JPH0526319A - 揺動機構およびこれを用いた反射鏡駆動装置 - Google Patents

揺動機構およびこれを用いた反射鏡駆動装置

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JPH0526319A
JPH0526319A JP17418891A JP17418891A JPH0526319A JP H0526319 A JPH0526319 A JP H0526319A JP 17418891 A JP17418891 A JP 17418891A JP 17418891 A JP17418891 A JP 17418891A JP H0526319 A JPH0526319 A JP H0526319A
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JP
Japan
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reflecting mirror
swing
cam
swinging
crank
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JP17418891A
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Yoshihide Tonogai
佳英 殿貝
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Nidec Copal Corp
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Nidec Copal Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造で正確なsinカーブを描く揺動
機構およびこれを用いた反射鏡駆動装置を提供すること
を目的としている。 【構成】 平行クランク機構(2)と、平行クランク機
構(2)の連結部材(5)に形成されて、連結部材
(5)に直交する方向に延びるカム溝(7)と、支点
(14)を中心に揺動自在に構成された揺動アーム(1
0)と、揺動アーム(10)の揺動端(10a)に設け
られ、カム溝(7)に摺動自在に係合するカム突起
(8)とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば反射鏡を揺動さ
せてこれに入射した光を走査するための揺動機構および
これを用いた反射鏡駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光を走査するための機構としては、多面
体の反射鏡(ポリゴンミラー)をモータで回転させるも
のが一般的である。しかし、ポリゴンミラーを用いると
任意の1の面から次の面に移行する一定の区間において
光の走査がとぎれてしまう。また、一定方向に回転させ
るので、モータを反転させないかぎり連続的な往復走査
ができない。この場合、往復走査を可能にするものが反
射鏡を揺動させる方式であり、これに用いられるのが揺
動機構である。
【0003】図4および図5は従来の揺動機構およびこ
れを用いた反射鏡駆動装置である。図4に示す反射鏡駆
動装置41は、揺動クランク機構を応用したものであ
り、回転するクランク42に、クランクアーム43が回
転自在に取り付けられた揺動クランク機構と、「T」字
状に形成された揺動部材44とから成り、揺動部材44
のアーム端44aがクランクアーム43の先端と回動自
在に接続されると共に、揺動部材44の前面に反射鏡4
5が取り付けられている。また、揺動部材44は、その
アーム基部44bに図外の部材に固定された支点46を
有しており、この支点46を中心に揺動するようになっ
ている。駆動源であるクランク42がその支軸47を中
心に回転するとクランクアーム43の先端が揺動部材4
4のアーム端44aと接続した状態で進退動する。この
進退動により揺動部材44がその支点46を中心に揺動
される。これにより、揺動部材44の前面に取り付けら
れた反射鏡45は、シーソー運動様に揺動される。
【0004】一方、図5に示す反射鏡駆動装置51は、
カム機構を応用したものであり、sinカーブの輪郭曲
線を描く板カム52に軸方向に進退動する従動アーム5
3が係合したカム機構と、「T」字状に形成された揺動
部材54とから成り、揺動部材54のアーム端54aが
従動アーム53の先端と回動自在に接続されると共に、
揺動部材54の前面に反射鏡55が取り付けられてい
る。また、揺動部材54は、上述の揺動機構と同様にそ
のアーム基部54bに図外の部材に固定された支点56
を有しており、この支点56を中心に揺動する。駆動源
である板カム52がその支軸57を中心に回転すると、
従動アーム53の先端が揺動部材54のアーム端54a
と接続した状態で進退動する。この進退動により揺動部
材54がその支点56を中心に揺動される。これによ
り、揺動部材54の前面に取り付けられた反射鏡55
は、シーソー運動様に揺動される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図4に示す前者の反射
鏡駆動装置41では、その揺動運動において反射鏡45
が下向きに傾動する場合と上向きに傾動する場合とで
は、その刻々の変位が同一にならなず、この装置41に
よる反射鏡45の変位が単振動、すなわちsinカーブ
を描かない問題がある。これは、図示のように反射鏡4
5が中間位置にある場合に、クランクアーム43とクラ
ンク42との接続点が中心線Aから角度αだけ傾いてい
る分、クランク42の中心より幾分上方に位置してしま
うからである。したがって、反射鏡45の傾動変位が一
定せず、クランクアーム43を極端に長くして角度αの
影響を少なくしないかぎり、正確な光の走査は不可能と
なる問題があった。
【0006】一方、図5に示す後者の反射鏡駆動装置5
1は、上述のような傾動変位が一定しないという問題は
ないが、板カム52の輪郭曲線を正確なsinカーブに
形成しなければならず、加工精度やコストの面で問題が
あった。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑みて為されたも
のであり、簡単な構造で正確なsinカーブを描く揺動
機構およびこれを用いた反射鏡駆動装置を提供すること
をその目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1の揺動機構は、平行クランク機構と、平行クラン
ク機構の従動杆に形成されて、従動杆に設けられたカム
溝と、支点を中心に揺動自在に構成された揺動杆と、揺
動杆の揺動端に設けられ、カム溝に摺動自在に係合する
カム突起とを備えたことを特徴とする。
【0009】この場合、平行クランク機構の両クランク
が、同時に連動回転する原動リンクであることが好まし
い。
【0010】また、請求項3の反射鏡駆動装置は、請求
項1又は請求項2の揺動機構を用いた反射鏡駆動装置で
あって、当該揺動機構の揺動杆の支点近傍に、反射鏡が
取り付けられていることを特徴とする。
【0011】この場合、原動リンクの支点軸に回転検出
器が更に設けられていることが好ましい。
【0012】
【作用】平行クランク機構の回転運動に伴い、平行クラ
ンク機構の従動杆の各部もこれにしたがって回転運動を
行う。従動杆に形成されたカム溝と、揺動杆の揺動端に
設けられカム突起とは、摺動自在に係合してカム機構を
構成しているので、平行クランク機構の従動杆の円運動
はカム突起の往復運動に変換される。一方、揺動杆は支
点を中心に揺動自在に構成されているので、この往復運
動は往復曲線運動、すなわち揺動運動に変換される。し
かも、この揺動運動は円運動から変換されているので、
中心からそれぞれ揺動方向に一定の変位となる。
【0013】また、この揺動機構を用い、この揺動機構
の揺動杆の支点近傍に反射鏡を取り付ければ、この揺動
機構による反射鏡の傾動の変位はほぼ正確な単振動とな
る。さらに、原動リンクに回転検出器を設ければ、位置
検出や位置制御も容易となる。
【0014】
【実施例】以下、図1、図2および図3に基づいて、本
発明の一実施例に係る揺動機構、およびこれが用いられ
た反射鏡駆動装置について説明する。図1は反射鏡駆動
装置の揺動機構回りの構造を簡略的に表した構造図であ
り、図2はそれを機構学的に表した説明図であり、図3
は反射鏡駆動装置の裁断側面図である。図1および図2
において、この揺動機構1は、両クランクを原動リンク
とする平行クランク機構2と、回転運動を往復曲線運動
に変換するカム機構3とが合体した構造となっている。
平行クランク機構2は、クランクを構成する一対のクラ
ンク歯車4,4と、クランク歯車4,4同士を連結する
連結部材5とを備え、各クランク歯車4の支軸6が固定
されていて静止リンクをなし、従動杆である連結部材8
が従動リンクとなっている。
【0015】一方、カム機構3は、連結部材5の中間部
分に形成されたカム溝7と、このカム溝7に係合するカ
ム突起8を有する揺動部材9とで構成されている。カム
溝7は、連結部材5に対し直交する方向に形成された長
溝であり、カム突起8は、同方向に延びる揺動部材9の
揺動アーム10の揺動端10aに設けられている。カム
突起8は一端が連結部材5に固定されたコイルスプリン
グ11により、カム溝7の一端面側に付勢されており、
これにより確動カムを構成している。揺動部材9は揺動
アーム10を脚部として「T」字状に形成され、その頭
部に当たるプレート12の前面に反射鏡13が取り付け
られている。揺動部材9の中央部、すなわちは揺動アー
ム10の基部10bは、回動自在に軸支されて支点14
となっており、この支点14を中心に揺動部材9が揺動
可能に構成されている。したがって、揺動アーム10は
この支点14を中心に揺動され、反射鏡13はこの支点
14を中心に下向きの傾動と上向きの傾動を繰り返し
て、いわゆるシーソー様に往復傾動する。
【0016】一方、両クランク歯車4,4には駆動歯車
15が噛み合っており、両クランク歯車4,4はこの駆
動歯車15の回転により同一方向に同一回転する。
【0017】次に、図2に基づいてこの揺動機構1の原
理を簡単に説明する。同図に示す如くクランク歯車4の
クランク長をr、揺動アーム10のアーム長さをlと
し、クランク歯車4がψだけ回転した場合に、反射鏡が
傾動する角度をθとすると、 θ=sin-1(rsinψ/l) の関係が成立する。このことは、θはψの変位角に対し
て偶関数となること示しており、またψを0〜360°
まで変化させたときθの往復揺動変位も偶関数となるこ
と示している。したがって、この反射鏡13による光の
走査範囲はrとlの値で決定され、回転角ψを等分に分
解することにより反射鏡13の位置および変位角が求め
られる(単振動)。このことは後述するモータ26との
連動、すなわち制御が容易に行い得ることを意味する。
【0018】図3は、以上のように構成された揺動機構
1を用いて構成した反射鏡駆動装置であり、上述の両ク
ランク歯車4,4はダブルベアリング20,20を介し
てそれぞれ支軸6,6に回転自在に軸支され、各支軸6
は装置フレーム21に固定されている。また、両クラン
ク歯車4,4は連結部材5に対し連結軸22,22を介
して接続され、各連結軸22は一端を各クランク歯車4
に固定され、他端をシングルベアリング23を介して連
結部材5に回転自在に取り付けられている。さらに、カ
ム突起8は揺動アーム10の揺動端10aに立設したピ
ン状部材24に小型ベアリング25を取り付けた構造に
なっており、カム突起8がカム溝7内を円滑に摺動(実
際はころがり)できるようになっている。
【0019】一方、駆動歯車15はモータ26の駆動軸
27に固定されており、モータ26は装置フレーム21
に固定されている。同様に揺動部材9の支点14もベア
リング(図示せず)を介して装置フレーム21に固定さ
れており、この装置フレーム21に装置全体が支持され
ている。
【0020】このように構成されているので、モータ2
6が制御回転すると、この回転が駆動軸27および駆動
歯車15を介して両クランク歯車4,4に伝達され、さ
らに両クランク歯車4,4の回転に伴って連結部材5
も、両クランク歯車4,4の軸心を結ぶ線に平行状態を
保ったまま回転される。一方、揺動部材9はその支点1
4により移動が規制されると共に、係合突起8が連結部
材5のカム溝7に係合されているので、係合突起8はこ
の支点14からの距離を一定に保ちながらカム溝7内を
摺動する。すなわち、カム溝7の回転運動が係合突起8
の往復曲線運動に変換され、揺動部材9の揺動アーム1
0が支点14を中心にして揺動する。この揺動は、揺動
部材9のプレート12の前面に取り付けられた反射鏡1
3を往復傾動させ、これに照射される光を走査するよう
に作用する。
【0021】本実施例では、以上のように簡単に構成で
きる平行クランク機構2とカム機構3とにより揺動機構
1を構成し、回転運動を往復曲線運動に変換して揺動部
材9の揺動アーム10を揺動させるようにしているの
で、回転に伴う揺動変位がsinカーブを描き、揺動ア
ーム10の揺動変位が一定となって、反射鏡13の往復
傾動を一定にすることができる。したがって、光走査の
制御が容易となると共に、往復方向の連続的な走査が可
能になる。
【0022】なお、カム機構3のカム溝を連結部材5と
平行な方向に形成し、揺動部材9の揺動アーム10を
「L」字状に形成するようにしてもよいし、あるいは、
揺動部材9を平行クランク機構2に対し、90°回転さ
せた位置に配設するようにしてもよい。
【0023】また、揺動機構1の一部やモータ26にス
リット板等を有する回転角検出装置、並びに基準位置検
出装置を組み込んで、これら検出装置の検出値に基づい
てモータ26を回転制御するようにすれば、光の照射位
置や走査速度などを高精度に制御することができる。カ
ム突起とカム溝との円滑な作動をさらに求める場合、摺
動部に表面処理を施すこともよい。また、カム突起の振
動を防止するためのダンパー(緩衝器)を設けても良
い。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、平行クラ
ンク機構と、平行クランク機構の回転運動を往復曲線運
動に変換するカム機構とで構成されるので、簡単な構造
で正確な単振動の揺動運動を取り出すことができる。ま
た、この機構に反射鏡を取り付けるようにすれば、反射
鏡に単振動の揺動運動を行わせることができ、この反射
鏡による光の反射角度の変位を一定にできる効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る反射鏡駆動装置の揺
動機構回りの構造を簡略的に表した構造図である。
【図2】揺動機構回りの構造を機構学的に表した説明図
である。
【図3】反射鏡駆動装置全体の裁断側面図である。
【図4】従来の反射鏡駆動装置の揺動機構回りの構造を
簡略的に表した構造図である。
【図5】従来の反射鏡駆動装置の揺動機構回りの構造を
簡略的に表した構造図である。
【符号の説明】
1…揺動機構 2…平行クランク機構 5…連結部材 7…カム溝 8…カム突起 9…揺動部材 10…揺動アーム 13…反射鏡 15…支点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行クランク機構と、 当該平行クランク機構の従動杆に形成されて、当該従動
    杆に設けられたカム溝と、 支点を中心に揺動自在に構成された揺動杆と、 当該揺動杆の揺動端に設けられ、前記カム溝に摺動自在
    に係合するカム突起とを備えたことを特徴とする揺動機
    構。
  2. 【請求項2】 前記平行クランク機構の両クランクが、
    同時に連動回転する原動リンクであることを特徴とする
    請求項1に記載の揺動機構。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2の揺動機構を用い
    た反射鏡駆動装置であって、当該揺動機構の揺動杆の支
    点近傍に、反射鏡が取り付けられていることを特徴とす
    る反射鏡駆動装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項3の反射鏡駆動装置におい
    て、前記原動リンクの支点軸に回転検出器が更に設けら
    れていることを特徴とする反射鏡駆動装置。
JP17418891A 1991-07-15 1991-07-15 揺動機構およびこれを用いた反射鏡駆動装置 Pending JPH0526319A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011505001A (ja) * 2007-11-30 2011-02-17 セントロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング − ゲゼルシャフト フュア オプティッシェ メスズュステーメ 液体、ペースト状または固体の物質の特性量を分析するための分光測定ヘッド

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011505001A (ja) * 2007-11-30 2011-02-17 セントロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング − ゲゼルシャフト フュア オプティッシェ メスズュステーメ 液体、ペースト状または固体の物質の特性量を分析するための分光測定ヘッド

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