JP4932103B2 - ガルバノミラー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、光磁気ディスクドライブ、追記型ディスクドライブ、相変化型ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光カード等の光記録媒体に対して情報を記録および／または再生する情報記録再生装置や、光スキャナ、光通信用の光偏向機等の光学装置に使用するガルバノミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクドライブ、追記型ディスクドライブ、相変化型ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光カード等の光記録媒体に対して情報を記録および／または再生する情報記録再生装置等の光学装置や、光スキャナ、光走査顕微鏡等の光学装置においては、光束を傾けるためにミラー等の光学素子支持装置が使用される。
【０００３】
光学素子支持装置としては、例えば特開平１１−８５３１４号公報においては、図２４、図２５に示すようなプレーナー型２軸ガルバノミラー装置が開示されている。図２４（Ａ）は上面図、図２４（Ｂ）は側面断面図であり、図２５はプレーナー型ガルバノミラーを説明するための斜視図である。
【０００４】
プレーナー型２軸ガルバノミラー１３０は全反射ミラー１４５が形成された半導体素子１４０、基板１５０、台座１６０、永久磁石１７０、ヨーク１８０、ステム１９０等で形成されている。複数のステム１９０は半導体素子１４０に駆動信号を供給するためのものであり、半導体素子に形成された電極パターン１４６Ａ，１４６Ｂ，１４７Ａ，１４７Ｂとステム１９０の上端はワイヤーにより接続されている。
【０００５】
プレーナー型２軸ガルバノミラー１３０は、シリコン基板からなる半導体素子１４０対角外側に２つの永久磁石１７０が配置されている。半導体素子１４０には内側可動板１４１に、全反射ミラー１４５を囲むようにして、枠状に、内側可動板１４１を駆動するための薄膜のコイル１４４を形成してある。内側可動板１４１と外側可動板１４２はシリコン基板１４０で一体形成されたトーションバー１４１Ａ，１４１Ａで接続している。外側可動板４２はシリコン基板１４０の枠状部とトーションバー１４２Ｂ，１４２Ｂで接続している。一方、外側可動板１４２の上面には、外側可動板１４２を駆動するための薄膜コイル１４３が形成されている。
【０００６】
外側可動板１４２に形成された駆動用薄膜コイル１４３に電流を流すと第１のトーションバー１４２Ａ，１４２Ｂを支点として外側可動板４２が電流方向に応じて回転する。この際に内側可動板１４１も外側可動板１４２と一体に回転する。
【０００７】
一方、内側可動板４１上面に形成された駆動用薄膜コイル１４４に電流を流すと第２のトーションバー１４１Ａ，１４１Ｂを支点として内側可動板１４１が回転する。外側可動板１４２駆動用薄膜コイル１４３に電流を流すと共に、内側可動板１４１駆動用薄膜コイル１４４にも電流を流せば外側可動板１４２の回転方向と直角方向に、内側可動板１４１が回転する。この場合には、全反射ミラー１４５でレーザー光を偏向走査すると二次元的な走査が行なえる。
【０００８】
可動板の周囲はエッチングにより窓１４８Ａ，１４８Ｂ，１４９Ａ，１４９Ｂが形成されており、可動板はトーションバー１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２Ａ，１４２Ｂによってのみ保持されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のように全反射ミラーを囲むように形成される内側可動板１４１、外側可動板４２がトーションバー１４２Ａ、１４２Ｂで連結された構造で全反射ミラーを駆動させた場合、バネ変形などの影響により図２５のＸ軸周りの回転あるいはＹ軸まわりの回転方向の共振モードが発生した場合は、駆動特性が劣化し、図２６のように全反射ミラーのレーザー光に対する角度が安定しないことにより、光軸傾きにズレが生じ、問題となる。
【００１０】
また、この構造では図２５のＺ方向の剛性が弱く、このガルバノミラーが固定されたユニットがＺ方向の外部振動を受けた場合、あるいは駆動時にＺの方向の共振モードが発生した場合は容易に全反射ミラーがＺの方向に異常振動し、駆動特性が劣化し、図２７のようにレーザー光の偏光後の光軸にずれを生じ、問題である。
【００１１】
このような問題を解決するためにはＸ、Ｙ軸回りの回転モードの共振および、Ｚの方向の直線モードの共振を抑える必要があるが、可動部をバネで支持する構造をした駆動装置の共振を抑える場合は、通常、ダンピング材をバネに付着させて共振を抑える方法が広く用いられている。例えば、この従来技術のプレーナー型２軸ガルバノミラーの場合、トーションバー１４１Ａ、１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂにダンピング材を付着させて共振を抑制する方法が考えられる。
【００１２】
しかしながら、例えば内側可動板１４１がＹ軸まわりの方向に回転振動する場合、外側可動板１４２とトーションバー１４２Ａ，１４２Ｂはほとんど変形しないため、トーションバー１４２Ａ、１４２Ｂに付着したダンピング材は内側可動板１４１のＹ軸回りの回転振動に対してほとんど影響を及ぼさない。また、トーションバー１４２Ａ、１４２Ｂに付着したダンピング材は外側可動板１４２の回転軸上にあるため、ダンピング材の変形量は少ない、ということはダンピング材料の粘弾性によってもたらされる、バネの過度の振動、変形を抑制するという効果、すなわちダンピング効果が少ない。
【００１３】
一方、外側可動板１４２がＸ軸まわりの方向に回転振動する場合、トーションバー１４１Ａと１４１Ｂは外側可動板１４２と一体となって回転するため変形せず、１４１Ａ、１４１Ｂに付着したダンピング材のダンピング効果はない。また、１４２Ａ、１４２Ｂに付着したダンピング材は外側可動板１４２の回転軸上にあるため、ダンピング材の変形量は少ない、すなわち上述したようにダンピング効果が少ない。
【００１４】
さらに、図２５のＺの方向に直線振動する共振モードが発生した場合は、先述のようにトーションバー１４１Ａとトーションバー１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂはこの方向の剛性が弱く、容易にバネ変形、振動しやすい。このトーションバー１４１Ａ、１４１Ｂとトーションバー１４２Ａ、１４２Ｂにダンピング材を付着してダンピング効果を得ようとしても、固定部材である台座１６０に対する全反射ミラー４５のＺ方向の変位量は、トーションバー１４１Ａ、１４１Ｂの変形による変位量とトーションバー１４２Ａ、１４２Ｂの変形による変位量が加算された変位量であるため大きくなり、トーションバー１４１Ａ、１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂのみにダンピング材を付着しても効果的なダンピングとはいえない。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ミラーを第１軸および第２軸に傾けて駆動するガルバノミラーにおいて、ミラーの回転振動、さらにミラ一面に垂直な方向の振動に対して効果的なダンピングを得ることのできるガルバノミラーを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガルバノミラーは、少なくとも反射面を有する可動部と、この可動部を固定部材に対して第１の軸回りに傾き可能に支持するバネと、前記可動部を前記第１の軸の回りに駆動する第１の駆動手段とを有するガルバノミラーにおいて、前記可動部と前記固定部材が、前記反射面に平行な平面上で、かつ前記第１の軸に直交する軸上であって前記可動部の両端部においてダンピング材で連結するように構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１８】
図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は光路切り替え装置の概略の構成を示した図、図２は図１のガルバノミラーの構成を斜視図で示した図、図３は図１のガルバノミラーの構成を分解して示した図、図４は図１のガルバノミラーの垂直方向からの断面構造を示した図、図５は図１のガルバノミラーを正面から見た図、図６は図５のＸ−Ｘ線断面を示す図、図７は図５のＹ−Ｙ線断面を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、光通信用の光路切り替え装置１０には第１の実施の形態のガルバノミラー１が採用されている。
１本の光ファイバ３から出射される光通信用信号伝送用の光はレンズ４で平行光にしてその入射光５はガルバノミラー１を構成するミラー６の前面（表面）の反射面６ａに投射され、この反射面６ａで反射されて反射光７となる。
【００２０】
ミラー６は、互いに直交する２つの方向の回転軸ＡとＢとで回転自在に支持されており、後述する２つのコイルに駆動信号を印加することにより、ミラー６を回転軸ＡとＢの周りで自由に回動変位させて、反射面６ａの傾き方向を自由に設定できるようにしている。
【００２１】
上記ミラー６の反射面６ａでの反射光７はこの反射光７の方向に略垂直な平面上に、例えば３段（行）、３列に配置された合計９つのレンズ１１−１，１１−２，…，１１−９の内の一つに選択的に入射され、各レンズ１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，９）の光軸上にそれぞれ配置された９本の光ファイバ１２−ｉの内の１本に選択的に入射される（ように駆動信号でミラー６の反射面６ａの傾き方向が制御される）。
【００２２】
例えばミラー６を回転軸Ａの周りに傾けることによりミラー６での反射光７を図１の左右方向であるＸ方向に偏向させ、ミラー６を回転軸Ｂの周りに傾けることによりミラー６での反射光７を図１の上下方向であるＹ方向に偏向させ、９つのレンズ１１−１から１１−９に選択的に入射させて、光ファイバ１２−１から１２−９に選択的に入射させることができる。
【００２３】
これにより入射側の一本の光ファイバ３からの光を出力する光ファイバを９本の光ファイバ１２−ｉから選択して出力する光路切り替えを行うことができる。この入射光５と反射光７はガルバノミラー１のミラー６で偏向する主な光線である。以下、このガルバノミラー１の具体的な構成を図２ないし図５を参照して説明する。
【００２４】
図２に示すようにガルバノミラー１は、ハウジング１３の前側開口部に取り付けたマグネットホルダ１４の中央部に配置したミラー６を垂直方向及びこれに直交する水平方向の２軸Ａ，Ｂの周りで回動自在に支持する支持駆動機構と、またミラー６の２軸方向での回転変位をミラー６の裏面側のハウジング１３内に配置した（２次元或いは２方向に対する光を利用した）位置検出装置とで構成されている。
【００２５】
図２等に示すようにミラー６は正方形（ないしは長方形）の板形状であり、その表側の反射面６ａは、例えば光通信に用いる主な光の波長１．５μｍに対しての反射率が高い様にコーティング膜が施されている。また、このミラー６の裏面６ｂ（図３参照）はセンサ用の光を発生するレーザ１７（図３参照）の例えば波長７８０ｎｍに対する反射率が高い様にコーティング膜が施されている。
【００２６】
このミラー６は四角枠状のミラーホルダ１８の中央部の取り付け凹部１８ａに収納され、位置決めして周囲が接着固定されている。
【００２７】
このミラーホルダ１８は、図４に示すように外側に四角枠状に形成された第１の成形部１９とその内側にほぼ四角枠状に形成される第２の成形部２０とからなり、第２の成形部２０の前面内にミラー６が収納固定されている。第２の成形部２０の外側における前後方向の略中央位置に第１の成形部１９が段差状に形成され、この第１の成形部１９（の段差部）とその前後に隣接する第２の成形部２０の外周面とで第１のコイル２１及び第２のコイル２２を固定保持するコイルホルダの機能を持つ。
【００２８】
また、この第１の成形部１９の外周位置には略円弧形状にした４本のバネ２３（図２参照）が配置され、このバネ２３の両端はマグネットホルダ１４にインサート成形される。図２では、バネ２３とマグネットホルダ１４とが分解して別体で示してあるが、以下のように、バネ２３はマグネットホルダ１４内にインサート成形される。
【００２９】
ミラーホルダ１８の第１の成形部１９とマグネットホルダ１４とがプラスチックで成形される時に、（ベリリウム銅の２０μｍの箔をエッチング加工し表面に金メッキされた）４本のバネ２３が、その内側部分はミラーホルダ１８の第１の成形部１９に、外側部分はマグネットホルダ１４に最初にインサート成形され、その両端が保持される。
【００３０】
その次にバネ２３の前後両側に第１のコイル２１と第２のコイル２２とが第２の成形部２０の成形時にインサート成形されて、ミラーホルダ１８に固定される。ミラー６が取り付けられたミラーホルダ１８、及びこのミラーホルダ１８の外周面に取り付けられる第１のコイル２１と第２のコイル２２は可動部を構成する。
【００３１】
図５に示すように４本のバネ２３はミラーホルダ１８の回転軸Ａに近い上面中央及び下面中央のそれぞれ２箇所に一端が固定されている。その固定端付近は回転軸Ａに平行となるように変形された第１の変形部２３ａを有する。
【００３２】
このバネ２３の他端はマグネットホルダ１４の回転軸Ｂに近い左右の側面壁でそれぞれ２箇所固定されている。その他端の固定端付近は回転軸Ｂに平行となるように変形された第２の変形部２３ｂを有する。
【００３３】
第１の変形部２３ａと第２の変形部２３ｂを連結する連結部２３ｃがミラーホルダ１８の４角を取り囲む様に配置されている。この４本の変形部２３ａ、連結部２３ｃ、変形部２３ｂを有するバネ２３が本実施の形態における支持部材となる。
【００３４】
第１の変形部２３ａ付近にはその第１の変形部２３ａにミラーホルダ１８の内部で接続されている半田付け部（図示せず）が配置され、合計４箇所の半田付け部に第１コイル２１及び第２のコイル２２の両端の端末が導電性接着剤にて固定されている。
【００３５】
第２の変形部２３ｂの端部がマグネットホルダ１４にインサートされているが、このインサート部はマグネットホルダ１４の中を通り、マグネットホルダ１４の外面に突出する４つの端子２６に至っている。この４つの端子２６にフレキシブルケーブルをハンダ付けすることによりフレキシブルケーブルを経て給電することにより４本のバネ２３を介して２つのコイル２１，２２に駆動信号を供給し、可動部を回動させることができる。
【００３６】
図３、図４、図５等に示すように水平方向に着磁された２つのマグネット３１がその背面にヨーク３２が接着されて、その内側に第１のコイル２１が臨むようにしてその左右両側の位置でマグネットホルダ１４に接着固定されている。
【００３７】
そして、マグネット３１による磁界がその内側に対向配置された第１のコイル２１に作用するような磁気回路を構成している。
【００３８】
ミラーホルダ１８とマグネットホルダ１４は非導電性プラスチックである例えばチタン酸ウイスカ入りの液晶ポリマーで成形されている。
【００３９】
図３の様に上下方向に着磁された２つのマグネット３３が背面にヨーク３４が接着されて、その内側に第２のコイル２２が臨むようにしてその上下両側の位置で、マグネットホルダ１４に接着されている。
【００４０】
略四角枠状のマグネットホルダ１４は例えば亜鉛ダイキャストで成形されたハウジング１３の開口する前面の取り付け面１３ａに接着されている。
【００４１】
上述のようにミラー６を取り付けたミラーホルダ１８、第１及び第２のコイル２１、２２は可動部を構成し、図４に示すように、可動部の重心Ｇは回転軸Ａ上で、かつ回転軸Ｂ上ともなるようにしている。また、可動部の慣性主軸は回転軸Ａと回転軸Ｂに一致している。
【００４２】
また、バネ２３は回転軸Ａと回転軸Ｂが構成する平面上に一致する様に配置されている。また、図５に示す第１の変形部２３ａは回転軸Ａにほぼ一致する位置に配置され、第２の変形部２３ｂは回転軸Ｂにほぼ一致する位置に配置されている。
【００４３】
図４に示すように前後に取り付けられた第１のコイル２１と第２のコイル２２との中央位置にバネ２３を配置するのでなく、ミラー６が配置された第１のコイル２１寄りの位置にバネ２３を配置して、これによりミラー６を含めた重心位置をバランサ無しで、回転軸Ａ，Ｂに一致させることが出来るようにしている。
【００４４】
また、第１のコイル２１に発生する力は駆動点Ｄ１に、この図４の紙面内で上下方向に発生する。この結果、両駆動点Ｄ１、Ｄ１を結ぶ中点Ｄ１−１を中心とするトルクが発生する。なお、図４は回転軸Ｂを含む水平面で切断した場合の断面を示す。そして、駆動点Ｄ１及びＤ１−１を中心とするトルクは、回転軸Ｂを含む水平面上にある。
【００４５】
また、第２のコイル２２には図４の紙面裏表方向の辺に力が発生し、その力は図４の駆動点Ｄ２に図４の紙面垂直な上下の面に上下方向に発生する。この結果両駆動点Ｄ２、Ｄ２を結ぶ中点Ｄ２−１（図４上では２つの点Ｄ２、Ｄ２と点Ｄ２−１が一致する）を中心とするトルクが発生する。
【００４６】
図４に示すようにＤ１−１を中心とするトルクと、Ｄ２−１を中心とするトルクは重心Ｇに近い距離となるように形成されている。
【００４７】
また、ハウジング１３には回転軸Ａ、Ｂでの回転によるミラー６の傾き面を検出するセンサを取り付けている。
図３に示すようにセンサ用の光源であるレーザ（ダイオード）１７がハウジング１３の後端の開口部１３ｂに圧入して固着される。また、このレーザ１７から出射されるレーザ光はその前方位置に、１／４λ板３５が接合された偏光面３６ａを有するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）３６が、その一方の側面による接着面３６ｂがハウジング１３の（一方の）内壁面に接着固定される。
【００４８】
また、このＰＢＳ３６の前方位置にレンズ３７がハウジング１３に配置され、接着固定される。そして、レーザ１７によるレーザ光はＰＢＳ３６、１／４λ板３５、レンズ３７を経て集光され、レンズホルダ１８に保持されたミラー６の裏面６ｂに入射されるようにしている。なお、レンズホルダ１８の後面側の内壁形状は円形の開口１８ｂが形成されるようにしている（図５参照）。
【００４９】
また、ＰＢＳ３６における接着面３６ｂと反対側の側面に対向するように、投射される光の２方向の光照射中心位置を検出する位置検出センサ（ＰＳＤ）３８がハウジング１３の側面に設けた開口部に接着固定される。このＰＳＤ３８はその受光部３８ａに投射された光の２方向（Ｘ，Ｙ方向）の中心位置を電圧で出力する２次元位置センサであり、例えば浜松ホトニクス（株）のＳ５９９０−０１，Ｓ７８４８−０１等を採用することができる。
【００５０】
図５においてダンピング材５１はバネ端部２３を包括するように付着されると同時にミラーホルダ１８、マグネットホルダ１４に付着、すなわちミラーホルダ１８とマグネットホルダ１４を連結するように保持される。このように連結させることによる効果を以下に述べる。
【００５１】
ミラーホルダ１８が図５のＡの方向に回転駆動する場合、可動部側（ミラーホルダ１８側）の平面端部５３は、可動部のなかでミラーの回転軸から最も離れた部位であるため、回転による変位量が最も大きくなる。それゆえに可動部側の平面端部５３と、これに接近して対向する固定部側（マグネットホルダ１４側）の端部５２との相対変位量は最も大きくなる。この相対変位量の最も大きな部位どうしを粘弾性体、例えば紫外線硬化型のシリコーンゲルなどで図６に示す断面図のように連結すれば、ダンピング材５１の変形量が大きくなり、粘弾性によりダンピング材５１が与える抵抗も大きくなるため強固なダンピング効果が得られる。
【００５２】
またミラーホルダ１８の回転方向の共振に対してのみならず、図５の紙面表裏方向の共振に対しても、可動部側の平面端部５３と固定部側）の端部５２を直接連結しているので、同様に強固なダンピング効果が得られる。
【００５３】
また、ミラーホルダ１８が図５のＢの方向に、回転する場合には部位５４と５５どうしの相対変位量がもっとも大きくなる。そこで図７に示す断面図ようにダンピング材５１を連結すれば上述したような強固なダンピング効果が得られる。また第１の変形部２３ａ側のダンピング材５１と第２の変形部２３ｂ側のダンピング材５１の両方を組み合わせればＡの方向の回転方向、Ｂの方向の回転方向の両方の共振に対して確実なダンピング効果が得られ、さらに紙面表裏方向の共振に対するダンピング効果も倍増する。
【００５４】
図８ないし図１０は本発明の第２の実施の形態に係わり、図８はガルバノミラーを正面から見た図、図９は図８のＸ−Ｘ線断面を示す図、図１０は図８のガルバノミラーの変形例を正面から見た図である。
【００５５】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５６】
次に図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態はミラーホルダ１８のダンパー付着部にダンパー付着部分に突起５７を成形したものである。この突起を成形したことによる効果を以下に述べる。
【００５７】
第１の実施の形態においてはミラーホルダ１８のダンパー付着部分は平面であるため、粘度の低い、たとえば５０００ｃｐｓ程度の紫外線硬化型シリコーンゲルを使用する場合は、液体は平面に広がろうとする性質が作用することから連結したまま保持されにくく、塗布してから数秒経過すると連結中間部において容易に分裂してしまう。すなわち紫外線照射により硬化が完了する前に容易に断裂しやすく、可動部側（ミラーホルダ１８側）と固定部側（マグネットホルダ１４側）を連結させる状態を作りにくい。
【００５８】
本実施の形態では図９に示す断面図のように突起５７を包括するようにダンピング材５１を付着することで、塗布直後のダンピング材５１の保持力を向上させることが可能であり、粘度の低いダンパ材料でも適用することが可能となる。
【００５９】
またミラーホルダ１８が駆動した場合においても保持力は維持され、相対変位量の大きい部位どうしを連結した場合においてもダンピング材５１は確実に保持され、可動部固定部連結による確実なダンピング効果が得られる。またこの場合は可動部側（ミラーホルダ１８側）に限らず固定部材側（マグネットホルダ１４側）に突起を設けても良い。図１０のように固定部材側（マグネットホルダ１４側）に突起を設け、この突起を包括するようにダンピング材５１を連結させても良い。
【００６０】
また、図８において部位５４と５５の位置にダンピング材５１を連結する場合にも同様に固定部材側に突起８８を設けることでＢの回転方向の共振に対して同様な効果が得られる。突起は部材と一体成型が好ましいが、別部材をつけても良い。
【００６１】
図１１ないし図１３は本発明の第３の実施の形態に係わり、図１１はガルバノミラーを正面から見た図、図１２は図１１のＸ−Ｘ線断面を示す図、図１３は図１１のＸ−Ｘ線断面の変形例を示す図である。
【００６２】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６３】
次に図１１を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態では可動部のダンパー付着部分の上面、下面の両端２ヵ所を対向するように突出部５９を設ける。ダンピング材５１はこの２つの突出部５９に充填されるようにして塗布され可動部（ミラーホルダ１８）に付着する。同時にダンピング材５１は固定部（マグネットホルダ１４）にも付着させる。この突出部５９を設けたことによる効果を以下に述べる。
【００６４】
可動部と固定部を連結するダンピング材５１は図１２に示す断面図のように突出部５９に挟まれて保持されるようになり、相対変位量の大きい部位どうしをダンピング材５１で連結してもダンピング材５１の保持力を維持することが可能となる。
【００６５】
よって第１実施の形態で述べたような可動部固定部連結による確実なダンピング効果が得られる。
【００６６】
また突出部は可動部に限らず、図１３のように固定部に突出部６０を設けてもよい。
【００６７】
図１４ないし図１７は本発明の第４の実施の形態に係わり、図１４はガルバノミラーを正面から見た図、図１５は図１４の凹み部を拡大した図、図１６は図１４のガルバノミラーの第１の変形例を示す図、図１７は図１４のガルバノミラーの第２の変形例を示す図である。
【００６８】
第４の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６９】
次に図１４を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。本実施形態では可動部の一部に凹み部６１を設け、この凹み部６１にダンピング材５１を充填するように塗布して可動部（ミラーホルダ１８）に付着させる。同時にダンピング材５１は固定部（マグネットホルダ１４）にも付着させる。この実施の形態の効果を以下に述べる
可動部と固定部を連結するダンピング材５１は図１４及び図１５のように凹み部６１に収まった形で保持されるので、相対変位量の大きい部位どうしを連結した場合においてもダンピング材５１の保持力を維持することが可能となる。
【００７０】
よって第１の実施の形態において述べたような可動部固定部連結による確実なダンピング効果が得られる。
【００７１】
また本実施の形態は可動部に限らず、図１６のように固定部、あるいは図１７のように可動部と固定部両方に凹み部を設けてもよい。
【００７２】
図１８ないし図２３は本発明の第５の実施の形態に係わり、図１８はガルバノミラーを正面から見た図、図１９は図１８のフィルムを示す図、図２０は図１８のフィルムの作用を説明する図、図２１は図１８のガルバノミラーの第１の変形例を示す図、図２２は図１８のガルバノミラーの第２の変形例を示す図、図２３は図１８のガルバノミラーの第３の変形例を示す図である。
【００７３】
第５の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７４】
次に図１８を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。本実施の形態はミラーホルダ１８に薄いフィルム７１、例えば厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度のポリエステルフィルムをレーザー切断により図１９に示すような形状に切り出し、このフィルム７１をホルダに固定させる。ダンピング材５１は図１８のようにこのフィルム７１を包括するようにして可動部に付着し固定部と連結される。この実施の形態による効果を以下に述べる。
【００７５】
フィルム７１にダンピング材５１を付着することで第２の実施の形態において述べたようにダンピング材５１の初期保持力が向上させることが可能となる。
【００７６】
さらにミラーホルダ１８を駆動した場合にも、図２０のようにフィルム７１先端がダンピング材５１に保持されるような状態でフィルム７１が変形し、フィルム７１と固定部の相対変位は可動部（ミラーホルダ１８）と固定部（マグネットホルダ１４）の相対変位より小さくなる。よってこの場合、可動部と固定部を連結していながらも、ダンピング材５１の中間部分に作用する負荷が小さくなり、ダンピング材５１の寿命を長くすることが可能となる。同時にダンピング材５１に要求される耐性強度も軽減されるのでダンピング材５１の選定も容易となる。
【００７７】
また本実施の形態は図２１のようにフィルム７１を可動部の異なる２面に固定し、フィルム７１でダンピング材５１を挟むようにしてもよい。
【００７８】
またフィルム７１は可動部に固定するに限らず、図２２のように固定部に、あるいは図２３のように可動部、固定部両方にフィルム７１を固定してもよい。
【００７９】
以上、第１の実施の形態から第５の実施の形態について説明してきたが、これらの実施の形態においてダンピング材５１は紫外線硬化型のシリコーンゲルに限らず、ホルダの構造上、紫外線の当たりにくい形状の場合は熱硬化型のシリコーンゲル等を用いても良い。さらにアクリルゲル、溶剤等によって液状となったブチルゴムなどを使用しても良い。
【００８０】
以上、図１から図２３を用いて説明したように本発明によれば、ガルバノミラーを駆動させたときに発生する異常振動を強固に抑制するダンピング構造が得られる。またダンピング材の保持力を向上させることが可能となる。
【００８１】
特に請求項４においては、ダンピング材に作用する負荷を軽減することでダンピング材の選定を容易にし、製品寿命を長くすることが可能となる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ミラーを第１の軸回りに傾けて駆動するガルバノミラーにおいて、ミラーの回転振動、さらにミラ一面に垂直な方向の振動に対して効果的なダンピングを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光路切り替え装置の概略の構成を示した図
【図２】図１のガルバノミラーの構成を斜視図で示した図
【図３】図１のガルバノミラーの構成を分解して示した図
【図４】図１のガルバノミラーの垂直方向からの断面構造を示した図
【図５】図１のガルバノミラーを正面から見た図
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面を示す図
【図７】図５のＹ−Ｙ線断面を示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図９】図８のＸ−Ｘ線断面を示す図
【図１０】図８のガルバノミラーの変形例を正面から見た図
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図１２】図１１のＸ−Ｘ線断面を示す図
【図１３】図１１のＸ−Ｘ線断面の変形例を示す図
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図１５】図１４の凹み部を拡大した図
【図１６】図１４のガルバノミラーの第１の変形例を示す図
【図１７】図１４のガルバノミラーの第２の変形例を示す図
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図１９】図１８のフィルムを示す図
【図２０】図１８のフィルムの作用を説明する図
【図２１】図１８のガルバノミラーの第１の変形例を示す図
【図２２】図１８のガルバノミラーの第２の変形例を示す図
【図２３】図１８のガルバノミラーの第３の変形例を示す図
【図２４】従来技術の２軸ガルバノミラーを示す上面図及び側面図
【図２５】従来技術の２軸ガルバノミラーを示す斜視図
【図２６】従来技術の反射ミラーの回転方向の共振による光軸傾きズレを説明する図
【図２７】従来技術の反射ミラーに垂直な方向の共振による光軸ズレを説明する図
【符号の説明】
１…ガルバノミラー
６…ミラー
１３…ハウジング
１４…マグネットホルダ
１７…レーザ
１８…ミラーホルダ
１９…第１成形部
２０…第２成形部
２１…第１のコイル
２２…第２のコイル
２３…バネ
５１…ダンピング材
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、光磁気ディスクドライブ、追記型ディスクドライブ、相変化型ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光カード等の光記録媒体に対して情報を記録および／または再生する情報記録再生装置や、光スキャナ、光通信用の光偏向機等の光学装置に使用するガルバノミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気ディスクドライブ、追記型ディスクドライブ、相変化型ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光カード等の光記録媒体に対して情報を記録および／または再生する情報記録再生装置等の光学装置や、光スキャナ、光走査顕微鏡等の光学装置においては、光束を傾けるためにミラー等の光学素子支持装置が使用される。
【０００３】
光学素子支持装置としては、例えば特開平１１−８５３１４号公報においては、図２４、図２５に示すようなプレーナー型２軸ガルバノミラー装置が開示されている。図２４（Ａ）は上面図、図２４（Ｂ）は側面断面図であり、図２５はプレーナー型ガルバノミラーを説明するための斜視図である。
【０００４】
プレーナー型２軸ガルバノミラー１３０は全反射ミラー１４５が形成された半導体素子１４０、基板１５０、台座１６０、永久磁石１７０、ヨーク１８０、ステム１９０等で形成されている。複数のステム１９０は半導体素子１４０に駆動信号を供給するためのものであり、半導体素子に形成された電極パターン１４６Ａ，１４６Ｂ，１４７Ａ，１４７Ｂとステム１９０の上端はワイヤーにより接続されている。
【０００５】
プレーナー型２軸ガルバノミラー１３０は、シリコン基板からなる半導体素子１４０対角外側に２つの永久磁石１７０が配置されている。半導体素子１４０には内側可動板１４１に、全反射ミラー１４５を囲むようにして、枠状に、内側可動板１４１を駆動するための薄膜のコイル１４４を形成してある。内側可動板１４１と外側可動板１４２はシリコン基板１４０で一体形成されたトーションバー１４１Ａ，１４１Ａで接続している。外側可動板４２はシリコン基板１４０の枠状部とトーションバー１４２Ｂ，１４２Ｂで接続している。一方、外側可動板１４２の上面には、外側可動板１４２を駆動するための薄膜コイル１４３が形成されている。
【０００６】
外側可動板１４２に形成された駆動用薄膜コイル１４３に電流を流すと第１のトーションバー１４２Ａ，１４２Ｂを支点として外側可動板４２が電流方向に応じて回転する。この際に内側可動板１４１も外側可動板１４２と一体に回転する。
【０００７】
一方、内側可動板４１上面に形成された駆動用薄膜コイル１４４に電流を流すと第２のトーションバー１４１Ａ，１４１Ｂを支点として内側可動板１４１が回転する。外側可動板１４２駆動用薄膜コイル１４３に電流を流すと共に、内側可動板１４１駆動用薄膜コイル１４４にも電流を流せば外側可動板１４２の回転方向と直角方向に、内側可動板１４１が回転する。この場合には、全反射ミラー１４５でレーザー光を偏向走査すると二次元的な走査が行なえる。
【０００８】
可動板の周囲はエッチングにより窓１４８Ａ，１４８Ｂ，１４９Ａ，１４９Ｂが形成されており、可動板はトーションバー１４１Ａ，１４１Ｂ，１４２Ａ，１４２Ｂによってのみ保持されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のように全反射ミラーを囲むように形成される内側可動板１４１、外側可動板４２がトーションバー１４２Ａ、１４２Ｂで連結された構造で全反射ミラーを駆動させた場合、バネ変形などの影響により図２５のＸ軸周りの回転あるいはＹ軸まわりの回転方向の共振モードが発生した場合は、駆動特性が劣化し、図２６のように全反射ミラーのレーザー光に対する角度が安定しないことにより、光軸傾きにズレが生じ、問題となる。
【００１０】
また、この構造では図２５のＺ方向の剛性が弱く、このガルバノミラーが固定されたユニットがＺ方向の外部振動を受けた場合、あるいは駆動時にＺの方向の共振モードが発生した場合は容易に全反射ミラーがＺの方向に異常振動し、駆動特性が劣化し、図２７のようにレーザー光の偏光後の光軸にずれを生じ、問題である。
【００１１】
このような問題を解決するためにはＸ、Ｙ軸回りの回転モードの共振および、Ｚの方向の直線モードの共振を抑える必要があるが、可動部をバネで支持する構造をした駆動装置の共振を抑える場合は、通常、ダンピング材をバネに付着させて共振を抑える方法が広く用いられている。例えば、この従来技術のプレーナー型２軸ガルバノミラーの場合、トーションバー１４１Ａ、１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂにダンピング材を付着させて共振を抑制する方法が考えられる。
【００１２】
しかしながら、例えば内側可動板１４１がＹ軸まわりの方向に回転振動する場合、外側可動板１４２とトーションバー１４２Ａ，１４２Ｂはほとんど変形しないため、トーションバー１４２Ａ、１４２Ｂに付着したダンピング材は内側可動板１４１のＹ軸回りの回転振動に対してほとんど影響を及ぼさない。また、トーションバー１４２Ａ、１４２Ｂに付着したダンピング材は外側可動板１４２の回転軸上にあるため、ダンピング材の変形量は少ない、ということはダンピング材料の粘弾性によってもたらされる、バネの過度の振動、変形を抑制するという効果、すなわちダンピング効果が少ない。
【００１３】
一方、外側可動板１４２がＸ軸まわりの方向に回転振動する場合、トーションバー１４１Ａと１４１Ｂは外側可動板１４２と一体となって回転するため変形せず、１４１Ａ、１４１Ｂに付着したダンピング材のダンピング効果はない。また、１４２Ａ、１４２Ｂに付着したダンピング材は外側可動板１４２の回転軸上にあるため、ダンピング材の変形量は少ない、すなわち上述したようにダンピング効果が少ない。
【００１４】
さらに、図２５のＺの方向に直線振動する共振モードが発生した場合は、先述のようにトーションバー１４１Ａとトーションバー１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂはこの方向の剛性が弱く、容易にバネ変形、振動しやすい。このトーションバー１４１Ａ、１４１Ｂとトーションバー１４２Ａ、１４２Ｂにダンピング材を付着してダンピング効果を得ようとしても、固定部材である台座１６０に対する全反射ミラー４５のＺ方向の変位量は、トーションバー１４１Ａ、１４１Ｂの変形による変位量とトーションバー１４２Ａ、１４２Ｂの変形による変位量が加算された変位量であるため大きくなり、トーションバー１４１Ａ、１４１Ｂ、１４２Ａ、１４２Ｂのみにダンピング材を付着しても効果的なダンピングとはいえない。
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ミラーを第１軸および第２軸に傾けて駆動するガルバノミラーにおいて、ミラーの回転振動、さらにミラ一面に垂直な方向の振動に対して効果的なダンピングを得ることのできるガルバノミラーを提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガルバノミラーは、少なくとも反射面を有する可動部と、この可動部を固定部材に対して第１の軸回りに傾き可能に支持するバネと、前記可動部を前記第１の軸の回りに駆動する第１の駆動手段とを有するガルバノミラーにおいて、前記可動部と前記固定部材が、前記反射面に平行な平面上で、かつ前記第１の軸に直交する軸上であって前記可動部の両端部においてダンピング材で連結するように構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１８】
図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は光路切り替え装置の概略の構成を示した図、図２は図１のガルバノミラーの構成を斜視図で示した図、図３は図１のガルバノミラーの構成を分解して示した図、図４は図１のガルバノミラーの垂直方向からの断面構造を示した図、図５は図１のガルバノミラーを正面から見た図、図６は図５のＸ−Ｘ線断面を示す図、図７は図５のＹ−Ｙ線断面を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、光通信用の光路切り替え装置１０には第１の実施の形態のガルバノミラー１が採用されている。
１本の光ファイバ３から出射される光通信用信号伝送用の光はレンズ４で平行光にしてその入射光５はガルバノミラー１を構成するミラー６の前面（表面）の反射面６ａに投射され、この反射面６ａで反射されて反射光７となる。
【００２０】
ミラー６は、互いに直交する２つの方向の回転軸ＡとＢとで回転自在に支持されており、後述する２つのコイルに駆動信号を印加することにより、ミラー６を回転軸ＡとＢの周りで自由に回動変位させて、反射面６ａの傾き方向を自由に設定できるようにしている。
【００２１】
上記ミラー６の反射面６ａでの反射光７はこの反射光７の方向に略垂直な平面上に、例えば３段（行）、３列に配置された合計９つのレンズ１１−１，１１−２，…，１１−９の内の一つに選択的に入射され、各レンズ１１−ｉ（ｉ＝１，２，…，９）の光軸上にそれぞれ配置された９本の光ファイバ１２−ｉの内の１本に選択的に入射される（ように駆動信号でミラー６の反射面６ａの傾き方向が制御される）。
【００２２】
例えばミラー６を回転軸Ａの周りに傾けることによりミラー６での反射光７を図１の左右方向であるＸ方向に偏向させ、ミラー６を回転軸Ｂの周りに傾けることによりミラー６での反射光７を図１の上下方向であるＹ方向に偏向させ、９つのレンズ１１−１から１１−９に選択的に入射させて、光ファイバ１２−１から１２−９に選択的に入射させることができる。
【００２３】
これにより入射側の一本の光ファイバ３からの光を出力する光ファイバを９本の光ファイバ１２−ｉから選択して出力する光路切り替えを行うことができる。この入射光５と反射光７はガルバノミラー１のミラー６で偏向する主な光線である。以下、このガルバノミラー１の具体的な構成を図２ないし図５を参照して説明する。
【００２４】
図２に示すようにガルバノミラー１は、ハウジング１３の前側開口部に取り付けたマグネットホルダ１４の中央部に配置したミラー６を垂直方向及びこれに直交する水平方向の２軸Ａ，Ｂの周りで回動自在に支持する支持駆動機構と、またミラー６の２軸方向での回転変位をミラー６の裏面側のハウジング１３内に配置した（２次元或いは２方向に対する光を利用した）位置検出装置とで構成されている。
【００２５】
図２等に示すようにミラー６は正方形（ないしは長方形）の板形状であり、その表側の反射面６ａは、例えば光通信に用いる主な光の波長１．５μｍに対しての反射率が高い様にコーティング膜が施されている。また、このミラー６の裏面６ｂ（図３参照）はセンサ用の光を発生するレーザ１７（図３参照）の例えば波長７８０ｎｍに対する反射率が高い様にコーティング膜が施されている。
【００２６】
このミラー６は四角枠状のミラーホルダ１８の中央部の取り付け凹部１８ａに収納され、位置決めして周囲が接着固定されている。
【００２７】
このミラーホルダ１８は、図４に示すように外側に四角枠状に形成された第１の成形部１９とその内側にほぼ四角枠状に形成される第２の成形部２０とからなり、第２の成形部２０の前面内にミラー６が収納固定されている。第２の成形部２０の外側における前後方向の略中央位置に第１の成形部１９が段差状に形成され、この第１の成形部１９（の段差部）とその前後に隣接する第２の成形部２０の外周面とで第１のコイル２１及び第２のコイル２２を固定保持するコイルホルダの機能を持つ。
【００２８】
また、この第１の成形部１９の外周位置には略円弧形状にした４本のバネ２３（図２参照）が配置され、このバネ２３の両端はマグネットホルダ１４にインサート成形される。図２では、バネ２３とマグネットホルダ１４とが分解して別体で示してあるが、以下のように、バネ２３はマグネットホルダ１４内にインサート成形される。
【００２９】
ミラーホルダ１８の第１の成形部１９とマグネットホルダ１４とがプラスチックで成形される時に、（ベリリウム銅の２０μｍの箔をエッチング加工し表面に金メッキされた）４本のバネ２３が、その内側部分はミラーホルダ１８の第１の成形部１９に、外側部分はマグネットホルダ１４に最初にインサート成形され、その両端が保持される。
【００３０】
その次にバネ２３の前後両側に第１のコイル２１と第２のコイル２２とが第２の成形部２０の成形時にインサート成形されて、ミラーホルダ１８に固定される。ミラー６が取り付けられたミラーホルダ１８、及びこのミラーホルダ１８の外周面に取り付けられる第１のコイル２１と第２のコイル２２は可動部を構成する。
【００３１】
図５に示すように４本のバネ２３はミラーホルダ１８の回転軸Ａに近い上面中央及び下面中央のそれぞれ２箇所に一端が固定されている。その固定端付近は回転軸Ａに平行となるように変形された第１の変形部２３ａを有する。
【００３２】
このバネ２３の他端はマグネットホルダ１４の回転軸Ｂに近い左右の側面壁でそれぞれ２箇所固定されている。その他端の固定端付近は回転軸Ｂに平行となるように変形された第２の変形部２３ｂを有する。
【００３３】
第１の変形部２３ａと第２の変形部２３ｂを連結する連結部２３ｃがミラーホルダ１８の４角を取り囲む様に配置されている。この４本の変形部２３ａ、連結部２３ｃ、変形部２３ｂを有するバネ２３が本実施の形態における支持部材となる。
【００３４】
第１の変形部２３ａ付近にはその第１の変形部２３ａにミラーホルダ１８の内部で接続されている半田付け部（図示せず）が配置され、合計４箇所の半田付け部に第１コイル２１及び第２のコイル２２の両端の端末が導電性接着剤にて固定されている。
【００３５】
第２の変形部２３ｂの端部がマグネットホルダ１４にインサートされているが、このインサート部はマグネットホルダ１４の中を通り、マグネットホルダ１４の外面に突出する４つの端子２６に至っている。この４つの端子２６にフレキシブルケーブルをハンダ付けすることによりフレキシブルケーブルを経て給電することにより４本のバネ２３を介して２つのコイル２１，２２に駆動信号を供給し、可動部を回動させることができる。
【００３６】
図３、図４、図５等に示すように水平方向に着磁された２つのマグネット３１がその背面にヨーク３２が接着されて、その内側に第１のコイル２１が臨むようにしてその左右両側の位置でマグネットホルダ１４に接着固定されている。
【００３７】
そして、マグネット３１による磁界がその内側に対向配置された第１のコイル２１に作用するような磁気回路を構成している。
【００３８】
ミラーホルダ１８とマグネットホルダ１４は非導電性プラスチックである例えばチタン酸ウイスカ入りの液晶ポリマーで成形されている。
【００３９】
図３の様に上下方向に着磁された２つのマグネット３３が背面にヨーク３４が接着されて、その内側に第２のコイル２２が臨むようにしてその上下両側の位置で、マグネットホルダ１４に接着されている。
【００４０】
略四角枠状のマグネットホルダ１４は例えば亜鉛ダイキャストで成形されたハウジング１３の開口する前面の取り付け面１３ａに接着されている。
【００４１】
上述のようにミラー６を取り付けたミラーホルダ１８、第１及び第２のコイル２１、２２は可動部を構成し、図４に示すように、可動部の重心Ｇは回転軸Ａ上で、かつ回転軸Ｂ上ともなるようにしている。また、可動部の慣性主軸は回転軸Ａと回転軸Ｂに一致している。
【００４２】
また、バネ２３は回転軸Ａと回転軸Ｂが構成する平面上に一致する様に配置されている。また、図５に示す第１の変形部２３ａは回転軸Ａにほぼ一致する位置に配置され、第２の変形部２３ｂは回転軸Ｂにほぼ一致する位置に配置されている。
【００４３】
図４に示すように前後に取り付けられた第１のコイル２１と第２のコイル２２との中央位置にバネ２３を配置するのでなく、ミラー６が配置された第１のコイル２１寄りの位置にバネ２３を配置して、これによりミラー６を含めた重心位置をバランサ無しで、回転軸Ａ，Ｂに一致させることが出来るようにしている。
【００４４】
また、第１のコイル２１に発生する力は駆動点Ｄ１に、この図４の紙面内で上下方向に発生する。この結果、両駆動点Ｄ１、Ｄ１を結ぶ中点Ｄ１−１を中心とするトルクが発生する。なお、図４は回転軸Ｂを含む水平面で切断した場合の断面を示す。そして、駆動点Ｄ１及びＤ１−１を中心とするトルクは、回転軸Ｂを含む水平面上にある。
【００４５】
また、第２のコイル２２には図４の紙面裏表方向の辺に力が発生し、その力は図４の駆動点Ｄ２に図４の紙面垂直な上下の面に上下方向に発生する。この結果両駆動点Ｄ２、Ｄ２を結ぶ中点Ｄ２−１（図４上では２つの点Ｄ２、Ｄ２と点Ｄ２−１が一致する）を中心とするトルクが発生する。
【００４６】
図４に示すようにＤ１−１を中心とするトルクと、Ｄ２−１を中心とするトルクは重心Ｇに近い距離となるように形成されている。
【００４７】
また、ハウジング１３には回転軸Ａ、Ｂでの回転によるミラー６の傾き面を検出するセンサを取り付けている。
図３に示すようにセンサ用の光源であるレーザ（ダイオード）１７がハウジング１３の後端の開口部１３ｂに圧入して固着される。また、このレーザ１７から出射されるレーザ光はその前方位置に、１／４λ板３５が接合された偏光面３６ａを有するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）３６が、その一方の側面による接着面３６ｂがハウジング１３の（一方の）内壁面に接着固定される。
【００４８】
また、このＰＢＳ３６の前方位置にレンズ３７がハウジング１３に配置され、接着固定される。そして、レーザ１７によるレーザ光はＰＢＳ３６、１／４λ板３５、レンズ３７を経て集光され、レンズホルダ１８に保持されたミラー６の裏面６ｂに入射されるようにしている。なお、レンズホルダ１８の後面側の内壁形状は円形の開口１８ｂが形成されるようにしている（図５参照）。
【００４９】
また、ＰＢＳ３６における接着面３６ｂと反対側の側面に対向するように、投射される光の２方向の光照射中心位置を検出する位置検出センサ（ＰＳＤ）３８がハウジング１３の側面に設けた開口部に接着固定される。このＰＳＤ３８はその受光部３８ａに投射された光の２方向（Ｘ，Ｙ方向）の中心位置を電圧で出力する２次元位置センサであり、例えば浜松ホトニクス（株）のＳ５９９０−０１，Ｓ７８４８−０１等を採用することができる。
【００５０】
図５においてダンピング材５１はバネ端部２３を包括するように付着されると同時にミラーホルダ１８、マグネットホルダ１４に付着、すなわちミラーホルダ１８とマグネットホルダ１４を連結するように保持される。このように連結させることによる効果を以下に述べる。
【００５１】
ミラーホルダ１８が図５のＡの方向に回転駆動する場合、可動部側（ミラーホルダ１８側）の平面端部５３は、可動部のなかでミラーの回転軸から最も離れた部位であるため、回転による変位量が最も大きくなる。それゆえに可動部側の平面端部５３と、これに接近して対向する固定部側（マグネットホルダ１４側）の端部５２との相対変位量は最も大きくなる。この相対変位量の最も大きな部位どうしを粘弾性体、例えば紫外線硬化型のシリコーンゲルなどで図６に示す断面図のように連結すれば、ダンピング材５１の変形量が大きくなり、粘弾性によりダンピング材５１が与える抵抗も大きくなるため強固なダンピング効果が得られる。
【００５２】
またミラーホルダ１８の回転方向の共振に対してのみならず、図５の紙面表裏方向の共振に対しても、可動部側の平面端部５３と固定部側）の端部５２を直接連結しているので、同様に強固なダンピング効果が得られる。
【００５３】
また、ミラーホルダ１８が図５のＢの方向に、回転する場合には部位５４と５５どうしの相対変位量がもっとも大きくなる。そこで図７に示す断面図ようにダンピング材５１を連結すれば上述したような強固なダンピング効果が得られる。また第１の変形部２３ａ側のダンピング材５１と第２の変形部２３ｂ側のダンピング材５１の両方を組み合わせればＡの方向の回転方向、Ｂの方向の回転方向の両方の共振に対して確実なダンピング効果が得られ、さらに紙面表裏方向の共振に対するダンピング効果も倍増する。
【００５４】
図８ないし図１０は本発明の第２の実施の形態に係わり、図８はガルバノミラーを正面から見た図、図９は図８のＸ−Ｘ線断面を示す図、図１０は図８のガルバノミラーの変形例を正面から見た図である。
【００５５】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００５６】
次に図８を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態はミラーホルダ１８のダンパー付着部にダンパー付着部分に突起５７を成形したものである。この突起を成形したことによる効果を以下に述べる。
【００５７】
第１の実施の形態においてはミラーホルダ１８のダンパー付着部分は平面であるため、粘度の低い、たとえば５０００ｃｐｓ程度の紫外線硬化型シリコーンゲルを使用する場合は、液体は平面に広がろうとする性質が作用することから連結したまま保持されにくく、塗布してから数秒経過すると連結中間部において容易に分裂してしまう。すなわち紫外線照射により硬化が完了する前に容易に断裂しやすく、可動部側（ミラーホルダ１８側）と固定部側（マグネットホルダ１４側）を連結させる状態を作りにくい。
【００５８】
本実施の形態では図９に示す断面図のように突起５７を包括するようにダンピング材５１を付着することで、塗布直後のダンピング材５１の保持力を向上させることが可能であり、粘度の低いダンパ材料でも適用することが可能となる。
【００５９】
またミラーホルダ１８が駆動した場合においても保持力は維持され、相対変位量の大きい部位どうしを連結した場合においてもダンピング材５１は確実に保持され、可動部固定部連結による確実なダンピング効果が得られる。またこの場合は可動部側（ミラーホルダ１８側）に限らず固定部材側（マグネットホルダ１４側）に突起を設けても良い。図１０のように固定部材側（マグネットホルダ１４側）に突起を設け、この突起を包括するようにダンピング材５１を連結させても良い。
【００６０】
また、図８において部位５４と５５の位置にダンピング材５１を連結する場合にも同様に固定部材側に突起８８を設けることでＢの回転方向の共振に対して同様な効果が得られる。突起は部材と一体成型が好ましいが、別部材をつけても良い。
【００６１】
図１１ないし図１３は本発明の第３の実施の形態に係わり、図１１はガルバノミラーを正面から見た図、図１２は図１１のＸ−Ｘ線断面を示す図、図１３は図１１のＸ−Ｘ線断面の変形例を示す図である。
【００６２】
第３の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６３】
次に図１１を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。本実施の形態では可動部のダンパー付着部分の上面、下面の両端２ヵ所を対向するように突出部５９を設ける。ダンピング材５１はこの２つの突出部５９に充填されるようにして塗布され可動部（ミラーホルダ１８）に付着する。同時にダンピング材５１は固定部（マグネットホルダ１４）にも付着させる。この突出部５９を設けたことによる効果を以下に述べる。
【００６４】
可動部と固定部を連結するダンピング材５１は図１２に示す断面図のように突出部５９に挟まれて保持されるようになり、相対変位量の大きい部位どうしをダンピング材５１で連結してもダンピング材５１の保持力を維持することが可能となる。
【００６５】
よって第１実施の形態で述べたような可動部固定部連結による確実なダンピング効果が得られる。
【００６６】
また突出部は可動部に限らず、図１３のように固定部に突出部６０を設けてもよい。
【００６７】
図１４ないし図１７は本発明の第４の実施の形態に係わり、図１４はガルバノミラーを正面から見た図、図１５は図１４の凹み部を拡大した図、図１６は図１４のガルバノミラーの第１の変形例を示す図、図１７は図１４のガルバノミラーの第２の変形例を示す図である。
【００６８】
第４の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６９】
次に図１４を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。本実施形態では可動部の一部に凹み部６１を設け、この凹み部６１にダンピング材５１を充填するように塗布して可動部（ミラーホルダ１８）に付着させる。同時にダンピング材５１は固定部（マグネットホルダ１４）にも付着させる。この実施の形態の効果を以下に述べる
可動部と固定部を連結するダンピング材５１は図１４及び図１５のように凹み部６１に収まった形で保持されるので、相対変位量の大きい部位どうしを連結した場合においてもダンピング材５１の保持力を維持することが可能となる。
【００７０】
よって第１の実施の形態において述べたような可動部固定部連結による確実なダンピング効果が得られる。
【００７１】
また本実施の形態は可動部に限らず、図１６のように固定部、あるいは図１７のように可動部と固定部両方に凹み部を設けてもよい。
【００７２】
図１８ないし図２３は本発明の第５の実施の形態に係わり、図１８はガルバノミラーを正面から見た図、図１９は図１８のフィルムを示す図、図２０は図１８のフィルムの作用を説明する図、図２１は図１８のガルバノミラーの第１の変形例を示す図、図２２は図１８のガルバノミラーの第２の変形例を示す図、図２３は図１８のガルバノミラーの第３の変形例を示す図である。
【００７３】
第５の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００７４】
次に図１８を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。本実施の形態はミラーホルダ１８に薄いフィルム７１、例えば厚さ１０μｍ〜３０μｍ程度のポリエステルフィルムをレーザー切断により図１９に示すような形状に切り出し、このフィルム７１をホルダに固定させる。ダンピング材５１は図１８のようにこのフィルム７１を包括するようにして可動部に付着し固定部と連結される。この実施の形態による効果を以下に述べる。
【００７５】
フィルム７１にダンピング材５１を付着することで第２の実施の形態において述べたようにダンピング材５１の初期保持力が向上させることが可能となる。
【００７６】
さらにミラーホルダ１８を駆動した場合にも、図２０のようにフィルム７１先端がダンピング材５１に保持されるような状態でフィルム７１が変形し、フィルム７１と固定部の相対変位は可動部（ミラーホルダ１８）と固定部（マグネットホルダ１４）の相対変位より小さくなる。よってこの場合、可動部と固定部を連結していながらも、ダンピング材５１の中間部分に作用する負荷が小さくなり、ダンピング材５１の寿命を長くすることが可能となる。同時にダンピング材５１に要求される耐性強度も軽減されるのでダンピング材５１の選定も容易となる。
【００７７】
また本実施の形態は図２１のようにフィルム７１を可動部の異なる２面に固定し、フィルム７１でダンピング材５１を挟むようにしてもよい。
【００７８】
またフィルム７１は可動部に固定するに限らず、図２２のように固定部に、あるいは図２３のように可動部、固定部両方にフィルム７１を固定してもよい。
【００７９】
以上、第１の実施の形態から第５の実施の形態について説明してきたが、これらの実施の形態においてダンピング材５１は紫外線硬化型のシリコーンゲルに限らず、ホルダの構造上、紫外線の当たりにくい形状の場合は熱硬化型のシリコーンゲル等を用いても良い。さらにアクリルゲル、溶剤等によって液状となったブチルゴムなどを使用しても良い。
【００８０】
以上、図１から図２３を用いて説明したように本発明によれば、ガルバノミラーを駆動させたときに発生する異常振動を強固に抑制するダンピング構造が得られる。またダンピング材の保持力を向上させることが可能となる。
【００８１】
特に請求項４においては、ダンピング材に作用する負荷を軽減することでダンピング材の選定を容易にし、製品寿命を長くすることが可能となる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ミラーを第１の軸回りに傾けて駆動するガルバノミラーにおいて、ミラーの回転振動、さらにミラ一面に垂直な方向の振動に対して効果的なダンピングを得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光路切り替え装置の概略の構成を示した図
【図２】図１のガルバノミラーの構成を斜視図で示した図
【図３】図１のガルバノミラーの構成を分解して示した図
【図４】図１のガルバノミラーの垂直方向からの断面構造を示した図
【図５】図１のガルバノミラーを正面から見た図
【図６】図５のＸ−Ｘ線断面を示す図
【図７】図５のＹ−Ｙ線断面を示す図
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図９】図８のＸ−Ｘ線断面を示す図
【図１０】図８のガルバノミラーの変形例を正面から見た図
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図１２】図１１のＸ−Ｘ線断面を示す図
【図１３】図１１のＸ−Ｘ線断面の変形例を示す図
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図１５】図１４の凹み部を拡大した図
【図１６】図１４のガルバノミラーの第１の変形例を示す図
【図１７】図１４のガルバノミラーの第２の変形例を示す図
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係るガルバノミラーを正面から見た図
【図１９】図１８のフィルムを示す図
【図２０】図１８のフィルムの作用を説明する図
【図２１】図１８のガルバノミラーの第１の変形例を示す図
【図２２】図１８のガルバノミラーの第２の変形例を示す図
【図２３】図１８のガルバノミラーの第３の変形例を示す図
【図２４】従来技術の２軸ガルバノミラーを示す上面図及び側面図
【図２５】従来技術の２軸ガルバノミラーを示す斜視図
【図２６】従来技術の反射ミラーの回転方向の共振による光軸傾きズレを説明する図
【図２７】従来技術の反射ミラーに垂直な方向の共振による光軸ズレを説明する図
【符号の説明】
１…ガルバノミラー
６…ミラー
１３…ハウジング
１４…マグネットホルダ
１７…レーザ
１８…ミラーホルダ
１９…第１成形部
２０…第２成形部
２１…第１のコイル
２２…第２のコイル
２３…バネ
５１…ダンピング材
Claims (6)
- 少なくとも反射面を有する可動部と、この可動部を固定部材に対して第１の軸回りに傾き可能に支持するバネと、前記可動部を前記第１の軸の回りに駆動する第１の駆動手段とを有するガルバノミラーにおいて、
前記可動部と前記固定部材が、前記反射面に平行な平面上で、かつ前記第１の軸に直交する軸上であって前記可動部の両端部においてダンピング材で連結することを特徴とするガルバノミラー。 - 少なくとも反射面を有する可動部と、この可動部を固定部材に対して第１の軸回りに傾き可能に支持するバネと、前記可動部を前記第１の軸の回りに駆動する第１の駆動手段とを有するガルバノミラーにおいて、
前記可動部と前記固定部材が、前記反射面に平行な平面上で、かつ前記可動部が前記第１の軸回りに傾くときに前記可動部と前記固定部材の相対変位が最も大きい部分をダンピング材で連結することを特徴とするガルバノミラー。 - 前記可動部と前記固定部材との少なくとも一方に突出部を設け、この突出部にダンピング材を付着したことを特徴とする請求項１または２に記載のガルバノミラー。
- 前記可動部と前記固定部材との少なくとも一方に凹部を設け、この凹部にダンピング材を充填したことを特徴とする請求項１または２に記載のガルバノミラー。
- 前記可動部と前記固定部材との少なくとも一方に薄いフィルムを固定し、このフィルムにダンピング材を付着したことを特徴とする請求項１または２に記載のガルバノミラー。
- 前記可動部は前記第１の軸と直行する第２の軸回りに傾き可能に支持され、前記可動部を前記第２の軸回りに駆動する第２の駆動手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のガルバノミラー。
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