JPH10115795A - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

Info

Publication number
JPH10115795A
JPH10115795A JP26830196A JP26830196A JPH10115795A JP H10115795 A JPH10115795 A JP H10115795A JP 26830196 A JP26830196 A JP 26830196A JP 26830196 A JP26830196 A JP 26830196A JP H10115795 A JPH10115795 A JP H10115795A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
magnetic field
optical scanning
torsion spring
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26830196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Konno
由之 金野
Nobukimi Kobayashi
宣公 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP26830196A priority Critical patent/JPH10115795A/en
Publication of JPH10115795A publication Critical patent/JPH10115795A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the optical scanning device which can make an optical scan at a high frequency without making the diameter of a torsion spring large and is reducible in size. SOLUTION: The torsion spring 2 is extended in a housing 4 while having a magnet 8 and a polygon mirror 10 fixed in its center. A coil 16 is arranged outside it and an alternating current is supplied to produce an alternating magnetic field, thereby vibrating the magnet 8. The laser beam 12 emitted by a light source 24 is reflected by the respective reflecting surfaces of the polygon mirror 10 to scan a scanned surface 26 with the light. Consequently, a high scanning frequency is obtained relatively easily.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリン
タ、バーコードリーダ、レーザースキャンマイクロメー
ター等の事務機器、測定器に使用される光走査技術に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning technique used for office equipment such as a laser printer, a bar code reader, and a laser scan micrometer, and a measuring instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁石付きミラーと交流磁場を発生
させるためのコイルを備えた光走査装置としては、当社
が提案した特願平7−296788がある。これは、磁
石付き超弾性合金ワイヤと交番磁界による共振現象を利
用したものであり、その構成は、図4に示される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical scanning device provided with a mirror with a magnet and a coil for generating an alternating magnetic field, there is Japanese Patent Application No. 7-296788 proposed by the Company. This utilizes a superelastic alloy wire with a magnet and a resonance phenomenon caused by an alternating magnetic field, and the configuration is shown in FIG.

【0003】概略を説明すると、光を反射させるため表
面が鏡面加工されている磁石付きミラー28aは、超弾
性合金(逆変態温度af点が室温以下に設定された形状
記憶合金の一種)であるNiーTi合金からなるト−シ
ョンバネ2aに接着固定されている。さらにそのトーシ
ョンバネ2aは応力誘起マルテンサイト相での超弾性効
果を発揮させるために、永久変形臨界応力より小さく、
応力誘起変態臨界応力より大きい、所定の応力を発生す
るような張力で引っ張られた状態で固定治具6aによっ
てハウジング4aに取り付けられている。
[0003] In brief, the mirror 28a with a magnet whose surface is mirror-finished to reflect light is a superelastic alloy (a type of shape memory alloy whose reverse transformation temperature af point is set to room temperature or lower). It is adhesively fixed to a torsion spring 2a made of a Ni-Ti alloy. Further, the torsion spring 2a is smaller than the permanent deformation critical stress in order to exhibit the superelastic effect in the stress-induced martensite phase,
It is attached to the housing 4a by the fixing jig 6a in a state where it is pulled by a tension that generates a predetermined stress larger than the stress-induced transformation critical stress.

【0004】コア14aにはコイル16aが巻き付けて
あり、該コイル16aは、該コア14aに設けられたネ
ジ穴18aおよび、ハウジング4aに設けられた穴20
aを通して図示しないネジによって磁石付きミラ−28
aの後方に固定されている。交番パルス電流発生器22
aとコイル16aは周囲に交番磁界を発生させ、磁石付
きミラー28aを振動させる。交番パルス電流の周波数
ωとトーションバネ2aと磁石付きミラー28aからな
る機械的固有振動数ω0が一致した場合、該磁石付きミ
ラー28aは共振振動を起こす。光源24aより発射さ
れたレ−ザ−光線12aが共振振動している磁石付きミ
ラ−によって反射され、走査されるものである。
A coil 16a is wound around the core 14a. The coil 16a has a screw hole 18a provided in the core 14a and a hole 20a provided in the housing 4a.
a with a magnet (not shown) through a
It is fixed behind a. Alternating pulse current generator 22
a and the coil 16a generate an alternating magnetic field around them, and oscillate the mirror with magnet 28a. When the frequency ω of the alternating pulse current and the mechanical natural frequency ω0 of the torsion spring 2a and the mirror with magnet 28a match, the mirror with magnet 28a causes resonance oscillation. The laser beam 12a emitted from the light source 24a is reflected and scanned by a mirror with a magnet that resonates and vibrates.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、高速の光走査を実現するために反射鏡(磁
石付きミラー)をより高い周波数で共振振動させようと
すると、磁石付きミラーを小型化して慣性モーメントを
小さくするか、トーションバネの径を太くしてバネ定数
を大きくすることが必要となる。ここで、前者の小型化
には限界があるため、トーションバネの径を太くしてバ
ネ定数を大きくすることが、高速の光走査を実現するた
めの現実的で有効な方法であった。ところが、超弾性合
金からなるトーションバネは、所定の応力を生じるよう
に張力をかけてマルテンサイト相に安定した動作点を設
けて使用しなければならない。したがって、トーション
バネの径を太くした場合、トーションバネの断面積、す
なわちバネ径の自乗に比例して張力を大きくする必要が
生じる。この時、トーションバネを固定するハウジング
部は、肉厚の大きな高剛性のものにしなければならず、
ハウジング部を含む全体の装置の小型化・軽量化が困難
となるという大きな問題があった。
However, according to the above-mentioned prior art, when the reflecting mirror (mirror with magnet) is caused to resonate and vibrate at a higher frequency in order to realize high-speed optical scanning, the size of the mirror with magnet is reduced. Therefore, it is necessary to reduce the moment of inertia or increase the diameter of the torsion spring to increase the spring constant. Here, since there is a limit to the former miniaturization, increasing the diameter of the torsion spring to increase the spring constant has been a practical and effective method for realizing high-speed optical scanning. However, a torsion spring made of a superelastic alloy must be used with a stable operating point in the martensite phase by applying a tension so as to generate a predetermined stress. Therefore, when the diameter of the torsion spring is increased, it is necessary to increase the tension in proportion to the cross-sectional area of the torsion spring, that is, the square of the spring diameter. At this time, the housing for fixing the torsion spring must have a large thickness and high rigidity.
There is a major problem that it is difficult to reduce the size and weight of the entire device including the housing.

【0006】また、振動系の機械的固有振動数以外で振
動させて光走査する場合でも、高い周波数の振動に耐え
るためには、トーションバネの径は大きいことが望まし
く、ハウジング部の小型・軽量化が難しいという問題が
あった。
[0006] Even when optical scanning is performed by vibrating at a frequency other than the mechanical natural frequency of the vibration system, it is desirable that the diameter of the torsion spring be large in order to withstand high-frequency vibration, and the housing portion is small and lightweight. There was a problem that conversion was difficult.

【0007】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、トーションバネの径を大きくす
る必要なしに高周波数で光走査ができ、小型化可能な光
走査装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an optical scanning device which can perform optical scanning at a high frequency without having to increase the diameter of a torsion spring and which can be miniaturized. The purpose is to:

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項1記載の光走査装置は、光ビームを発射する
光源と、ハウジングに対して揺動可能に支持された磁石
と、前記ハウジングに対して揺動可能に支持され、前記
光ビームを反射する多数の鏡面で構成された多鏡面体
と、前記磁石及び前記多鏡面体を支持すると共に前記磁
石及び前記多面体ミラーの振動の支点となるように所定
の張力を与えた状態でハウジングに固定した形状記憶合
金からなるトーションバネと、前記磁石を揺動させるた
めに交番磁界を発生する磁界発生手段とを備えている。
In order to achieve the above object, an optical scanning device according to the present invention comprises a light source for emitting a light beam, a magnet swingably supported with respect to a housing, and A multi-mirror body pivotally supported by the housing and configured by a number of mirrors reflecting the light beam; a fulcrum for supporting the magnet and the poly-mirror body and supporting vibration of the magnet and the polyhedral mirror; A torsion spring made of a shape memory alloy fixed to the housing with a predetermined tension applied to the housing, and a magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field to swing the magnet.

【0009】このような構成になっているので、前記磁
界発生手段が交番磁界を発生すると、この交番磁界は、
前記トーションバネに固定された前記磁石にトルクを与
え、磁石と多鏡面体は周期的な交番磁界によって振動す
る。トーションバネにはねじり応力が発生し、交番磁界
のピーク時に最大の復元力を受ける。特にトーションバ
ネ、磁石、多鏡面体ほかからなる振動系の機械的固有振
動数と上記交番電流の周波数が一致した場合は共振が起
こり、振幅を最大にできる。多鏡面体の反射面は多数の
面で構成されており、光源から発せられた光ビームは順
次異なる鏡面によって反射されるので、1回の振動で数
回の光走査が行われる。その結果、磁石及び多鏡面体の
振動周波数に対して数倍の周波数の光走査がなされる。
With such a configuration, when the magnetic field generating means generates an alternating magnetic field, the alternating magnetic field:
A torque is applied to the magnet fixed to the torsion spring, and the magnet and the poly-mirror vibrate due to a periodic alternating magnetic field. The torsion spring generates a torsional stress and receives a maximum restoring force at the peak of the alternating magnetic field. In particular, when the mechanical natural frequency of the vibration system including the torsion spring, magnet, multi-mirror body, and the like and the frequency of the alternating current coincide, resonance occurs, and the amplitude can be maximized. The reflection surface of the multi-mirror body is composed of a large number of surfaces, and the light beam emitted from the light source is sequentially reflected by different mirror surfaces, so that light scanning is performed several times with one vibration. As a result, optical scanning is performed at a frequency several times that of the vibration frequency of the magnet and the multi-mirror body.

【0010】また、請求項2の光走査装置は、光ビーム
を発射する光源と、ハウジングに対して揺動可能に支持
された、前記光ビームを反射する多数の鏡面を持つ磁石
と、前記磁石を支持すると共に、前記磁石の振動の支点
となるように、所定の張力を与えた状態でハウジングに
固定した、形状記憶合金からなるトーションバネと、前
記磁石を揺動させるために交番磁界を発生する磁界発生
手段とを備えている。このような構成になっているの
で、前記磁界発生手段が交番磁界を発生すると、請求項
1の装置と同様な作用によって、前記磁石が振動し、光
ビームは磁石上の多数の反射面によって反射させられる
ので、磁石の振動周波数に対して数倍の周波数の光走査
がなされる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device, comprising: a light source that emits a light beam; a magnet having a plurality of mirror surfaces that are swingably supported with respect to a housing and reflect the light beam; And a torsion spring made of a shape memory alloy fixed to a housing under a predetermined tension so as to be a fulcrum of vibration of the magnet, and an alternating magnetic field for swinging the magnet is generated. And a magnetic field generating means. With such a configuration, when the magnetic field generating means generates an alternating magnetic field, the magnet vibrates by the same operation as the device of claim 1, and the light beam is reflected by a large number of reflecting surfaces on the magnet. As a result, optical scanning is performed at a frequency several times higher than the vibration frequency of the magnet.

【0011】請求項3の光走査装置は、請求項1または
2に記載の光走査装置であって、前記磁界発生手段は、
前記ハウジングに対して着脱可能かつ前記磁石の周囲に
任意配置される。このような構成になっているので、前
記ハウジングと前記磁界発生手段は、限られた空間内に
自由に配置でき、磁界発生手段と前記磁石との距離を自
由に変更できるため、交番磁界の強さが可変となり、こ
の結果走査幅も可変となる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device according to the first or second aspect, wherein the magnetic field generating means includes:
It is detachably attached to the housing and arbitrarily arranged around the magnet. With such a configuration, the housing and the magnetic field generating means can be freely arranged in a limited space, and the distance between the magnetic field generating means and the magnet can be freely changed. Becomes variable, and as a result, the scanning width also becomes variable.

【0012】請求項4の光走査装置は、請求項1、2、
または3に記載の光走査装置であって、前記磁界発生手
段は、コア部材に電線を巻き付けて構成されたコイルと
そのコイルに所定の電流を流すための電源とからなり、
前記コイルには、交番磁界を発生させるために矩形波電
流が供給されるように構成される。このような構成にな
っているので、前記コイルに矩形波電流が供給される
と、前記トーションバネの弾性復元力が最大になるまで
前記磁石にトルクが与えられるような交番磁界が発生す
るから、磁石は大きな振幅で振動する。この結果、大き
な走査幅が得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device comprising:
Or the optical scanning device according to 3, wherein the magnetic field generating means includes a coil configured by winding an electric wire around a core member and a power supply for flowing a predetermined current through the coil.
The coil is configured to be supplied with a rectangular wave current to generate an alternating magnetic field. With such a configuration, when a rectangular wave current is supplied to the coil, an alternating magnetic field is generated such that torque is applied to the magnet until the elastic restoring force of the torsion spring is maximized. Magnets oscillate with large amplitudes. As a result, a large scanning width is obtained.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本発明の光走査装置の構造を示す
ものである。トーションバネ2が適当な張力で引っ張ら
れた状態でハウジング4に固定治具6によって固定され
ている。トーションバネ2のほぼ中央に、磁石8及び多
鏡面体である多面体ミラー10が、図示しない接着剤に
て固定されている。磁石8は、例えば厚さ0.3mm縦
3mm横6mmのNi−Co(ニッケルコバルト)また
はSm−Co(サマリュウムコバルト)からなる。
FIG. 1 shows the structure of the optical scanning device of the present invention. The torsion spring 2 is fixed to the housing 4 by a fixing jig 6 while being pulled by an appropriate tension. At the approximate center of the torsion spring 2, a magnet 8 and a polyhedral mirror 10, which is a polymirror, are fixed with an adhesive (not shown). The magnet 8 is made of, for example, Ni-Co (nickel cobalt) or Sm-Co (samarium cobalt) having a thickness of 0.3 mm, a length of 3 mm, and a width of 6 mm.

【0015】多面体ミラー10は例えば図2に示すよう
に反射面が3つの面から構成されており、慣性モーメン
トが磁石8に比して無視できる程度の質量の軽いアルミ
ニウムなどからなる。この多面体ミラー10の反射表面
は後述するレーザ光12を反射させるために鏡面加工さ
れている。なお、多面体ミラー10の反射表面を鏡面加
工する代わりに、多面体ミラー10の反射表面に鏡を接
着等により貼り付けてもよい。図2における各反射面の
幅a、b、及び各反射面がつくる角cの大きさは磁石8
及び多面体ミラー10のふれ角及び走査幅等により決ま
る定数である。トーションバネ2は、Ni−Ti合金か
らなり、その大きさは例えば線径約140μm、長さ約
10mmである。トーションバネ2は超弾性合金が安定
してマルテンサイト相に位置するような張力で引っ張ら
れているため、その中央に固定された磁石8及び多面体
ミラー10は上下方向及び左右方向に揺動することはな
い。 一方、コア14にはコイル16が巻きつけられて
おり、例えば300ターンほど巻かれている。コイル1
6は、コア14に設けられたネジ穴18および、ハウジ
ング4に設けられた穴20を通して図示しないネジによ
ってハウジング4に固定されている。そして、パルス電
流発生器22により、例えば3Vで100mA程度の電
流をコイルに流すと交番磁界が発生し、磁石8及び多面
体ミラー10が振動する。光源24より発射されたレー
ザー光線12は多面体ミラー10の各反射面によって反
射され、磁石8が共振することにより被走査面26に走
査されるのである。
The polyhedral mirror 10 has, for example, three reflecting surfaces as shown in FIG. 2, and is made of aluminum or the like whose mass of inertia is negligible as compared with the magnet 8. The reflecting surface of the polyhedral mirror 10 is mirror-finished to reflect a laser beam 12 described later. Instead of mirror-finish the reflecting surface of the polyhedral mirror 10, a mirror may be attached to the reflecting surface of the polyhedral mirror 10 by bonding or the like. In FIG. 2, the widths a and b of each reflecting surface and the size of the angle c formed by each reflecting surface are determined by the magnet 8.
And a constant determined by the deflection angle and scanning width of the polyhedral mirror 10. The torsion spring 2 is made of a Ni-Ti alloy and has a size of, for example, a wire diameter of about 140 μm and a length of about 10 mm. Since the torsion spring 2 is pulled with a tension such that the superelastic alloy is stably positioned in the martensite phase, the magnet 8 and the polyhedral mirror 10 fixed at the center of the torsion spring 2 swing vertically and horizontally. There is no. On the other hand, a coil 16 is wound around the core 14, for example, about 300 turns. Coil 1
6 is fixed to the housing 4 by a screw (not shown) through a screw hole 18 provided in the core 14 and a hole 20 provided in the housing 4. Then, when a current of about 100 mA at 3 V, for example, is applied to the coil by the pulse current generator 22, an alternating magnetic field is generated, and the magnet 8 and the polyhedral mirror 10 vibrate. The laser beam 12 emitted from the light source 24 is reflected by each reflecting surface of the polyhedral mirror 10, and is scanned on the surface 26 to be scanned by the resonance of the magnet 8.

【0016】次に、動作について説明する。Next, the operation will be described.

【0017】コイル16に図1に示すようなパルス電流
を流すと、コイル16前方及び後方には交番磁界ができ
る。そして、中心がトーションバネ2に固定され、かつ
該コイル16前方に設置されている磁石8は、交番磁界
によりMHcosθのトルクを受ける。(Mは磁石8の
磁気モーメント、Hは磁界の強さ、θはふれ角。)ま
た、ねじれ角θの場合トーションバネ2による復元力k
θも同時に受ける。(k:バネ定数)さらに、磁石8及
び多面体ミラー10が高速に振動する場合、空気との摩
擦抵抗及びトーションバネ2内部の摩擦抵抗などによっ
て、dθ/dtに比例した減衰力も受けることになる。
そして、上記トルクが周期的(角振動数ω)に加わる
と、磁石8はねじり振動をはじめる。この振動系を方程
式で表わすと数式1になる。
When a pulse current as shown in FIG. 1 is applied to the coil 16, an alternating magnetic field is generated in front of and behind the coil 16. The magnet 8 fixed at the center to the torsion spring 2 and installed in front of the coil 16 receives a torque of MHcos θ by the alternating magnetic field. (M is the magnetic moment of the magnet 8, H is the strength of the magnetic field, θ is the deflection angle.) In the case of the torsion angle θ, the restoring force k by the torsion spring 2
also receives θ. (K: spring constant) Further, when the magnet 8 and the polyhedral mirror 10 vibrate at high speed, a damping force proportional to dθ / dt is also received due to frictional resistance with air and frictional resistance inside the torsion spring 2.
When the torque is applied periodically (angular frequency ω), the magnet 8 starts torsional vibration. When this vibration system is represented by an equation, it becomes Equation 1.

【0018】[0018]

【数1】 (Equation 1)

【0019】これは、減衰振動系に強制力が加わった場
合の方程式で、その一般解は数式2で表される。なお、
多面体ミラー10の慣性質量は無視した。
This is an equation in the case where a forcing force is applied to the damped vibration system, and its general solution is expressed by Equation 2. In addition,
The inertial mass of the polyhedral mirror 10 was ignored.

【0020】[0020]

【数2】 (Equation 2)

【0021】つまり電流の周波数ωと磁石とトーション
バネからなる機械系の固有振動数ω0が一致した場合い
わゆる共振状態となり、最大のふれ角となるのである。
That is, when the frequency ω of the current and the natural frequency ω0 of the mechanical system composed of the magnet and the torsion spring coincide with each other, a so-called resonance state occurs, and the maximum deflection angle is obtained.

【0022】上記トーションバネの線径φ、磁石の質量
m(正確には慣性モーメント)を変えることによってさ
まざまな周波数の光走査装置をつくることができる。さ
らに、数式2の係数MH/Iから分かるように、いろい
ろな強さ(M)の磁石を用いることで、あるいはさまざ
まな振幅の磁界(H=ni,n:コイル巻線数 i:電
流)すなわち電流iを与えることで、対象となる電気製
品あるいは電子機器に応じて所望のふれ角を持つ光走査
装置をつくることができるのである。
By changing the wire diameter φ of the torsion spring and the mass m (more precisely, the moment of inertia) of the magnet, optical scanning devices of various frequencies can be manufactured. Furthermore, as can be seen from the coefficient MH / I in Equation 2, the use of magnets of various strengths (M) or magnetic fields of various amplitudes (H = ni, n: number of coil windings i: current), By applying the current i, an optical scanning device having a desired deflection angle can be manufactured according to the target electric product or electronic device.

【0023】図3(a)(b)(c)に示すように、光
源24より発射されたレーザー光線12は多面体ミラー
10の各反射面によって反射され、磁石8が共振するこ
とにより被走査面26に走査される。本実施形態におい
ては、磁石8の1回のふれで3回、すなわち1往復で6
回の光走査が可能となる。従って、例えば周波数900
Hz程度の光走査を必要とするレーザープリンター、イ
メージスキャナ等に対しても、その3分の1の300H
z程度の振動周波数で適用することができるのである。
光走査角は磁石8の振れ角の1/3程度となるが、磁界
の強さや光路長を調節することによって、所望の走査幅
をうることが可能である。
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c), the laser beam 12 emitted from the light source 24 is reflected by each reflecting surface of the polyhedral mirror 10, and the scanned surface 26 Is scanned. In the present embodiment, the magnet 8 is moved three times by one stroke, that is, six times by one reciprocation.
Light scanning can be performed twice. Thus, for example, a frequency of 900
1/3 of 300H for laser printers, image scanners, etc. that require optical scanning of about
It can be applied at a vibration frequency of about z.
The light scanning angle is about 1/3 of the deflection angle of the magnet 8, but a desired scanning width can be obtained by adjusting the strength of the magnetic field and the optical path length.

【0024】上記実施形態は、光走査装置を実現した一
例であり当業者は本発明の趣旨を逸脱しない限り、様々
な変形を行うことができる。
The above embodiment is an example of realizing an optical scanning device, and those skilled in the art can make various modifications without departing from the spirit of the present invention.

【0025】例えば、本実施形態では多面体ミラーの形
状において、反射面が3つの面で構成されたものを用い
て実現したが、対象とする電気製品あるいは電子機器に
応じて反射面が2つの面、4つの面、あるいはそれ以上
の面で構成されたものいずれを使用しても実施できる。
For example, in the present embodiment, in the shape of the polyhedral mirror, the reflection surface is realized by using one having three surfaces. However, the reflection surface has two surfaces in accordance with the target electric product or electronic device. It can be implemented using any of the four or more surfaces.

【0026】また、本実施形態では、多面体ミラー10
と磁石8とを別々にトーションバネに取り付けている
が、多面体ミラー10を磁石8に対して接着剤などによ
り貼り付けて一体としてもよい。さらに、磁石8自体を
加工などして図2の多面体ミラーの様な形状とし、その
表面にアルミニウム蒸着などの処理を施して多面体ミラ
ーとしての役割を兼ねるようにしてもよい。
In the present embodiment, the polyhedral mirror 10
And the magnet 8 are separately attached to the torsion spring, but the polyhedral mirror 10 may be attached to the magnet 8 with an adhesive or the like to be integrated. Further, the magnet 8 itself may be processed into a shape like the polyhedral mirror shown in FIG. 2, and the surface thereof may be subjected to a process such as aluminum vapor deposition to serve also as a polyhedral mirror.

【0027】また、本実施形態では便宜上コイル16の
前にトーションバネ2、磁石8、多面体ミラー10を配
置したが、該コイル16の周辺で交番磁界が磁石8の磁
気モーメントMに略直角方向に発生する箇所ならどこに
配置してもよいのである。
In this embodiment, the torsion spring 2, the magnet 8, and the polyhedral mirror 10 are arranged in front of the coil 16 for convenience. However, an alternating magnetic field around the coil 16 is substantially perpendicular to the magnetic moment M of the magnet 8. It can be placed anywhere where it occurs.

【0028】さらに、本実施形態ではトーションバネ
2、磁石8、多面体ミラー10が固定されたハウジング
4はコイル16とネジ止め固定されているが、これを着
脱分離可能に配置してもよい。その結果、例えば多面体
ミラー10の反射面側にコイル16、光源24、被走査
面26等を配置することも可能である。さらに、コイル
16と磁石8との距離を可変とすることにより交番磁界
の大きさが可変となり、その結果、走査幅も可変とする
ことができる。
Further, in the present embodiment, the housing 4 to which the torsion spring 2, the magnet 8, and the polyhedral mirror 10 are fixed is fixed to the coil 16 by screws, but this may be detachably mounted. As a result, for example, the coil 16, the light source 24, the scanned surface 26, and the like can be arranged on the reflection surface side of the polyhedral mirror 10. Further, by making the distance between the coil 16 and the magnet 8 variable, the magnitude of the alternating magnetic field becomes variable, and as a result, the scanning width can also be made variable.

【0029】また、本実施の形態ではコイル16に流す
電流波形を矩形波とした。電流値の絶対値が最大となる
ときに磁石8のねじれ角θは最大となり、ひいてはトー
ションバネ2による復元力kθ(k:バネ定数)も最大
となる。矩形波にするとトーションバネ2の復元力が最
大になるまで磁石8にトルクを与えることができる。さ
らに、最も低い電流値で走査幅を最大にできるためエネ
ルギー効率が最も良好である。しかしながら、走査幅に
余裕があれば、SIN波、三角波などの周期波形でもよ
い。
Further, in the present embodiment, the waveform of the current flowing through the coil 16 is a rectangular wave. When the absolute value of the current value becomes maximum, the torsion angle θ of the magnet 8 becomes maximum, and the restoring force kθ (k: spring constant) by the torsion spring 2 also becomes maximum. With a rectangular wave, torque can be applied to the magnet 8 until the restoring force of the torsion spring 2 is maximized. Further, since the scanning width can be maximized at the lowest current value, the energy efficiency is the best. However, if there is enough scanning width, a periodic waveform such as a SIN wave or a triangular wave may be used.

【0030】また、本実施の形態ではコイル16に流す
電流を最小限に止めるために共振現象を利用して光走査
装置を構成したが、電力に余裕があるならば共振点をは
ずして光走査装置を駆動しても機能上問題はないのであ
る。
Further, in this embodiment, the optical scanning device is configured by utilizing the resonance phenomenon in order to minimize the current flowing through the coil 16. However, if there is enough power, the optical scanning device is removed by removing the resonance point. There is no functional problem with driving the device.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、請
求項1記載の光走査装置によれば、レーザー光線を多鏡
面体で反射している。多鏡面体の反射面は複数の鏡面で
構成されており、1回の振動で数回の光走査が行われる
ので、同じ径のトーションバネを用いた場合、単純な平
面ミラーを用いた場合に比べて、数倍の周波数の光走査
が可能となる。従って、トーションバネの張力を押さえ
たまま高速の走査を実現することができ、ハウジングが
比較的、小型軽量になるという利点がある。
As is apparent from the above description, according to the optical scanning device of the first aspect, the laser beam is reflected by the multi-specular body. The reflection surface of the multi-mirror body is composed of a plurality of mirror surfaces, and light scanning is performed several times with one vibration, so when using a torsion spring with the same diameter, when using a simple plane mirror Optical scanning at several times the frequency becomes possible. Accordingly, high-speed scanning can be realized while holding down the tension of the torsion spring, and there is an advantage that the housing is relatively small and lightweight.

【0032】また、請求項2記載の光走査装置によれ
ば、磁石そのものの形状を多面体としてミラーとしての
働きもさせている。このため、部品数が減って細かな振
動部分の組立が簡便となり、量産性が向上するため、ひ
いてはコストダウンにつながることが期待できるという
利点がある。
Further, according to the optical scanning device of the second aspect, the shape of the magnet itself is made to be a polyhedron and also functions as a mirror. For this reason, there is an advantage that the number of parts is reduced, the assembly of the fine vibration portion is simplified, and mass productivity is improved, which can be expected to lead to cost reduction.

【0033】請求項3記載の光走査装置によれば、コイ
ルがハウジングに対して着脱可能かつ磁石の周囲に任意
に配置されているため、限られた空間内であっても両者
を自由に配置でき、外部に置かれたコイルからの交番磁
界は、磁石及びトーションバネなどからなる振動系に対
して、空間の制限を受けずに所望の振動を起こさせ、光
走査することができる。さらに、コイルと磁石との距離
を自由に変更できるため、交番磁界の強さも可変とな
り、その結果、走査幅の調整等が容易となるという利点
がある。
According to the optical scanning device of the third aspect, since the coil is detachably mounted on the housing and arbitrarily arranged around the magnet, both can be freely arranged even in a limited space. The alternating magnetic field from the coil placed outside can cause a vibration system including a magnet, a torsion spring, and the like to generate a desired vibration without being limited by a space and perform optical scanning. Further, since the distance between the coil and the magnet can be freely changed, the strength of the alternating magnetic field is also variable, and as a result, there is an advantage that the adjustment of the scanning width becomes easy.

【0034】請求項4記載の光走査装置によれば、上記
コイルに流す交番電流波形を矩形波としているため、ト
ーションバネの弾性復元力が最大になるまで磁石にトル
クを与えることができ、走査幅を最大にすることができ
る。さらに、低電流で走査幅を最大にできるため、エネ
ルギー効率が最もよい光走査装置が提供できるという利
点がある。
According to the fourth aspect of the present invention, since the alternating current waveform flowing through the coil is a rectangular wave, torque can be applied to the magnet until the elastic restoring force of the torsion spring is maximized. The width can be maximized. Furthermore, since the scanning width can be maximized with a low current, there is an advantage that an optical scanning device with the best energy efficiency can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態における光走査装置の斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に用いた多面体ミラーの形状を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a shape of a polyhedral mirror used in the present invention.

【図3】本発明に用いた多面体ミラーにレーザー光線が
反射され光走査する様子を示す上面図である。
FIG. 3 is a top view showing a state in which a laser beam is reflected by a polyhedral mirror used in the present invention and light scanning is performed.

【図4】従来の光走査装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional optical scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 トーションバネ 4 ハウジング 6 固定治具 8 磁石 10 多面体ミラー 12 レーザー光線 16 コイル 24 光源 2 Torsion spring 4 Housing 6 Fixing jig 8 Magnet 10 Polyhedral mirror 12 Laser beam 16 Coil 24 Light source

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ビームを発射する光源と、 ハウジングに対して揺動可能に支持された磁石と、 ハウジングに対して揺動可能に支持され、前記光ビーム
を反射する多数の鏡面で構成された多鏡面体と、 前記磁石及び前記多鏡面体を支持すると共に、前記磁石
及び前記多面体ミラーの振動の支点となるように、所定
の張力を与えた状態でハウジングに固定した、形状記憶
合金からなるトーションバネと、 前記磁石を揺動させるために交番磁界を発生する磁界発
生手段とを備えたことを特徴とする光走査装置。
1. A light source that emits a light beam, a magnet that is swingably supported by a housing, and a plurality of mirror surfaces that are swingably supported by the housing and reflect the light beam. And a polygonal mirror, which supports the magnet and the polygonal mirror, and is fixed to a housing under a predetermined tension so as to be a fulcrum of vibration of the magnet and the polygonal mirror. An optical scanning device comprising: a torsion spring; and a magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field to swing the magnet.
【請求項2】 光ビームを発射する光源と、 ハウジングに対して揺動可能に支持された、前記光ビー
ムを反射する多数の鏡面を持つ磁石と、 前記磁石を支持すると共に、前記磁石の振動の支点とな
るように、所定の張力を与えた状態でハウジングに固定
した、形状記憶合金からなるトーションバネと、 前記磁石を揺動させるために交番磁界を発生する磁界発
生手段とを備えたことを特徴とする光走査装置。
2. A light source for emitting a light beam, a magnet having a plurality of mirror surfaces that are swingably supported with respect to the housing and reflect the light beam, and support the magnet and vibrate the magnet. A torsion spring made of a shape memory alloy and fixed to the housing under a predetermined tension so as to serve as a fulcrum, and magnetic field generating means for generating an alternating magnetic field to swing the magnet. An optical scanning device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 前記磁界発生手段は、前記ハウジングに
対して着脱可能かつ前記磁石の周囲に任意配置されるこ
とを特徴とする、請求項1または2に記載の光走査装
置。
3. The optical scanning device according to claim 1, wherein the magnetic field generating unit is detachably attached to the housing and arbitrarily arranged around the magnet.
【請求項4】 前記磁界発生手段は、コア部材に電線を
巻き付けて構成されたコイルとそのコイルに所定の電流
を流すための電源とからなり、前記コイルには、交番磁
界を発生させるために矩形波電流が供給されることを特
徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光走査装
置。
4. The magnetic field generating means includes a coil formed by winding an electric wire around a core member, and a power supply for supplying a predetermined current to the coil. 4. The optical scanning device according to claim 1, wherein a rectangular wave current is supplied.
JP26830196A 1996-10-09 1996-10-09 Optical scanning device Pending JPH10115795A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26830196A JPH10115795A (en) 1996-10-09 1996-10-09 Optical scanning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26830196A JPH10115795A (en) 1996-10-09 1996-10-09 Optical scanning device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10115795A true JPH10115795A (en) 1998-05-06

Family

ID=17456635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26830196A Pending JPH10115795A (en) 1996-10-09 1996-10-09 Optical scanning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10115795A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1805535B1 (en) Inertial drive scanning arrangement and method
KR101050915B1 (en) Optical deflector and optical device using same
US7880571B2 (en) Two-axis driving electromagnetic micro-actuator
WO2013168485A1 (en) Drive device
JPH0251121A (en) Low vibration resonance type scanner for small optical display device
US9772490B2 (en) Optical scanner, image display device, head mount display, and heads-up display
EP2869110A1 (en) Optical scanner, image display device, head mount display, and head-up display
WO2012172652A1 (en) Drive device
JPH0727989A (en) Light deflector
US6285485B1 (en) Induction microscanner
JP6014234B2 (en) Drive device
JP2019015934A (en) Driving device
JPH10115795A (en) Optical scanning device
JPH09243942A (en) Optical scanner
JP3896657B2 (en) Optical scanning device
JPH103055A (en) Optical scanning device
JPH0426058B2 (en)
JPH10293263A (en) Optical scanner
JPH09230266A (en) Optical scanner
JPH09138366A (en) Optical scanner
JP5624213B2 (en) Drive device
JP2019015933A (en) Driving device
JPH09197333A (en) Optical scanning device
JP2009258468A (en) Rocking body apparatus, optical deflector and optical equipment using the same
JP2892641B1 (en) Projection device