２４の後面を迂回するように配置されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２２】
第１４の手段は、
回動振動体１と、該回動振動体１をその央部で回動自在に支承する回動振動体支承手段２と、回動振動体１の各回動端面に近接して配置された１対の電気的駆動線輪４，４と、基板６とを含有し、
回動振動体１は、単一の振動ミラー面１ｍ′と、１又は複数個の振動磁石１ｇ，…とを含有し、
振動ミラー面１ｍ′は、その輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
各振動磁石１ｇ，…は何れも、振動ミラー面１ｍ′の後位に位置すると共にそれに平行な前面を有し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
回動振動体支承手段２は、振動支承板２１と、可屈曲板２２と、屋根形凸体２３と、台座２４とから成り、
振動支承板２１は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、その前面において回動振動体１の後面に結合され、
可屈曲板２２は、それ自身が屈曲回動可能になるように、柔軟な弾性材料が使用されると共に、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において振動支承板２１の後面央部と滑らかに連続し、
屋根形凸体２３は、回動振動体１をその回動面内において任意所望の最大回動角θＭ迄回動可能にするために、その前面が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において可屈曲板２２の後端面と滑らかに連続し、
台座２４は、その前面において屋根形凸体２３の後面と連続し、その後面は、基板６の前面に固着され、
各電気的駆動線輪４，４はそれぞれ、回動振動体１の各回動端面を直角に貫通する直線に平行な軸心の周りに円筒状、楕円筒状、若しくは角筒状に巻回されると共に、それらの前部の弧状若しくは直線状部分の側面が、回動振動体１の各回動端面と近接するように、配置され、
それらの後部の弧状、角状、若しくは直線状の巻線部分は、直接又は支持部材を介して、基板６の前面に固定され、
各振動磁石１ｇ，…は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、各電気的駆動線輪４，４の前部における弧状若しくは直線状部分と鎖交する、
振動ミラー形走査装置である。
【００２３】
第１５の手段は、前記第１４の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、２個の振動磁石１ｇ，１ｇとを含有し、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
各振動磁石１ｇ，１ｇは何れも、角棒体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、且つ振動ミラー１ｍの後面の各振動端縁の近傍に、該各振動端縁と平行関係を成すように固着され、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動ミラー１ｍの後面であって、しかも両振動磁石１ｇ，１ｇが固着されていない中間領域に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２４】
第１６の手段は、前記第１４の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、１個の振動磁石１ｇとから成り、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
振動磁石１ｇは、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、振動ミラー１ｍの後面に固着され、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動磁石１ｇの後面に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２５】
第１７の手段は、前記第１４の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、単一の振動ミラー面１ｍ′と、１個の振動磁石１ｇとから成り、
振動磁石１ｇは、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
振動ミラー面１ｍ′は振動磁石１ｇの前面が鏡面加工されて成るものであり、前記振動支承板２１は、その前面において、板状振動磁石１ｇの後面に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２６】
第１８の手段は、前記第１４の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１の回動角θを検出するための、磁気センサ５を含有し、 前記台座２４は、その後部に空所２４ｓが形成され、
磁気センサ５は、空所２４ｓ内に配設されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２７】
第１９の手段は、
回動振動体１と、該回動振動体１をその央部で回動自在に支承する回動振動体支承手段２と、回動振動体１の各回動端面に近接して配置された１対の電気的駆動線輪４，４と、基板６とを含有し、
回動振動体１は、単一の振動ミラー面１ｍ′と、１又は複数個の振動磁石１ｇ，…とを含有し、
振動ミラー面１ｍ′は、その輪郭が略長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
各振動磁石１ｇ，…は何れも、振動ミラー面１ｍ′の後位に位置すると共にそれに平行な前面を有し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
回動振動体支承手段２は、振動支承板２１と、可屈曲板２２と、屋根形凸体２３と、台座２４とから成り、
振動支承板２１は、可及的薄厚の板状体を成し、その前面において回動振動体１の後面に結合され、
可屈曲板２２は、それ自身が屈曲回動可能になるように、柔軟な弾性材料が使用されると共に、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において振動支承板２１の後面央部と滑らかに連続し、
屋根形凸体２３は、回動振動体１をその回動面内において任意所望の最大回動角θＭ迄回動可能にするために、その前面が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において可屈曲板２２の後端面と滑らかに連続し、
台座２４は、その前面において屋根形凸体２３の後面と連続し、その後面は、基板６の前面に固着され、
各電気的駆動線輪４，４はそれぞれ、回動振動体１の各回動端面に近接すると共に、前後方向に平行な軸心の周りに円筒状、楕円筒状、若しくは角筒状に巻回され、
各電気的駆動線輪４，４の後端面は、直接又はそれらと同形の支持部材を介して、基板６の前面に固定され、
各振動磁石１ｇ，…は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、各電気的駆動線輪４，４の前方寄りの弧状若しくは直線状部分と同じ向きに鎖交する、
振動ミラー形走査装置である。
【００２８】
第２０の手段は、前記第１９の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、２個の振動磁石１ｇ，１ｇとを含有し、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
各振動磁石１ｇ，１ｇは何れも、角棒体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、且つ振動ミラー１ｍの後面の各振動端縁の近傍に、該各振動端縁と平行関係を成すように固着され、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動ミラー１ｍの後面であって、しかも両振動磁石１ｇ，１ｇが固着されていない中間領域に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００２９】
第２１の手段は、前記第１９の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動ミラー１ｍと、１個の振動磁石１ｇとを含有し、
振動ミラー１ｍは、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面１ｍ′を有し、
振動磁石１ｇは、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、且つ振動ミラー１ｍの後面に同心的に固着され、
前記振動支承板２１は、その前面において、振動磁石１ｇの後面央部に同心的に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００３０】
第２２の手段は、前記第１９の手段を成す振動ミラー形走査装置において、
前記回動振動体１は、１個の振動磁石１ｇと、単一の振動ミラー面１ｍ′とを含有し、
振動磁石１ｇは、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
振動ミラー面１ｍ′は振動磁石１ｇの前面が鏡面加工されて成るものであり、前記振動支承板２１は、その前面において、振動磁石１ｇの後面央部に同心的に結合されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００３１】
第２３の手段は、前記第１９乃至第２２の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
略コの字形の磁気ヨーク７を含有し、
磁気ヨーク７の各対辺７１，７２はそれぞれ、前記各電気的駆動線輪４，４の軸心に即して挿通され、
磁気ヨーク７の結合部７ｃは、前記台座２４の後面を迂回するように配置されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００３２】
第２４の手段は、前記第１乃至第２３の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
前記回動振動体支承手段２は、ラバー材、合成樹脂材、若しくはエラストマー材等の柔軟な弾性材料から成る、
振動ミラー形走査装置である。
【００３３】
第２５の手段は、前記第１乃至第２３の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
前記回動振動体支承手段２の可屈曲板２２は、カーボンファイバ若しくはケブラー繊維等の柔軟な繊維から成る、
振動ミラー形走査装置である。
【００３４】
第２６の手段は、前記第１乃至第２４の手段を成す振動ミラー形走査装置の何れかにおいて、
前記回動振動体支承手段２は、単一の弾性材料から成る単一の連続体として構成されている、
振動ミラー形走査装置である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
【第１の実施の形態】
この出願発明の振動ミラー形走査装置の第１の実施の形態について説明する。
図１は、同第１の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）はその断面図である。
図２は、同第１の実施の形態の分解斜視図である。
図１及び２において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、５は磁気センサ、６は基板である。
回動振動体１は、この実施の形態では、１個の振動ミラー１ｍと、２個の振動磁石１ｇ，１ｇとを含有する。
振動ミラー１ｍは、薄厚の板状体を成し、その輪郭は、好ましくは、長方形状を成す。但し、正方形状、樽形状、若しくは糸巻き状とすることを妨げない。
そして、その前面には、図１（ａ）の如く、単一の振動ミラー面１ｍ′が形成される。
なお、この明細書では、説明の便のため、振動ミラー１ｍの法線方向を「前後方向」、図１（ｂ）の紙面に平行な平面を「振動ミラー１ｍの回動面」、当該振動ミラー１ｍの回動面に直角な方向を「回動軸方向」、振動ミラー１ｍの左右方向（即ち、同図（ｂ）の紙面の左右方向）を「左右方向」と称することとする。
【００３６】
２個の振動磁石（１ｇ，１ｇ）は何れも、角棒体状に構成される。それらの断面形状は、図１（ｂ）の通りである。
上記振動磁石の材料としては、ＳｍＣｏ、ＮｅＦｅＢ、又はフェライト材料が使用される。ＳｍＣｏやＮｅＦｅＢを使用したときは、磁束密度を高くすることが出来、従って装置の小形軽量化を達成することが出来る。フェライト材料を使用したときは、コストを下げることが出来る。
又、上記振動磁石には、樹脂バインド磁石を使用することが出来る。樹脂バインド磁石は、成形性が良いから、コストを下げることが出来る。
一の振動磁石１ｇは、振動ミラー１ｍの後面最左方の振動端縁に即した帯状領域に固着され、他の振動磁石１ｇは、同振動ミラー１ｍの後面最右方の振動端縁に即した帯状領域に固着される。これによって、振動ミラー１ｍの後面は、左方の帯状領域、右方の帯状領域、及び央部の帯状領域から成る三つの領域に区画されることとなる。（中間の帯状領域の役割については後述する）。
回動振動体１は、可及的軽量に構成される。これによって、回動振動体１の走査速度や、走査角度等の制御性が向上する。
【００３７】
ところで、両振動磁石（１ｇ，１ｇ）の前後方向（即ち振動ミラー１ｍの法線方向）の寸法は、可及的に小さくされる。従って、それらの断面形状は、可及的に扁平とされる。このことは、回動振動体１の最大回動角θｍの拡大に、応分の寄与をなすのである（これについては、再説する）。
回動振動体支承手段２は、図１（ｂ）の如く、振動支承板２１と、可屈曲板２２と、屋根形凸体２３と、台座２４とを含有する。
振動支承板２１は、振動ミラー１ｍに平行な板状体を成す。その断面形状は、図１（ｂ）に示した通りである。即ち、前後方向（振動ミラー１ｍの法線方向）の厚さが可及的に薄くされるのである。
振動支承板２１は、その前面において、振動ミラー１ｍの後面央部の前記帯状領域に接着剤等によって強固に結合される。
【００３８】
可屈曲板２２は、柔軟な弾性材料から成る。若しくは柔軟な繊維から成る。
その形状を概観すれば、左右方向の厚さが薄く、前後方向の長さが短く、回動軸方向に長く伸びた板状体を成している。
これによって、可屈曲板２２自身が、前記回動面内において屈曲変形可能となり、従って又、それ自身の前半部分が、前記回動面内において屈曲回動可能となる。
そして、可屈曲板２２の前端面は、振動支承板２１の後面央部と滑らかに連続する。即ち、可屈曲板２２の両側面と振動支承板２１の後面央部とは、不連続点（線）を生じること無く、連続的に遷移しているのである。
然しながら、可屈曲板２２の左右両側面を詳察すれば、それらは何れも、図１（ｂ）の如く、前記回動面内において滑らかな湾状に凹（へこ）んでおり、よって以って生じた両最凹部に対応する、可屈曲板２２の厚さは、最も薄くされているのである。
これによって、等価的な回動中心点（線）が設計図通りに安定的に形成され、それが製品毎にばらつくような不具合は生じなくなったのである。
【００３９】
屋根形凸体２３は、その全体が屋根形状に前方に突出した凸体を成す。別言すれば、最前端に位置すると共に形状寸法が前記可屈曲板２２の後端面と合致する一つの央部頂面、その央部頂面を取り巻く台形状の四つの斜面、それら四つの斜面の境界を成す四つの稜線、並びに長方形（若しくは正方形）を成す一つの後面を有する。
屋根形凸体２３は、その央部頂面において、可屈曲板２２の後端面と滑らかに連続する。即ち、屋根形凸体２３と可屈曲板２２とは、不連続点（線）を生じること無く、連続的に遷移しているのである。
回動振動体１は、上記屋根形凸体２３の導入によって初めて、前記回動面内において任意所望の最大回動角θＭ迄、回動可能になったのである。
台座２４は、その前面が平面状を成し、その後部には、図１（ｂ）の如く、適宜の空所２４ｓが形成される（尤も、磁気センサ５の使用予定がないときは、空所２４ｓは、形成するに及ばない）。
そして、台座２４は、その前面において屋根形凸体２３の後面と連続し、後面は、基板６の前面に固着される。
【００４０】
さて、前記回動振動体支承手段２の全体は、単一の柔軟な弾性材料から成る単一の連続体として構成される。
その際、柔軟な弾性材料としては、例えば、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等の各種ゴム材料、或は射出成形エラストマー、ポリエチレン、ナイロン等の各種成形材料が使用出来る。
前記回動振動体支承手段２の可屈曲板２２は、場合によっては、カーボンファイバ若しくはケブラー繊維等の柔軟な繊維によって、構成することが出来る。
基板６は、プリント基板であっても、差し支えない。装置全体が小形軽量化されているからである。
【００４１】
電気的駆動線輪４は、例えば四角筒状の巻枠（図示しない）に、巻線が四角筒状に巻回されて成るものである。その結果、四つの側面４１，４２，４３，４４が形成される。例えば、電源電圧が３Ｖで、走査周波数が５０Ｈｚのときに使用される導線の直径は、例えば０．０５ｍｍの程度、そのターン数は、例えば５００の程度である。これらの値は、駆動電源の動作周波数や動作電圧、そして磁気回路の磁気抵抗等によって左右される。
電気的駆動線輪４を構成する巻枠と巻線とは、例えば熱溶融性樹脂等を使用して、一体的に固化され、又固定化される。
その前後方向の長さは、振動ミラー１の厚さと回動振動体支承手段２の前後方向の長さとの和によって成る長さよりも、若干大とされる。
電気的駆動線輪４の後端面は、基板６の前面に、直接固定される。そして、その主要部を成す前半部は、図１（ａ）の如く、前記回動振動体１の左右の両回動端面及び残余の両側端面を取り囲むこととなる。
各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線（別言すれば、前後方向及び回動軸方向の何れにも直交する直線）に即して、同じ向きに着磁される。それ故、それらから発生する磁力線は、四角筒状の電気的駆動線輪４の成す４側面４１，４２，４３，４４の内の、相対する２側面４１，４２の巻線部分と略直角に鎖交することとなる。
なお、上記電気的駆動線輪４は、場合によっては、その後半部分を省略して、その全長を短縮することが出来る。全長を短縮した場合は、電気的駆動線輪４の後端面は、それと同形の支持部材（図示しない）を介して、前記基板６の前面に固定される。
【００４２】
この出願の発明の振動ミラー型走査装置の第１の実施の形態の全体動作について説明する。
同第１の実施の形態の回動振動体１と回動振動体支承手段２の可回動部（回動中心点（線）より前方の部分）とは、一体と成って、強制回動振動又は自由回動を行うことが出来る。
自由回動振動を規定する振動方程式は、凡そ下記の通りである。
Ｉ（ｄ２θ／ｄｔ２）＋ｃ（ｄθ／ｄｔ）＋ｋθ＝０ （１）
但し、Ｉは回動振動体１と回動振動体支承手段２の可回動部の慣性モーメント、θは回動振動体１の回動角、ｃは粘性減衰定数、ｋはバネ定数（単位角回動させるに要する回転モーメント）、ｔは時間。
粘性減衰定数ｃが無視出来るときは、凡そ下記の通りとなる。
Ｉ（ｄ２θ／ｄｔ２ ）＋ｋθ＝０ （２）
回動振動体１の固有角振動数（機械的共振周波数）は、式（２）から容易に窺い知られるように、回動振動体１の慣性モーメントＩと、回動振動体支承手段２のバネ定数ｋによって決定される。
【００４３】
図１２は、回動振動体１の１対の振動磁石（１ｇ，１ｇ）が発生する磁力線の分布図である。
同図において、４は電気的駆動線輪である。
電気的駆動線輪４に交番電流が供給されると、電流と磁束の相互作用により、左側面４１の巻線部分には前向き（又は後向き）の力が、右側面４２の巻線部分には後向き（又は前向き）の力が働く。即ち、電気的駆動線輪４に対して、逆方向又は正方向の回転モーメントが働く。しかし、両巻線部分は堅固に固定されているから回動しない。ために、磁気的反作用により、左右１対の振動磁石１ｇ，１ｇに対して、即ち回動振動体１に対して、正方向又は逆方向の回転モーメントが、交互に発生する。
回転モーメントの大きさは、凡そ下記の通りである。
回転モーメント＝（Ｔ・ｃｏｓωｔ）ｃｏｓθ （３）
但し、Ｔは交番電流に比例する定数、ωは交番電流の周波数。
θは回動振動体１の回動角。
【００４４】
従って、強制回動振動を規定する振動動方程式は、凡そ下記の通りである。
Ｉ（ｄ２θ／ｄｔ２）＋ｃ（ｄθ／ｄｔ）＋ｋθ＝（Ｔ・ｃｏｓωｔ）ｃｏｓθ （４）
但し、Ｉは回動振動体１と回動振動体支承手段２の可回動部の慣性モーメント、θは回動振動体１の回動角、ｃは減衰係数、ｋはバネ定数、
ｔは時間、Ｔは交番電流によるトルク、ωは交番電流の周波数。
式（４）から容易に解るように、定常状態における往復回動振動（強制振動）の角振動数と振幅は、交番電流の振幅と周波数ωによって決定される。
回動振動体１の回動角θが小さいときは、ｃｏｓθ≒１であるから、振動方程式（４）は、次式で近似することが出来る。
Ｉ（ｄ２θ／ｄｔ２）＋ｃ（ｄθ／ｄｔ）＋ｋθ＝Ｔ・ｃｏｓωｔ （５）
過渡状態における、往復回動振動（強制振動）の大体の波形は、上記の振動方程式（４）を解くことによって、窺い知ることが出来る。
回動振動体１が反転回動振動をすると、回動振動体１の前面の振動ミラー１ｍに入射した光ビームは、光学的情報パターン上に走査される。
【００４５】
磁気センサについて説明する。
回動振動体１の回動角θがゼロの場合、基板６上に配置された磁気センサ（例えばホール素子）５の検出部では、磁力線は基板６と平行となり、ホール素子の出力は最小で、略ゼロとなる。
回動振動体１が回動角θの位置にある時、ホール素子部での磁力線も基板面に対し角度θだけ傾く。ホール素子部の磁束密度をＢｈとすると基板面に直交する磁気ベクトルＢ（θ）は、
Ｂ（θ）＝Ｂｈｓｉｎθ
となり、ホール素子からのホール電圧を、回動角度信号として、受け取ることがが出来る。
磁気センサ５からの回動角度信号を用いて走査角度を制御する場合の駆動回路を図１３に示す。この回路の細部については後述する。
【００４６】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第２の実施の形態について、説明する。
図３は、同第２の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は、水平断面図である。
図３において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、５は磁気センサ（例えばホール素子）、６は基板である。
１ｍは単一の長方形振動ミラー、１ｍ′は振動ミラー面、１ｇは、単一の板状振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座、２４ｓは空所である。
第２の実施の形態においては、回動振動体１は、単一の振動ミラー１ｍと、単一の振動磁石１ｇのみを含有する。振動ミラー１ｍの後面と、振動磁石１ｇの前面とは、例えば接着剤等によって、強固に結合される。
電気的駆動巻線４は、図３から窺い知られる通り、振動磁石１ｇを近接して取り囲む位置に、左側壁、及び右側壁、並びに、上側壁、及び下側壁を有する。
板状の振動磁石１ｇは、左右方向に着磁され、その磁力線は、角筒形を成す電気的駆動巻線４の左側壁の巻線部分及び右側壁の巻線部分と鎖交する。
第２の実施の形態のその余の事項は、第１の実施の形態と同様である。
【００４７】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第３の実施の形態について、説明する。
図４は、同第３の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図である。
図４において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、５は磁気センサ、６は基盤である。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇは単一の略長方形の板状振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座、２４ｓは空所である。
第３の実施の形態においては、回動振動体１は、単一の振動ミラー面１ｍ′と単一の板状振動磁石１ｇとから成り、単一の振動ミラー面１ｍ′は、板状振動磁石１ｇの前面を鏡面加工して成るものである。
板状の振動磁石１ｇは、左右方向に着磁され、その磁力線は、角筒形を成す電気的駆動線輪４の左側壁の巻線部分及び右側壁の巻線部分と鎖交する。
第３の実施の形態のその余の事項は、第１、第２の実施の形態と同様である
【００４８】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第４の実施の形態について、説明する。
図５は、同第４の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図である。
図５において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、６は基板、７は磁気ヨークである。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇ，１ｇは棒状の振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座である。
第４の実施の形態における磁気ヨーク７は、全体形状が略口の字形を成し、１対２個の対辺７１及び７２、並びに、２個の結合部７ｃ，７ｃを有する。
略口の字形の磁気ヨーク７は、電気的駆動線輪４を、その周囲に密着して取り巻くように配置され、且つ固定される。磁気ヨーク７の１対２個の対辺７１及び７２はそれぞれ、角筒形を成す電気的駆動線輪４の左側壁及び右側壁を介して、回動振動体１の各回動端面と対向せしめられる。
１対２個の振動磁石１ｇ，１ｇと１個の磁気ヨーク７とは、振動ミラーと平行な平面内において、略「日」の字形の磁気回路を構成する。その結果、磁気抵抗が減少し、磁束が増加する。従って、回動振動体１に対する回動トルクが増大する。
【００４９】
回動振動体１の１対２個の振動磁石１ｇ，１ｇと、これに近接する固定継鉄７の１対２個の対辺７１，７２との間には、常時、静磁界による吸引力が、作用している。そのため、回動振動体１に対して、これを原点位置（θ＝０の位置、図示の位置、振動磁石１ｇ，１ｇと固定継鉄７の対辺７１，７２とが最接近する位置）に復元させようとする、磁気的バネ力（回転モーメント）が作用することとなる。磁気的バネ力の大きさは、凡そ下記の通りである。
磁気的バネ力（回転モーメント）＝ｋｍ・ｓｉｎθ
但し、ｋｍは磁気バネのバネ定数、θは回動振動体１の回動角。
それ故、回動振動体１には、回動振動体支承手段２のバネ力ｋθと、永久磁石による磁気的バネ力（ｋｍ・ｓｉｎθ）と、交番磁界による回転モーメント （Ｔ・ｃｏｓωｔ）ｃｏｓθとが、同時並行的に作用する。
回動角θが小さい時は、ｋｍ・ｓｉｎθ≒ｋｍ・θと成る。振動方程式は、下記の通りとなる。
Ｉ（ｄ２θ／ｄｔ２）＋ｃ（ｄθ／ｄｔ）＋（ｋ＋ｋｍ）θ＝（Ｔ・ｃｏｓωｔ） （６）
但し、Ｉは回動振動体１の慣性モーメント、θは回動振動体１の回動角、ｃは減衰係数、ｋは機械的バネ定数、ｋｍは磁気的バネ定数、Ｔは
交番電流によるトルク、ｔは時間、ωは交番電流の周波数。
【００５０】
前記振動方程式（５）によれば、磁気的バネ定数ｋｍと機械的バネ定数ｋは、同等である。
従って、磁気的バネ力は、機械的バネ力に成り代って、静止時の回動振動体１を、原点（角度ゼロ）位置に、自然保持することが出来る。
又、温度依存性のある機械的ばね定数ｋの値を極端に小さくすることが出来るから、回動振動体１の機械的共振周波数及び振動振幅の温度依存性を小さくすることが出来る。即ち、光ビームの走査特性を、温度変化に対して安定にすることが出来る。
更に、磁気的バネ力及び機械的バネ力の総和を小さくすることが出来るから、回動振動体１の振動振幅を大きくすることが出来る。即ち、小さな駆動電力で、大きな振動振幅を、得ることが出来る。
第４の実施の形態では、磁気センサは使用されない。
第４の実施の形態のその余の事項は、第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第５の実施の形態について、説明する。
図６は、同第５の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図である。
図６において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、６は基板、７は磁気ヨークである。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇ，１ｇは棒状の振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座である。
第５の実施の形態における磁気ヨーク７は、全体形状が略コの字形を成し、１対２個の対辺７１及び７２、並びに、１個の結合部７ｃを有する。
略コの字形の磁気ヨーク７は、電気的駆動線輪４を、その３辺に密着して取り巻くように配置され且つ固定される。磁気ヨーク７の１対２個の対辺７１、７２はそれぞれ、角筒形を成す電気的駆動線輪４の左側壁、右側壁を介して、回動振動体１の各回動端面と対向せしめられる。
１対２個の振動磁石１ｇ，１ｇと１個の磁気ヨーク７とは、振動ミラーと平行な平面内において、略ロの字形の磁気回路を構成する。その結果、磁気抵抗が減少し、磁束が増加する。従って、回動振動体１に対する回動トルクが増大する。
第５の実施の形態のその余の事項は、第４の実施の形態と同様である。
【００５２】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第６の実施の形態について、説明する。
図７は、同第６の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図である。
図７において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、６は基板、７は磁気ヨークである。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇ，１ｇは棒状の振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座である。
磁気ヨーク７は、全体形状が略コの字形を成し、１対２個の対辺７１及び７２並びに１個の結合部７ｃを有する。
第６の実施の形態の略コの字形の磁気ヨーク７は、図示の如く、角筒形を成す電気的駆動線輪４の左側壁及び右側壁、並びに台座２４の後面を取り巻くように配設される。磁気ヨーク７の１対２個の対辺７１，７２はそれぞれ、上記左側壁、右側壁を介して、回動振動体１の各回動端面と対向せしめられ、同磁気ヨーク７の結合部７ｃは、台座２４の後面を迂回せしめられる。
１対２個の振動磁石１ｇ，１ｇと１個の磁気ヨーク７とは、振動ミラー１の回動面内において、略ロの字形の磁気回路を構成する。その結果、磁気抵抗が減少し、磁束が増加する。従って、回動振動体１に対する回動トルクが増大する。
第６の実施の形態のその余の事項は、第５の実施の形態と同様である。
【００５３】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第７の実施の形態について、説明する。
図８は、同第７の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図である。
図８において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、６は基板、７は磁気ヨークである。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇ，１ｇは棒状の振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座である。
第７の実施の形態の磁気ヨーク７は、全体形状が略コの字形を成し、１対２個の対辺７１及び７２並びに１個の結合部７ｃを有する。そして、当該対辺７１及び７２は、回動振動体１の両回動端面に対向する部分が、水平断面（回動振動体１の回動面）内において、外に凸に湾曲した形状を成している。
第７の実施の形態の略コの字形の磁気ヨーク７は、図示の如く、角筒形を成す電気的駆動線輪４の左側壁及び右側壁、並びに台座２４の後面を取り巻くように配設される。磁気ヨーク７の１対２個の対辺７１，７２の湾曲部はそれぞれ、上記左側壁、右側壁を介して、回動振動体１の各回動端面と対向せしめられ、同磁気ヨーク７の結合部７ｃは、台座２４の後面を迂回せしめられる。
１対２個の振動磁石１ｇ，１ｇと１個の磁気ヨーク７とは、振動ミラー１の回動面内において、略ロの字形の磁気回路を構成する。
さて、磁気ヨーク７の対辺７１，７２の形状、並びに振動磁石１ｇ，１ｇの左右両端部の形状を、水平断面（回動振動体１の回動面）において、特に円弧状としたときは、回動角θの増加に伴う、空隙の磁気エネルギの増加の程度が減少するから、対辺７１，７２と、振動磁石１ｇ，１ｇとの間の吸引力が、減少する。従って、バネ定数が減少し、回動振動体１の固有角振動数（共振周波数）が減少するという利点がある。
第７の実施の形態のその余の事項は、第６の実施の形態と同様である。
なお、第７の実施の形態は、一般に磁気ヨークを含有する実施の形態（例えば第４、第５の実施の形態）に対して、適用することが出来る。
【００５４】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第８の実施の形態について、説明する。
図９は、同第８の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図である。
図９において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、６は基板、７は磁気ヨーク、８は固定磁石である。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇ′は単一の板状振動磁性体、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座である。
振動ミラー面１ｍ′は、板状振動磁性体１ｇ′の全面を鏡面加工して成るものである。
磁気ヨーク７は、全体形状が略コの字形を成し、１対２個の対辺７１及び７２並びに１個の結合部７ｃを有する。
略コの字形の磁気ヨーク７は、図示の如く、角筒形を成す電気的駆動線輪４の左側壁及び右側壁、並びに台座２４の後面を取り巻くように配設される。磁気ヨーク７の１対２個の対辺７１，７２はそれぞれ、上記左側壁、右側壁を介して、回動振動体１の各回動端面と対向せしめられ、同磁気ヨーク７の結合部７ｃは、台座２４の後面を迂回せしめられる。
第８の実施の形態においては、図示の如く、電気的駆動線輪４の左側壁と磁気ヨーク７の対辺７１との間、並びに、電気的駆動線輪４の右側壁とヨーク７の対辺７２との間にはそれぞれ、空間が設けられ、固定磁石８，８が配設される。
単一の板状振動磁性体１ｇ′と、１個の磁気ヨーク７と、１対２個の固定磁石８，８は、水平断面（振動ミラー１の回動面）内において、略ロの字形の磁気回路を構成する。その結果、磁気抵抗が減少し、磁束が増加する。従って、回動振動体１に対する回動トルクが増大する。
第８の実施の形態のその余の事項は、第３の実施の形態と同様である。
【００５５】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第９の実施の形態について、説明する。
図１０は、同第９の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は、水平断面図、同図（ｃ）は側面図である。
図１０において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４，４は第１、第２の電気的駆動線輪、５は磁気センサ、そして、６は基板である。
１ｍ′は長方形状の単一の振動ミラー面、１ｇ、１ｇは棒状振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座、２４ｓは空所である。
第１、第２の電気的駆動線輪４，４はそれぞれ、左右方向に平行な軸心、即ち各回動端面を直角に貫通する直線に平行な軸心の周りに、円筒状、楕円筒状、若しくは角筒状に巻回される。
第１、第２の電気的駆動線輪４，４の前部の弧状若しくは直線状部分の側面が、回動振動体１の各回動端面と近接するように、配置される。
それらの後部の弧状、角状、若しくは直線状の巻線部分は、直接又は支持部材を介して、基板６の前面に固定される。
一対２個の振動磁石１ｇ，１ｇは何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、第１、第２の電気的駆動線輪４，４の前部における弧状若しくは直線状部分と、同じ向きに鎖交する、
第９の実施の形態によれば、第１、第２の電気的駆動線輪４，４の最前端部位が振動ミラー面１ｍ′を前方に超えることが無いようにすることが出来る。
第９の実施の形態のその余の事項は、第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第１０の実施の形態について、説明する。
図１１は、同第１０の実施の形態の説明図であって、同図（ａ）は、正面図、同図（ｂ）は水平断面図、同図（ｃ）は、側面図である。
図１１において、１は回動振動体、２は回動振動体支承手段、４は電気的駆動線輪、６は基板、７は磁気ヨークである。
１ｍ′は長方形状の振動ミラー面、１ｇ、１ｇは棒状振動磁石、２１は振動体支承板、２２は可屈曲板、２３は屋根形凸体、２４は台座である。
第１、第２の電気的駆動線輪４，４はそれぞれ、前後方向に平行な軸心の周りに、円筒状、楕円筒状、若しくは角筒状に巻回される。
第１、第２の電気的駆動線輪４，４の前方寄りの部分の側面が、回動振動体１の各回動端面と近接するように、配置される。
それらの後端面は、直接又はそれらと同形の支持部材を介して、基板６の前面に固定される。
一対２個の振動磁石１ｇ，１ｇは何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、第１、第２の電気的駆動線輪４，４の前方寄りの巻線部分と、同じ向きに鎖交する、
第１０の実施の形態によれば、第１、第２の電気的駆動線輪４，４の最前面が振動ミラー面１ｍ′を前方に超えることが無いようにすることが出来る。
第１０の実施の形態のその余の事項は、第１の実施の形態と同様である。
【００５７】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の各実施の形態の動作モードについて説明する。
上記各実施の形態は、共振モード又は非共振モードで使用される。
共振モードにおいては、電気的駆動線輪４に供給する交番電流の周波数と、回動振動体１の固有角振動数（共振周波数）とを、同一にする。回動振動体１の共振周波数は、回動振動体１の慣性モーメントＩ及び／又はバネ定数（ｋ＋ｋｍ）を調節することによって、調節される。
共振モードの特徴は、凡そ下記の通りである。
（１）共振周波数だけで動作する。
（２）正弦振動で動作する。
（３）動作電流を非常に少なくできる。
（４）振幅（スキャン幅）は、供給電流でコントロール出来る。
（５）高速走査が可能と成る。
【００５８】
非共振モードにおいては、電気的駆動線輪４に供給する交番電流の周波数ωは、回動振動体１の共振周波数よりも、かなり小（又は大）でなければならない。このようにすれば、過渡時における波形の乱れ（正弦波からのずれ）が回避される。
非共振モードの特徴は、凡そ下記の通りである。
（１）共振周波数より十分低い周波数領域で動作させる必要がある。
（２）供給電流波形への追従動作が可能である。走査速度、走査幅、線速等が任意に制御できる。
非共振モードの場合は、内部損失乃至外部ダンパを付与することが出来る。
更に、オーバーダンプとして、無周期運動（クリープ的な運動）とすることが出来る。この場合は、制御性が一段と良くなる。
【００５９】
この出願の発明の振動ミラー形走査装置の各実施の形態の駆動回路について説明する。
図１３は、磁気センサ付の実施の形態のための駆動回路の説明図である。
この駆動回路は、駆動信号発生手段と、サーボ増幅器（ＡＭＰ）と、ドライブ回路と、磁気センサと、角度検出増幅器とを含有する。
駆動信号発生手段は、例えばマイクロコンピュータ等から構成されておって、所望の周波数、所望の振幅、所望の波形の駆動信号（目標値）を繰り返し発生する。
磁気センサ５は、回動振動体１の回動角度（制御量）を検出する。磁気センサからの回動角度信号は、角度検出増幅器で増幅された後、サーボ増幅器（サーボＡＭＰ）に加えられる。
サーボ増幅器（ＡＭＰ）とドライブ回路とは、駆動信号（目標値）と回動角度信号（制御量）との差信号を形成し、形成した差信号に基づいて、その差信号を零とするように操作量（電流量）を決定し、決定した操作量（電流量）を、振動ミラー形走査装置の電気的駆動線輪４に供給する。
【００６０】
これによって、回動振動体１の回動角度θ（瞬時値）は、駆動信号発生手段によって与えられる駆動信号（目標値）の変化に、連続的に追従することと成る。
その結果、光ビームの走査角（瞬時値）も駆動信号振幅（瞬時値）に追従することと成る。
それ故、光ビームの走査速度、走査幅、線速等を、任意所望の値に制御することが出来る。
この駆動回路は、磁気センサ付の実施の形態、即ち第１〜第３、及び第９の実施の形態に適用することが出来る。
【００６１】
図１４は、磁気センサを使用していない実施の形態のための駆動回路の説明図である。
図１４の振動ミラー（ＶＭ）形走査装置用駆動回路は、光センサや磁気センサを使用することなしに、駆動電源の周波数及び位相を、振動ミラーの機械的共振周波数及び位相に自動的に追従させることが出来る。
振動ミラー（ＶＭ）形走査装置用駆動回路は、パルス幅変調発振器と、振動ミラー（ＶＭ）コイル励振回路と、振動ミラー（ＶＭ）コイルと、電圧サンプラと、パルス立上り時点決定回路と、ピークホルダと、パルス立下り時点決定回路とを含有する。
パルス幅変調発振器は、自励発振時には、パルス繰返し周波数が回動形振動ミラー（ＶＭ）の機械的共振周波数Ｆよりも若干低く、デューティ率が４分の１よりも小なる発振パルス列ｂ１を出力し、他励発振時には、パルス繰返し周波数が同振動ミラー（ＶＭ）の機械的共振周波数Ｆに追従し、デューティ率が自励発振時のそれよりも更に小なる発振パルス列ｂ１を出力する。
【００６２】
振動ミラー（ＶＭ）コイル励振回路は、振動ミラー（ＶＭ）の回動角θが逆方向の最大点に到達した直後に、振動ミラー（ＶＭ）コイルの第１の入力端子Ａ４に対して、発振パルス列ｂ１に基づいて正極性の励振パルスを印加する。
振動ミラー（ＶＭ）コイルは、第１の入力端子Ａ４に対して正極性の励振パルスが印加された時、振動ミラー（ＶＭ）に対して同パルスの持続時間に比例した正方向の角運動量を与える。
電圧サンプラは、励振パルスの非印加時に、振動ミラー（ＶＭ）の自由振動に起因する逆起電圧の負極性の半波の絶対値を、振動ミラー（ＶＭ）コイルの第１の入力端子Ａ４において検出する。
パルス立上り時点決定回路は、電圧サンプラの出力レベルがピークからゼロに到達した時点を検出して、休止中のパルス幅変調発振器の次なる発振パルスの立上り時点を決定し、同発振器の第１の変調信号入力端子ａ１に対して、同発振パルスを立ち上がらせるための負極性の変調電圧ｑを印加する。これによって、励振パルスを最良のタイミングで印加することが出来る。
【００６３】
ピークホルダは、電圧サンプラの毎周期、電圧サンプラ出力側のリニヤ増幅器の出力電圧のピーク値ｐｍを検出し、且つ保持する。
パルス立下り時点決定回路は、パルス幅変調発振器からの発振パルス持続信号とピークホルダからのピーク値ｐｍとを受けて、振動ミラー（ＶＭ）の所望の振幅に対応する目標値ｖｒとピーク値ｐｍとの電圧差に比例する発振パルス持続時間、従って又発振パルス立下り時点を決定し、同発振器の第２の変調信号入力端子ａ２に対して、持続中の発振パルスを立ち下がらせるための、正極性の変調電圧ｒを印加する。これによって振動ミラーの回動範囲が自動的に調節される。
パルス立下り時点決定回路は、同時に、ピークホルダのピーク電圧保持状態を瞬時的に解除する。
上記の駆動回路は、この出願の発明者の発明に成るものであって（特願平９−４６８７６号の明細書及び図面参照）、磁気センサや光センサを使用していない実施の形態、即ち第４〜第８及び第１０の実施の形態に使用することが出来る。
更に、磁気センサを使用しない実施の形態のための駆動回路としては、駆動信号発生手段とドライブ回路とを縦続接続して成る開ループ構成の駆動回路（図示しない）を使用することも出来る。この種の駆動回路の駆動信号発生手段は、図１３の駆動信号発生手段と同様である。
【００６４】
その他の実施の形態について説明する。
この出願の発明においては、回動振動体１の四つの形式（図１〜２、３、４、及び９参照）、磁気ヨーク７の三つの基本的形状（図５、６、及び７参照）、磁気ヨーク７の対辺７１，７２の湾曲形状の有無（図８、図７参照）、磁気センサ５の有無（図１、図５参照）、並びに、電気的駆動線輪４の三つの形式（図１〜９、１０、１１）の組み合わせることによって、多数の実施の形態を生成させることが出来る。
かくして生成された多数の実施の形態の内、代表的なものは、「目的を達成するための手段」の欄に枚挙してある。
組合わせによっては、構造的若しくは機能的理由によって、両立し得ないものもあるので、そのようなものは当然除外されなければならない。
次に、この出願の発明の応用形態について簡単に言及する。
この出願の発明の応用形態としては、当面、定置式光学的情報読取装置、光学的情報読取モジュール、手持式光学的情報読取装置、光学的情報読取装置内蔵ハンディターミナル、車載式光学センサ、光ポインタ、光レベラー、光投影器等が考えられる。
【００６５】
【発明の効果】
この出願の発明は、以上のように構成したから、下記（ａ）〜（ｋ）の通り、顕著な効果を奏することが出来る。
（ａ）バーコードリーダ用・振動ミラー形走査装置の振動ミラー１ｍを一段と小さくすることが出来た。数字で言えば、各部寸法が２．５×４．０×０．３ｍｍの超小形振動ミラーを実現することが出来た。
これによって、光ビーム直径が約１ｍｍで、必要最大走査角５０度を満足する振動ミラー形走査装置を実現することが出来た。
（ｂ）回動振動体支承手段２内の回動中心点（線）と振動ミラー１ｍ前面の振動ミラー面（光反射面）１ｍ′との間の距離を、大幅に短縮することが出来た。数字で言えば、１．２ｍｍ以下（実際は１．０４ｍｍ）とすることが出来た。
これによって、振動ミラー形走査装置の前後方向（走査方向）の寸法を、大幅に短縮することが出来た。
（ｃ）前述の通り回動中心点（線）と回動ミラー面１ｍとの間隔が短縮されたことによって、前後方向（走査方向）に対して直角な方向、即ち左右方向や回動軸方向における耐震強度が高められた。
そのため、外部由来の衝撃等に起因する、左右方向乃至回動軸方向への、走査ビーム光の不所望震動が、大幅に低減された。
【００６６】
（ｄ）可屈曲板２２と台座２４との間に屋根形凸体２３を導入することによって、回動振動体１の各回動方向に十分なクリアランス（空間）を確保することが出来た。これによって、回動振動体１を、任意所望の最大回動角θｍ迄、回動させることが出来るようになった。
数字で言えば、回動振動体１を、片側に１２．５度以上、両側では２５度以上に亙って、回動させることが出来るようになった。従って又、光ビームを、片側に２５度（＝１２．５度×２）以上、両側では５０度（＝２５度×２）以上に亙って、回動させることが出来るようになった。これらの数値は、バーコードリーダにおける光ビームの必要走査角５０度以上を満足する。
（因みに、光ディスクトラッキング用・精アクチュエータとしての可動ミラーによる片側だけの走査範囲は、トラック数十本分の距離以内（通常５０ミクロン以内、大きくても高々１００ミクロン以内）に止（とど）まる。この出願の発明による振動ミラー形走査装置の最大走査角は、かかるアクチュエータの走査角よりも、何桁も大きいのである。）
【００６７】
（ｅ）回動振動体支承手段２の台座２４の後部に空所２４ｓを形成し、該空所２４ｓに、回動振動体１の回動角（走査角）を検出するための磁気センサ５を配設したから、簡単且つ低コストで、正確な回動角度（走査角度）の検出が可能になった。
（ｆ）磁気センサ５からの回動角度（走査角度）信号を用いることによって、光ビームの走査角度の制御を、正確に行わせることが可能になった。
（ｇ）同じく、磁気センサ５からの回動角度（走査角度）信号を用いることによって、光ビームの走査速度の制御を、正確に行わせることが可能になった。
（ｈ）回動振動体支承手段２を合成樹脂材で製作した場合は、同材料の弾性係数が温度依存性を持ち、従って光ビームの走査特性も又温度依存性を持つことになるのであるが、磁気センサ５からの回動角度（走査角度）信号を用いることによって、光ビーム走査特性の温度依存性の補正制御が可能になった。従って、光ビーム動作特性が温度変化に対して安定化された。
【００６８】
（ｉ）回動振動体１は、その角度位置を、前述の如く、磁気センサ５からの回動角度（走査角性）信号を用いることによって、電気的に制御することが可能であるから、同回動振動体１の静止位置を、回動振動体支承手段２（の可屈曲板２２）の弾性や剛性によって、所定の原点に敢えて保持する必要が無くなった。
それ故、回動振動体支承手段２の可屈曲板２２のばね定数を極端に小さく設計することが可能になり、従って、回動振動体１を、所定の回動方向に、回動し易くすることが可能になった。
従って、回動振動体１に対する駆動力を小さくすること、又、駆動電力を小さくすることが可能になった。
更に、可屈曲板２２の弾性によるばね力を極端に小さく設計することが可能になったから、回動振動体１の機械的共振の強さも小さく設計することが可能となり、非常に制御し易くなった。
【００６９】
（ｊ）回動振動体１の振動磁石（１ｇ，…）に対向して磁気ヨーク７を配置することによって、当該磁気ヨーク７と振動磁石（１ｇ，…）との間に発生する磁気吸引力を、等価的な復帰ばね力として利用した場合はその分だけ、温度変化特性のある可屈曲板２２のばね力を減らすことが出来るから、温度特性が良好となる。
（ｋ）前後方向に軸を持つ１対の電気的駆動線輪４（４，４）を、回動振動体１の左右に配置する構成の場合は、同線輪（４，４）の最前端部が振動ミラー面１ｍ′を超えないようにすることが出来る。従って、装置の前後方向寸法を、更に短縮することが出来る。
（１）容積、重量とも驚異的に改善された。
即ち、従来の振動ミラー形走査装置の外形寸法は、８．６×１６．５×１５．５５≒２２０６．５５ｍｍ３であったが、この出願の発明による振動ミラー形走査装置の外形寸法は、５．１×６．６×３．５５≒１１９．４９ｍｍ３となり、容積で５．４％（１／１８）に縮小された。
又、従来の振動ミラー形走査装置の重量は、５．２１ｇであったが、この出願の発明による振動ミラー形走査装置の重量は、０．２７ｇとなり、重量が５．２％（１／１９）に軽量化された。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の振動ミラー形走査装置の第１の実施の形態の説明図である。
【図２】同第１の実施の形態の分解斜視図である。
【図３】同第２の実施の形態の説明図である。
【図４】同第３の実施の形態の説明図である。
【図５】同第４の実施の形態の説明図である。
【図６】同第５の実施の形態の説明図である。
【図７】同第６の実施の形態の説明図である。
【図８】同第７の実施の形態の説明図である。
【図９】同第８の実施の形態の説明図である。
【図１０】同第９の実施の形態の説明図である。
【図１１】同第１０の実施の形態の説明図である。
【図１２】同第１の実施の形態の振動磁石による磁力線の分布図である。
【図１３】同第１の実施の形態等の駆動回路の説明図である。
【図１４】同第４の実施の形態等の駆動回路の説明図である。
【図１５】従来の光ビーム走査装置の説明図である。
【図１６】従来の振動ミラー形走査装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 回動振動体
１ｇ 振動磁石
１ｇ′ 振動磁性体
１ｍ 振動ミラー
１ｍ′ 振動ミラー面
２ 回動振動体支承手段
２１ 振動支承板
２２ 可屈曲板
２３ 屋根形凸体
２４ 台座
３ 回動軸
４ 電気的駆動線輪
５ 磁気センサ
６ 基板
７ 磁気ヨーク
７１ 磁気ヨークの第１の辺
７２ 磁気ヨークの第２の辺
８ 固定磁石
ｄｍ 回転駆動モータ
ｇｍ ガルバノモータ
ｈ ホルダ
ｐｍ ポリゴンミラー
ｓｍ タンメンミラー
θｔ 回動角
θ Ｍ 最大回動角[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention of this application relates to a movable reflecting mirror type scanning device capable of scanning a light beam over a wide angle range.
More particularly, the present invention relates to a vibrating mirror type scanning device for use in an optical information reading device that reads a bar code symbol on an optical recording medium.
[0002]
[Prior art]
The light beam scanning device used in the conventional optical information reader includes (1) a polygon mirror and a rotation drive motor connected by a rotation shaft, and (2) a single surface mirror and a galvano motor. It is common to connect them with.
FIG. 15A is a perspective view of a light beam scanning device using (1) a Bolgon mirror and a rotary drive motor.
In FIG. 5A, pm is a polygon mirror, and dm is a rotational drive motor.
As illustrated, the polygon mirror pm and the rotational drive motor dm are configured separately from each other and are connected directly or via a speed reduction mechanism.
FIG. 15B is a perspective view of a light beam scanning device using (2) a single mirror and a galvano motor.
In FIG. 4B, sm is a single mirror, and gm is a galvano motor.
As shown in the figure, the single mirror sm and the galvano motor gm are configured separately from each other, and their rotational axes are directly coupled.
[0003]
However, in the first light beam scanning device using the polygon mirror pm and the rotation drive motor dm, since the polygon mirror pm and the rotation drive motor dm are separately formed, the height direction (that is, It is difficult to greatly reduce the dimension in the direction of the rotation axis, and since the rotation drive motor dm is used, the dimension in the front-rear direction (that is, the direction perpendicular to the rotation axis direction) is further reduced. Is difficult.
In the second light beam scanning device using the single mirror sm and the galvano motor gm, since the single mirror sm and the galvano motor gm are configured separately from each other, the height direction (that is, the rotation) It is difficult to further reduce the dimension in the direction of the dynamic axis), and since the galvano motor gm is used, the dimension in the front-rear direction (that is, the direction perpendicular to the rotational axis direction) is further reduced. Is difficult.
[0004]
Therefore, the inventor of this application previously invented a vibrating mirror type scanning device that further shortens the dimensions of the rotation axis direction and the front-rear direction by integrating the reflection mirror, the movable magnet, and the rotation axis. (See JP-A-7-261109 and JP-A-8-129600).
FIGS. 16A and 16B are explanatory views of the embodiment, in which FIG. 16A is a plan view, FIG. 16B is a front view, and FIG. 16C is a side view.
In the figure, 1 is a rotating vibrator, 3 is a rotating shaft, 4 and 4 are first and second electric drive wires, 71Is the first side of the magnetic yoke, 72Is the second side of the magnetic yoke, 7cIs a coupling portion of the magnetic yoke, and h is a holder. The rotating
[0005]
The rotating shaft 3 of the rotating
The magnetic flux generated by the pair of
As a result of the previous invention, the vibrating mirror type scanning device has been miniaturized to an axial height dimension of 8.6 mm, a lateral width dimension of 16.5 mm, and a longitudinal dimension of 15.55 mm.
[0006]
[Problems of the prior art]
However, more than three years have passed since then, according to the results of the research conducted by the present inventors, the convenience of the optical beam scanning type optical information reader is further improved, the use is further expanded, and the new In order to create such a usage pattern, further downsizing of the oscillating mirror type scanning device that forms the core of the device, a drastic shortening of the dimension in the front-rear direction (ultra-thinning), and It has been found that further weight reduction and in particular, further weight reduction (ultra-light weight) of the rotating vibrator is indispensable.
And for those who want to achieve this goal, the pivot shafts, bearings, and return springs that have supported the pivoting vibrating body with mirrors are now the largest anchors or bottlenecks ( It turned out that it was converted to Airo).
Further, the necessity of further improvement of the scanning frequency and the maximum scanning angle of the light beam, the necessity of correction control of the scanning characteristic and temperature characteristic of the beam, and the instantaneous rotation angle of the beam for use in the correction control. The necessity of a signal, and therefore a need for a new rotation angle detection system capable of detecting the instantaneous value of the rotation angle of the beam from time to time (continuously) has also been found.
[0007]
OBJECT OF THE INVENTION
Therefore, the first object of the invention of this application is to further reduce the outer dimension of the vibrating mirror type scanning device, and to greatly reduce the dimension in the front-rear direction (ie, to make it ultra-thin). , Greatly reducing the distance between the rotation center point (line) and the vibrating mirror (to dare to be 1.2 mm or less), at the same time to further reduce the weight of the entire device, To further reduce the size and weight (ultra light weight) of the rotating vibrating body that constitutes the main part (to dare to realize ultra-small vibrating mirrors with dimensions of 2.5 x 4.0 x 0.3 mm or less) )It is in.
The second object of the invention of this application is to provide a new rotating vibration body that can eliminate the conventional rotating shaft and bearings and return springs that have supported the rotating vibration body with a mirror so far. It is to provide a means of support.
A third object of the invention of this application is to enable the rotating
[0008]
The fourth object of the invention of this application is to increase the seismic strength in the left-right direction and the rotation axis direction, and to cause unwanted vibration of the scanning beam light in the left-right direction to the rotation axis direction due to extraneous impacts and the like. Is to realize a vibrating mirror type scanning device.
The fifth object of the invention of this application is to be able to detect the instantaneous value of the rotational angle of the rotating vibrating body, and hence the instantaneous value of the rotational angle of the light beam. It is providing the rotation angle detection system which becomes.
The sixth object of the present invention is to control the scanning speed of the light beam and / or scan the light beam using the light beam rotation angle detection signal from the new rotation angle detection system. It is an object of the present invention to provide a correction control system for a vibrating mirror type scanning device capable of correcting and controlling characteristics and temperature characteristics.
The seventh object of the invention of this application is to achieve the above objects with a simple configuration and at low cost.
[0009]
[Means for achieving the objectives]
The first means for solving the above-mentioned problems and achieving the above-mentioned objects is a rotating
The rotating vibrating
The
Each of the vibrating
The rotating vibration body support means 2 includes a
The
The
The roof-shaped
The
The electric
Each of the vibrating
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0010]
The second means is a vibrating mirror type scanning device forming the first means.
The rotating vibrating
The
Each of the vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0011]
The third means is the oscillating mirror type scanning device constituting the first means,
The rotating
The
The vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0012]
The fourth means is a vibrating mirror type scanning device constituting the first means,
The rotating
The vibrating
The vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0013]
The fifth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the first to fourth means.
Including a
The
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0014]
Sixth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the first to fourth means.
Containing a substantially yoke-shaped or U-shaped
A pair of opposing
The entirety of the
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0015]
The seventh means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the first to fourth means.
Containing a substantially U-shaped
Each
Connecting
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0016]
In the eighth aspect, in any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the sixth or seventh means,
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0017]
The ninth means is
The rotating
The rotating vibrating
The
The oscillating
The rotating vibration body support means 2 includes a
The
The
The roof-shaped
The
The electric
Each of the fixed
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0018]
The tenth means is the vibrating mirror type scanning device constituting the ninth means,
The rotating vibrating
The
The vibrating
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0019]
The eleventh means is the oscillating mirror type scanning device constituting the ninth means,
The rotating
The oscillating
The vibrating
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0020]
The twelfth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the ninth to eleventh means,
Containing a substantially yoke-shaped or U-shaped
A pair of opposing
The entirety of the
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0021]
The thirteenth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the ninth to eleventh means,
Containing a substantially U-shaped
Each
Connecting
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0022]
The fourteenth means is
A rotating
The rotating vibrating
The
Each of the vibrating
The rotating vibration body support means 2 includes a
The
The
The roof-shaped
The
Each of the electric
The arcuate, square, or linear winding portions of the rear part thereof are fixed to the front surface of the
Each of the vibrating
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0023]
The fifteenth means is the vibrating mirror type scanning device constituting the fourteenth means,
The rotating vibrating
The
Each of the vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0024]
The sixteenth means is the vibrating mirror type scanning device constituting the fourteenth means,
The rotating vibrating
The
The vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0025]
The seventeenth means is the oscillating mirror type scanning device constituting the fourteenth means,
The rotating vibrating
The vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0026]
In an oscillating mirror type scanning device constituting the fourteenth means,
The
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0027]
The nineteenth means is
A rotating
The rotating vibrating
The
Each of the vibrating
The rotating vibration body support means 2 includes a
The
The
The roof-shaped
The
Each of the electric
The rear end surface of each electric
Each of the vibrating
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0028]
The twentieth means is the vibrating mirror type scanning device constituting the nineteenth means,
The rotating vibrating
The
Each of the vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0029]
The twenty-first means is the oscillating mirror type scanning device constituting the nineteenth means,
The rotating
The
The vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0030]
Twenty-second means is the oscillating mirror type scanning device constituting the nineteenth means,
The rotating vibrating
The vibrating
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0031]
The twenty-third means is any one of the oscillating mirror type scanning devices constituting the nineteenth to twenty-second means.
Containing a substantially U-shaped
Each
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0032]
The twenty-fourth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the first to twenty-third means.
The rotating vibration body support means 2 is made of a flexible elastic material such as a rubber material, a synthetic resin material, or an elastomer material.
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0033]
The twenty-fifth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the first to twenty-third means.
The
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0034]
The twenty-sixth means is any one of the vibrating mirror type scanning devices constituting the first to twenty-fourth means,
The rotating vibrator support means 2 is configured as a single continuous body made of a single elastic material.
This is a vibrating mirror type scanning device.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
A first embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the present invention will be described.
1A and 1B are explanatory views of the first embodiment, in which FIG. 1A is a front view thereof and FIG. 1B is a cross-sectional view thereof.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the first embodiment.
In FIGS. 1 and 2,
In this embodiment, the rotating vibrating
The vibrating
A single vibrating
In this specification, for convenience of explanation, the normal direction of the vibrating
[0036]
Each of the two vibrating magnets (1g, 1g) is configured in a rectangular bar shape. Their cross-sectional shapes are as shown in FIG.
As the material of the vibrating magnet, SmCo, NeFeB, or a ferrite material is used. When SmCo or NeFeB is used, the magnetic flux density can be increased, and thus the apparatus can be reduced in size and weight. When ferrite material is used, the cost can be reduced.
Moreover, a resin-bound magnet can be used as the vibrating magnet. Since the resin-bound magnet has good moldability, the cost can be reduced.
One
The
[0037]
By the way, the dimension in the front-rear direction (that is, the normal direction of the vibrating
As shown in FIG. 1B, the rotating vibration body support means 2 includes a
The
The
[0038]
The
When overviewing the shape, a plate-like body having a small thickness in the left-right direction, a short length in the front-rear direction, and a long extension in the rotation axis direction is formed.
As a result, the
The front end surface of the
However, if the left and right side surfaces of the
As a result, an equivalent rotation center point (line) is stably formed as shown in the design drawing, and there is no problem that it varies from product to product.
[0039]
The roof-shaped
The roof-shaped
For the first time, the
The front surface of the
The
[0040]
Now, the whole rotating vibration body support means 2 is configured as a single continuous body made of a single flexible elastic material.
In this case, for example, various rubber materials such as silicone rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, nitrile rubber, and urethane rubber, or various molding materials such as injection molded elastomer, polyethylene, and nylon can be used as the flexible elastic material. .
In some cases, the
The
[0041]
The electric
The winding frame and the windings constituting the
The length in the front-rear direction is slightly larger than the length formed by the sum of the thickness of the vibrating
The rear end surface of the electric
Each of the vibrating magnets (1g,...) Has the same orientation in line with a straight line penetrating itself in the left-right direction (in other words, a straight line perpendicular to both the front-rear direction and the rotational axis direction). Magnetized. Therefore, the magnetic lines of force generated from them are the four
In some cases, the electrical
[0042]
The overall operation of the first embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
The
The vibration equation defining the free rotation vibration is approximately as follows.
I (d2θ / dt2) + C (dθ / dt) + kθ = 0 (1)
Where I is the moment of inertia of the rotatable part of the
When the viscous damping constant c can be ignored, it is as follows.
I (d2θ / dt2 ) +kθ = 0 (2)
The natural angular frequency (mechanical resonance frequency) of the
[0043]
FIG. 12 is a distribution diagram of lines of magnetic force generated by the pair of vibrating magnets (1g, 1g) of the rotating vibrating
In the figure,
When an alternating current is supplied to the electric
The magnitude of the rotational moment is approximately as follows.
Rotational moment = (T · cosωt) cosθ (3)
Where T is a constant proportional to the alternating current, and ω is the frequency of the alternating current.
θ is the rotation angle of the
[0044]
Therefore, the vibration equation defining the forced rotation vibration is approximately as follows.
I (d2θ / dt2) + C (dθ / dt) + kθ = (T · cosωt) cosθ (4)
Where I is the moment of inertia of the rotatable part of the
t is time, T is torque due to alternating current, and ω is frequency of alternating current.
As easily understood from Equation (4), the angular frequency and amplitude of the reciprocating rotational vibration (forced vibration) in the steady state are determined by the amplitude and frequency ω of the alternating current.
When the rotation angle θ of the
I (d2θ / dt2) + C (dθ / dt) + kθ = T · cos ωt (5)
The approximate waveform of the reciprocating rotational vibration (forced vibration) in the transient state can be obtained by solving the vibration equation (4).
When the rotating vibrating
[0045]
The magnetic sensor will be described.
When the rotation angle θ of the
When the rotating vibrating
B (θ) = Bhsinθ
Thus, the Hall voltage from the Hall element can be received as a rotation angle signal.
FIG. 13 shows a drive circuit for controlling the scanning angle using the rotation angle signal from the
[0046]
A second embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
FIG. 3 is an explanatory view of the second embodiment, in which FIG. 3 (a) is a front view and FIG. 3 (b) is a horizontal sectional view.
In FIG. 3,
1m is a single rectangular vibrating mirror, 1m 'is a vibrating mirror surface, 1g is a single plate-shaped vibrating magnet, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, and 24 is a pedestal. 24s are empty spaces.
In the second embodiment, the rotating vibrating
As is well known from FIG. 3, the electric drive winding 4 has a left side wall, a right side wall, an upper side wall, and a lower side wall at positions that surround the vibrating
The plate-like vibrating
The remaining items of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0047]
A third embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the third embodiment, in which FIG. 4 (a) is a front view and FIG. 4 (b) is a horizontal sectional view.
In FIG. 4,
1m ′ is a rectangular vibrating mirror surface, 1g is a single substantially rectangular plate-shaped vibrating magnet, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a flexible plate, 23 is a roof-shaped convex body, 24 is a pedestal, 24s is empty It is a place.
In the third embodiment, the rotating vibrating
The plate-like vibrating
The remaining items of the third embodiment are the same as those of the first and second embodiments.
[0048]
A fourth embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the fourth embodiment, in which FIG. 5 (a) is a front view and FIG. 5 (b) is a horizontal sectional view.
In FIG. 5,
1m 'is a rectangular vibrating mirror surface, 1g and 1g are rod-shaped vibrating magnets, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, and 24 is a pedestal.
The
The substantially yoke-shaped
The one-to-two vibrating
[0049]
1 to 2 vibrating
Magnetic spring force (rotational moment) = km・ Sinθ
Where kmIs the spring constant of the magnetic spring, and θ is the rotation angle of the
Therefore, the rotating
When the rotation angle θ is small, km・ Sinθ ≒ km・ It becomes θ. The vibration equation is as follows.
I (d2θ / dt2) + C (dθ / dt) + (k + k)m) Θ = (T · cos ωt) (6)
Where I is the moment of inertia of the rotating vibrating
Torque due to alternating current, t is time, ω is frequency of alternating current.
[0050]
According to the vibration equation (5), the magnetic spring constant kmAnd the mechanical spring constant k are equivalent.
Therefore, the magnetic spring force can be held in place at the origin (zero angle) position, instead of the mechanical spring force.
Further, since the temperature-dependent mechanical spring constant k can be made extremely small, the temperature dependence of the mechanical resonance frequency and vibration amplitude of the
Furthermore, since the total sum of the magnetic spring force and the mechanical spring force can be reduced, the vibration amplitude of the
In the fourth embodiment, no magnetic sensor is used.
The remaining items of the fourth embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0051]
A fifth embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
6A and 6B are explanatory views of the fifth embodiment, in which FIG. 6A is a front view and FIG. 6B is a horizontal sectional view.
In FIG. 6,
1m 'is a rectangular vibrating mirror surface, 1g and 1g are rod-shaped vibrating magnets, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, and 24 is a pedestal.
The
The substantially U-shaped
The one-to-two vibrating
The remaining items of the fifth embodiment are the same as those of the fourth embodiment.
[0052]
A sixth embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the sixth embodiment, in which FIG. 7 (a) is a front view and FIG. 7 (b) is a horizontal sectional view.
In FIG. 7,
1m 'is a rectangular vibrating mirror surface, 1g and 1g are rod-shaped vibrating magnets, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, and 24 is a pedestal.
The
The substantially U-shaped
The one-to-two vibrating
The remaining items of the sixth embodiment are the same as those of the fifth embodiment.
[0053]
A seventh embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the seventh embodiment, in which FIG. 8 (a) is a front view and FIG. 8 (b) is a horizontal sectional view.
In FIG. 8, 1 is a rotating vibration body, 2 is a rotating vibration body supporting means, 4 is an electric drive line wheel, 6 is a substrate, and 7 is a magnetic yoke.
1m 'is a rectangular vibrating mirror surface, 1g and 1g are rod-shaped vibrating magnets, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, and 24 is a pedestal.
The
The substantially U-shaped
The one-to-two vibrating
Now, the
The remaining items of the seventh embodiment are the same as those of the sixth embodiment.
Note that the seventh embodiment can be applied to embodiments generally including a magnetic yoke (for example, the fourth and fifth embodiments).
[0054]
An eighth embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
9A and 9B are explanatory views of the eighth embodiment, where FIG. 9A is a front view and FIG. 9B is a horizontal sectional view.
In FIG. 9,
Reference numeral 1m ′ denotes a rectangular vibrating mirror surface, 1g ′ denotes a single plate-like vibrating magnetic body, 21 denotes a vibrating body support plate, 22 denotes a bendable plate, 23 denotes a roof-shaped convex body, and 24 denotes a pedestal.
The vibrating
The
As shown in the drawing, the substantially U-shaped
In the eighth embodiment, as shown in the drawing, the left side wall of the electric
A single plate-like vibrating
The remaining items of the eighth embodiment are the same as those of the third embodiment.
[0055]
A ninth embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
10A and 10B are explanatory views of the ninth embodiment, where FIG. 10A is a front view, FIG. 10B is a horizontal sectional view, and FIG. 10C is a side view.
In FIG. 10, 1 is a rotating vibration body, 2 is a rotating vibration body supporting means, 4 and 4 are first and second electric drive wires, 5 is a magnetic sensor, and 6 is a substrate.
1m 'is a rectangular vibrating mirror surface, 1g, 1g is a rod-shaped vibrating magnet, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, 24 is a pedestal, 24s is a space is there.
The first and second electric
The side surfaces of the arc-shaped or linear portions of the front portions of the first and second electric
The arcuate, square, or linear winding portions of the rear portions are fixed to the front surface of the
Each of the pair of two vibrating
According to the ninth embodiment, it is possible to prevent the foremost end portions of the first and second electric
The remaining items of the ninth embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0056]
A tenth embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
11A and 11B are explanatory views of the tenth embodiment, in which FIG. 11A is a front view, FIG. 11B is a horizontal sectional view, and FIG. 11C is a side view.
In FIG. 11,
1m 'is a rectangular vibrating mirror surface, 1g and 1g are rod-shaped vibrating magnets, 21 is a vibrating body support plate, 22 is a bendable plate, 23 is a roof-shaped convex body, and 24 is a pedestal.
The first and second electric
The first and second electric
The rear end surfaces thereof are fixed to the front surface of the
Each of the pair of two vibrating
According to the tenth embodiment, it is possible to prevent the forefront surfaces of the first and second electric
The remaining items of the tenth embodiment are the same as those of the first embodiment.
[0057]
The operation mode of each embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
Each of the above embodiments is used in a resonance mode or a non-resonance mode.
In the resonance mode, the frequency of the alternating current supplied to the electrical
The characteristics of the resonance mode are as follows.
(1) Operates only at the resonance frequency.
(2) Operates with sinusoidal vibration.
(3) The operating current can be greatly reduced.
(4) The amplitude (scan width) can be controlled by the supply current.
(5) High-speed scanning is possible.
[0058]
In the non-resonant mode, the frequency ω of the alternating current supplied to the electric
The characteristics of the non-resonant mode are as follows.
(1) It is necessary to operate in a frequency region sufficiently lower than the resonance frequency.
(2) It is possible to follow the supply current waveform. Scanning speed, scanning width, linear velocity, etc. can be controlled arbitrarily.
In the non-resonant mode, an internal loss or an external damper can be applied.
Furthermore, non-periodic motion (creep-like motion) can be used as overdump. In this case, controllability is further improved.
[0059]
The drive circuit of each embodiment of the vibrating mirror type scanning device of the invention of this application will be described.
FIG. 13 is an explanatory diagram of a drive circuit for an embodiment with a magnetic sensor.
The drive circuit includes drive signal generation means, a servo amplifier (AMP), a drive circuit, a magnetic sensor, and an angle detection amplifier.
The drive signal generating means is composed of, for example, a microcomputer and repeatedly generates a drive signal (target value) having a desired frequency, desired amplitude, and desired waveform.
The
The servo amplifier (AMP) and the drive circuit form a difference signal between the drive signal (target value) and the rotation angle signal (control amount), and make the difference signal zero based on the formed difference signal. Then, the operation amount (current amount) is determined, and the determined operation amount (current amount) is supplied to the electrical
[0060]
As a result, the rotation angle θ (instantaneous value) of the
As a result, the scanning angle (instantaneous value) of the light beam also follows the drive signal amplitude (instantaneous value).
Therefore, the scanning speed, scanning width, linear velocity, etc. of the light beam can be controlled to any desired value.
This drive circuit can be applied to the embodiments with a magnetic sensor, that is, the first to third and ninth embodiments.
[0061]
FIG. 14 is an explanatory diagram of a drive circuit for an embodiment that does not use a magnetic sensor.
The drive circuit for the vibrating mirror (VM) scanning device in FIG. 14 automatically follows the frequency and phase of the drive power supply to the mechanical resonance frequency and phase of the vibrating mirror without using an optical sensor or magnetic sensor. It can be made.
A driving circuit for a vibrating mirror (VM) scanning device includes a pulse width modulation oscillator, a vibrating mirror (VM) coil excitation circuit, a vibrating mirror (VM) coil, a voltage sampler, a pulse rise time determination circuit, a peak holder And a pulse falling point determination circuit.
In the self-excited oscillation, the pulse width modulation oscillator has an oscillation pulse train b in which the pulse repetition frequency is slightly lower than the mechanical resonance frequency F of the rotary vibrating mirror (VM) and the duty ratio is less than a quarter.1The pulse repetition frequency follows the mechanical resonance frequency F of the oscillating mirror (VM) at the time of separately excited oscillation, and the oscillation pulse train b whose duty ratio is smaller than that at the time of self-excited oscillation1Is output.
[0062]
The oscillating mirror (VM) coil excitation circuit has a first input terminal A of the oscillating mirror (VM) coil immediately after the rotational angle θ of the oscillating mirror (VM) reaches the maximum point in the reverse direction.4Oscillating pulse train b1Based on the above, a positive polarity excitation pulse is applied.
The vibrating mirror (VM) coil is connected to the first input terminal A.4When a positive excitation pulse is applied to the mirror, a positive angular momentum proportional to the duration of the pulse is given to the vibrating mirror (VM).
The voltage sampler calculates the absolute value of the negative half-wave of the back electromotive voltage caused by the free vibration of the oscillating mirror (VM) when the excitation pulse is not applied, to the first input terminal A of the oscillating mirror (VM) coil.4Detect at.
The pulse rise time determination circuit detects the time when the output level of the voltage sampler reaches zero from the peak, determines the rise time of the next oscillation pulse of the paused pulse width modulation oscillator, and sets the first rise time of the oscillator. Modulation signal input terminal a1On the other hand, a negative modulation voltage q for applying the oscillation pulse is applied. As a result, the excitation pulse can be applied at the best timing.
[0063]
The peak holder is the peak value p of the output voltage of the linear amplifier on the voltage sampler output side every cycle of the voltage sampler.mIs detected and held.
The pulse falling point determination circuit includes the oscillation pulse duration signal from the pulse width modulation oscillator and the peak value p from the peak holder.mAnd the target value v corresponding to the desired amplitude of the vibrating mirror (VM)rAnd peak value pmOscillating pulse duration proportional to the voltage difference between them and therefore the oscillating pulse falling point is determined, and the second modulation signal input terminal a of the oscillator is determined.2On the other hand, a positive modulation voltage r for applying a falling oscillation pulse is applied. As a result, the rotation range of the vibrating mirror is automatically adjusted.
At the same time, the pulse falling point determination circuit instantaneously releases the peak voltage holding state of the peak holder.
The above drive circuit is the invention of the inventor of the present application (see the specification and drawings of Japanese Patent Application No. 9-46876), and is an embodiment that does not use a magnetic sensor or an optical sensor. It can be used in the fourth to eighth and tenth embodiments.
Furthermore, as a drive circuit for an embodiment that does not use a magnetic sensor, an open loop drive circuit (not shown) formed by cascading drive signal generation means and drive circuits can be used. The drive signal generation means of this type of drive circuit is the same as the drive signal generation means of FIG.
[0064]
Other embodiments will be described.
In the invention of this application, the four types of the rotating vibrator 1 (see FIGS. 1-2, 3, 4, and 9) and the three basic shapes of the magnetic yoke 7 (see FIGS. 5, 6, and 7). The
Among the many embodiments thus generated, representative ones are listed in the section “Means for achieving the object”.
Some combinations may not be compatible for structural or functional reasons, and such must be excluded.
Next, an application form of the invention of this application will be briefly described.
As an application form of the invention of this application, for the time being, a stationary optical information reader, an optical information reader module, a hand-held optical information reader, an optical information reader built-in handy terminal, an in-vehicle optical sensor, an optical pointer An optical leveler, an optical projector, etc. are conceivable.
[0065]
【The invention's effect】
Since the invention of this application is configured as described above, remarkable effects can be obtained as described in the following (a) to (k).
(A) The
As a result, a vibrating mirror type scanning device having a light beam diameter of about 1 mm and satisfying the required maximum scanning angle of 50 degrees could be realized.
(B) The distance between the rotation center point (line) in the rotating vibrating body support means 2 and the vibrating mirror surface (light reflecting surface) 1m ′ on the front surface of the vibrating
As a result, the dimension in the front-rear direction (scanning direction) of the oscillating mirror type scanning device could be greatly shortened.
(C) As described above, the distance between the rotation center point (line) and the
Therefore, the unwanted vibration of the scanning beam light in the left-right direction or the rotation axis direction due to an external impact or the like is greatly reduced.
[0066]
(D) By introducing the roof-shaped
In terms of numbers, the
(By the way, the scanning range only on one side by the movable mirror as an optical disk tracking / precise actuator stops within a distance of several tens of tracks (usually within 50 microns, at most within 100 microns at most). (The maximum scanning angle of the vibrating mirror type scanning device according to the invention of this application is many orders of magnitude larger than the scanning angle of such an actuator.)
[0067]
(E) A
(F) By using the rotation angle (scanning angle) signal from the
(G) Similarly, by using a rotation angle (scanning angle) signal from the
(H) When the rotating vibration body support means 2 is made of a synthetic resin material, the elastic coefficient of the same material has temperature dependence, and therefore the scanning characteristic of the light beam also has temperature dependence. However, by using the rotation angle (scanning angle) signal from the
[0068]
(I) Since the rotational position of the
Therefore, it is possible to design the spring constant of the
Therefore, it is possible to reduce the driving force for the
Furthermore, since the spring force due to the elasticity of the
[0069]
(J) Magnetic attraction force generated between the
(K) In the case where a pair of electric drive wire wheels 4 (4, 4) having axes in the front-rear direction are arranged on the left and right sides of the
(1) Both volume and weight were remarkably improved.
That is, the external dimension of the conventional vibrating mirror type scanning device is 8.6 × 16.5 × 15.55≈2206.55 mm.3However, the external dimensions of the vibrating mirror type scanning device according to the invention of this application are 5.1 × 6.6 × 3.55≈119.49 mm.3Thus, the volume was reduced to 5.4% (1/18).
The weight of the conventional vibrating mirror type scanning device is 5.21 g, but the weight of the vibrating mirror type scanning device according to the invention of this application is 0.27 g, and the weight is 5.2% (1/19). ).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of a vibrating mirror type scanning device according to the invention of this application;
FIG. 2 is an exploded perspective view of the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the third embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the fourth embodiment;
FIG. 6 is an explanatory diagram of the fifth embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram of the sixth embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the seventh embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the eighth embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the ninth embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the tenth embodiment.
FIG. 12 is a distribution diagram of magnetic lines of force generated by the vibrating magnet according to the first embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram of the drive circuit according to the first embodiment and the like.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a drive circuit according to the fourth embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a conventional light beam scanning apparatus.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a conventional vibrating mirror type scanning device.
[Explanation of symbols]
1 Rotating vibrator
1g vibrating magnet
1g 'vibrating magnetic material
1m vibrating mirror
1m 'vibrating mirror surface
2 Rotating vibrator support means
21 Vibration support plate
22 Bendable plate
23 Roof-shaped convex body
24 pedestal
3 Rotating shaft
4 Electric drive wire
5 Magnetic sensor
6 Substrate
7 Magnetic yoke
71 First side of magnetic yoke
72 Magnetic yoke number2Neighborhood
8 Fixed magnet
dm Rotation drive motor
gm galvano motor
h Holder
pm polygon mirror
sm tanmen mirror
θt Rotation angle
θ M Rotation angle
Claims (25)
上記回動振動体（１）は、単一の振動ミラー面（１ｍ′）と、１又は複数個の振動磁石（１ｇ，…）とを含有し、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、その輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
上記各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、上記振動ミラー面（１ｍ′）の後位に位置すると共にそれに平行な前面を有し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記回動振動体支承手段（２）は、振動支承板（２１）と、可屈曲板（２２）と、屋根形凸体（２３）と、台座（２４）とから成り、且つ単一の柔軟な弾性材料から成る単一の連続体として構成され、
上記振動支承板（２１）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、その前面において上記回動振動体（１）の後面に結合され、
上記可屈曲板（２２）は、それ自身が屈曲回動可能になるように、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において上記振動支承板（２１）の後面央部と滑らかに連続し、
上記屋根形凸体（２３）は、上記回動振動体（１）を、その回動面内において任意所望の最大回動角（θＭ）迄、回動可能にするために、その全体が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において上記可屈曲板（２２）の後端面と滑らかに連続し、
上記台座（２４）は、その前面において上記屋根形凸体（２３）の後面と連続し、その後面は、上記基板（６）の前面に固着され、
上記電気的駆動線輪（４）は、略四角筒状に巻回され、その後端面は、直接又はそれと同形の支持部材を介して、上記基板（６）の前面に固定され、
上記各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、上記電気的駆動線輪（４）の成す４側面の内の、相対する２側面（４１，４２）の線輪部分と鎖交する、
振動ミラー形走査装置。The rotating vibration body (1), the rotating vibration body supporting means (2) for rotatably supporting the rotating vibration body (1) at the center thereof, and both rotations of the rotating vibration body (1) An electric drive wire wheel (4) disposed so as to surround the moving end surface and both end surfaces, and a substrate (6),
The rotating vibrating body (1) includes a single vibrating mirror surface (1m ′) and one or a plurality of vibrating magnets (1g,...)
The vibration mirror surface (1m ′) has a rectangular or square outline, and is positioned at the forefront.
Each of the vibrating magnets (1g,...) Is located at the rear of the vibrating mirror surface (1m ′) and has a front surface parallel thereto, and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The rotating vibration body support means (2) includes a vibration support plate (21), a bendable plate (22), a roof-shaped convex body (23), and a base (24), and is a single flexible member. Configured as a single continuum of elastic material,
The vibration support plate (21) forms a plate-like body as thin as possible in the front-rear direction, and is coupled to the rear surface of the rotary vibration body (1) on the front surface thereof.
The bendable plate (22) is short in the front-rear direction and long in the axial direction so that the bendable plate (22) can be bent and rotated . Thus, a plate-like body having the smallest thickness between the two most concave portions is formed, and the front end surface of the plate-like body is smoothly continuous with the center of the rear surface of the vibration support plate (21).
The roof-shaped convex body (23) is entirely roofed so that the rotating vibration body (1) can be rotated up to an arbitrary desired maximum rotation angle (θM) in the rotation plane. Convex projecting forward in shape, and smoothly continuing to the rear end surface of the bendable plate (22) at the central top surface thereof,
The pedestal (24) is continuous with the rear surface of the roof-shaped convex body (23) on the front surface, and the rear surface is fixed to the front surface of the substrate (6),
The electric drive wire ring (4) is wound in a substantially rectangular tube shape, and the rear end surface thereof is fixed to the front surface of the substrate (6) directly or via a support member having the same shape as that,
Each of the vibrating magnets (1g,...) Is magnetized in the same direction along a straight line that penetrates the vibrating magnet (1g,...) In the left-right direction. Interlinking with the wire ring part of two opposite side surfaces (41, 42) of the side surfaces,
Vibration mirror type scanning device.
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記各振動磁石（１ｇ，１ｇ）は何れも、角棒体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、且つ上記振動ミラー（１ｍ）の後面の各振動端縁の近傍に、該各振動端縁と平行関係を成すように固着され、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動ミラー（１ｍ）の後面であって、しかも上記両振動磁石（１ｇ，１ｇ）が固着されていない中間領域に結合されている、
請求項１記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating mirror (1m) and two vibrating magnets (1g, 1g),
The vibrating mirror (1m) has a rectangular or square plate shape and has a single vibrating mirror surface (1m ') on the front surface.
Each of the vibrating magnets (1g, 1g) forms a rectangular bar body, the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible, and in the vicinity of each vibrating edge on the rear surface of the vibrating mirror (1m). , Fixed so as to be parallel to each vibration edge,
The vibration support plate (21) is coupled at its front surface to a rear surface of the vibration mirror (1m) and an intermediate region to which the vibration magnets (1g, 1g) are not fixed.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 1.
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記振動磁石（１ｇ）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、且つ上記振動ミラー（１ｍ）の後面に同心的に固着され、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動磁石（１ｇ）の後面央部に同心的に結合されている、
請求項１記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating mirror (1m) and one vibrating magnet (1g),
The vibrating mirror (1m) has a rectangular or square plate shape and has a single vibrating mirror surface (1m ') on the front surface.
The vibrating magnet (1g) forms a plate as thin as possible in the front-rear direction, and is concentrically fixed to the rear surface of the vibrating mirror (1m),
The vibration support plate (21) is concentrically coupled to the center of the rear surface of the vibration magnet (1g) at the front surface thereof.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 1.
上記振動磁石（１ｇ）は、輪郭が略長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、上記振動磁石（１ｇ）の前面が鏡面加工されて成るものであり、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動磁石（１ｇ）の後面央部に同心的に結合されている、
請求項１記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) is composed of a single vibrating mirror surface (1m ') located on the front surface and one vibrating magnet (1g),
The vibrating magnet (1g) has a substantially rectangular or square plate-like outline, and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The vibrating mirror surface (1m ′) is formed by mirror-finishing the front surface of the vibrating magnet (1g).
The vibration support plate (21) is concentrically coupled to the center of the rear surface of the vibration magnet (1g) at the front surface thereof.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 1.
前記台座（２４）は、その後部に空所（２４ｓ）が形成され、上記磁気センサ（５）は、上記空所（２４ｓ）内に配設されている、
請求項１乃至４の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。A magnetic sensor (5) for detecting a rotation angle (θ) of the rotating vibration body (1);
The pedestal (24) is formed with a void (24s) at the rear thereof, and the magnetic sensor (5) is disposed in the void (24s).
The vibrating mirror type scanning device according to claim 1.
上記磁気ヨーク（７）における相対向する１対の対辺（７１，７２）はそれぞれ、前記電気的駆動線輪（４）の対応部分を介して、前記回動振動体（１）の各回動端面と対向するように配置され、
上記磁気ヨーク（７）の全体は、前記回動振動体（１）と略平行関係を成すように配設されている、
請求項１乃至４の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。Containing a substantially yoke-shaped or U-shaped magnetic yoke (7);
A pair of opposite sides (71, 72) facing each other in the magnetic yoke (7) are respectively connected to the rotating end surfaces of the rotating vibration body (1) through corresponding portions of the electric drive wire ring (4). Are arranged to face each other,
The entirety of the magnetic yoke (7) is disposed so as to form a substantially parallel relationship with the rotating vibration body (1).
The vibrating mirror type scanning device according to claim 1.
上記磁気ヨーク（７）の各対辺（７１，７２）はそれぞれ、前記電気的駆動線輪（４）の対応部分を介して、前記回動振動体（１）の各回動端面と対向するように配置され、
上記磁気ヨーク（７）の結合部（７ｃ）は、前記台座（２４）の後面を迂回するように配置されている、
請求項１乃至４の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。Containing a substantially U-shaped magnetic yoke (7);
The opposite sides (71, 72) of the magnetic yoke (7) are opposed to the rotation end surfaces of the rotary vibration body (1) through corresponding portions of the electric drive wire wheel (4). Arranged,
The coupling portion (7c) of the magnetic yoke (7) is disposed so as to bypass the rear surface of the pedestal (24).
The vibrating mirror type scanning device according to claim 1.
請求項６又は７記載の振動ミラー形走査装置。The magnetic yoke (7) has a pair of opposite sides (71, 72) facing both rotation end surfaces of the rotating vibration body (1) within the rotation surface of the rotating vibration body (1). It has a convexly curved shape,
The vibrating mirror type scanning device according to claim 6 or 7.
上記回動振動体（１）は、単一の振動ミラー面（１ｍ ′）と、１個の振動磁性体（１ｇ′）とを含有し、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、その輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
上記振動磁性体（１ｇ′）は、上記振動ミラー面（１ｍ′）の後位に位置すると共にそれに平行な板状体を成し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記回動振動体支承手段（２）は、振動支承板（２１）と、可屈曲板（２２）と、
屋根形凸体（２３）と、台座（２４）とから成り、且つ単一の柔軟な弾性材料から成る単一の連続体として構成され、
上記振動支承板（２１）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、その前面において上記振動磁性体（１ｇ′）の後面に結合され、
上記可屈曲板（２２）は、それ自身が屈曲回動可能になるように、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において上記振動支承板（２１）の後面央部と滑らかに連続し、
上記屋根形凸体（２３）は、上記回動振動体（１）を、その回動面内において任意所望の最大回動角（θＭ）迄、回動可能にするために、その全体が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において上記可屈曲板（２２）の後端面と滑らかに連続し、
上記台座（２４）は、その前面において上記屋根形凸体（２３）の後面と連続し、その後面は、上記基板（６）の前面に固着され、
上記電気的駆動線輪（４）は、略四角筒状に巻回され、その後端面は、直接又はそれと同形の支持部材を介して、上記基板（６）の前面に固定され、
上記各固定磁石（８，８）は何れも、上記電気的駆動線輪（４）の外方であって、且つ上記振動磁性体（１ｇ′）の各回動端面に対向する位置に配設されると共に、それらの磁力線が共同して上記振動磁性体（１ｇ′）中を同一方向に貫通するように、同じ向きに着磁されている、
振動ミラー形走査装置。The rotating vibration body (1), the rotating vibration body supporting means (2) for rotatably supporting the rotating vibration body (1) at the center thereof, and both rotations of the rotating vibration body (1) An electric drive wire ring (4) disposed so as to surround the moving end surface and both end surfaces, a substrate (6), and a pair of fixed magnets (8, 8),
The rotating vibration body (1) includes a single vibration mirror surface (1m ′) and one vibration magnetic body (1g ′),
The vibration mirror surface (1m ′) has a rectangular or square outline, and is positioned at the forefront.
The oscillating magnetic body (1g ') is located behind the oscillating mirror surface (1m') and forms a plate-like body parallel to the oscillating mirror surface (1m '), and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The rotating vibration body support means (2) includes a vibration support plate (21), a bendable plate (22),
Consists of a roof-like convex body (23) and a pedestal (24) and configured as a single continuous body of a single flexible elastic material;
The vibration support plate (21) forms a plate-like body as thin as possible in the front-rear direction, and is coupled to the rear surface of the vibration magnetic body (1g ′) on the front surface thereof.
The bendable plate (22) is short in the front-rear direction and long in the axial direction so that the bendable plate (22) can be bent and rotated . Thus, a plate-like body having the smallest thickness between the two most concave portions is formed, and the front end surface of the plate-like body is smoothly continuous with the center of the rear surface of the vibration support plate (21).
The roof-shaped convex body (23) is entirely roofed so that the rotating vibration body (1) can be rotated up to an arbitrary desired maximum rotation angle (θM) in the rotation plane. Convex projecting forward in shape, and smoothly continuing to the rear end surface of the bendable plate (22) at the central top surface thereof,
The pedestal (24) is continuous with the rear surface of the roof-shaped convex body (23) on the front surface, and the rear surface is fixed to the front surface of the substrate (6),
The electric drive wire ring (4) is wound in a substantially rectangular tube shape, and the rear end surface thereof is fixed to the front surface of the substrate (6) directly or via a support member having the same shape as that,
Each of the fixed magnets (8, 8) is disposed outside the electric drive wire wheel (4) and at a position facing the rotational end surfaces of the vibrating magnetic body (1g ′). In addition, the magnetic field lines are magnetized in the same direction so as to penetrate through the vibrating magnetic body (1g ′) in the same direction.
Vibration mirror type scanning device.
１個の振動磁性体（１ｇ′）とを含有し、
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記振動磁性体（１ｇ′）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、且つ上記振動ミラー（１ｍ）の後面に固着されている、
請求項９記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating mirror (1m),
Containing one oscillating magnetic material (1 g ′),
The oscillating mirror (1m) has a rectangular or square outline, and a single oscillating mirror surface (1m ') on the front surface.
The vibrating magnetic body (1g ′) forms a plate-like body as thin as possible in the front-rear direction, and is fixed to the rear surface of the vibrating mirror (1m).
The vibrating mirror type scanning device according to claim 9.
上記振動磁性体（１ｇ′）は、前後方向において可及的薄厚の、長方形状若しくは正方形状の板状体を成し、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、上記振動磁性体（１ｇ′）の前面が鏡面加工されて成るものである、
請求項９記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibration body (1) is composed of one vibration magnetic body (1g ') and a single vibration mirror surface (1m'),
The oscillating magnetic body (1g ') forms a rectangular or square plate-like body as thin as possible in the front-rear direction,
The vibrating mirror surface (1m ′) is formed by mirror-finishing the front surface of the vibrating magnetic body (1g ′).
The vibrating mirror type scanning device according to claim 9.
上記磁気ヨーク（７）における相対向する１対の対辺（７１，７２）はそれぞれ、前記各固定磁石（８，８）の外端面に接続され、
上記磁気ヨーク（７）の全体は、前記回動振動体（１）と略平行関係を成すように配設されている、
請求項９乃至１１の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。Containing a substantially yoke-shaped or U-shaped magnetic yoke (7);
A pair of opposite sides (71, 72) facing each other in the magnetic yoke (7) are connected to the outer end surfaces of the fixed magnets (8, 8), respectively.
The entirety of the magnetic yoke (7) is disposed so as to form a substantially parallel relationship with the rotating vibration body (1).
The oscillating mirror type scanning device according to claim 9.
上記磁気ヨーク（７）の各対辺（７１，７２）はそれぞれ、前記各固定磁石（８，８）の外端面に接続され、
上記磁気ヨーク（７）の結合部（７ｃ）は、前記台座（２４）の後面を迂回するように配置されている、
請求項９乃至１１の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。Containing a substantially U-shaped magnetic yoke (7);
The opposite sides (71, 72) of the magnetic yoke (7) are connected to the outer end surfaces of the fixed magnets (8, 8), respectively.
The coupling portion (7c) of the magnetic yoke (7) is disposed so as to bypass the rear surface of the pedestal (24).
The oscillating mirror type scanning device according to claim 9.
上記回動振動体（１）は、単一の振動ミラー面（１ｍ′）と、１又は複数個の振動磁石（１ｇ，…）とを含有し、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、その輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
上記各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、上記振動ミラー面（１ｍ′）の後位に位置すると共にそれに平行な前面を有し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記回動振動体支承手段（２）は、振動支承板（２１）と、可屈曲板（２２）と、屋根形凸体（２３）と、台座（２４）とから成り、且つ単一の柔軟な弾性材料から成る単一の連続体として構成され、
上記振動支承板（２１）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、その前面において上記回動振動体（１）の後面に結合され、
上記可屈曲板（２２）は、それ自身が屈曲回動可能になるように、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において上記振動支承板（２１）の後面央部と滑らかに連続し、
上記屋根形凸体（２３）は、上記回動振動体（１）を、その回動面内において任意所望の最大回動角（θＭ）迄、回動可能にするために、その全体が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において上記可屈曲板（２２）の後端面と滑らかに連続し、
上記台座（２４）は、その前面において上記屋根形凸体（２３）の後面と連続し、その後面は、上記基板（６）の前面に固着され、
上記各電気的駆動線輪（４，４）はそれぞれ、上記回動振動体（１）の各回動端面を直角に貫通する直線に平行な軸心の周りに円筒状、楕円筒状、若しくは角筒状に巻回されると共に、それらの前部の弧状若しくは直線状部分の側面が、上記回動振動体（１）の各回動端面と近接するように、配置され、
それらの後部の弧状、角状、若しくは直線状の巻線部分は、直接又は支持部材を介して、上記基板（６）の前面に固定され、
上記各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、上記各電気的駆動線輪（４，４）の前部における弧状若しくは直線状部分と鎖交する、
振動ミラー形走査装置。A rotating vibration body (1), a rotating vibration body supporting means (2) for rotatably supporting the rotating vibration body (1) at its center, and each rotation of the rotating vibration body (1) Containing a pair of electrical drive lines (4, 4) disposed proximate to the end face and a substrate (6);
The rotating vibrating body (1) includes a single vibrating mirror surface (1m ′) and one or a plurality of vibrating magnets (1g,...)
The vibration mirror surface (1m ′) has a rectangular or square outline, and is positioned at the forefront.
Each of the vibrating magnets (1g,...) Is located at the rear of the vibrating mirror surface (1m ′) and has a front surface parallel thereto, and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The rotating vibration body support means (2) includes a vibration support plate (21), a bendable plate (22), a roof-shaped convex body (23), and a base (24), and is a single flexible member. Configured as a single continuum of elastic material,
The vibration support plate (21) forms a plate-like body as thin as possible in the front-rear direction, and is coupled to the rear surface of the rotary vibration body (1) on the front surface thereof.
The bendable plate (22) is short in the front-rear direction and long in the axial direction so that it can be bent and rotated . Thus, a plate-like body having the smallest thickness between the two most concave portions is formed, and the front end surface of the plate-like body is smoothly continuous with the center of the rear surface of the vibration support plate (21).
The roof-shaped convex body (23) is entirely roofed so that the rotating vibration body (1) can be rotated up to an arbitrary desired maximum rotation angle (θM) in the rotation plane. Convex projecting forward in shape, and smoothly continuing to the rear end surface of the bendable plate (22) at the central top surface thereof,
The pedestal (24) is continuous with the rear surface of the roof-shaped convex body (23) on the front surface, and the rear surface is fixed to the front surface of the substrate (6),
Each of the electric drive wire wheels (4, 4) has a cylindrical shape, an elliptic cylindrical shape, or a corner around an axis parallel to a straight line penetrating each rotational end surface of the rotational vibration body (1) at a right angle. It is wound in a cylindrical shape, and is arranged so that the side surfaces of the arcuate or linear portions of the front part thereof are close to the rotating end surfaces of the rotating vibration body (1),
The arcuate, square, or linear winding portions of the rear part thereof are fixed to the front surface of the substrate (6) directly or via a support member,
Each of the vibrating magnets (1g,...) Is magnetized in the same direction along a straight line that penetrates the vibrating magnet (1g,...) In the left-right direction. Interlinks with arcuate or linear parts at the front of
Vibration mirror type scanning device.
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記各振動磁石（１ｇ，１ｇ）は何れも、角棒体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、且つ上記振動ミラー（１ｍ）の後面の各振動端縁の近傍に、該各振動端縁と平行関係を成すように固着され、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動ミラー（１ｍ）の後面であって、しかも上記両振動磁石（１ｇ，１ｇ）が固着されていない中間領域に結合されている、
請求項１４記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating mirror (1m) and two vibrating magnets (1g, 1g),
The oscillating mirror (1m) has a rectangular or square outline, and a single oscillating mirror surface (1m ') on the front surface.
Each of the vibrating magnets (1g, 1g) forms a rectangular bar body, the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible, and in the vicinity of each vibrating edge on the rear surface of the vibrating mirror (1m). , Fixed so as to be parallel to each vibration edge,
The vibration support plate (21) is coupled at its front surface to a rear surface of the vibration mirror (1m) and an intermediate region to which the vibration magnets (1g, 1g) are not fixed.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 14.
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記振動磁石（１ｇ）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、上記振動ミラー（１ｍ）の後面に固着され、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動磁石（１ｇ）の後面に結合されている、
請求項１４記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibration body (1) is composed of one vibration mirror (1m) and one vibration magnet (1g).
The oscillating mirror (1m) has a rectangular or square outline, and a single oscillating mirror surface (1m ') on the front surface.
The vibrating magnet (1g) forms a plate-like body as thin as possible in the front-rear direction, and is fixed to the rear surface of the vibrating mirror (1m),
The vibration support plate (21) is coupled to the rear surface of the vibration magnet (1g) at the front surface thereof.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 14.
上記振動磁石（１ｇ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、上記振動磁石（１ｇ）の前面が鏡面加工されて成るものであり、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記板状振動磁石（１ｇ）の後面に結合されている、
請求項１４記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) is composed of a single vibrating mirror surface (1m ′) and one vibrating magnet (1g),
The vibrating magnet (1g) forms a plate-like body having a rectangular or square outline, and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The vibrating mirror surface (1m ′) is formed by mirror-finishing the front surface of the vibrating magnet (1g).
The vibration support plate (21) is coupled to the rear surface of the plate-like vibration magnet (1g) at the front surface thereof.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 14.
前記台座（２４）は、その後部に空所（２４ｓ）が形成され、
上記磁気センサ（５）は、上記空所（２４ｓ）内に配設されている、
請求項１４記載の振動ミラー形走査装置。A magnetic sensor (5) for detecting a rotation angle (θ) of the rotating vibration body (1);
The pedestal (24) is formed with a void (24s) in the rear part thereof,
The magnetic sensor (5) is disposed in the space (24s).
The vibrating mirror type scanning device according to claim 14.
上記回動振動体（１）は、単一の振動ミラー面（１ｍ′）と、１又は複数個の振動磁石（１ｇ，…）とを含有し、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、その輪郭が略長方形状若しくは正方形状を成すと共に、最前面に位置し、
上記各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、上記振動ミラー面（１ｍ′）の後位に位置すると共にそれに平行な前面を有し、且つ前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記回動振動体支承手段（２）は、振動支承板（２１）と、可屈曲板（２２）と、屋根形凸体（２３）と、台座（２４）とから成り、且つ単一の柔軟な弾性材料から成る単一の連続体として構成され、
上記振動支承板（２１）は、可及的薄厚の板状体を成し、その前面において上記回動振動体（１）の後面に結合され、
上記可屈曲板（２２）は、それ自身が屈曲回動可能になるように、前後方向に短く、軸方向に長く、左右両側面が何れも滑らかな湾状に凹（へこ）ませられ、よって以って成る両最凹部間の厚さが最も薄くされた板状体を成し、その前端面において上記振動支承板（２１）の後面央部と滑らかに連続し、
上記屋根形凸体（２３）は、上記回動振動体（１）を、その回動面内において任意所望の最大回動角（θＭ）迄、回動可能にするために、その全体が屋根形状に前方に突出した凸体を成し、その央部頂面において上記可屈曲板（２２）の後端面と滑らかに連続し、
上記台座（２４）は、その前面において上記屋根形凸体（２３）の後面と連続し、その後面は、上記基板（６）の前面に固着され、
上記各電気的駆動線輪（４，４）はそれぞれ、上記回動振動体（１）の各回動端面に近接すると共に、前後方向に平行な軸心の周りに円筒状、楕円筒状、若しくは角筒状に巻回され、
上記各電気的駆動線輪（４，４）の後端面は、直接又はそれらと同形の支持部材を介して、上記基板（６）の前面に固定され、
上記各振動磁石（１ｇ，…）は何れも、それ自身を左右方向に貫通する直線に即して同じ向きに着磁され、それらの磁力線は、上記各電気的駆動線輪（４，４）の前方寄りの弧状若しくは直線状部分と同じ向きに鎖交する、
振動ミラー形走査装置。A rotating vibration body (1), a rotating vibration body supporting means (2) for rotatably supporting the rotating vibration body (1) at its center, and each rotation of the rotating vibration body (1) Containing a pair of electrical drive lines (4, 4) disposed proximate to the end face and a substrate (6);
The rotating vibrating body (1) includes a single vibrating mirror surface (1m ′) and one or a plurality of vibrating magnets (1g,...)
The vibrating mirror surface (1m ′) has a substantially rectangular or square outline, and is positioned at the forefront.
Each of the vibrating magnets (1g,...) Is located at the rear of the vibrating mirror surface (1m ′) and has a front surface parallel thereto, and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The rotating vibration body support means (2) includes a vibration support plate (21), a bendable plate (22), a roof-shaped convex body (23), and a base (24), and is a single flexible member. Configured as a single continuum of elastic material,
The vibration support plate (21) forms a plate-like body as thin as possible, and is coupled to the rear surface of the rotating vibration body (1) on the front surface thereof.
The bendable plate (22) is short in the front-rear direction and long in the axial direction so that the bendable plate (22) can be bent and rotated . Thus, a plate-like body having the smallest thickness between the two most concave portions is formed, and the front end surface of the plate-like body is smoothly continuous with the center of the rear surface of the vibration support plate (21).
The roof-shaped convex body (23) is entirely roofed so that the rotating vibration body (1) can be rotated up to an arbitrary desired maximum rotation angle (θM) in the rotation plane. Convex projecting forward in shape, and smoothly continuing to the rear end surface of the bendable plate (22) at the central top surface thereof,
The pedestal (24) is continuous with the rear surface of the roof-shaped convex body (23) on the front surface, and the rear surface is fixed to the front surface of the substrate (6),
Each of the electric drive wire wheels (4, 4) is close to each rotational end face of the rotational vibration body (1) and is cylindrical, elliptical, or around an axis parallel to the front-rear direction. Wound in a square tube,
The rear end surface of each of the electric drive line wheels (4, 4) is fixed to the front surface of the substrate (6) directly or via a support member having the same shape as them,
Each of the vibrating magnets (1g,...) Is magnetized in the same direction along a straight line that penetrates the vibrating magnet (1g,...) In the left-right direction. Interlaced in the same direction as the arc or straight part near the front of
Vibration mirror type scanning device.
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記各振動磁石（１ｇ，１ｇ）は何れも、角棒体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、且つ上記振動ミラー（１ｍ）の後面の各振動端縁の近傍に、該各振動端縁と平行関係を成すように固着され、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動ミラー（１ｍ）の後面であって、しかも上記両振動磁石（１ｇ，１ｇ）が固着されていない中間領域に結合されている、
請求項１９記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating mirror (1m) and two vibrating magnets (1g, 1g),
The vibrating mirror (1m) has a rectangular or square plate shape and has a single vibrating mirror surface (1m ') on the front surface.
Each of the vibrating magnets (1g, 1g) forms a rectangular bar body, the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible, and in the vicinity of each vibrating edge on the rear surface of the vibrating mirror (1m). , Fixed so as to be parallel to each vibration edge,
The vibration support plate (21) is coupled at its front surface to a rear surface of the vibration mirror (1m) and an intermediate region to which the vibration magnets (1g, 1g) are not fixed.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 19.
上記振動ミラー（１ｍ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前面に単一の振動ミラー面（１ｍ′）を有し、
上記振動磁石（１ｇ）は、前後方向において可及的薄厚の板状体を成し、且つ上記振動ミラー（１ｍ）の後面に同心的に固着され、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動磁石（１ｇ）の後面央部に同心的に結合されている、
請求項１９記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating mirror (1m) and one vibrating magnet (1g),
The vibrating mirror (1m) has a rectangular or square plate shape and has a single vibrating mirror surface (1m ') on the front surface.
The vibrating magnet (1g) forms a plate as thin as possible in the front-rear direction, and is concentrically fixed to the rear surface of the vibrating mirror (1m),
The vibration support plate (21) is concentrically coupled to the center of the rear surface of the vibration magnet (1g) at the front surface thereof.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 19.
単一の振動ミラー面（１ｍ′）とを含有し、
上記振動磁石（１ｇ）は、輪郭が長方形状若しくは正方形状の板状体を成すと共に、前後方向の厚さが可及的に薄くされ、
上記振動ミラー面（１ｍ′）は、上記振動磁石（１ｇ）の前面が鏡面加工されて成るものであり、
前記振動支承板（２１）は、その前面において、上記振動磁石（１ｇ）の後面央部に同心的に結合されている、
請求項１９記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibrating body (1) includes one vibrating magnet (1g),
Containing a single vibrating mirror surface (1 m ′),
The vibrating magnet (1g) forms a plate-like body having a rectangular or square outline, and the thickness in the front-rear direction is made as thin as possible.
The vibrating mirror surface (1m ′) is formed by mirror-finishing the front surface of the vibrating magnet (1g).
The vibration support plate (21) is concentrically coupled to the center of the rear surface of the vibration magnet (1g) at the front surface thereof.
The vibrating mirror type scanning device according to claim 19.
上記磁気ヨーク（７）の各対辺（７１，７２）はそれぞれ、前記各電気的駆動線輪（４，４）の軸心に即して挿通され、
上記磁気ヨーク（７）の結合部（７ｃ）は、前記台座（２４）の後面を迂回するように配置されている、
請求項１９乃至２２の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。Containing a substantially U-shaped magnetic yoke (7);
The opposite sides (71, 72) of the magnetic yoke (7) are respectively inserted along the axial centers of the electric drive wire wheels (4, 4),
The coupling portion (7c) of the magnetic yoke (7) is disposed so as to bypass the rear surface of the pedestal (24).
The vibrating mirror type scanning device according to any one of claims 19 to 22.
請求項１乃至２３の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。The rotating vibration body support means (2) is made of a flexible material such as a rubber material, a synthetic resin material, or an elastomer material.
The vibrating mirror type scanning device according to any one of claims 1 to 23.
請求項１乃至２３の何れかに記載の振動ミラー形走査装置。 The rotating vibration body supporting means (2) is made of a flexible fiber such as carbon fiber or Kevlar fiber.
The vibrating mirror type scanning device according to any one of claims 1 to 23.
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