JP4928186B2 - スキャナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学素子を動かすことでレーザ光等を走査し、障害物の有無や障害物までの距離を検出する車載用測距装置に用いられるスキャナ装置に関するものである。

近年、走行中の車両の前方を走査して障害物の存在をドライバに警告する光線スキャン方式の車載レーダ装置が実用化されている。

近年、車両に於いて、先行車両や障害物を検知して物体の情報を運転者に告知し、先行車両との車間距離を所定の距離に保つように自動的に車両の速度を制御するシステムが開発されている。このようなシステムでは、レーザ光等の光ビームを車両の周囲の所定の角度範囲に走査して出射すると共に、その出射した光ビームの反射波を受光して、その光ビームの出射方向に存在する物体の位置や距離等が測距される。

そして、こうしたレーザ光を操作して測距する装置に於いて、走査する投光用レンズを備えたレンズホルダを複数本のコイルバネで支持した装置が、例えば、下記特許文献１に開示されている。この車間距離検出装置によれば、投光用レンズをコイルバネで支持することによって、装置を簡単にでき、低価格化を図ることができる。

また、下記特許文献２には、対物レンズ及び半導体レーザ、受光素子を搭載した可動筐体を固定部材に６本のワイヤで固定し、可動筐体ごと対物レンズ及び半導体レーザ、受光素子をトラッキング方向及びフォーカシング方向の２方向に変位可能に支持した光ピックアップが開示されている。６本のワイヤはそれぞれ相互に絶縁されて電気的に独立となるようになっており、半導体レーザや受光素子に配線され、これらの駆動や得られる信号の取り出しを６本のワイヤを介して行っている。
特開平１０−１２３２５２号公報 特開２００１−３４４７８３号公報

ところで、レーザ光を走査し、障害物の有無や障害物までの距離を検出する車載用測距装置では、広い範囲の障害物を検出するために、レーザ光の照射位置を変える走査レンズの移動量を大きくする必要がある。走査レンズをワイヤバネにより弾性支持すると、装置の構成を簡単にでき、安価にすることができる。ここで、弾性支持するワイヤバネの金属疲労による破壊や、塑性変形を防ぐには、ワイヤバネに働く応カを小さくする必要がある。

しかしながら、走査レンズの移動範囲を大きくし、且つ、応力を小さくするには、ワイヤバネの長さを長くするか、断面が仮に円形の場合、その直径を小さくする必要がある。前者については、ワイヤバネの長さが長くなることで、装置が大型化してしまうという課題を有している。一方、後者については、直径を小さくするとバネ定数が低くなり、剛性不足でうまく弾性支持することができなかったり、ワイヤバネが弱くなりすぎて、衝撃等で破断してしまう等の課題が生じてしまう。

上記特許文献１に記載の装置では、コイルバネを用いることで、バネの長さを長くすることなく応力を下げ、バネの金属疲労による破壊や、塑性変形を防ぐことができる。コイルバネを形成するワイヤ径も極端に小さくなることはない。

ところが、バネ支持により装置を安価にすることはできるが、単純なワイヤバネに比較すれば、コイルバネは高価である。また、ワイヤバネでは伸びない長手方向にも変形して伸びることが可能であり、これにより、バネ起因の共振が増えたり、所望のバネの長手方向に垂直な２方向以外にも動いてしまう等の課題を有している。

バネで支持する場合、可動部に駆動のためのコイル等を搭載した場合、バネを金属とし、コイルヘの配線を兼ねることが、構成を単純化することから好ましい。上記特許文献１に記載の装置では、見た目のバネの長さは短いが、コイルバネを形成するバネ線長は長く、バネを介して給電する場合には、バネ線長が長いことからコイルバネの抵抗値が大きくなり、この部分での電圧降下が大きくなってしまうという課題も生じる。

２方向に移動可能に支持するにはワイヤバネは４本で十分であるが、特許文献１に記載の光ピックアップの構成を利用して、ワイヤバネを６本、或いは、それ以上用いることで、個々のワイヤバネの直径を小さくしても、複数本使用することで、全体の合成でのバネ定数を高くすることができる。これにより、先に述べた剛性不足でうまく弾性支持できなくなったり、ワイヤバネが弱くなりすぎて、衝撃等で破断してしまう等の課題を回避することができる。

個々のワイヤバネの応力は、個々のワイヤバネの直径で決まるので、直径の小さいワイヤバネを使うことで、応力は小さく、ワイヤバネの長さを長くする必要はなく、装置の大型化も防げる。しかしながら、ワイヤバネの直径が細いため、ワイヤバネの抵抗値は大きくなる。このため、コイルバネの場合と同様に、ワイヤバネを介して給電しようとすると、ワイヤバネ部分での電圧降下が大きくなってしまうという課題が生じてしまう。

したがって本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、走査レンズの移動量が大きくても、装置の構成を大型化したり、支持部材の剛性低下で支持が不安定になったり、給電部の抵抗値が大きくなったりしない小型で高性能な車載用測距装置に用いられるスキャナ装置を提供することである。

すなわち請求項１に記載の発明は、光学素子と、該光学素子を備えたホルダと、該ホルダを光学素子の光軸に垂直な２方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記ホルダを駆動するための上記ホルダに固定された複数のコイルとを少なくとも備え、光により障害物の検知を行う車載用測距装置のスキャナ装置に於いて、上記弾性支持部材は、直線形状の少なくとも８本のワイヤバネで構成され、上記ワイヤバネは４組に分かれて配置されると共に、各組少なくとも２本で構成され、上記ホルダは、上記ワイヤバネを１本ずつ固定するために個別に設けられたランドを有する基板を備え、上記ワイヤバネは、上記コイルの一部または全部への電流を流すための配線として機能し、上記組毎に上記各組少なくとも２本のワイヤバネは電気的に並列接続されている、ことを特徴とする。そして、請求項１に記載の発明によれば、小型で給電部の抵抗値が小さい高性能な装置とすることができる。

請求項２に記載の発明は、光学素子と、該光学素子を備えたホルダと、該ホルダを光学素子の光軸に垂直な２方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記ホルダの位置を検出するための上記ホルダに固定された発光素子若しくは受光素子を少なくとも備え、光により障害物の検知を行う車載用測距装置のスキャナ装置に於いて、上記弾性支持部材は、直線形状の８本以上のワイヤバネで構成され、上記ワイヤバネは４組に分かれて配置されると共に、各組少なくとも２本で構成され、上記ホルダは、上記ワイヤバネを１本ずつ固定するために個別に設けられたランドを有する基板を備え、上記ワイヤバネは、上記発光素子若しくは受光素子の一部または全部への電流を流すための配線として機能し、上記組毎に上記各組少なくとも２本のワイヤバネは電気的に並列接続されている、ことを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、小型で給電部の抵抗値が小さい高性能な装置とすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明に於いて、上記ワイヤバネは銅合金であることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、より小型で高性能なスキャナ装置を享受することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記ワイヤバネはベリリウム銅であることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、耐久性を高めることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記ワイヤバネは燐青銅であることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、低価格化を図ることができる。

請求項６に記載の発明は、レーザ光を所定の範囲に渡り走査するスキャナ装置であって、上記レーザ光を照射するレーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光を走査させる光学素子と、上記光学素子を固定したホルダと、上記ホルダを駆動して上記光学素子を移動させるために設けられたもので、上記ホルダに固定された複数のコイルと、上記ホルダを上記光学素子の光軸に垂直な２方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記ホルダの位置を検出するために上記ホルダに固定された発光素子若しくは受光素子と、を具備し、上記弾性支持部材は、直線形状の８本以上のワイヤバネで構成され、上記ワイヤバネは４組に分かれて配置されると共に、各組少なくとも２本で構成され、上記ホルダは、上記ワイヤバネを１本ずつ固定するために個別に設けられたランドを有する基板を備え、上記ワイヤバネは、上記コイルの少なくとも一部への電流を流すための配線、及び上記発光素子若しくは受光素子の少なくとも一部への電流を流すための配線として機能し、上記組毎に上記各組少なくとも２本のワイヤバネは電気的に並列接続されている、ことを特徴とする。そして、請求項６に記載の発明によれば、小型で給電部の抵抗値が小さい高性能な装置とすることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６の発明に於いて、上記ワイヤバネは銅合金であることを特徴とする。請求項７に記載の発明によれば、より小型で高性能なスキャナ装置を享受することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、上記ワイヤバネはベリリウム銅であることを特徴とする。請求項８に記載の発明によれば、耐久性を高めることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、上記ワイヤバネは燐青銅であることを特徴とする。請求項９に記載の発明によれば、低価格化を図ることができる。

本発明によれば、走査レンズの移動量が大きくても、装置の構成を大型化したり、支持部材の剛性低下で支持が不安定になったり、給電部の抵抗値が大きくなったりしない小型で高性能な車載用測距装置に用いられるスキャナ装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１乃至図１２は本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、図１は本発明の第１の実施形態による車載用測距装置に用いられるスキャナ装置の斜視図、図２は一部部品を省略した状態の上記スキャナ装置の上面図、図３はスキャナ装置の側面図、図４はスキャナ装置の分解斜視図、図５はスキャナ装置の２軸アクチュエータの分解斜視図、図６は２軸アクチュエータのヨーク部組に取り付けられる基板の斜視図、図７乃至図９は２軸アクチュエータを形成する部組の分解斜視図、図１０はリレーレンズ部組の分解斜視図、図１１は本発明の第１の実施形態によるスキャナ装置を用いた車載用測距装置の使用例を示した図、図１２は磁石による駆動原理を説明するための図である。

図４に示されるように、本実施形態のスキャナ装置は、その本体１５５に、２軸アクチュエータ１２５と、リレーレンズ部組１３０と、レンズ１６５及びホルダ１６７等が搭載されて構成されている。そして、上記２軸アクチュエータ１２５は、図５に示されるように、バネ部組７３とヨーク部組７８とを有して構成されている。更に、バネ部組７３は、可動部１０と固定部４３より構成されている。

先ず、図５及び図７を参照して、この可動部１０の構造について説明する。

可動部１０は、大別して、ホルダ１１と、複数のエレベーションコイル１９ａ〜１９ｄ及びアジマスコイル２０ａ、２０ｂと基板２５と、走査レンズ３０と、カバー３５とを有して構成される。

上記ホルダ１１は、カーボン繊維入りの液晶ポリマ樹脂で製作されたもので、そのベース１２の略中央部に開口１３が形成されている。この開口１３の内部には、更に段状部１８が形成されており、光学素子である走査レンズ３０が、Ｚ方向に当て付けられて接着固定されている。また、ホルダ１１のベース１２の周囲でＸ軸方向の両端には、複数の凸部１４ａ〜１４ｆが形成されている。このうち、凸部１４ａ、１４ｂ、１４ｅ、１４ｆは、銅クラッドアルミ線で巻線された空芯コイルのエレベーションコイル１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの内側の開口部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに嵌挿されて接着固定されている。同様に、上記凸部１４ｃ、１４ｄには、銅クラッドアルミ線で巻線された空芯コイルのアジマスコイル２０ａ、２０ｂの内側の開口部２２ａ、２２ｂが嵌挿され、接着固定されている。

ホルダ１１には、基板２５も接着固定されている。ホルダ１１のベース１２には、円形断面を有する複数の柱部１５ａ〜１５ｄが設けられており、これらの柱部１５ａ〜１５ｄに上記基板２５に形成された孔２７ａ〜２７ｄが挿入されることにより、位置決めされている。但し、柱部１５ａ〜１５ｄと孔２７ａ〜２７ｄの全て大きさ、間隔を一致させるのは公差があり困難である。そこで、孔２７ｃは柱部１５ｃより僅かに大きな直径を有し、孔２７ｂは孔２７ｃ、２７ｂを結ぶ方向に平行な直線部を有する長孔とし、直線部の距離は柱部１５ｂより僅かに大きくされ、この２箇所でＸ軸、Ｙ軸方向に、基板２５がホルダ１１に対して位置決めされている。

基板２５に形成された孔２７ａ、２７ｄは、柱部１５ａ、１５ｄに対して十分大きな直径を有するものとされ、公差によって孔２７ａ、２７ｄと、柱部１５ａ、１５ｄが干渉し、取り付けできないということがないようにされている。尚、Ｚ軸方向については、基板２５がホルダ１１に当て付けられて、位置決めされている。

尚、ホルダ１１のベース１２には、孔１６ａ〜１６ｈ（但し、１６ｄ〜１６ｈは、図７では影になっているため示されない）が形成され、これら孔１６ａ〜１６ｈに対応して基板２５には孔２８ａ〜２８ｈが形成されている。これらの孔１６ａ〜１６ｈ及び孔２８ａ〜２８ｈは、詳細を後述する可動部１０と固定部４３を接続するためのワイヤバネ７０ａ〜７０ｈを通すためのものである。

更に、上記基板２５には、図７に於いて、開口２６を挟んだＹ軸方向で、孔２７ａと孔２７ｂの間と、孔２７ｃと孔２７ｄの間には、それぞれ開口２９ａ、２９ｂが設けられている。そして、これらの開口２９ａ、２９ｂと対応して、ホルダ１１のベース１２にも、柱部１５ａと柱部１５ｂの間に開口１７ａが、柱部１５ｃと柱部１５ｄの間には開口１７ｂが、それぞれ設けられている。

また、この可動部１０のＺ軸方向に於いて、ホルダ１１に固定された基板２５上には、カーボン繊維入りの液晶ポリマ樹脂で製作されたカバー３５が接着固定されている。ホルダ１１とカバー３５の間に存在する走査レンズ３０、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄ、アジマスコイル２０ａ、２０ｂ、基板２５は、何れもホルダ１１に接着固定されると共に、ホルダ１１とカバー３５に挟持されるように固定されており、万が一ホルダ１１への接着が緩んでも脱落することはない。カバー３５は、基板２５と同様に、ホルダ１１の柱部１５ａ〜１５ｄが、該カバー３５に形成された複数の孔３８ａ〜３８ｄに嵌挿されることによって位置決めされている。孔３８ａ〜３８ｄの形状と柱部１５ａ〜１５ｄとの関係も、基板２５の孔２７ａ〜２７ｄと同様である。

更に、Ｚ軸方向については、カバー３５がホルダ１１及び走査レンズ３０、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄ、アジマスコイル２０ａ、２０ｂ、基板２５に当て付けられて、位置決めされている。このとき、公差を考慮して、ホルダ１１以外は僅かに間隙ができるようにされている。この間隙は、接着剤が入り込むことによって埋まり、これにより、上述した走査レンズ３０、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄ、アジマスコイル２０ａ、２０ｂ、基板２５が挟持された状態でのガタつきはなくなる。

上記カバー３５の略中央部には、開口３６を有した凸部３７が形成されており、走査レンズ３０はこの凸部３７に配置されている。ホルダ１１の開口１３、基板２５の開口２６、カバー３５の開口３６は、走査レンズ３０の入射光及び射出光の光路となっている。

カバー３５の開口３６を挟んでＹ軸方向には、スリット４０ａ、４０ｂが設けられている。スリット４０ａはＹ軸方向に延出された長方形形状、スリット４０ｂはＸ軸方向に延出された長方形形状となっている。上述したホルダ１１の開口１７ａ、１７ｂ及び基板２５２の開口２９ａ、２９ｂは、後述する発光ダイオード５８ａ、５８ｂからの光を、これらスリット４０ａ、４０ｂに導くために形成されたものである。また、上記スリット４０ａ、４０ｂを挟むようにして、後述するワイヤバネ７０ａ〜７０ｈを通すための開口３９ａ〜３９ｄが形成されている。

次に、図５及び図８を参照して、固定部４３の構造について説明する。

固定部４３に於いて、ガラス繊維入り液晶ポリマ樹脂で製作されたバネ受け４５は、その略中央部に開口４６が形成されており、この開口４６の周辺に、ネジ穴４９ａ〜４９ｄを有した凸部４８ａ〜４８ｄが形成されている。また、上記開口４６を挟んでＹ軸方向に、可動部１０と固定部４３を接続する、後述するワイヤバネ７０ａ〜７０ｈを通すための貫通孔４７ａ〜４７ｄが形成されている。更に、バネ受け４５のＹ軸方向で図８に於いて上部には、後述するベース８０ｂの位置決め用の凸部５１ａ、５１ｂと、該ベース８０ｂをネジ止めするためのネジ穴５２ａ、５２ｂが設けられている。尚、バネ受け４５の凸部４８ａ〜４８ｄが形成されている面と反対側には、凹部５３が形成されている。

上記バネ受け４５には、基板５５が固定されている。上記基板５５には、その中央部に形成された開口５６の周囲に、ネジ止め用の孔５９ａ〜５９ｄが設けられている。これらの孔５９ａ〜５９ｄ及びバネ受け４５のネジ穴４９ａ〜４９ｄに対して、ネジ６０ａ〜６０ｄでネジ止めされることによって、基板５５がバネ受け４５に固定されている。

また、上記基板５５には、Ｚ軸方向で上記バネ受け４５と反対側に、基板５７ａ、５７ｂが固定されている。基板５７ａ、５７ｂには、それぞれ発光ダイオード５８ａ、５８ｂが半田付けされている。基板５７ａ、５７ｂの基板５５への固定は半田付けによる。基板５７ａ、５７ｂを用いているのは、レイアウト上、発光ダイオード５８ａ、５８ｂを基板５５よりＺ軸方向でバネ受け４５側と反対側に大きく突出させたいためである。基板５５には、図示されない電線が接続され、更に、この電線が図示されない制御基板に接続されており、発光ダイオード５８ａ、５８ｂは制御基板に接続されている。

一方、上記バネ受け４５には、Ｚ軸方向で基板５５側と反対側に、基板６３ａ、６３ｂも固定されている。基板６３ａ、６３ｂは、その略中央に形成された孔６４ａ、６４ｂを用いて、ネジ６８ａ、６８ｂにより、バネ受け４５に固定されている。尚、バネ受け４５には、図８に於いては影になっているので図示されていないが、ネジ６８ａ、６８ｂをねじ込むためのネジ穴が用意されている。

また、基板６３ａは、位置決め用の孔６５ａ、６５ｂにより、バネ受け４５に位置決めされる。バネ受け４５には、図８に於いては影になっているので示されていないが、上記孔６５ａ、６５ｂに対応して、円形断面の凸部が２個設けられている。尚、孔６５ｂは凸部より僅かに大きな直径の円形状を有するが、孔６５ａは、孔６５ａ、６５ｂを結ぶ方向に平行な直線部を有する長孔であり、直線部の距離は凸部より僅かに大きくされている。これにより、孔６５ａ、６５ｂの間隔と２個の凸部の間隔の公差によるずれを吸収している。更に、基板６３ａの孔６５ａと孔６４ａの間、孔６４ａと孔６５ｂの間には、後述するワイヤバネ７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄを通すための孔６６ａ、６６ｂと孔６６ｃ、６６ｄが設けられている。

同様に、基板６３ｂは、位置決め用の孔６５ｃ、６５ｄにより、バネ受け４５に固定されている。そして、バネ受け４５には、基板６３ａと同様に凸部が２個設けられ、片方の孔６５ｄが長孔となっている。また、基板６３ｂの孔６５ｃと孔６４ｂの間、孔６４ｂと孔６５ｄの間には、後述するワイヤバネ７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ、７０ｈを通すための孔６７ａ、６７ｂと孔６７ｃ、６７ｄが設けられている。

上述したバネ受け４５の開口４６と基板５５の開口５６は、走査レンズ３０への入射光の光路となっている。この光路は、基板６３ａと６３ｂの間を通るので、基板６３ａ、６３ｂには光路用の開口等は設けられていない。

図２及び図５に示されるように、可動部１０と固定部４３は、弾性支持部材であるワイヤバネ７０ａ〜７０ｈによって接続されている。ワイヤバネ７０ａ〜７０ｈは、例えば、ベリリウム銅で製作された直径０．１５ｍｍのものである。該ワイヤバネ７０ａ〜７０ｈの一端は、図７のホルダ１１の孔１６ａ〜１６ｈ（但し、１６ｄ〜１６ｈは影になっており図示されない）、基板２５の孔２８ａ〜２８ｈを通って、基板２５に設けられている図示されないランドに半田付けされて固定されている。

可動部１０にあっては、基板２５によりエレベーションコイル１９ａ〜１９ｄは直列接続されており、その両端は基板２５を介して、それぞれワイヤバネ７０ａ、７０ｂと７０ｃ、７０ｄに接続されている。アジマスコイル２０ａ、２０ｂに関しても、基板２５により直列接続されており、その両端は基板２５を介して、それぞれワイヤバネ７０ｅ、７０ｆと７０ｇ、７０ｈに接続されている。すなわち、ワイヤバネ７０ａと７０ｂ、７０ｃと７０ｄ、７０ｅと７０ｆ、７０ｇと７０ｈには、それぞれ同じ信号が流れ、並列接続されていることになる。

ワイヤバネ７０ａ〜７０ｈの他端は、図８のバネ受け４５の貫通孔４７ａ〜４７ｄと基板６３ａ、６３ｂの孔６６ａ〜６６ｄ、６７ａ〜６７ｈを通され、基板６３ａ、６３ｂに設けられた図示されないランドに半田付けされて固定されている。

このように、可動部１０は、８本のワイヤバネ７０ａ〜７０ｈによって、固定部４３に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能に支持されていることになる。

ワイヤバネ７０ａ、７０ｂはバネ受け４５の貫通孔４７ａに通されるが、この貫通孔４７ａは、Ｚ軸方向の凹部５３が形成されている側で、図示されていないがワイヤバネ７０ａ、７０ｂより僅かに大きい径の２つの小さな孔となっており、その部分を、それぞれワイヤバネ７０ａ、７０ｂが通されている。貫通孔４７ａには、紫外線硬化形のシリコンゲルが２つの小さな孔以外の部分に充填されている。正確には、２つの小さな孔にもシリコンゲルが流れていくが、シリコンゲルは硬化前でも粘度が高く、狭い間隙には流れにくい。そこで、手早く作業を行い、紫外線により硬化させることで、２つの小さな孔へのシリコンゲルの流れこみを防ぐことができる。

ワイヤバネ７０ｃ〜７０ｈ、バネ受け４５の貫通孔４７ｂ〜４７ｄについても、同様の構成となっている。シリコンゲルにより、ワイヤバネ７０ａ〜７０ｈの振動のダンピングが取られている。

尚、基板６３ａ、６３ｂには、図示されない電線が接続され、更に、図示されない制御基板に接続されている。エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄはワイヤバネ７０ａ〜７０ｄを介して、アジマスコイル２０ａ、２０ｂはワイヤバネ７０ｅ〜７０ｈを介して、それぞれ制御基板に接続されていることになる。

次に、図５及び図９を参照して、ヨーク部組７８の構造について説明する。

図５及び図９に示されるように、鉄製のベース８０ａと鉄製のヨーク９０は、ヨーク９０のネジ穴９１ａ、９１ｂ（図９に於いては９１ｂは影になっており示されない）、ベース８０ａの孔８２ａ、８２ｂ、ネジ８７ａ、８７ｂによって、ネジ止めされている。このとき、ベース８０ａとヨーク９０は、ベース８０ａの孔８３ａ、８３ｂとヨーク９０のハーフパンチ９２ａ、９２ｂ（図９に於いては９２ｂは影で示されない）によって作られた凸部（図９で見えている側はハーフパンチによる凹部で、凸部は同図の下側）によって位置決めされている。

上記孔８３ｂは凸部より僅かに大きな直径を有する円形状に形成されているが、孔８３ａは孔８３ａ、８３ｂを結ぶ方向に平行な直線部を有する長孔であり、直線部の距離は凸部より僅かに大きくされている。これにより、孔８３ａ、８３ｂの間隔と２個の凸部の間隔の公差によるずれを吸収し、組立不能になることを防いでいる。

図９に於いて、ヨーク９０の下側の部分で、ベース８０ａが取り付けられている面と反対側には、液晶ポリマ製のストッパ１００ａが、ヨーク９０のネジ穴９３ａ、９３ｂ（図９に於いては９３ｂは影になっており示されない）、ストッパ１００ａの孔１０１ａ、１０１ｂ、ネジ１０２ａ、１０２ｂによって、ネジ止めされている。ストッパ１００ａは、Ｙ軸方向の精度のみ必要で、Ｚ−Ｘ平面内の取り付け精度を高くする必要がなく、この方向の位置決めは孔１０１ａ、１０１ｂ、ネジ１０２ａ、１０２ｂのみで、ベース８０ａとヨーク９０のように、位置決めのために別途凸部とネジ用の孔は設けられていない。

ヨーク９０には、鉄製のストッパ１０５ａ〜１０５ｄが組み込まれる。そして、ヨーク９０には、上記ストッパ１０５ａ〜１０５ｄが組み込まれる位置に凹部９５ａ〜９５ｄ（図９に於いては９５ｃ、９５ｄは影になっており示されない）が設けられており、該凹部９５ａ〜９５ｄ内にネジ穴９６ａ〜９６ｈが設けられている。一方、ストッパ１０５ａ〜１０５ｄにも、それぞれネジ用の孔１０７ａ〜１０７ｈが設けられている。

そして、ストッパ１０５ａ〜１０５ｄは、ネジ１０８ａ〜１０８ｈによって、孔１０７ａ〜１０７ｈ、孔９６ａ〜９６ｈを介して、ヨーク９０にネジ止めされている。ここで、ストッパ１０５ａ〜１０５ｄは、Ｘ軸方向には折曲部１０６ａ〜１０６ｄがヨーク９０に当て付けられるようにして固定されている。また、ストッパ１０５ａ〜１０５ｄは、Ｙ軸方向には、ヨーク９０に設けられた凹部９５ａ〜９５ｄ（図９に於いては９５ｃ、９５ｄは影になっており示されない）に嵌め込まれる形で位置決めされている。

磁石１１０ａ〜１１０ｄは、接着によりヨーク９０に固定されている。Ｙ軸方向には、ヨーク９０に設けられた凸部９４ａ〜９４ｄ（図９に於いて９４ｂは影になっており示されない）に当て付けられて、位置決めされている。図２に示されるように、Ｘ軸方向については、ストッパ１０５ａ〜１０５ｄの折曲部１０６ａ〜１０６ｄに当て付けられ、位置決めされている。Ｚ軸方向については、ヨーク９０との間に磁力による引力が働き、密着した形となる。磁石１１０ａ〜１１０ｄの磁極については、後述する。

また、ベース８０ａには、ネジ止め用のネジ穴８１ａ〜８１ｄと、孔８６ａ、８６ｂと、位置決め用の孔８４ａ、８４ｂと８５ａ、８５ｂとが設けられている。これらの説明については後述する。

このように、ベース８０ａ、ヨーク９０、磁石１１０ａ〜１１０ｄ等から構成される部組をヨーク部組７８と称する。

次に、図３乃至図６を参照して、２軸アクチュエータ１２５の構造について説明する。

図３乃至図５に示されるように、バネ部組７３は、バネ受け４５に設けられたネジ穴（図３乃至図５に於いては影になっており示されない）、ベース８０ａの孔８６ａ、８６ｂ、ネジ１１５ａ、１１５ｂによって、ヨーク部組７８にネジ止めされて固定されている。更に、部組の剛性を高めるために、両者はベース８０ａとバネ受け４５の間に接着剤が塗布され、接着によっても固定されている。

ベース８０ａとバネ受け４５は、バネ受け４５の凸部と、ベース８０ａの孔８５ａ、８５ｂによって位置決めされている。位置決めについては、後述するベース８０ｂと同様であるので、そちらで詳細に説明する。

ヨーク部組７８とバネ部組７３のＹ軸方向の（図５に於いて）上側には、更に、ベース８０ｂが固定されている。ベース８０ｂは、ストッパ１００ｂを固定した後で、バネ受け４５、ヨーク９０に固定される。

バネ受け４５とベース８０ｂは、バネ受け４５のネジ穴５２ａ、５２ｂ、ベース８０ｂの孔８６ｃ、８６ｄ、ネジ１１５ｃ、１１５ｄによって、ネジ止めされている。ヨーク９０とベース８０ｂは、ヨーク９０の凹部９８ａ〜９８ｄがＹ軸方向でベース８０ｂに接し、Ｘ軸方向で凹部９８ａ〜９８ｄの両端に形成された凸部９９ａ９９ｄ、９９ｅ、９９ｆ、９９ｇ、９９ｈが、ベース８０ｂに形成された切り欠き部１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ、孔１１３ｆ、１１３ｇ、切り欠き部１１３ｈに嵌挿されている。これらの切り欠き部１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ、孔１１３ｆ、１１３ｇ、切り欠き部１１３ｈに接着剤が塗布されて、ヨーク９０とベース８０ｂは、接着固定されている。尚、部組の剛性を高めるために、ベース８０ｂとバネ受け４５の間には接着剤が塗布され、接着によっても固定されている。

ベース８０ｂとバネ受け４５は、ベース８０ｂの孔８５ｃ、８５ｄとバネ受け４５の凸部５１ａ、５１ｂによって位置決めされている。上記孔８５ｃは凸部５１ａより僅かに大きな直径を有する円形状であるが、孔８５ｄは孔８５ｃ、８５ｄを結ぶ方向に平行な直線部を有する長孔であり、直線部の距離は凸部５１ｂより僅かに大きくされている。これにより、孔８５ｃ、８５ｄの間隔と２個の凸部５１ａ、５１ｂの間隔の公差によるずれを吸収し、組立不能になることを防いでいる。

尚、ベース８０ｂが存在しなくとも機能的には成立するが、ベース８０ｂを付加することによって、部組の剛性を高めると共に、切り欠き部１１３ａ〜１１３ｄ、１１３ｅ、孔１１３ｆ、１１３ｇ、切り欠き部１１３ｈによってヨーク９０の開放端を固定し、ヨーク９０が磁石１１０ａ〜１１０ｄの吸引力によって、変形することを防いでいる。

ベース８０ｂには、液晶ポリマ製のストッパ１００ｂが、ベース８０ｂのネジ穴１１４ａ、１１４ｂ、ストッパ１００ｂの孔１０１ｃ、１０１ｄ、ネジ１０２ｃ、１０２ｄによって、ネジ止めされている。ストッパ１００ｂの位置決めは、上述したストッパ１００ａと同様である。

尚、ベース８０ａとベース８０ｂは、同じ部材を共通利用して、ベース８０ａ、８０ｂの製作の型を削減している。そのため、ネジ穴等は、両者で必要なものが設けられており、一方だけを見た場合に、必要ない形状がある。

ヨーク９０には、基板１２０ａ、１２０ｂが、ネジ１２３ａ〜１２３ｄによって、ヨーク９０のネジ穴９７ａ〜９７ｄ、該基板１２０ａ、１２０ｂに形成されたネジ用の孔１２１ａ〜１２１ｄを介してネジ止めされている。上記基板１２０ａ、１２０ｂには、図２及び図６に示されるように、Ｚ軸方向で可動部１０側（図２参照）に、基板１１９ａ、１１９ｂ（図２に於いて１１９ａは影になっており示されない）が固定されている。そして、基板１１９ａ、１１９ｂには、それぞれポジションセンサ１１８ａ、１１８ｂが半田付けされている。

上記基板１１９ａ、１１９ｂの基板１２０ａ、１２０ｂへの固定は半田付けによるものであり、基板１１９ａ、１１９ｂを用いているのは、レイアウト上、ポジションセンサ１１８ａ、１１８ｂを基板１２０ａ、１２０ｂより大きくＺ軸方向で可動部１０側に突出させ、スリット４０ａ、４０ｂに近付けたいためである。また、基板１２０ａ、１２０ｂには、図示されないが、ポジションセンサ１１８ａ、１１８ｂの微小な電流を増幅するための増幅器が搭載されている。更に、これらの増幅器が、図示されない電線を介して、図示されない制御基板に接続されている。すなわち、ポジションセンサ１１８ａ、１１８ｂは上記制御基板に接続されている。

また、図２から明らかなように、ポジションセンサ１１８ｂ、可動部１０、発光ダイオード５８ｂは、Ｚ軸方向で直線上に並んで配置されている。スリット４０ｂは、可動部１０の移動によって移動するが、ほぼその直線上にあり、発光ダイオード５８ｂからの光は、スリット４０ｂを通ってポジションセンサ１１８ｂに至る。可動部１０の移動によってスリット４０ｂを通った光が動き、ポジションセンサ１１８ｂによって可動部１０の位置が検出される。尚、ポジションセンサ１１８ａ、スリット４０ａ、発光ダイオード５８ａの関係についても同様であるので、ここでは説明を省略する。

可動部１０に搭載される走査レンズ３０を移動させることにより、後述するレーザダイオード１４８からの光の照射位置を移動させるが、照射位置が走査レンズ３０の光軸に対して傾き０度の位置になる等の所望の位置となった場合にポジションセンサ１１８ａ、１１８ｂの出力が上記０度の位置を示す出力となるように、基板１２０ａ、１２０ｂはＸ−Ｙ平面内での位置調整がされ、固定されている。

以上のように構成されたベース８０ａ上に組み立てられた可動部１０を動かす機構を、２軸アクチュエータ１２５と称する。

次に、図４及び図１０を参照して、リレーレンズ部組１３０について説明する。

真鍮製の鏡枠１３１内には、レンズ１３２が挿入されている。図ではわかりにくいが、上記鏡枠１３１内には段状部１３６が設けられており、上記レンズ１３２は当て付けられている。レンズ１３２のＸ軸方向で、図１０に於いて左側には、ステンレス製のスペーサ１３７を挟んでレンズ１３３、ステンレス製のバネ１３８が挿入され、最後に押さえ環１３９が取り付けられている。図では示されていないが、押さえ環３１９と鏡枠１３１にはネジ溝か形成されており、互いをねじ込むことで螺合して固定されている。レンズ１３２、レンズ１３３は、バネ１３８の作用により、段状部１３６に押圧されるように固定されていることになる。

リレーレンズ部組１３０が挿入される開口の径は、鏡枠１３６の径より僅かに大きくされている。リレーレンズ部組１３０は、鏡枠１３１に設けられたネジ穴１３５、本体１５５に形成された長孔１７９、ネジ１８０によって、本体１５５にネジ止めされている。

鏡枠１３１をＸ軸方向に移動させ、レンズ１３２、レンズ１３３を移動させると、本装置より照射される光のスポットの大きさが変化する。そこで、鏡枠１３１をＸ軸方向に移動させ、スポットの大きさが所定の大きさとなるように調整される。調整の際には、鏡枠１３１に設けられた溝１３４にマイナスドライバ、或いは専用の調整ジグを引っ掛け、Ｘ軸方向に移動させる。

図２に示されるように、本体１５５には長孔１７８が形成されており、上述した鏡枠１３１の溝１３４に上記工具を引っ掛けられるようになっている。また、Ｘ軸方向に移動してもネジ１８０が締められるように、長孔１７８は正円形状ではなく長穴となっている。ネジ１８０は、調整作業を容易に行うことができるように、スプリングワッシャ及びワッシャ付きのものとなっている。

レーザ部組１４５は、図４に示されるように、ガラス入りのポリフェニレンサルファイト樹脂で製作されたホルダ１４７、レーザダイオード１４８、基板１４６より構成されている。上記レーザダイオード１４８は基板１４６に半田付けされ、該基板１４６、ホルダ１４７は、ネジ１４９ａ、１４９ｂによって、本体１５５の図示されないネジ穴に共締めされるような形で固定されている。また、基板１４６は図示されていないが、レーザドライバ基板に接続されている。

次に、図１乃至図４を参照して、本スキャナ装置の本体部について説明する。

図１、図３及び図４に示されるように、２軸アクチュエータ１２５は、アルミ製の本体１５５に、ベース８０ａのネジ用のネジ穴８１ａ〜８１ｄ、本体１５５に形成された孔１５７ａ〜１５７ｄ（図４に於いては１５７ａは示されない）を介して、ネジ１６０ａ〜１６０ｄによってネジ止めされている。ベース８０ａは、Ｙ軸方向に本体１５５に形成された凸形状の台座１５６ａ〜１５６ｄ（図４に於いては１５６ａは示されない）で接するようになっている。そして、本体１５５のＹ軸方向の精度を出す部分は、台座１５６ａ〜１５６ｄのみと狭い部分で済むようになっている。

ベース８０ａと本体１５５は、ベース８０ａの孔８４ａ、８４ｂと、本体１５５に形成された凸部１５９ａ、１５９ｂによって位置決めされている。上記孔８４ａは凸部１５９ａより僅かに大きな直径を有する円形状であるが、孔８４ｂは孔８４ａ、８４ｂを結ぶ方向に平行な直線部を有する長円形状であり、直線部の距離は凸部１５９ｂより僅かに大きくされている。これにより、孔８４ａ、８４ｂの間隔と２つの凸部１５９ａ、１５９ｂの間隔の公差によるずれを吸収し、組立不能になることを防いでいる。

２軸アクチュエータ１２５は、そのＹ軸方向に於いて、ベース８０ａ側に、ネジ８７ａ、８７ｂ、１１５ａ、１１５ｂの頭頂部が突出された状態となっている。これらのネジ頭頂部を避けるために、本体１５５の下部には、上記ネジ８７ａ、８７ｂ、１１５ａ、１１５ｂと対応する位置に、凹部１５８ａ〜１５８ｄ（図４に於いて１５８ａは示されない）が形成されている。

２軸アクチュエータ１２５を本体１５５に取り付ける際には、図４に於いて本体１５５の右側（Ｘ軸方向）から、本体１５５に形成された凸部１６１と、２軸アクチュエータ１２５のバネ受け４５の凹部５３を組み合わせるようにして、２軸アクチュエータ１２５を本体１５５に挿入する。Ｘ軸方向にて２軸アクチュエータ１２５が本体１５５に嵌挿されたところで、図４に於いて下側（Ｙ軸方向）に２軸アクチュエータ１２５が移動され、２軸アクチュエータ１２５が本体１５５に設置される。

すなわち、２軸アクチュエータ１２５は、図４に於いて矢印Ａのように移動されて、本体１５５内の所定の位置に設置される。２軸アクチュエータ１２５を本体１５５に挿入する際には、ネジ８７ａ、８７ｂ、１１５ａ、１１５ｂの頭頂部の厚さ以上、つまり、図３に示される本体１５５の凸部１６１と、２軸アクチュエータ１２５のバネ受け４５の凹部５３との間隙Ｂが確保され、組み立てに支障がないようになっている。

本体１５５の凸部１６１には、図１乃至図４に於いて右方向（Ｚ軸方向）よりレンズ１６５が接着されたガラス入りのポリフェニレンサルファイト樹脂で製作されたホルダ１６７が固定されている。このホルダ１６７は、本体１５５の図示されないネジ穴、ホルダ１６７のネジ用の孔１６８ａ、１６８ｂを介して、ネジ１７０ａ、１７０ｂによってネジ止めされている。ここで、ホルダ１６７と本体１５５は、ホルダ１６７に形成された凸部１６９ａ、１６９ｂと本体１５５の図示されない２つの穴によって位置決めされている。

図１に示されるように、本体１５５でホルダ１６７が固定されている面には、孔１６３ａ〜１６３ｄが設けられている。これらは、２軸アクチュエータ１２５の基板６３ａ、６３ｂに半田付けされているワイヤバネ７０ａ〜７０ｈの半田付け部分での突出部分を避けるためである。

更に、図２及び図４に示されるように、本体１５５の固定部１７５に形成された溝１７６には、ミラー１７７が接着固定されている。また、図２に於いて本体１５５の上側（図４に於いて本体１５５の左側となるＸ軸方向）には、図示されない穴部が設けられており、リレーレンズ部組１３０が挿入されている。更に、このリレーレンズ部組１０３の後方から、本体１５５の上記穴部を塞ぐようにして、レーザ部組１４５が取り付けられている。

こうして、レーザダイオード１４８から発射されたレーザ光が、レンズ１３２、１３３を通り、ミラー１７７で光路を曲げられ、走査レンズ３０に至り、更にレンズ１６５を通るように配置されている。

次に、このようにして構成された本実施形態のスキャナ装置を用いた車載用測距装置の動作について説明する。

図１１は、本実施形態のスキャナ装置を用いた車載用測距装置を簡略的に示した図である。

レーザダイオード１４８より出射されたレーザ光は、レンズ１３２、１３３を介し、ワイヤバネ７０（ここでは７０ａ〜７０ｈをまとめて７０と記す）に支持されたホルダ１１の走査レンズ３０を通る。この走査レンズ３０は、後述するように、図１１には示されないがエレベーションコイル１９ａ〜１９ｄ及びアジマスコイル２０ａ、２０ｂによって、図示矢印Ｃのように左右方向に移動されることにより、図示矢印Ｄのように左右に振られる。尚、図１１では、ミラー１７７は説明の簡単化のために省略している。

更に、走査レンズ３０を通ったレーザ光は、レンズ１６５によって振れ幅が図示矢印Ｅのように拡大され、スキャナ装置より外部に照射される。照射されたレーザ光１８６が障害物１８７に当たって反射した光１８８は、受光レンズ１８９を介してフォトディテクタ１９０に至り、図示されない電気回路により、本車載用測距装置から障害物１８７までの距離が計算される。

尚、実際には、走査レンズ３０は左右方向だけでなく、上下方向にも振られるので、レーザ光も上下方向にも振られる。

ここで、走査レンズ３０を上下左右方向に移動させる仕組みについて、更に詳細に説明する。

図２及び図３に示されるように、エレベーションコイル１９ｂ、１９ｄ及びアジマスコイル２０ｂは、ヨーク９０に固定された磁石１１０ｂ、１１０ｄに挟まれている。この部分の磁気回路を構成する部品のみを取り出して、図１２として示す。

図１２（ａ）はエレベーションコイル１９ｂ、１９ｄ、アジマスコイル２０ｂと、ヨーク９０に固定された磁石１１０ｂ、１１０ｄの極性を示した図、図１２（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ′線に沿った断面図である。

磁石１１０ｂの極性は、図１２（ｂ）に示されるとおりである。図１２（ｂ）に於いては、エレベーションコイル１９ｂ、１９ｄ及びアジマスコイル２０ｂに対向するＺ軸方向の磁石１１０ｂ側の面の磁極で、同じ磁極を同じ方向の斜線で表している。

図１２（ａ）に示されるように、磁石１１０ｂのＺ軸方向に対向する磁石１１０ｄの対向面の磁極は、磁石１１０ｂの対向面側の磁極と逆とされている。図１２では、分かりやすいように磁石１１０ｂ、１１０ｄの磁極の境界を実線で表している。実際の磁石で境界の部分は、幅０．２〜０．４ｍｍの磁極のないニュートラル領域となる。同じ磁極が隣接する境界２０１ａ、２０１ｂについては、ニュートラル領域は設けなくてもよい。

エレベーションコイル１９ｄの辺２０２、２０３には、図示矢印Ｇ方向、Ｈ方向の磁界が及ぶ。図示矢印Ｇのように、磁石１１０ｂの領域２０５から磁石１１０ｄの領域２０７に向かった磁束は、ヨーク９０を通る。そして、磁石１１０ｄの領域２０８から磁石１１０ｂの領域２０６に向かった磁束は、図示矢印Ｈのように進み、ヨーク９０を通って磁石１１０ｂの領域２０５に戻る。

エレベーションコイル１９ｄの辺２０２、２０３に流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き（図示矢印Ｇ、Ｈ）も逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＹ軸方向となる。

エレベーションコイル１９ｄの残りの辺２０９、２１０には、Ｘ軸方向の力が発生するが、図示矢印Ｇと矢印Ｈの磁界から受ける力の向きが逆向きとなりキャンセルするので、Ｘ軸方向に動くことはない。

エレベーションコイル１９ａ〜１９ｃについても、同様にＹ軸方向の力が発生する。エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄで発生するＹ軸方向の力は、４つのコイルで同じ向きになるように配線される。これにより、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄに電流を流すことで、ホルダ１１及びそれに取り付けられた走査レンズ３０をＹ軸方向に移動させることができる。

アジマスコイル２０ｂの辺２１３、２１４には、図示矢印Ｊ方向（図１２（ｂ）にて紙面の表側から裏側への方向）、図示矢印Ｋ方向（図１２（ｂ）にて紙面の裏側から表側の方向）の磁界が及ぶ。磁石１１０ｂの２つの領域と磁石１１０ｄの２つの領域及びヨーク９０で、磁束が磁石の元の領域に戻るのは、エレベーションコイル１９ｄについて述べたのと同様であるので、ここでは説明を省略する。

アジマスコイル２０ｂの辺２１３、２１４に流れる電流の向きは逆であり、及ぶ磁界の向き（図示矢印Ｊ、Ｋ）も逆であるので、発生する力の向きは同じである。力の向きは、電流の向きと磁界の向きに垂直なＸ軸方向となる。

アジマスコイル２０ｂの残りの辺２１５、２１６にはＹ軸方向の力が発生するが、図示矢印Ｊと矢印Ｋの磁界から受ける力の向きが逆向きとなりキャンセルするので、Ｙ軸方向に動くことはない。

アジマスコイル２０ａについても、同様にＸ軸方向の力が発生する。アジマスコイル２０ａ、２０ｂで発生するＸ軸方向の力は、２つのコイルで同じ向きになるように配線される。これにより、アジマスコイル２０ａ、２０ｂに電流を流すことで、ホルダ１１及びそれに取り付けられた走査レンズ３０をＸ軸方向に移動させることができる。

本実施形態では、可動部１０と固定部４３を８本のワイヤバネ７０ａ〜７０ｈで接続すると共に、ワイヤバネ７０ａと７０ｂ、７０ｃと７０ｄ、７０ｅと７０ｆ、７０ｇと７０ｈを並列接続とし、それぞれ同じ信号が流されている。

ワイヤバネの直径、長さを同じとしたとき、ワイヤバネが８本の方が４本で支持するのに比べ、支持系全体でのバネ定数は大きくなり、１次の共振周波数は高くなる。実際には、必要な１次の共振周波数は４本の場合と同じなので、逆に、ワイヤバネの直径、長さを小さくすることができる。

ワイヤバネに生じる応力が大きくなると、バネ限界を超えて塑性変形したり、金属疲労でバネの破壊につながる。ワイヤバネの直径を小さくすることにより、ワイヤバネに発生する応力が小さくなるので、ワイヤバネの長さを長くして応力を小さくする必要がなくなり、装置の小型化を図ることができる。ワイヤバネの長さを小さくできることについては、直接的に装置の小型化につながる。

一方、ワイヤバネ７０ａと７０ｂ、７０ｃと７０ｄ、７０ｅと７０ｆ、７０ｇと７０ｈを並列接続としたことにより、全てのワイヤバネの直径が同一の場合、ワイヤバネ部分の抵抗値は半分となる。上述したように、ワイヤバネの直径を小さくすることは、応力低下には効果的であるが、ワイヤバネの抵抗値は大きくなってしまう。しかしながら、ワイヤバネを並列接続とすることによって、抵抗値を小さくでき、本実施形態のように、ワイヤバネを介してコイルに給電する際に、ワイヤバネ部分での電圧降下を抑えることが可能な、高性能な装置とすることができる。特に、駆動力を高めるため、コイルの巻数を増やし、コイル部分の抵抗値が大きい場合、全体の抵抗値を抑えるために、コイル以外の抵抗値を小さくする必要があり、有効である。

本実施形態では、８本のワイヤバネを全て２本ずつ並列接続としたが、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄを、並列接続しないワイヤバネ７０ａと７０ｄに接続し、アジマスコイル２０ａ、２０ｂについては、３本並列接続したワイヤバネ７０ｂ、７０ｅ、７０ｆと７０ｃ、７０ｇ、７０ｈに接続してもよい。

この場合も、可動部１０と固定部４３を８本のワイヤバネ７０ａ〜７０ｈで接続するという機械的な構成は変わっていないので、第１の実施形態と同様にワイヤバネの直径、長さを小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。ワイヤバネ部分の抵抗値については、アジマスコイル２０ａ、２０ｂは３本並列接続しているので、抵抗値を小さくすることができる。一方、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄは並列接続していないので、抵抗値は大きくなる。

本スキャナ装置を用いた車載用測距装置を、Ｘ軸方向を地面に水平な方向、Ｙ軸方向を地面に垂直な方向に設置した場合、レーザ光はＸ軸方向に移動しての照射が主となる。Ｘ軸方向に一通りの照射が終わったならば、Ｙ軸方向の位置を変えて、再びＸ軸方向に移動して照射を行うというような形式で測距を行うと、Ｘ軸方向は連続動作、Ｙ軸方向は間欠動作となる。そのため、Ｘ軸方向については、高い性能が求められ、駆動力も大きくする必要があり、アジマスコイル２０ａ、２０ｂは大きさ、巻数も多く、抵抗値が大きくなっている。そこで、ワイヤバネ部分の抵抗値を小さくするべく３本並列とすることで、より、抵抗値を小さくすることができる。一方、Ｙ軸方向はあまり高い性能が求められず、エレベーションコイル１９ａ〜１９ｄは小さく、巻数も少なく、抵抗値が小さくなっている。そのため、ワイヤバネ部分の抵抗値は、多少大きくても問題はない。

このように、必要に応じて、ワイヤバネ部分の接続を変えることにより、必要な部分の抵抗値を下げ、より高い効果を得ることができる。

尚、本実施形態では、可動部１０の位置を検出するためのポジションセンサ１１８ａ、１１８ｂ、発光ダイオード５８ａ、５８ｂは可動部１０の外に配置されているが、その何れかを可動部１０内に配置しても位置を検出することができる。その際、ポジションセンサ或いは発光ダイオードヘの配線を、ワイヤバネを並列接続して行ってもよい。ポジションセンサの場合は、センサからの微少な電流を減衰させることなく伝達することができる。発光ダイオードの場合は大電流が必要であり、電圧降下を抑えることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。

図１３乃至図１５は本発明の第２の実施形態を示すもので、図１３は図５のスキャナ装置のバネ部組７３部分に相当する分解斜視図、図１４は図８の基板６３ａに相当する斜視図、図１５は基板６３ａの平面図である。

尚、図１３乃至図１５に示される第２の実施形態に於いて、上述した図１乃至図１２に示される第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付してその説明を省略する。

本第２の実施形態では、図１３に示されるように、第１の実施形態と異なり、８本でなく、１２本のワイヤバネ２１８ａ〜２１８ｌで、固定部４５と可動部１０が接続されている。第１の実施形態では、ワイヤバネは電気的に２本ずつ並列接続されていたが、本第２の実施形態では、ワイヤバネ２１８ａ〜２１８ｃ、２１８ｄ〜２１８ｆ、２１８ｇ〜２１８ｉ、２１８ｊ〜２１８ｌと、３本ずつが並列接続されている。

固定部４３で１２本のうち６本のワイヤバネ２１８ａ〜２１８ｆを半田付けする基板６３ａには、図１４に示されるように、それに対応して、６つの孔２２０ａ〜２２０ｆが設けられている。この他の基板及びバネ受け４３等でも、ワイヤバネの本数が増えたことにより、ネジ用の孔や形状が対応して変更されている。

図１５に示されるように、上記基板６３ａに設けられた孔２２０ａ〜２２０ｆの周囲には、それぞれランド２２１ａ〜２２１ｆが設けられている。このうち、ランド２２１ａ〜２２１ｃはパターン２２２ａを介してランド２２３ａに接続され、ランド２２１ｄ〜２２１ｆはパターン２２２ｂを介してランド２２３ｂに接続されている。それぞれのランド２２１ａ〜２２１ｆ、２２３ａ及び２２３ｂの銅箔は半田メッキされ、パターン２２２ａ、２２２ｂの銅箔は絶縁樹脂でカバーされている。

また、ランド２２１ａ〜２２１ｃはそれぞれ独立しており、パターン２２２ａによって接続されている。ランド２２１ｄ〜２２１ｆについても、同様にパターン２２２ｂによって接続されている。他の詳細を図示していない基板についても、ワイヤバネ２１８ａ〜２１８ｌの半田付けをするランド部分は同様の構成となっている。

その他の構成、動作については、上述した第１の実施形態とほぼ同じであるので説明は省略する。

本第２の実施形態では、バネを１２本としているので、系の１次の共振周波数を同じとすると、８本の場合より直径の小さいワイヤバネを用いることができ、ホルダの変位量が更に大きくても、ワイヤバネの応力を小さくすることができる。また、それぞれ３本ずつ並列接続としているので、ワイヤバネ部分の抵抗値を更に小さくすることもできる。

本実施形態では、ワイヤバネが３本ずつ４組に分かれて配置され、各組の中ではワイヤバネが接近している。その１組のワイヤバネ２１８ａ〜２１８ｃに注目すると、基板６３ａに於いて、ワイヤバネ２１８ａはランド２２１ａに、ワイヤバネ２１８ｂはランド２２１ｂに、ワイヤバネ２１８ｃはランド２２１ｃに独立して半田付けされる。ランドが共通の場合、ワイヤバネ２１８ａ〜２１８ｃを同時に半田付することができるが、３本のワイヤバネのうちの１本が、半田ごてで押してしまったり、半田の表面張力によってワイヤバネの長手方向に動いてしまったりして、正しく３本全てを半田付けできないことがある。本実施形態のようにワイヤバネ１本毎にランドを独立させることにより、ワイヤバネを１本、１本作業することができ、上記のような問題が生じず、作業性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

例えば、磁石とコイルの配置は種々のものが考えられる。上述した実施形態では、各コイルは２つの磁石で挟み込んでいたが、１つの磁石のみとしても異極着磁された磁石の表面から出て表面に戻る磁界により、同様の力を発生することができる。これにより、磁石の数を削減することができる。

また、上記実施形態では、ワイヤバネはベリリウム銅製としていたが、燐青銅製であってもよく、ステンレス製であってもよい。但し、銅合金では、ステンレスと異なり、発生応力によって繰り返し変位に対して寿命があることより、本発明の応力を小さくすることの効果を大きく得ることができる。また、ベリリウム銅であれば寿命の長い耐久性の高い装置に、燐青銅であれば安価な装置とすることができる。

光学系についても、今回の構成に限ったことではなく、種々の光学系に適用が可能である。レンズから出射されたレーザ光は、照射するレンズと異なる別のレンズで受光されるとしたが、再び同じレンズで受光し、受光した光を、例えば、光路分割素子で分離して検出するような光学系であってもよい。

更に、上述した実施形態では、２軸アクチュエータに於いて、ポジションセンサを２系統設けた例で説明したが、何れか１系統として分割して検出するようにしてもよい。

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、本発明の第１の実施形態による車載用測距装置に用いられるスキャナ装置の斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、図２は一部部品を省略した状態の上記スキャナ装置の上面図 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、該スキャナ装置の側面図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、該スキャナ装置の分解斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、該スキャナ装置の２軸アクチュエータの分解斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、２軸アクチュエータのヨーク部組に取り付けられる基板の斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、２軸アクチュエータを形成する部組の分解斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、２軸アクチュエータを形成する部組の分解斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、２軸アクチュエータを形成する部組の分解斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、リレーレンズ部組の分解斜視図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、該スキャナ装置を用いた車載用測距装置の使用例を示した図である。 本発明のスキャナ装置の第１の実施形態を示すもので、磁石による駆動原理を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図５のスキャナ装置のバネ部組７３部分に相当する分解斜視図である。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図８の基板６３ａに相当する斜視図である。 本発明の第２の実施形態を示すもので、基板６３ａの平面図である。

符号の説明

１０…可動部、１１…ホルダ、１９ａ〜１９ｄ…エレベーションコイル、２０ａ、２０ｂ…アジマスコイル、２５、５５、５７ａ、５７ｂ、６３ａ、６３ｂ、１２０ａ、１２０ｂ…基板、３０…走査レンズ、３５…カバー、４０ａ、４０ｂ…スリット、４３…固定部、４５…バネ受け、４７ａ〜４７ｄ…貫通孔、５８ａ、５８ｂ…発光ダイオード、７０ａ〜７０ｈ…ワイヤバネ、７８…ヨーク部組、８０ａ、８０ｂ…ベース、９０…ヨーク、１００ａ、１００ｂ、１０５ａ〜１０５ｄ…ストッパ、１１０ａ〜１１０ｄ…磁石、１１８ａ、１１８ｂ…ポジションセンサ、１２５…２軸アクチュエータ、１３０…リレーレンズ部組、１４５…レーザ部組、１４８…レーザダイオード、１５５…本体、１６５…レンズ、１７７…ミラー。

Claims (9)

1. 光学素子と、該光学素子を備えたホルダと、該ホルダを光学素子の光軸に垂直な２方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記ホルダを駆動するための上記ホルダに固定された複数のコイルとを少なくとも備え、光により障害物の検知を行う車載用測距装置のスキャナ装置に於いて、
   上記弾性支持部材は、直線形状の少なくとも８本のワイヤバネで構成され、
   上記ワイヤバネは４組に分かれて配置されると共に、各組少なくとも２本で構成され、
   上記ホルダは、上記ワイヤバネを１本ずつ固定するために個別に設けられたランドを有する基板を備え、
   上記ワイヤバネは、上記コイルの一部または全部への電流を流すための配線として機能し、
   上記組毎に上記各組少なくとも２本のワイヤバネは電気的に並列接続されている、
   ことを特徴とするスキャナ装置。
2. 光学素子と、該光学素子を備えたホルダと、該ホルダを光学素子の光軸に垂直な２方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、上記ホルダの位置を検出するための上記ホルダに固定された発光素子若しくは受光素子を少なくとも備え、光により障害物の検知を行う車載用測距装置のスキャナ装置に於いて、
   上記弾性支持部材は、直線形状の８本以上のワイヤバネで構成され、
   上記ワイヤバネは４組に分かれて配置されると共に、各組少なくとも２本で構成され、
   上記ホルダは、上記ワイヤバネを１本ずつ固定するために個別に設けられたランドを有する基板を備え、
   上記ワイヤバネは、上記発光素子若しくは受光素子の一部または全部への電流を流すための配線として機能し、
   上記組毎に上記各組少なくとも２本のワイヤバネは電気的に並列接続されている、
   ことを特徴とするスキャナ装置。
3. 上記ワイヤバネは銅合金であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスキャナ装置。
4. 上記ワイヤバネはベリリウム銅であることを特徴とする請求項３に記載のスキャナ装置。
5. 上記ワイヤバネは燐青銅であることを特徴とする請求項３に記載のスキャナ装置。
6. レーザ光を所定の範囲に渡り走査するスキャナ装置であって、
   上記レーザ光を照射するレーザ光源と、
   上記レーザ光源からのレーザ光を走査させる光学素子と、
   上記光学素子を固定したホルダと、
   上記ホルダを駆動して上記光学素子を移動させるために設けられたもので、上記ホルダに固定された複数のコイルと、
   上記ホルダを上記光学素子の光軸に垂直な２方向に移動可能に支持する弾性支持部材と、
   上記ホルダの位置を検出するために上記ホルダに固定された発光素子若しくは受光素子と、
   を具備し、
   上記弾性支持部材は、直線形状の８本以上のワイヤバネで構成され、
   上記ワイヤバネは４組に分かれて配置されると共に、各組少なくとも２本で構成され、
   上記ホルダは、上記ワイヤバネを１本ずつ固定するために個別に設けられたランドを有する基板を備え、
   上記ワイヤバネは、上記コイルの少なくとも一部への電流を流すための配線、及び上記発光素子若しくは受光素子の少なくとも一部への電流を流すための配線として機能し、
   上記組毎に上記各組少なくとも２本のワイヤバネは電気的に並列接続されている、
   ことを特徴とするスキャナ装置。
7. 上記ワイヤバネは銅合金であることを特徴とする請求項６に記載のスキャナ装置。
8. 上記ワイヤバネはベリリウム銅であることを特徴とする請求項７に記載のスキャナ装置。
9. 上記ワイヤバネは燐青銅であることを特徴とする請求項７に記載のスキャナ装置。

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