WO2004074772A1 - アクチュエータ、このアクチュエータを用いた物体検出装置 - Google Patents

アクチュエータ、このアクチュエータを用いた物体検出装置 Download PDF

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WO2004074772A1
WO2004074772A1 PCT/JP2004/001791 JP2004001791W WO2004074772A1 WO 2004074772 A1 WO2004074772 A1 WO 2004074772A1 JP 2004001791 W JP2004001791 W JP 2004001791W WO 2004074772 A1 WO2004074772 A1 WO 2004074772A1
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movable member
actuator
displacement
detecting means
position detecting
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PCT/JP2004/001791
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Jun Tominaga
Ryouhei Shigematsu
Atsuo Matsumoto
Original Assignee
Nhk Spring Co., Ltd.
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Publication date
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Definitions

  • the present invention relates to an actuator, an object detector using the actuator, and more particularly, to an actuator using a leaf spring, and an object detector using the actuator.
  • a laser radar or a millimeter-wave radar is used for this object detection device.
  • a laser radar emits laser light from a light emitting element provided in an object detection device, and this laser light is reflected by an object outside the moving body, and the laser light (reflected light) from this object is detected by the object.
  • the presence or absence of an object, the distance to the object, and the like are detected based on the time until a light receiving element provided in the device receives light.
  • a millimeter-wave radar transmits a radio wave (millimeter wave) from an antenna provided in an object detection device, and this radio wave is reflected by an object outside the moving body.
  • the presence or absence of an object, the distance to the object, and the like are detected based on the phase difference at the time of reception by an antenna or a separately provided receiving antenna.
  • an actuator that changes the direction of irradiation of laser light or radio waves by moving a lens in a laser radar or an antenna in a millimeter wave radar is used to search a wide area outside the moving object.
  • This actuator is a movable member (Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-1232502) to which an optical element such as a lens is attached. 5) and a fixed member (in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1232502, a base member 13), a spring (in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1232502, a coil spring 1) is used. 4) is provided.
  • the movable member is driven by a driving means (Japanese Patent Laid-Open No. 10-123252 discloses a base member via a permanent magnet 18 attached to a lens holder 15 and a side frame 16). With the coil unit 17) fixed to 13, it can be moved up, down, left or right. Then, the laser beam emitted from a light emitting element (laser light source 8 in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-123252) provided on a fixed member or a moving body for fixing the fixed member is irradiated with the laser light as described above. The irradiation direction of the laser light can be changed by making the light incident on the lens of the movable member that has been moved by the driving means.
  • a driving means Japanese Patent Laid-Open No. 10-123252 discloses a base member via a permanent magnet 18 attached to a lens holder 15 and a side frame 16. With the coil unit 17) fixed to 13, it can be moved up, down, left or right. Then,
  • the detection range of the object detection device has been expanded and detailed information external to the moving object is required. It has become. That is, it is necessary to increase the movable amount of the movable member to which the lens and the antenna are attached, and it is necessary to ensure the positioning accuracy of the movable member having the large movable amount.
  • a photosensor or a magnetic sensor may be used to detect the position of the movable member or the amount of displacement of the movable member.
  • the present invention even if the movable amount of the movable member is large, the position of the movable member and the displacement amount of the movable member can be detected by the inexpensive position detecting means having a narrow detection range, and thereby the positioning accuracy of the movable member can be improved. It is an object of the present invention to provide an actuator that can secure the object and an object detection device using the actuator. Disclosure of the invention
  • a leaf spring whose both ends are supported by a fixed member and a movable member, driving means for moving the movable member, position detection means for detecting a predetermined position of the flat part of the leaf spring, Calculating means for calculating the amount of displacement of the movable member from the distance between the leaf spring detected by the position detecting means and the position detecting means.
  • the predetermined position of the flat portion of the leaf spring that is displaced with the movement of the movable member is to be detected, but the flat portion of the leaf spring is curved as the movable member moves. Accordingly, the flat portion of the leaf spring is moved by this bending, and the flat portion of the leaf spring is displaced with respect to the position detecting means. Since this leaf spring displacement is smaller than the movable member displacement of the movable member, inexpensive position detecting means with a narrow detection range can be used. The amount of displacement of the movable member can be calculated from the distance between the predetermined position of the flat portion of the spring and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured.
  • the predetermined position of the flat portion of the leaf spring is a position where the detection result of the position detecting means for detecting the amount of leaf spring displacement of the leaf spring that is displaced as the movable member moves can ensure linearity. It is good.
  • the position detecting means detects a distance from a fixed member side of the hollow part provided in the leaf spring to a protruding part protruding toward the movable member side. .
  • the protruding portion is displaced relatively without bending around the fixed member side of the hollow portion with the displacement of the hollow portion on the fixed member side. Therefore, as compared with the case where the leaf spring which is displaced as the movable member moves is targeted for detection, the protruding portion has a small amount of leaf spring displacement, and the detection target of the position detecting means is an arbitrary target of the protruding portion of the leaf spring.
  • the position can be improved, and the degree of freedom in design can be improved.
  • the protruding portion is displaced without being relatively curved, the reflection angle of the light projected from the position detecting means can be stabilized. Thereby, the position detecting means can stably receive light, and the position of the movable member can be adjusted. The positioning accuracy can be further secured.
  • the shape of the hollow portion of the leaf spring is such that the central portion of the hollow portion is wide and narrow from the central portion toward the fixed member side and the movable member side. It is characterized by.
  • the position detecting means detects a distance from a reflector provided on the protrusion.
  • the position detecting means since the object to be detected by the position detecting means is not a leaf spring but a reflector, the reflectivity of light on the surface does not change due to aging as in the case of a leaf spring, and the position detecting means is long. Light can be received stably for a period. Thereby, the positioning accuracy of the movable member can be ensured for a long time.
  • the reflector is a material whose reflectance of light on its surface does not change due to aging, for example, a resin with less uneven reflection due to aging.
  • the position detecting means is a photosensor having a light receiving / receiving element.
  • the position detecting means is a magnetic sensor that detects a distance from a magnetic body that is provided on the protruding portion and generates magnetism.
  • an actuator that ensures the positioning accuracy of the movable member has a simple configuration, and Can be provided at low cost.
  • a spring whose both ends are supported by a fixed member and a movable member, driving means for moving the movable member, and a moving direction of the movable member which is provided on the movable member and moves with the movement of the movable member
  • Position detecting means for detecting a displacement member which is displaced in a direction perpendicular to the direction, and calculating means for calculating a movable member displacement amount of the movable member from a distance between the displacement member and the position detecting means detected by the position detecting means. It is characterized by having.
  • the displacement member provided on the movable member is a detection target, and the displacement member is displaced in a direction orthogonal to the movable direction of the movable member as the movable member moves. Since the displacement amount of the displacement member is smaller than the movable member displacement amount of the movable member, the displacement member can be displaced within a range, so that an inexpensive position detecting means with a narrow detection range can be used, and the movable amount of the movable member is large. Also, the amount of displacement of the movable member can be calculated from the distance between the displacement member and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured.
  • the spring refers to a leaf spring, a wound spring, a wire spring, or the like.
  • the actuator described above is characterized in that the displacement member is a triangular prism-shaped reflector and the position detecting means is a photosensor having a light emitting and receiving element.
  • the triangular prism-shaped displacement member has an inclined surface having an inclined angle with respect to the movable direction of the movable member, and the position detecting means detects the inclined surface.
  • the distance between the inclined surface and the position detecting means increases in a direction orthogonal to the moving direction of the movable member when the movable member moves to one side by the driving means, and when the movable member moves to the other side by the driving means, the movable member moves to the other side. It becomes smaller in the direction orthogonal to the movable direction of the member. Since the displacement amount of the triangular prism-shaped displacement member is smaller than the movable member displacement amount of the movable member, inexpensive position detecting means having a narrow detection range can be used.
  • the amount of displacement of the movable member can be calculated from the distance between the displacement member and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured.
  • a highly available, inexpensive, and small-sized photosensor is used as the position detecting means, it is possible to provide an actuator that secures the positioning accuracy of the movable member with a simple configuration and at low cost.
  • a light projecting means for projecting a laser beam, an actuator for changing the irradiation direction of the laser beam to at least one of up and down or left and right, and receiving the reflected light of the laser beam reflected from an object
  • a light receiving means for detecting presence / absence of an object outside the moving body, a distance between the moving body and the object, and the like based on the received reflected light, wherein the above-described actuator is used as an actuator.
  • the movable member of the actuator is provided with at least an optical element for changing the irradiation direction of the laser beam.
  • a transmitting means for transmitting a radio wave, an actuator for changing the irradiation direction of the radio wave to at least one of up and down or left and right, and a receiving means for receiving a reflected wave from which the radio wave reflects on an object
  • An object detector that detects presence / absence of an object outside the moving object by the received reflected wave, a distance between the moving object and the object, etc., using the above-described actuator as an actuator;
  • the mobile member is provided with at least an antenna for irradiating radio waves.
  • the actuator described above is used as the actuator, an inexpensive position detecting means having a narrow detection range can be used, and even if the movable amount of the movable member provided with the optical element or the antenna is large.
  • the movable member displacement amount of the movable member can be calculated from the distance between the displacement member and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured. Therefore, the positioning accuracy of the optical element provided on the movable member for changing the irradiation direction of the laser beam or the antenna for irradiating the radio wave can be ensured.
  • the optical element refers to an element such as a lens or a mirror that can bend light.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of an actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 1 (a) is a perspective view
  • FIG. 1 (b) is a plan view
  • FIG. FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams of the operation of the actuator according to the embodiment.
  • FIG. 4A shows a state in which the actuator has moved in the direction of arrow A shown in FIG. 1B
  • FIG. Fig. 3 (c) is a partially enlarged view of the state where the actuator has moved in the direction of arrow B shown in Fig. 1 (b)
  • Fig. 3 (d) is an enlarged view of part D of Fig. 3 (c).
  • Fig. 3 shows the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the displacement of the movable member of the actuator and the output value of the photosensor according to the present invention.
  • FIG. 4 shows the relationship between the position of the leaf spring in the longitudinal direction and the displacement of the leaf spring at that position.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a control block of the actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 5 (a) is a configuration example of a control block of the actuator
  • FIG. 5 (b) is a database.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration example of an actuator according to the second embodiment, wherein FIG. 6 (a) is a perspective view and FIG. 6 (b) is a plan view.
  • FIG. 6 is a perspective view and FIG. 6 (b) is a plan view.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the position of the leaf spring in the longitudinal direction and the amount of displacement of the protruding portion at that position.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation of the actuator according to the second embodiment;
  • Fig. 5 (a) the actuator is shown in Fig. 5 (b).
  • (B) is an enlarged view of part E of (a)
  • (c) is the actuator moved in the direction of arrow B shown in Fig. 5 (b).
  • FIG. 9 (d) is an enlarged view of a portion F of FIG. 9 (c)
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the displacement of the movable member of the actuator and the photo sensor output value according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the displacement of the movable member of the actuator and the photo sensor output value according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a view showing another example of the configuration of the leaf spring of the actuator according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a schematic configuration of the actuator according to the third embodiment
  • FIG. 12 (a) is a perspective view
  • FIG. 12 (b) is a plan view
  • FIG. 12 is an operation explanatory view of the actuator according to the third embodiment.
  • a) shows the actuator moved in the direction of arrow A shown in Fig. 11 (b)
  • Fig. (b) shows an enlarged view of the G section of Fig. 11 (a)
  • Fig. FIG. 11 (d) is an enlarged view of the H portion of FIG. 11 (c), with the cut-out moving in the direction of arrow B shown in FIG. 11 (b).
  • FIG. 13 shows the third embodiment.
  • FIG. 13 shows the third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing a relationship between the amount of displacement of the movable member of the actuator and the output value of the photosensor according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the actuator when the movable member is movable in the vertical and horizontal directions.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of the object detection device. Embodiment of the Invention
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of an actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 1 (a) is a perspective view
  • FIG. 1 (b) is a plan view.
  • the actuator 1 includes a fixed member 2, a movable member 3, two leaf springs 4, a position detecting unit 5, and a driving unit 6.
  • the fixing member 2 is a U-shaped member as shown in FIG. 2B, one end of which holds one end of the leaf spring 4 and the other end of which is a driving means to be described later.
  • a yoke 7 and two magnets 8 constituting 6 are attached.
  • the movable member 3 is a plate-shaped member, one end of which is supported by one end of a leaf spring 4, and a coil constituting the driving means 6 at a position facing the magnet 8 attached to the fixed member 2. 9 is installed. That is, both ends of the two leaf springs 4 are supported by the fixed member 2 and the movable member 3.
  • Reference numeral 10 denotes a lens for projecting and receiving light of an object detection device using the actuator described later.
  • the two leaf springs 4 are arranged in parallel between the fixed member 2 and the movable member 3, and both ends thereof are supported by the fixed member 2 and the movable member 3 as described above. That is, the leaf spring 4 supports the movable member 3 in parallel with the fixed member 2.
  • the position detecting means 5 is provided on the fixing member 2 so as to face one of the leaf springs 4, irradiates the leaf spring 4 with light, and receives the reflected light from the leaf spring 4 by this light. This is a photo sensor that detects the amount of displacement of panel 4.
  • the position detecting means 5 is attached to the fixed member 2 so as to face a predetermined position of the flat portion 4a of the leaf spring 4. The predetermined position of the flat portion 4a of the leaf spring 4 will be described later.
  • the driving means 6 forms a voice coil motor with a magnetic circuit including a yoke 7 attached to the fixed member 2 and two magnets 8 and a coil 9 attached to the movable member 3, and a current is applied to the coil 9.
  • the movable member 3 is movable in either direction of the arrow A or the arrow B shown in FIG.
  • the coil 9 is electrically connected to the two leaf springs 4, that is, the coil 9 Are connected to the leaf spring 4, and the driving current of the driving means 6 is supplied from the leaf spring 4. Thereby, it is possible to prevent the conductive wire of the coil 9 from coming into contact with the movable member 3 or the leaf spring 4 and being disconnected.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 (a) shows a state where the actuator has moved in the direction of arrow A shown in FIG. 1 (b), and FIG. 2 (b) shows the same.
  • Fig. (A) is an enlarged view of a part C
  • (c) is a state in which the actuator moves in the direction of arrow B shown in Fig. 1 (b)
  • (d) is D in Fig. (C). It is a partial enlarged view.
  • the coil 9 of the driving means 6 to which the driving current is supplied from the calculating means to be described later via the two leaf springs 4 has a driving force in either direction of the arrow A or B in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the displacement of the movable member of the actuator according to the first embodiment and the output value of the photosensor.
  • a photosensor having a movable amount of the movable member 3 of ⁇ 6 mm and a detection range (sensor sensitivity) of ⁇ 1.5 mm is used as the position detecting means 5.
  • the position detecting means 5 is displaced at the predetermined position of the leaf spring 4 in accordance with the range in which the movable member 3 can be displaced, that is, in accordance with the displacement of the movable member of soil 6 mm. It can be confirmed that the output value (mV) that detects the leaf spring displacement amount has secured linearity. That is, it is possible to cope with the displacement of the movable member 3 having a large movable amount within the resolution of the position detecting means 5 having a narrow detection range.
  • the predetermined position of the flat portion 4a of the leaf spring 4 is a position at which the detection result of the photo sensor, which is the position detecting means 5 for detecting the displacement amount of the leaf spring of the leaf spring 4, can ensure linearity, that is, the position detecting means 5 It means a position within the range of the resolution of the movable member 3 that can correspond to the amount of displacement of the movable member 3. This will be specifically described below.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the position of the leaf spring in the longitudinal direction and the amount of displacement of the leaf spring at that position.
  • the movable amount of the movable member 3 is ⁇ 6.0 mm
  • the length of the leaf spring 4 in the longitudinal direction is 3 O mm.
  • the predetermined position is set at about 20 mm from the movable member 3 side of the leaf spring 4 so that the predetermined position is obtained.
  • the detection result of the position detecting means 5 can ensure the highest level of reliability.
  • the predetermined position of the flat part 4a of the leaf spring 4 is determined by the displacement of the movable member 3 of the movable member 3 based on the distance between the leaf spring 4 and the position detecting means 5 detected by the position detecting means 5 by the calculating means 11 described later.
  • the position can calculate the amount, that is, it is only necessary to secure a certain degree of linearity, and it is not limited to the vicinity of 2 O mm from the movable member 3 side of the leaf spring 4.
  • a range from 16 mm to 24 mm from the movable member 3 side of the leaf spring 4 may be set as the predetermined position.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of an actuator calculating means according to the first embodiment.
  • FIG. 5 (a) shows a configuration example of a control block of the actuator
  • FIG. 5 (b) shows a configuration example of a database.
  • the calculating means 11 calculates that the light emitted from the light emitting element 5a of the position detecting means 5 is reflected by a leaf spring 4 facing the position detecting means 5, and from this leaf spring 4 Is received by the light receiving element 5b of the position detecting means 5.
  • the light receiving element 5b outputs a current having a voltage value according to the intensity of the reflected light as a photo sensor output value (see FIG. 3).
  • the surface of the flat portion 4a of the leaf spring 4 at the predetermined position to be detected by the position detecting means 5 is not damaged by the curvature of the leaf spring 4 and the light is reflected from the position detecting means 5 for a long period of time.
  • Printing, sealing, plating, or embossing may be performed so that the rate does not change.
  • the reflectance of the flat portion 4a of the leaf spring 4 at the predetermined position does not change for a long time
  • the light receiving element 5b of the position detecting means 5 can stably receive light for a long time
  • the positioning of the movable member 3 can be performed. Accuracy can be ensured for a long time.
  • the output value of the photo sensor is amplified by the amplifier 11a, converted to a digital output value by the A / D converter 11b, and the displacement amount of the leaf spring 4 converted to the digital output value is calculated by the comparator 1 1 Entered in c.
  • the comparator 11c compares the digital output value input from the AZD converter 11b with the digital output value of the table shown in FIG. Then, the actual displacement of the movable member 3 is calculated.
  • the table of the movable member displacement amount (soil 6 mm) of the movable member 3 corresponding to the digital output value stored in the database 11 d is obtained by previously moving the movable member 3 of the actuator shown in FIG.
  • the CPU 11 e outputs the amount of displacement of the movable member as a drive signal to the drive circuit 11 f to move the movable member 3, and the drive circuit 11 ⁇ supplies a drive current to the drive means 6. That is, a drive current is supplied to the coil 9 of the drive means 6 to move the movable member 3 in either direction of arrow ⁇ or ⁇ ⁇ shown in FIG. Where CPU 1 1 If the amount of displacement of the movable member 3 that is moved by the drive signal from e is different from the calculated amount of displacement of the movable member 3 calculated above, the CPU 11 e calculates Based on the displacement of the movable member 3, a drive signal for further correcting the displacement of the movable member 3 is output, and the displacement of the movable member 3 is corrected.
  • the position detecting means 5 detects the amount of leaf spring displacement of the leaf spring 4 which is displaced with the movement of the movable member 3, preferably the predetermined position of the flat portion 4a of the leaf spring 4. A position where the detection result of the detection means 5 can ensure linearity is set as a detection target.
  • the above-mentioned predetermined position of the flat portion 4a of the leaf spring 4 is curved with the movement of the movable member 3, and the leaf spring displacements h1 and h2 displaced by the curvature are the displacement HI of the movable member 3 of the movable member 3.
  • the displacement can be made in a smaller range, so that an inexpensive position detecting means 5 (for example, an inexpensive photosensor) having a narrow detection range can be used. Therefore, even if the movable amount of the movable member 3 is large, the distance between the predetermined position of the flat portion 4a of the leaf spring 4 and the position detecting means 5 is detected by the position detecting means 5, and the movable member 3 is determined from this distance. Therefore, the displacement of the movable member 3 can be calculated, and the positioning accuracy of the movable member 3 can be ensured. Further, based on the actual amount of displacement of the movable member 3 calculated by the calculating means 11, the CPU 11 e further corrects the amount of displacement of the movable member 3. Therefore, the displacement of the movable member 3 due to the fluctuation of the movable member 3 and the temperature characteristics of the leaf spring 4 and the like can be corrected.
  • an inexpensive position detecting means 5 for example, an inexpensive photosensor
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration example of an actuator according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view
  • FIG. 6 (b) is a plan view.
  • the difference between the actuator 1 'shown in FIG. 1 and the actuator 1 shown in FIG. 1 is that a hollow portion 4b, a protruding portion 4d, and a reflector 12 are provided in a leaf spring 41 facing the position detecting means 5. Is a point.
  • the basic configuration of the actuator 11 according to the second embodiment is substantially the same as that of the actuator 1 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted. As shown in FIG.
  • a hollow portion 4b is provided in a leaf spring 4 whose both ends are supported by a fixed member 2 and a movable member 3.
  • the hollow portion 4b is provided with one end 4c of the hollow portion 4b, that is, a protruding portion 4d that protrudes from the fixed member 2 side of the leaf spring 4 'toward the movable member 3 side.
  • a reflector 12 is provided at the tip of the protrusion 4 d so as to face the position detecting means 5.
  • the reflector 12 is made of, for example, a resin material in which the reflectance of light on the surface does not change due to aging, such as a leaf spring, and has less uneven reflection due to aging.
  • the protruding portion 4d may be printed, sealed, plated, or processed (embossed).
  • the reflectivity of the surface of the protruding portion 4d does not change for a long time
  • the position detecting means 5 can stably receive light for a long time
  • the detection result of the position detecting means 5 shows linearity for a long time.
  • the reflector 12 as a resin material, it can be formed integrally with the other parts of the actuator 1 ′ (the fixed member 2, the movable member 3, etc.).
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the position of the leaf spring in the longitudinal direction and the amount of displacement of the protrusion at that position.
  • the movable amount of the movable member 3 is ⁇ 6.0 mm
  • the length in the longitudinal direction of the leaf spring 4 is 3 O mm
  • the end 4 c of the hollow portion 4 b is 26 mm from the movable member 3 side.
  • the length of the protrusion 4 d is 19 mm.
  • the reflector 12 provided on the protruding portion 4 d is an end of the hollow portion 4 b displaced as the movable member 3 moves.
  • the hollow portion 4b With reference to 4c as a fulcrum, the hollow portion 4b relatively displaces without being curved in conjunction with the displacement of the end portion 4c of the hollow portion 4b.
  • the detection range (sensor sensitivity) of the photo sensor that is the position detection means 5 is ⁇ 1.
  • the reflector 12 is provided in the vicinity of 13 mm from the end 4c, that is, in the vicinity of 13 mm from the movable member 3 side.
  • the amount of displacement of the protrusion 4 d changes depending on the position of the end 4 c with respect to the plate spring 4 and the length of the protrusion 4 d. Therefore, by changing the position of the end 4c and the length of the protrusion 4d, the detection result of the position
  • the reflector 12 can be provided at an arbitrary position of the protruding portion 4d where the linearity can be most ensured, and the degree of freedom in design can be improved.
  • the two leaf springs 4 have the same shape. This is to stabilize the movement of the movable member 3 when the movable member 3 is supported in parallel by the leaf spring 4 ′.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the actuator according to the second embodiment.
  • FIG. 8 (a) shows a state where the actuator has moved in the direction of arrow A shown in FIG. 6 (b). ) Is an enlarged view of a portion E in FIG. 6A
  • FIG. 6C is a state in which the actuator moves in the direction of arrow B shown in FIG. 6B
  • FIG. 6D is a diagram in FIG. FIG.
  • a driving current is supplied to the driving means 6 from the calculation means 11 to be described later via the leaf spring 4 'and the driving force is generated in the direction of arrow A as shown in FIG.
  • the movable member 3 moves in the direction of the arrow A to a position where the driving force and the elastic force of the leaf spring 4 ′ are balanced, and stops.
  • the reflector displacement amount of the reflector 12 provided with the protruding portion 4d is shown in FIG. 11B in conjunction with the displacement of the end 4c of the hollow portion 4b as described above.
  • h3 is smaller than the movable member displacement H1 of the movable member 3.
  • FIG. H4 is smaller than the displacement H2.
  • the position detecting means 5 determines the position of the reflector provided on the protrusion 4 d of the leaf spring 4 based on the displacement h 3 and h 4 of the movable member 3 that is smaller than the displacement H 1 and H 2 of the movable member. The distance between 1 and 2 and the position detecting means 5 will be detected.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the displacement of the movable member of the actuator according to the second embodiment and the output value of the photosensor.
  • the position detection means 5 a case where a photo sensor having a movable amount of the movable member 3 of ⁇ 6 nun and a detection range (sensor sensitivity) of ⁇ 1.5 mm is used as the position detection means 5 is shown.
  • the movable member 3 has a displacement of ⁇ 6 mm for the movable member. Accordingly, it can be confirmed that the output value (mV) obtained by detecting the amount of displacement of the reflector 12 by which the position detector 5 is displaced ensures linearity. That is, the displacement of the movable member 3 of the movable member 3 having a large movable amount can be handled within the range of the resolution of the position detecting means 5 having a narrow detection range.
  • the calculating means of the actuator 1 ' has the same configuration as the calculating means 11 of the actuator 1 according to the first embodiment shown in FIG. 5, and first, the light emitting element of the position detecting means 5
  • the light projected from 5a is reflected by the reflector 12 facing the position detecting means 5, and the reflected light from the reflector 12 is received by the light receiving element 5b.
  • the light receiving element 5b outputs a current having a voltage value corresponding to the intensity of the reflected light as a photosensor output value (see FIG. 9), and the photosensor output value is converted to an amplifier 11a, an AZD converter 1
  • the signal is input to the comparator 11c via 1b.
  • the comparison / determination unit 11c compares the input digital output value with the digital output value of the table of the database 11d shown in FIG. 5 (b), and determines the actual displacement of the movable member 3 by the CPU. Output to 1 1 e.
  • the CPU 11 e outputs the amount of displacement of the movable member as a drive signal to the drive circuit 11 f to move the movable member 3, and the drive circuit 11 f supplies a drive current to the drive means 6, and Move 3 in the direction of either arrow A or B shown in FIG.
  • the CPU 11 e is further calculated.
  • a drive signal for correcting the displacement of the movable member 3 is output based on the actual displacement of the movable member 3, and the displacement of the movable member 3 is corrected.
  • the detection object of the position detecting means 5 is not the leaf spring 4 but the reflector 12 provided on the protruding portion 4d, the reflection coefficient of light on the surface due to aging deterioration like the leaf spring 4 Does not change, and the position detecting means 5 can stably receive light for a long period of time.
  • the positioning accuracy of the movable member 3 can be further secured for a long period of time by using the inexpensive position detecting means 5 having a narrow detection range as in the first embodiment.
  • the protrusion 4 d provided with the reflector 12 is linked to the displacement of the end 4 c of the hollow portion 4 b. And relatively displaces without bending.
  • FIG. 10 shows another example of the configuration of the leaf spring of the actuator according to the second embodiment.
  • the shape of the hollow portion 4b of the leaf spring 4 is wide at the center, and both ends of the hollow portion 4b 'from the center, that is, the ends 4c of the fixing member 2 side. And it is provided in a narrow shape toward the end 4 e on the movable member side. That is, the shape of the hollow portion 4b 'is provided in a substantially rhombic shape. As a result, local stress applied to the leaf spring 4 can be dispersed, local fatigue can be prevented, and the life of the spring 4 ′ can be extended. Further, since the central portion of the hollow portion 4b 'is wide, the reflector 12 can be provided at any position of the hollow portion 4b.
  • the reflector 12 is provided at the center of the hollow portion 4 b ′′, so that the width of the leaf spring 4 ′ is changed.
  • the leaf spring 4 ′ for moving the movable member 3 in the left-right direction (up-down direction) moves in the up-down direction (right-left direction). Can be sufficiently received.
  • the reflector 12 is provided at the tip of the protrusion 4d of the leaf spring 4, but the present invention is not limited to this. Alternatively, it may be provided on one end 4c side of the hollow portion 4b, that is, on the fixing member 2 side of the leaf spring 4 '. In this case, when the reflector 12 is integrally formed with the other parts of the actuator 1 ′ (the fixed member 2, the movable member 3, etc.), the protrusion is formed by the tip of the protrusion 4 d and the end 4 c. Can be pinched. Therefore, the reflector 12 is securely fixed to the protrusion 4d. be able to.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an actuator according to the third embodiment.
  • FIG. 11 (a) is a perspective view
  • FIG. 11 (b) is a plan view.
  • the difference between the actuator 1 and the actuator 1 shown in FIG. 1 is that the position detecting means 5 is first attached to the fixed member 2 facing the movable member 3. Further, a point that a displacement member 13 which is movable together with the movable member 3 and is displaced in a direction orthogonal to a direction in which the movable member 3 moves is provided on the movable member 3 facing the position detecting means 5.
  • the basic configuration of the actuator 1 "according to the third embodiment is substantially the same as that of the actuator 1 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the position detecting means 5 is provided at the end of the fixed member 2 to which the driving means 6 is attached.
  • the movable member 3 is provided with a displacement member 13 at a position facing the position detecting means 5 (in the same figure, the upper surface of the movable member).
  • the displacement member 13 has a triangular prism shape, and has an inclined surface 1 having an inclination angle at which a distance from the position detecting means 5 is displaced in a direction orthogonal to the movable direction of the movable member 3 as the movable member 3 moves. 3a is provided.
  • the displacement member 13 is made of a resin material in which, in particular, the inclined surface 13a does not change its surface light reflectance due to aged deterioration like a leaf spring.
  • the position detecting means 5 is located within the detection range of the position detecting means 5 with respect to the displacement member 13 (the sensor sensitivity range in the case of the photo sensor), and the inclined surface 13 a of the displacement member 13 and the position detecting means 5. It is provided at a position where the distance to the can be detected.
  • the inclination angle of the inclined surface 13a with respect to the movable direction of the movable member 3 is an acute angle, that is, the displacement amount of the displacement member that is displaced in a direction orthogonal to the movable direction as the movable member 3 moves is determined.
  • the inclination angle is set so as to be within the detection range of the detection means 5. Further, by using the resin material for the displacement member 13, the displacement member 13 can be integrally formed with the other parts of the actuator 1 ′ (the fixed member 2, the movable member 3, etc.).
  • FIG. 12 and Fig. 3 It is an explanatory view of the operation of the actuator according to the embodiment.
  • FIG. (A) shows a state in which the actuator moves in the direction of the arrow A shown in FIG. 11 (b)
  • FIG. Fig. 13 (c) is an enlarged view of the G portion
  • Fig. 13 (c) is a state in which the actuator moves in the direction of arrow B shown in Fig. 11 (b)
  • Fig. 14 (d) is an enlarged view of the H portion of Fig. 11 (c). is there.
  • the position detecting means 5 is based on the displacement member displacement amounts h5 and h6 smaller than the movable member displacement amounts H1 and H2 of the movable member 3, and based on the displacement member 13 and the position detection means 5, Will be detected.
  • FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the displacement of the movable member of the actuator according to the third embodiment and the output value of the photosensor.
  • a photo sensor having a movable amount of the movable member 3 of ⁇ 6 mm and a detection range (sensor sensitivity) of ⁇ 1.5 mm is used as the position detection means 5 is shown.
  • the output value (mV) obtained by detecting the displacement of the displacement member 13 by the position detecting means 5 corresponding to the displacement of the movable member of soil 6 mm of the movable member 3 is linearity. Can be confirmed that.
  • the calculating means of the actuator 1 according to the third embodiment has the same configuration as the calculating means 11 of the actuator 1 according to the first embodiment shown in FIG. 5, and first, the light emitting element of the position detecting means 5 The light projected from 5a is reflected by the displacement member 13 facing the position detecting means 5, and the reflected light from the displacement member 13 is received by the light receiving element 5b.
  • the light receiving element 5b outputs a current having a voltage value corresponding to the intensity of the reflected light as a photosensor output value (see FIG. 13).
  • the output value of the photosensor is based on the amplifier 11a, A / D
  • the signal is input to the comparator 11c through the converter 11b.
  • the comparator 11 c compares the input digital output value with the digital output value of the table of the database 11 d shown in FIG. 5 (b), and calculates the actual displacement of the movable member 3 by the CPU 1.
  • 1 Output to e The CPU 11 e outputs the displacement of the movable member as a drive signal to the drive circuit 11 f to move the movable member 3, and the drive circuit 11 f supplies a drive current to the drive means 6 to The member 3 is moved in either direction of the arrow A or B shown in FIG.
  • the CPU 11 e is further calculated.
  • a drive signal for correcting the displacement of the movable member 3 is output based on the actual displacement of the movable member 3, and the displacement of the movable member 3 is corrected.
  • the position detecting means 5 detects the displacement member 13 provided on the movable member 3 and the displacement member displacement amounts h5 and h6 displaced by the movement of the movable member 3 are determined. Since the movable member 3 is displaced within a range smaller than the displacement amounts HI and H2 of the movable member 3, the detection range is narrow as in the first embodiment! / An inexpensive position detecting means 5 (for example, an inexpensive photo sensor) Therefore, even if the movable amount of the movable member 3 is large, the distance between the displacement portion 13 and the position detecting means 5 is detected by the position detecting means 5, and from this distance the movable member is detected. The displacement amount of the movable member 3 can be calculated, and the positioning accuracy of the movable member 3 can be ensured.
  • the yoke 7 and the magnet 8 of the driving means 6 of the displacement member 13 are provided in the longitudinal direction of the actuator 1 "on the inclined surface 13a of the displacement member 13.
  • the position detecting means 5 is provided on the fixed member 2 at a position facing the upper surface of the displacement member 13.
  • the displacement member 13 may be provided on the lower surface of the movable member 3.
  • the displacement member 13 is not limited to the above triangular prism shape, but has a shape in which the distance from the position detection means 5 is displaced in a direction orthogonal to the movable direction of the movable member 3 as the movable member 3 moves. If so, for example, the new surface may have a semicircular or elliptical arc shape. In particular, it is preferable that the distance between the position detecting means 5 and the displacement member 13 be largely displaced as the movable amount of the movable member 3 increases. Thereby, the linearity of the detection result of the position detecting means 5 can be improved.
  • the reflector 12 and the displacement member 13 and the photo sensor are used as the position detecting means 5.
  • the present invention is not limited to this.
  • a magnetic material that generates magnetism may be used in place of the displacement member 13 and the displacement member 13, and a magnetic sensor may be used as the position detection unit 5.
  • the position detecting means 5 is provided on the fixed member 2, but the present invention is not limited to this. It may be provided on a separately provided actuator fixing member (not shown) for fixing the actuators 1, 1 ′, and 1 ′, or on a control board provided with calculation means. Further, the position detecting means 5 is provided outside one of the two leaf springs 4, but may be provided inside, that is, between the two leaf springs 4. This eliminates the fact that the actuators 1, 1, 1 and 1 "do not protrude in the width direction, and can reduce the size of the actuator.
  • FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of an actuator in a case where the movable member is movable in the vertical and horizontal directions. Same figure As shown in the figure, the actuator 20 is composed of a vertical actuator 21 and a left and right actuator 22.
  • any of the actuators 1, 1 and 1 "according to the above-described first to third embodiments may be used for the vertical actuator 21 and the left and right actuator 22.
  • the movable member of the actuator 22 and the fixed member of the left and right actuator 21 are formed of the same member 23.
  • the actuator 20 can move the holder 23 upward or downward by supplying a drive current from a control means (not shown) to the drive means 24 of the vertical actuator 21. That is, the up / down actuator 21 can move the movable member 25 of the left / right actuator 22 in one of the upper and lower directions (the direction of arrow S in the figure). On the other hand, by supplying a drive current from a control means (not shown) to the drive means 26 of the left and right actuators 22, the movable member 25 can be moved in either the left or right direction (the direction of arrow T in the figure). Can be.
  • the basic structure of the calculating means of the actuator 20 is substantially the same as that of the calculating means 11 shown in FIG.
  • the output value of the photo sensor output by 28 (the output value of the magnetic sensor when the position detecting means is a magnetic sensor)
  • the holder 23 calculated based on the force and the movable member 25 of the lateral actuator 22
  • a drive signal for correcting the movable member displacement of the holder 23 and the movable member 25 is output based on the member displacement, and the movable member displacement of the movable member 3 is corrected.
  • a wire spring may be used instead of the leaf spring 4. Since this wire spring can be bent in any of up, down, left and right directions, the movable member 25 may be supported on the fixed member of the actuator 20 by a plurality of wire springs, and the actuator 1 of the third embodiment may be used. It is not necessary to prepare two, and the length of the actuator 20 in the longitudinal direction can be shortened.
  • FIG. 15 is a schematic block diagram of the object detection device.
  • the object detection device 30 is attached to a predetermined position of a moving body (not shown), for example, at the front, side, or rear of the moving body.
  • the object detecting device 30 includes at least one of the actuators 1, 1 ', and 1 ", a light projecting element 31 serving as a light projecting means, and a light receiving element 32 serving as a light receiving means.
  • reference numeral 33 denotes an oscillation circuit for oscillating the light emitting element 31
  • reference numeral 34 denotes a detection circuit for processing a current value of the intensity of the reflected light from the light receiving element 32.
  • the object detection device 3 ⁇ outputs an oscillation signal from the CPU 11e to the oscillation circuit 33 in order to obtain information outside the moving object, and the oscillation circuit 33 outputs the light emission signal to the light emitting element 31. Then, the light projecting element 31 irradiates the laser beam to the outside of the moving body via the light emitting / receiving lens 10 which is an optical element of the movable member 3. At this time, the object detection device 30 sends a signal to the drive circuit 11 f based on a search pattern stored in a storage unit (not shown) in order to search a wide area outside the moving object. Output drive signal.
  • the drive circuit 11 f supplies a drive current to the drive means 6 to move the movable member 3, that is, to move the light emitting / receiving lens 10.
  • the object detection device 30 changes the irradiation direction of the laser light applied to the light emitting element 31 by moving the light emitting / receiving lens 10 based on the search pattern stored in the storage unit. I do.
  • the irradiation direction of the laser light may be changed based on, for example, the search pattern.
  • the laser light is reflected by the object, and the reflected light is received by the light receiving element 32 via the projection / reception lens 10.
  • the light receiving element 32 outputs a current value of the intensity of the received reflected light to the detection circuit 34.
  • the detection circuit 34 processes this current value and outputs the processed current value to CPU 11e.
  • CPU11e is output to the outside by an alarm device or a display device (not shown) indicating that an object exists outside the moving object.
  • the CPU 11 e outputs a drive signal to the drive circuit 11 f to detect the object and detect the distance to the object, and outputs the drive signal to the drive circuit 11 f to transmit and receive the lens 10 0 of the movable member 3. Move.
  • the moving object receives various disturbances. For example, This is the vibration generated by moving the moving object or the tilt caused by the moving object receiving wind.
  • the projection / reception lens 10 may not move as expected by the CPU 11e. Since the CPU 11 e periodically obtains the displacement of the movable member 3 from the position detecting means 5, the drive circuit always moves the projection / reception lens 10 as expected. 1 Correct the drive signal output to 1 f.
  • the object detection device 30 uses laser light, but the present invention is not limited to this, and may use radio waves.
  • an antenna for transmitting and receiving radio waves (millimeter waves) instead of the lens 10 is provided on one of the movable members 3 of the actuators 1, 1 ', and 1 "used in the object detection device 30.
  • the light emitting element 31 and the oscillation circuit 33 of the light emitting means shown in the figure are changed to a transmitting circuit as transmitting means, and the light receiving element 32 and the detecting circuit 34 of the light receiving means are changed to a receiving circuit as receiving means.
  • the object detection device 30 uses the actuators 1, 1 ', and I "to move the projection / reception lens 10 or the antenna.
  • the object detecting device 30 has the transmitting / receiving lens 10 or the transmitting / receiving antenna provided on the movable member 3, but at least the transmitting lens or the transmitting antenna is provided on the movable member 3.
  • the force to be detected at a predetermined position of the flat portion of the plate spring that is displaced as the movable member moves is used. S, The flat part of this leaf spring curves as the movable member moves.
  • the flat portion of the leaf spring is movable by this bending,
  • the flat portion of the leaf spring is displaced with respect to the position detecting means. Since the leaf spring displacement is displaced in a range smaller than the movable member displacement of the movable member, inexpensive position detecting means having a narrow detection range can be used.
  • the movable member displacement amount of the movable member can be calculated from the distance between the predetermined position of the flat portion and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured.
  • the protruding portion is displaced relatively without bending around the fixed member side of the hollow portion with the displacement of the hollow portion on the fixed member side.
  • the protruding portion has a smaller amount of leaf spring displacement, and the target for detection by the position detecting means is any position of the protruding portion of the leaf spring. Therefore, the degree of freedom in design can be improved.
  • the protruding portion is displaced without being relatively curved, the reflection angle of the light projected from the position detecting means can be stabilized. Thereby, the position detecting means can receive light stably, and the positioning accuracy of the movable member can be further secured.
  • the local stress applied to the leaf spring when the movable member moves can be dispersed, local fatigue can be prevented, and the life of the leaf spring can be extended.
  • the position detecting means since the object to be detected by the position detecting means is not a leaf spring but a reflector, the reflectivity of light on the surface does not change due to aging as in a leaf spring, and the position detecting means can stably receive light for a long time. can do. Thereby, the positioning accuracy of the movable member can be ensured for a long time.
  • an actuator that ensures the positioning accuracy of the movable member has a simple configuration and is low in cost. Can be provided at cost.
  • a displacement member provided on the movable member is detected, and the displacement member is displaced in a direction orthogonal to the movable direction of the movable member as the movable member moves. Since the displacement amount of the displacement member is smaller than the displacement amount of the movable member, it is possible to use inexpensive position detecting means having a narrow detection range. Even when the movable amount of the movable member is large, the movable member displacement amount of the movable member can be calculated from the distance between the displacement member and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured.
  • the triangular prism-shaped displacement member has an inclined surface having an inclined angle with respect to the movable direction of the movable member, and the position detecting means detects the inclined surface.
  • the distance between the inclined surface and the position detecting means increases in a direction orthogonal to the moving direction of the movable member when the movable member is moved to one side by the driving means, and becomes larger when the movable member is displaced to the other side by the driving means. It becomes smaller in the direction orthogonal to the movable direction of the movable member. Since the displacement of the triangular prism-shaped displacement member is smaller than the displacement of the movable member of the movable member, inexpensive position detection means having a narrow detection range can be used.
  • the amount of displacement of the movable member can be calculated from the distance between the displacement member and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured.
  • an actuator that ensures the positioning accuracy of the movable member can be provided with a simple configuration and at low cost.
  • the actuator since the above-described actuator is used as the actuator, an inexpensive position detecting means having a narrow detection range can be used, and the movable member provided with the optical element or the antenna can be moved. Even if the amount is large, the amount of displacement of the movable member can be calculated from the distance between the displacement member and the position detecting means, and the positioning accuracy of the movable member can be ensured. Therefore, it is possible to secure the positioning accuracy of the optical element provided on the movable member for changing the irradiation direction of the laser beam or the antenna for irradiating the radio wave.
  • the actuator according to the present effort and the object detection device using the actuator are mounted on a moving object such as a car or a motorcycle, and are suitable for detecting information outside the moving object.

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Abstract

アクチュエータ（１）が固定部材（２）と可動部材（３）とに両端が支持されている板ばねと、可動部材（３）を可動させる駆動手段（６）と、板ばね（４）を検出対象とする位置検出手段（５）と、位置検出手段（５）が検出した板ばね（４）と位置検出手段（５）との距離から可動部材（３）の可動部材変位量を算出する算出手段とを備え、可動部材（３）の位置決め精度の確保を図る。

Description

明 細 書 ァクチユエータ、 このァクチユエータを用いた物体検出装置
技術分野
本発明は、 ァクチユエータ、 このァクチユエータを用いた物体検出装置に関し 、 更に詳しくは、 板ばねを用いるァクチユエータ、 このァクチユエータを用いた 物体検出装置に関する。
背景技術
従来、 自動車や自動二輪などの移動体に搭載され、 この移動体の外部の情報、 例えば移動体の前後左右の物体 （例えば、 車、 人、 ガードレールなど） の有無、 移動体と物体の距離等を検出する物体検出装置が'ある。 この物体検出装置には、 レーザレーダやミリ波レーダが使用されている。 レーザレーダは、 物体検出装置 に設けられた投光素子からレーザ光を照射し、 このレーザ光は移動体の外部にあ る物体で反射し、 この物体からのレーザ光 （反射光） を物体検出装置に設けられ た受光素子が受光するまでの時間により、物体の有無や物体までの距離等を検出 するものである。 一方、 ミリ波レーダは、 物体検出装置に設けられたアンテナか ら電波 （ミリ波） を送信し、 この電波は移動体の外部にある物体で反射し、 この 反射した電波 （反射波） を上記アンテナあるいは別途設けられた受信用のアンテ ナが受信した際の位相差などにより、物体の有無や物体までの距離等を検出する ものである。
上記物体検出装置では、 移動体の外部の広い範囲を探査する為に、 レーザレー ダではレンズ、 ミリ波レーダではアンテナを可動させて、 レーザ光あるいは電波 の照射方向を変更するァクチユエータが用いられている （例えば、 特開平 1 0— 1 2 3 2 5 2号公報参照）。 このァクチユエータは、 レンズなどの光学素子が取 り付けられた可動部材（特開平 1 0— 1 2 3 2 5 2号公報では、 レンズホルダ 1 5 ) と固定部材 （特開平 1 0— 1 2 3 2 5 2号公報では、 ベース部材 1 3 ) との 間にばね （特開平 1 0— 1 2 3 2 5 2号公報では、 コイルばね 1 4 ) が設けられ ている。.また、 この可動部材は、 駆動手段 （特開平 1 0— 1 2 3 2 5 2号公報で は、 レンズホルダ 1 5に取り付けられた永久磁石 1 8とサイドフレーム 1 6を介 してベース部材 1 3に固定されているコイルユエット 1 7 ) により上下または左 右のいずれかの方向に移動することができる。 そして、 固定部材あるいはこの固 定部材を固定する移動体に設けられた投光素子（特開平 1 0— 1 2 3 2 5 2号公 報では、 レーザ光源 8 ) から照射されるレーザ光を上記駆動手段により可動した 可動部材のレンズに入射させることで、 レーザ光の照射方向を変更することがで きる。
ところで、 近年、 安全意識の向上、 衝突の防止および衝突時の安全性などの二 ーズの高まりに伴って、 物体検出装置の検出範囲を広くするとともに、 移動体の 外部の詳細な情報が必要となってきた。 すなわち、 レンズやアンテナが取り付け られている可動部材の可動量を大きくする必要があり、且つこの可動量の大きい 可動部材の位置決め精度を確保する必要性が出てきた。 そこで、 可動部材の固定 部材に対する位置や可動部材の可動部材変位量を検出するために、 フォトセンサ や磁気センサなどを用い、可動部材の位置や可動部材変位量を検出することが考 えられる。 しかしながら、 一般的な安価なフォトセンサや磁気センサでは、 光や 磁気の強度を検知する範囲が狭いため、可動量が大きい可動部材の位置や可動部 材変位量のすべてについて検出することは不可能であった。 従って、 従来では、 検出範囲の狭い一般的で安価なセンサを用いることができず、検出範囲の広いセ ンサを位置検出手段として用いる必要があり、 物体検出装置が割高 （高コスト） になるといった問題があつた。
したがって、 本発明は、 可動部材の可動量が大きくても、 検出範囲の狭い安価 な位置検出手段により、 可動部材の位置や可動部材変位量の検出を可能とし、 こ れにより可動部材の位置決め精度の確保を図ることができるァクチユエータ、 こ れを用いた物体検出装置を提供することを目的としている。 発明の開示
本発明では、 固定部材と可動部材とに両端が支持されている板ばねと、 可動部 材を可動させる駆動手段と、板ばねの平面部の所定位置を検出対象とする位置検 出手段と、位置検出手段が検出した板ばねと位箧検出手段との距離から可動部材 の変位量を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、可動部材の可動に伴って変位する板ばねの平面部の所定位 置を検出対象とするが、 この板ばねの平面部は可動部材の可動に伴つて湾曲する 。 従って、 この湾曲により板ばねの平面部は可動するので、 この板ばねの平面部 は位置検出手段に対して変位する。 この板ばね変位量は可動部材の可動部材変位 量よりも小さい範囲で変位するため、検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用い ることができ、 可動部材の可動量が大きくても、 この板ばねの平面部の所定位置 と位置検出手段との距離から可動部材の可動部材変位量を算出することができ、 可動部材の位置決め精度の確保を図ることができる。 ここで、 板ばねの平面部の 所定位置とは、可動部材の可動に伴って変位する板ばねの板ばね変位量を検出す る位置検出手段の検出結果がリニアリティーを確保できる位置であることが好 ましい。
つぎの発明では、 上記に記載のァクチユエータにおいて、 位置検出手段は、 板 ばねに設けられた中空部の固定部材側から可動部材側に突出する突出部との距 離を検出することを特徴とする。
この発明によれば、 突出部は、 中空部の固定部材側の変位に伴ってこの中空部 の固定部材側を支点に比較的湾曲せずに変位する。 従って、 可動部材の可動に伴 つて変位する板ばねを検出対象とするのと比較して、突出部は板ばね変位量が少 なく、位置検出手段の検出対象を板ばねの突出部の任意の位置とすることができ 、 設計の自由度の向上を図ることができる。 また、 突出部は比較的湾曲せずに変 位するため、位置検出手段から投光される光の反射角度を安定させることができ る。 これにより、 位置検出手段は、 安定して受光することができ、 可動部材の位 置決め精度をさらに確保することができる。
つぎの発明では、 上記に記載のァクチユエータにおいて、板ばねの中空部の形 状は、 当該中空部の中央部が広く、 当該中央部から固定部材側および可動部材側 に向かって狭い形状であることを特徴とする。
この発明によれば、可動部材が可動した際の板ばねにかかる局部応力を分散化 することができ、 局部的な疲労を防止し、 板ばねの寿命を延ばすことができる。 つぎの発明では、 上記に記載のァクチユエータにおいて、 位置検出手段は、 突 出部に設けられた反射体との距離を検出することを特徴とする。
この発明によれば、位置検出手段が検出する対象を板ばねではなく、 反射体と するので、 板ばねのように経年劣化により表面の光の反射率が変化せず、位置検 出手段が長期間安定した受光をすることができる。 これにより、 可動部材の位置 決め精度を長期間確保することができる。 ここで、 反射体とは、 経年劣化により その表面の光の反射率が変化しないもの、例えば経年劣化による反射むらの少な い樹脂等である。
つぎの発明では、 上記に記載のァクチユエータにおいて、位置検出手段が投受 光素子を有するフォトセンサであることを特徴とする。
つぎの発明では、 上記に記載のァクチユエータにおいて、 位置検出手段は、 突 出部に設けられた磁気を発生する磁性体との距離を検出する磁気センサである ことを特 ί毂とする。
これらの発明によれば、 入手性が高く、 安価で、 且つ小型のフォトセンサある いは磁気センサを位置検出手段として用いるので、可動部材の位置決め精度を確 保するァクチユエータを簡単な構成で、 且つ低コストで提供できる。
つぎの発明では、 固定部材と可動部材とに両端が支持されているばねと、 可動 部材を可動させる駆動手段と、 可動部材に設けられ、 且つ当該可動部材の可動に 伴つて可動部材の可動方向と直交する方向に変位する変位部材を検出対象とす る位置検出手段と、位置検出手段が検出した変位部材と位置検出手段との距離か ら可動部材の可動部材変位量を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。 この発明によれば、 可動部材に設けられた変位部材を検出対象とするが、 この 変位部材は可動部材の可動に伴って可動部材の可動方向と直交する方向に変位 する。 この変位部材の変位部材変位量が可動部材の可動部材変位量よりも小さレ、 範囲で変位するため、 検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用いることができ、 可動部材の可動量が大きくても、 この変位部材と位置検出手段との距離から可動 部材の可動部材変位量を算出することができ、可動部材の位置決め精度の確保を 図ることができる。 ここで、 ばねとは、 板ばね、 巻きばね、 線ばねなどをいう。 つぎの発明では、 上記に記載のァクチユエータにおいて、 変位部材は、 三角柱 形状の反射体であり、且つ位置検出手段は投受光素子を有するフォトセンサであ ることを特^;とする。
この発明によれば、 三角柱形状の変位部材は、 可動部材の可動方向に対して傾 斜角を有する傾斜面を有し、位置検出手段はこの傾斜面を検出対象とする。 この 傾斜面と位置検出手段との距離は、可動部材が駆動手段により一方に可動すると この可動部材の可動方向と直交する方向に大きくなり、可動部材が駆動手段によ り他方に変位するとこの可動部材の可動方向と直交する方向に小さくなる。 この 三角柱形状の変位部材の変位部材変位量は、可動部材の可動部材変位量よりも小 さい範囲で変位するため、検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用いることがで き、 可動部材の可動量が大きくても、 この変位部材と位置検出手段との距離から 可動部材の可動部材変位量を算出することができ、可動部材の位置決め精度の確 保を図ることができる。 また、 入手性が高く、 安価で、 且つ小型のフォトセンサ を位置検出手段として用いるので、可動部材の位置決め精度を確保するァクチュ エータを簡単な構成で、 且つ低コストで提供できる。
つぎの発明では、 レーザ光を投光する投光手段と、 当該レーザ光の照射方向を 少なくとも上下または左右のいずれかに変更するァクチユエータと、 当該レーザ 光が物体から反射された反射光を受光する受光手段とを備え、受光された当該反 射光により移動体の外部の物体の有無、 当該移動体と物体との距離等を検出する 物体検出装置において、ァクチユエータとして上記に記載のァクチユエ一タを用 い、ァクチユエータの可動部材に少なくともレーザ光の照射方向を変更する光学 素子を設けることを特徴とする。
つぎの発明では、 電波を送信する送信手段と、 当該電波の照射方向を少なくと も上下または左右のいずれかに変更するァクチユエータと、 当該電波が物体に反 射する反射波を受信する受信手段とを備え、受信された当該反射波により移動体 の外部の物体の有無、 当該移動体と物体との距離等を検出する物体検出装置にお いて、 ァクチユエータとして上記に記載のァクチユエータを用い、 ァクチユエ一 タの可動部材に少なくとも電波の照射するアンテナを設けることを特徴とする。 これらの発明によれば、ァクチユエータとして上記に記載のァクチユエータを 用いるので、 検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用いることができ、 光学素子 あるいはアンテナが設けられた可動部材の可動量が大きくても、 この変位部材と 位置検出手段との距離から可動部材の可動部材変位量を算出することができ、可 動部材の位置決め精度の確保を図ることができる。 従って、 可動部材に設けられ たレーザ光の照射方向を変更する光学素子あるいは電波を照射するアンテナの 位置決め精度の確保を図ることができる。 これにより、 投光手段から投光された レーザ光あるいは送信手段から送信された電波の照射方向の精度を確保するこ とができ、 移動体の外部の物体の有無、 当該移動体と物体との距離等の検出精度 を確保することができる。 ここで、 光学素子とは、 レンズ、 ミラーなどの光を屈 折させることができるものをいう。 図面の簡単な説明
第 1図は、第一実施形態にかかるァクチユエータの概略構成例を示す図であり 、 同図 （a ) は斜視図、 同図 （b ) は平面図であり、 第 2図は、 第一実施形態に かかるァクチユエータの動作説明図であり、 同図 （a ) はァクチユエ一タが第 1 図 （b ) に示す矢印 A方向に移動した状態、 同図 （b ) は同図 （a ) の C部分拡 大図、 同図 （c ) はァクチユエ一タが第 1図 （b ) に示す矢印 B方向に移動した 状態、 同図 （d ) は同図 （c ) の D部分拡大図であり、 第 3図は、 第一実施形態 にかかるァクチユエータの可動部材変位量とフォトセンサ出力値との関係を示 す図であり、 第 4図は、 板ばねの長手方向の位置とその位置における板ばねの変 位量との関係を示す図であり、 第 5図は、 第一実施形態にかかるァクチユエータ の制御ブロックの構成例を示す図であり、 同図 （a) はァクチユエータの制御ブ ロックの構成例、 同図 （b) はデータベースの構成例を示す図であり、 第 6図は 、 第二実施形態にかかるァクチユエータの概略構成例を示す図であり、 同図 （a ) は斜視図、 同図 （b) は平面図であり、 第 7図は、 板ばねの長手方向の位置と その位置における突出部の変位量との関係を示す図であり、 第 8図は、 第二実施 形態にかかるァクチユエータの動作説明図であり、 同図 （a) はァクチユエータ が第 5図 （b) に示す矢印 A方向に移動した状態、 同図 （b) は同図 （a) の E 部分拡大図、 同図 （c) はァクチユエ一タが第 5図 （b) に示す矢印 B方向に移 動した状態、 同図 （d) は同図 （c) の F部分拡大図であり、 第 9図は、 第二実 施形態にかかるァクチュエータの可動部材変位量とフォトセンサ出力値との関 係を示す図であり、 第 10図は、 第二実施形態にかかるァクチユエータの板ばね の他の構成例を示す図であり、 第 1 1図は、 第三実施形態にかかるァクチユエ一 タの概略構成例を示す図であり、 同図 （a) は斜視図、 同図 （b) は平面図であ り、 第 12図は、 第三実施形態にかかるァクチユエータの動作説明図であり、 同 図 （a) はァクチユエ一タが第 1 1図 （b) に示す矢印 A方向に移動した状態、 同図 （b) は同図 （a) の G部分拡大図、 同図 （c) はァクチユエ一タが第 1 1 図 （b) に示す矢印 B方向に移動した状態、 同図 （d) は同図 （c) の H部分拡 大図であり、 第 13図は、 第三実施形態にかかるァクチユエータの可動部材変位 量とフォトセンサ出力値との関係を示す図であり、 第 14図は、 可動部材を上下 左右方向に可動させる場合のァクチユエータの構成例を示す図であり、第 15図 は、 物体検出装置の概略ブロック図である。 発明の実施の形態
以下、 本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。 なお、 この実施の形態 により本発明が限定されるものではない。 また、 下記実施の形態における構成要 素には、 当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。
〔第一実施形態〕
第 1図は、第一実施形態にかかるァクチユエータの概略構成例を示す図であり 、 同図 （a ) は斜視図、 同図 （b ) は平面図である。 同図 （a ) に示すように、 ァクチユエータ 1は、 固定部材 2と、 可動部材 3と、 2つの板ばね 4と、 位置検 出手段 5と、 駆動手段 6と、 により構成されている。 固定部材 2は、 同図 （b ) に示すように、 コの字状の部材であり、 一方の端部は板ばね 4の一端を保持して おり、他方の端部には後述する駆動手段 6を構成するヨーク 7と 2つの磁石 8が 取り付けられている。 可動部材 3は、 板状の部材であり、 その両端部を板ばね 4 の一端が支持しており、 固定部材 2に取り付けられている磁石 8に対向する位置 にこの駆動手段 6を構成するコイル 9が取り付けられている。 すなわち、 2つの 板ばね 4は、 固定部材 2と可動部材 3とに両端が支持されている。 なお、 1 0は 後述するこのァクチユエータを用いた物体検出装置の投受光用のレンズである。
2つの板ばね 4は、 固定部材 2と可動部材 3との間に平行に配置され、 上述の ようにその両端が固定部材 2と可動部材 3のそれぞれに支持されている。つまり 、 板ばね 4は、 可動部材 3を固定部材 2に対して並行支持している。 位置検出手 段 5は、 一方の板ばね 4に対向するように固定部材 2に設けられ、 この板ばね 4 に光を照射し、 この光により板ばね 4からの反射光を受光して、 板パネ 4の変位 量を検出するフォトセンサである。 位置検出手段 5は、 板ばね 4の平面部 4 aの 所定位置に対向するように固定部材 2に取り付けられている。 なお、 板ばね 4の 平面部 4 aの所定位置については後述する。
駆動手段 6は、固定部材 2に取り付けられたヨーク 7と 2つの磁石 8とからな る磁気回路と、可動部材 3に取り付けられたコイル 9とによりボイスコイルモー タを形成し、 コイル 9に電流を流すことで、 可動部材 3が同図 （b ) に示す、 矢 印 Aまたは矢印 Bのいずれかの方向に可動、つまり可動する駆動力を与えるもの である。 なお、 コイル 9は、 2つの板ばね 4に電気的に接続、 すなわちコイル 9 の図示しない導線の両端のそれぞれが板ばね 4に接続されており、駆動手段 6の 駆動電流は、 板ばね 4から供給される構成となっている。 これにより、 コィノレ 9 の導線が可動する可動部材 3や板ばね 4に接触し、断線することを防止すること ができる。
つぎに、 上記ァクチユエータ 1の動作について説明する。 第 2図は、 第一実施 形態にかかるァクチユエータの動作説明図であり、 同図 （a ) はァクチユエータ が第 1図 （b ) に示す矢印 A方向に移動した状態、 同図 （b ) は同図 （a ) の C 部分拡大図、 同図 （c ) はァクチユエ一タが第 1図 （b ) に示す矢印 B方向に移 動した状態、 同図 （d ) は同図 （c ) の D部分拡大図である。 後述する算出手段 から 2つの板ばね 4を介して、駆動電流が供給された駆動手段 6のコイル 9には 、 第 1図 （b ) の矢印 Aまたは Bのいずれかの方向に駆動力、 すなわちローレン ッ力が発生する。 この駆動力が矢印 A方向に発生する場合は、 第 2図 （a ) に示 すように、 板ばね 4が湾曲し、 可動部材 3は矢印 A方向に可動する。 そして、 こ の可動部材 3は、上記矢印 A方向の駆動力と 2つの板ばね 4の弾性力とが釣り合 う位置まで可動し、 その位置で停止する。 このときの可動部材 3の可動部材変位 量を H Iとすると、 固定部材 2に取り付けられている位置検出手段 5に対向する 板ばね 4の平面部 4 aの所定位置での板ばね変位量は、 同図 （b ) に示すように 、 この可動部材変位量 H 1よりも小さい h 1となる。 一方、 コイル 9に駆動電流 を逆方向に供給することで駆動力が矢印 B方向に発生する場合は、 同図 （c ) に 示すように、 板ばね 4が湾曲し、 可動部材 3は矢印 B方向に可動する。 そして、 可動部材 3は、上記矢印 B方向の駆動力と 2つの板ばね 4の弾^ ¾力とが釣り合う 位置まで可動し、 その位置で停止する。 このとき、 可動部材 3の可動部材変位量 を H 2とすると、位置検出手段 5に対向する板ばね 4の平面部 4 aの所定位置で の板ばね変位量は、 同図 （d ) に示すように、 この可動部材変位量 H 2よりも小 さい h 2となる。 つまり、 位置検出手段 5は、 可動部材 3の可動部材変位量 H 1 、 H 2よりも小さい板ばね変位量 h 1、 h 2に基づき、 板ばね 4の上記所定位置 とこの位置検出手段 5との距離を検出することとなる。 第 3図は、第一実施形態にかかるァクチユエータの可動部材変位量とフォトセ ンサ出力値との関係を示す図である。 ここでは、 可動部材 3の可動量を ± 6 mm 、 検出範囲 （センサ感度） ± 1 . 5 mmのフォトセンサを位置検出手段 5に用い た場合である。 同図に示すように、 可動部材 3が変位することができる範函、 す なわち土 6 mmの可動部材変位量に対応して、位置検出手段 5が板ばね 4の上記 所定位置の変位する板ばね変位量を検出した出力値 （mV) がリニアリティーを 確保していることを確認、できる。 つまり、 検出範囲の狭い位置検出手段 5の分解 能の範囲内で、可動量の大きい可動部材 3の可動部材変位量に対応することがで さる。
板ばね 4の平面部 4 aの所定位置とは、板ばね 4の板ばね変位量を検出する位 置検出手段 5であるフォトセンサの検出結果がリニアリティーを確保できる位 置、 すなわち位置検出手段 5の分解能の範囲内で、 可動部材 3の可動部材変位量 に対応することができる位置をいう。 以下具体的に説明する。 第 4図は、 板ばね の長手方向の位置とその位置における板ばねの変位量との関係を示す図である。 ここで、 可動部材 3の可動量を ± 6 . O mmとし、 板ばね 4の長手方向の長さを 3 O mmとする。 位置検出手段 5であるフォトセンサの検出範囲 （センサ感度） が ± 1 . 5 mmである場合は、 板ばね 4の可動部材 3側から 2 0 mmの付近を所 定位置とすることで、上記第 3図に示すように位置検出手段 5の検出結果がリ二 ァリティーを最も確保できる。 ここで、 板ばね 4の平面部 4 aの所定位置は、 後 述する算出手段 1 1により位置検出手段 5が検出した板ばね 4と位置検出手段 5との距離から可動部材 3の可動部材変位量を算出できる位置であれば良いた め、 すなわちある程度のリニアリティーを確保できれば良いく、 板ばね 4の可動 部材 3側から 2 O mmの付近に限定されるものではなレ、。例えば板ばね 4の可動 部材 3側から 1 6 mmから 2 4 mmの範囲を所定位置としても良い。
つぎに、 ァクチユエータ 1の算出手段について説明する。 第 5図は、 第一実施 形態にかかるァクチユエータの算出手段の構成例を示す図であり、 同図 （a ) は ァクチユエータの制御ブロックの構成例、 同図 （b ) はデータベースの構成例を 示す図である。 同図に示すように、 算出手段 1 1は、位置検出手段 5の投光素子 5 aから投光された光は、位置検出手段 5に対向する板ばね 4に反射し、 この板 ばね 4からの反射光が位置検出手段 5の受光素子 5 bにより受光される。受光素 子 5 bは、反射光の強度に応じた電圧値を有する電流をフォトセンサ出力値とし て出力する (第 3図参照)。 なお、 板ばね 4の平面部 4 aの位置検出手段 5が検 出対象とする所定位置の表面に、 板ばね 4の湾曲により損傷せず、 かつ長期間位 置検出手段 5からの光の反射率が変化しないように、 印刷、 シール、 めっき、 加 ェ （エンボス加工など） を施しても良い。 これにより、 板ばね 4の平面部 4 aの 所定位置における反射率は長期間変化せず、位置検出手段 5の受光素子 5 bが長 期間安定した受光をすることができ、可動部材 3の位置決め精度を長期間確保す ることができる。
フォトセンサ出力値は、 アンプ 1 1 aにより増幅され、 A/D変換器 1 1 bに よりデジタル出力値に変換され、デジタル出力値に変換された板ばね 4の変位量 は、 比較判定器 1 1 cに入力される。 比較判定器 1 1 cは、 AZD変換器 1 1 b より入力されたデジタル出力値とデータベース 1 1 d内に記憶されている同図 ( b ) に示すテーブルのデジタル出力値とを比較することで、 実際の可動部材 3 の可動部材変位量を算出する。 なお、 データベース 1 1 dに記憶されているデジ タル出力値に対応した可動部材 3の可動部材変位量 （土 6 mm) のテーブルは、 第 1図に示すァクチユエータの可動部材 3を予め矢印 Aおよび B方向に可動さ せて、 この可動部材 3の可動部材変位量に対応した板ばね 4の板ばね変位量のフ オトセンサ出力値をデジタル出力値に変換して作成したものである。 また、 第 3 図に示す可動部材 3の可動部材変位量とフォトセンサ出力値との関係から、デー タベース 1 1 dの上記テーブルを作成しても良い。
C P U 1 1 eは、可動部材 3を可動させるために可動部材変位量を駆動回路 1 1 f に駆動信号として出力し、 この駆動回路 1 1 ίは駆動手段 6に駆動電流を供 給する。 すなわち、 駆動手段 6のコイル 9に駆動電流を供給し、 可動部材 3を第 1図に示す矢印 Αまたは Βのいずれかの方向に可動させる。 ここで、 C P U 1 1 eからの駆動信号により可動した可動部材 3の可動部材変位量が上記算出され た実際の可動部材 3の可動部材変位量と比較して異なる場合は、 C P U 1 1 eが この算出された実際の可動部材 3の可動部材変位量に基づいてさらに可動部材 3の可動部材変位量を補正するための駆動信号を出力し、可動部材 3の可動部材 変位量が補正される。
以上により、 このァクチユエータ 1においては、位置検出手段 5が板ばね 4の 平面部 4 aの所定位置、好ましくは可動部材 3の可動に伴って変位する板ばね 4 の板ばね変位量を検出する位置検出手段 5の検出結果がリニアリティーを確保 できる位置を検出対象とする。 板ばね 4の平面部 4 aの上記所定位置は、 可動部 材 3の可動に伴って湾曲し、 この湾曲により変位する板ばね変位量 h 1 , h 2が 可動部材 3の可動部材変位量 H I , H 2よりも小さい範囲で変位するため、 検出 範囲の狭い安価な位置検出手段 5 (例えば、 安価なフォトセンサ） を用いること ができる。 従って、 可動部材 3の可動量が大きくても、 この板ばね 4の平面部 4 aの上記所定位置と位置検出手段 5との距離を位置検出手段 5が検出し、 この距 離から可動部材 3の可動部材変位量を算出することができ、可動部材 3の位置決 め精度の確保を図ることができる。 また、 算出手段 1 1により算出された実際の 可動部材 3の可動部材変位量に基づいて、 C P U 1 1 eがさらに可動部材 3の可 動部材変位量を補正するため、ァクチユエータ 1が外乱を受けることによる可動 部材 3の変動、板ばね 4などの温度特性等による可動部材 3の変位を補正するこ とができる。
〔第二実施形態〕
第 6図は、第二実施形態にかかるァクチユエータの概略構成例を示す図であり 、 同図 ) は斜視図、 同図 （b ) は平面図である。 同図に示すァクチユエータ 1 ' 、 第 1図に示すァクチユエータ 1と異なる点は、位置検出手段 5に対向す る板ばね 4一に中空部 4 bと突出部 4 dと反射体 1 2を設けた点である。 なお、 第二実施形態にかかるァクチユエータ 1一の基本的構成は、第一実施形態にかか るァクチユエータ 1と略同様であるのでその説明は省略する。 同図 （a ) に示すように、 固定部材 2と可動部材 3に両端が支持されている板 ばね 4 には、 中空部 4 bが設けられている。 この中空部 4 bには、 中空部 4 b の一方の端部 4 c、すなわち板ばね 4 'の固定部材 2側から可動部材 3側に向か つて突出する突出部 4 dが設けられている。 この突出部 4 dの先端には、 反射体 1 2が位置検出手段 5に対向するように設けられている。 この反射体 1 2は、 板 ばねのように経年劣化により表面の光の反射率が変化しない、例えば経年劣化に よる反射むらの少ない樹脂材などから構成されている。 なお、 この樹脂材のかわ りに突出部 4 dに印刷、 シール、 めっき、 加工 （エンボス加工） を施しても良い 。 これにより、 突出部 4 dの表面の反射率は長期間変化せず、 位置検出手段 5が 長期間安定して受光をすることができ、位置検出手段 5の検出結果がリニアリテ ィーを長期間確保することができる。 また、反射体 1 2を樹脂材とすることによ り、 ァクチユエータ 1 'の他の部分 （固定部材 2、 可動部材 3など） と一体に成 形することができる。
中空部 4 bの固定部材側の端部 4 cは、板ばね 4 'に対して位置検出手段 5の 検出範囲 （フォトセンサではセンサ感度範囲） 内で、 突出部 4 dに設けられた反 射体 1 2と位置検出手段 5との距離を検出できる位置に設けられている。第 7図 は、板ばねの長手方向の位置とその位置における突出部の変位量との関係を示す 図である。 ここで、 可動部材 3の可動量を ± 6 . O mmとし、 板ばね 4の長手方 向の長さを 3 O mmとし、 中空部 4 bの端部 4 cを可動部材 3側から 2 6 mmの 位置とし、 突出部 4 dの長さを 1 9 mmする。 同図に示すように、 突出部 4 dに 設けられた反射体 1 2は、可動部材 3の可動に伴って変位する中空部 4 bの端部
4 cを支点にこの中空部 4 bの端部 4 cの変位に連動して比較的湾曲せずに変 位する。 位置検出手段 5であるフォトセンサの検出範囲 （センサ感度） が ± 1 .
5 mmである場合は、反射体 1 2を端部 4 cから 1 3 mmの付近、 すなわち可動 部材 3側から 1 3 mmの付近に設けることとなる。 突出部 4 dの変位量は、板ば ね 4に対する端部 4 cの位置や突出部 4 dの長さで変化する。 従って、 この端部 4 cの位置や突出部 4 dの長さを変更することで、位置検出手段 5の検出結果が リニアリティーを最も確保できる突出部 4 dの任意の位置に反射体 1 2を設け ることができ、 設計の自由度の向上を図ることができる。 なお、 2つの板ばね 4 とも、 同様の形状であることが好ましい。 これは、 可動部材 3を板ばね 4 'で 並行支持する場合において、 可動部材 3の可動を安定させるためである。
つぎに、 上記ァクチユエータ 1 の動作について説明する。 第 8図は、 第二実 施形態にかかるァクチユエータの動作説明図であり、 同図 （a ) はァクチユエ一 タが第 6図 （b ) に示す矢印 A方向に移動した状態、 同図 （b ) は同図 （a ) の E部分拡大図、 同図 （c ) はァクチユエ一タが第 6図 （b ) に示す矢印 B方向に 移動した状態、 同図 （d ) は同図 （c ) の F部分拡大図である。 後述する算出手 段 1 1から板ばね 4 'を介して、 駆動手段 6に駆動電流が供給され、 駆動力が同 図 ) に示すように、 矢印 A方向に発生する場合は、 板ばね 4 'が湾曲し、 可 動部材 3は上記駆動力と板ばね 4 'の弾性力とが釣り合う位置まで矢印 A方向 に可動し、 停止する。 このときの突出部 4 dの設けられた反射体 1 2の反射体変 位量は、 上述のように中空部 4 bの端部 4 cの変位に連動して、 同図 （b ) に示 すように、 可動部材 3の可動部材変位 H 1よりも小さい h 3となる。 一方、 駆動 手段 6に駆動電流を逆方向に供給することで、 駆動力が同図 （c ) に示すように 、 矢印 B方向に発生する場合は、 板ばね 4 'が湾曲し、 可動部材 3は上記駆動力 と板ばね 4 一の弾性力とが釣り合う位置まで矢印 B方向に可動し、停止する。 こ のときの突出部 4 dの設けられた反射体変位量は、 中空部 4 bの端部 4 cの変位 に連動して、 同図 （d ) に示すように、 可動部材 3の可動部材変位量 H 2よりも 小さい h 4となる。 つまり、 位置検出手段 5は、 可動部材 3の可動部材変位量 H 1、 H 2よりも小さい反射体変位量 h 3、 h 4に基づき、 板ばね 4の突出部 4 d に設けられた反射体 1 2とこの位置検出手段 5との距離を検出することとなる。 第 9図は、第二実施形態にかかるァクチユエータの可動部材変位量とフォトセ ンサ出力値との関係を示す図である。 ここでは、 可動部材 3の可動量を ± 6 nun 、 検出範囲 （センサ感度） ± 1 . 5 mmのフォトセンサを位置検出手段 5に用い た場合である。 同図に示すように、 可動部材 3の ± 6 mmの可動部材変位量に対 応して、位置検出手段 5が反射体 1 2の変位する反射体変位量を検出した出力値 (mV) がリニアリティーを確保していることを確認できる。 つまり、 検出範囲 の狭い位置検出手段 5の分解能の範囲内で、可動量の大きい可動部材 3の可動部 材変位量に対応することができる。
上記第二実施形態にかかるァクチユエータ 1 'の算出手段は、第 5図に示す第 一実施形態にかかるァクチユエータ 1の算出手段 1 1と同一の構成であり、 まず 、位置検出手段 5の投光素子 5 aから投光された光が位置検出手段 5に対向する 反射体 1 2に反射し、 この反射板 1 2からの反射光が受光素子 5 bに受光される 。 受光素子 5 bは、 反射光の強度に応じた電圧値を有する電流をフォトセンサ出 力値として出力し （第 9図参照）、 このフォトセンサ出力値はアンプ 1 1 a、 A ZD変換器 1 1 bを介して比較判定器 1 1 cに入力される。比較判定器 1 1 cは 、 入力されたデジタル出力値と第 5図 （b ) に示すデータベース 1 1 dのテープ ルのデジタル出力値を比較し、実際の可動部材 3の可動部材変位量を C P U 1 1 eに出力する。 C P U 1 1 eは、 可動部材 3を可動させるために可動部材変位量 を駆動回路 1 1 f に駆動信号として出力し、 この駆動回路 1 1 f は駆動手段 6に 駆動電流を供給し、可動部材 3を第 6図に示す矢印 Aまたは Bのいずれかの方向 に可動させる。 ここで、 C P U 1 1 eからの駆動信号により可動した可動部材 3 の可動部材変位量が上記算出された実際の可動部材変位量と比較して異なる場 合は、 C P U 1 1 eがさらに算出された実際の可動部材変位量に基づいて可動部 材 3の可動部材変位量を補正するための駆動信号を出力し、可動部材 3の可動部 材変位量が補正される。
以上により、位置検出手段 5の検出対象が板ばね 4ではなく、 突出部 4 dに設 けられた反射体 1 2とするので、板ばね 4のように経年劣化により表面の光の反 射率が変化せず、位置検出手段 5が長期間安定して受光をすることができる。 こ れにより、上記第一実施形態と同様に検出範囲の狭い安価な位置検出手段 5を用 いて、 可動部材 3の位置決め精度をさらに長期間確保することができる。 また、 反射体 1 2が設けられている突出部 4 dは、 中空部 4 bの端部 4 cの変位に連動 して比較的湾曲せずに変位する。従って、 可動部材 3の可動に伴って変位する板 ばね 4を検出対象とするのに比較して、突出部 4 dは板ばね変位量が少なくなる 。 つまり、 反射体 1 2を設ける位置は板ばね 4の突出部 4 dの任意の位置とする ことができ、 設計の自由度の向上を図ることができる。 さらに、 突出部 4 dは比 較的湾曲せずに変位するため、位置検出手段 5から投光される光の反射体 1 2に よる反射角度を安定させることができる。 これにより、 位置検出手段は、 安定し て受光することができ、可動部材の位置決め精度をさらに確保することができる 第 1 0図は、第二実施形態にかかるァクチユエータの板ばねの他の構成例を示 す図である。 同図に示すように、 この板ばね 4 一の中空部 4 b の形状は、 その 中央部が広く、 この中央部から中空部 4 b 'の両端部、 すなわち固定部材 2側の 端部 4 cおよび可動部材側の端部 4 eに向かって狭い形状に設けられている。つ まり、 中空部 4 b 'の形状が、 略ひし形形状に設けられている。 これにより、 板 ばね 4一にかかる局部応力を分散化することができ、 局部的な疲労を防止し、 ば ね 4 'の寿命を延ばすことができる。 また、 中空部 4 b 'の中央部が広いため反 射体 1 2を中空部 4 b の任意の位置に設けることができる。 さらに、 後述する 物体検出装置が上下および左右方向にレーザ光あるいは電波の照射方向を変更 する場合は、 反射体 1 2を中空部 4 b "の中央部に設けることで、板ばね 4 'の 幅方向に長い形状とすることができ、 可動部材 3を左右方向 （上下方向） に可動 させるための板ばね 4 'が上下方向 （左右方向） に移動しても位置検出手段 5が 反射体 1 2からの光を充分に受光できる。
なお、 上記第二実施では、 反射体 1 2を板ばね 4の突出部 4 dの先端に設けら れているが、 本発明はこれに限定されるものではなく、 突出部 4 dの先端よりも 中空部 4 bの一方の端部 4 c側、すなわち板ばね 4 'の固定部材 2側に設けても 良い。 この場合は、 反射体 1 2をァクチユエータ 1 'の他の部分 （固定部材 2、 可動部材 3など） と一体に成形する際に、 突出部 4 dの先端と端部 4 cとで突出 部を狭持することができる。 従って、 反射体 1 2を突出部 4 dに確実に固着する ことができる。
〔第三実施形態〕
第 1 1図は、第三実施形態にかかるァクチユエータの概略構成例を示す図であ り、 同図 （a ) は斜視図、 同図 （b ) は平面図である。 同図に示すァクチユエ一 タ 1〃 力 第 1図に示すァクチユエータ 1と異なる点は、 まず位置検出手段 5を 可動部材 3と対向する固定部材 2に取り付ける。 そして、 可動部材 3とともに可 動し、かつ可動部材 3の可動する方向と直交する方向に変位する変位部材 1 3を この位置検出手段 5に対向する可動部材 3に設けた点である。 なお、 第三実施形 態にかかるァクチユエータ 1 " の基本的構成は、第一実施形態にかかるァクチュ エータ 1と略同様であるのでその説明は省略する。
同図 （a ) に示すように、 位置検出手段 5は、 固定部材 2の駆動手段 6が取り 付けられている端部に設けられている。 一方、 可動部材 3には、 この位置検出手 段 5に対向する位置 （同図 （a ) では、 可動部材の上面） に、 変位部材 1 3が設 けられている。 この変位部材 1 3は、 三角柱状であり、 可動部材 3の可動に伴つ てこの可動部材 3の可動方向と直交する方向に位置検出手段 5との距離が変位 する傾斜角を有する傾斜面 1 3 aが設けられている。 この変位部材 1 3は、 特に 傾斜面 1 3 aは、板ばねのように経年劣化により表面の光の反射率が変化しない 、 樹脂材から構成されている。 ここで、 位置検出手段 5は、 変位部材 1 3に対し て位置検出手段 5の検出範囲 （フォトセンサではセンサ感度範囲） 内で、 変位部 材 1 3の傾斜面 1 3 aと位置検出手段 5との距離を検出できる位置に設けられ ている。 また、 傾斜面 1 3 aの可動部材 3の可動方向に対する傾斜角は、 鋭角で あること、すなわち可動部材 3の可動に伴ってその可動方向に直交する方向に変 位する変位部材変位量が位置検出手段 5の検出範囲となるような傾斜角である ことが好ましい。 また、 変位部材 1 3を樹脂材とすることにより、 ァクチユエ一 タ 1 'の他の部分 （固定部材 2、 可動部材 3など） と一体に成形することができ る。
つぎに、 上記ァクチユエータ 1〃 の動作について説明する。 第 1 2図は、 第三 実施形態にかかるァクチユエータの動作説明図であり、 同図 （a ) はァクチユエ 一タが第 1 1図 （b ) に示す矢印 A方向に移動した状態、 同図 （b ) は同図 （a ) の G部分拡大図、 同図 （c ) はァクチユエ一タが第 1 1図 （b ) に示す矢印 B 方向に移動した状態、 同図 （d ) は同図 （c ) の H部分拡大図である。 後述する 算出手段 1 1から板ばね 4を介して、 駆動手段 6に駆動電流が供給され、 駆動力 が同図 （a ) に示すように、 矢印 A方向に発生する場合は、 板ばね 4が湾曲し、 可動部材 3は上記駆動力と板ばね 4の弾性力とが釣り合う位置まで矢印 A方向 に可動し、 停止する。 このときの可動部材 3に設けられた変位部材 1 3の変位部 材変位量は、変位部材 1 3の傾斜面 1 3 aが可動部材 3の矢印 A方向に対して傾 斜角を有しているため、 同図 （b ) に示すように、 可動部材 3の可動部材変位量 H Iよりも小さい h 5となる。 一方、 駆動手段 6に駆動電流を逆方向に供給する ことで、 駆動力が同図 （c ) に示すように、 矢印 B方向に発生する場合は、 板ば ね 4が湾曲し、可動部材 3は上記駆動力と板ばね 4の弹性カとが釣り合う位置ま で矢印 B方向に可動し、 停止する。 このときの可動部材 3に設けられた変位部材 1 3の変位部材変位量は、変位部材 1 3の傾斜面 1 3 aが可動部材 3の矢印 B方 向に対して傾斜角を有しているため、 同図 （d ) に示すように、 可動部材 3の可 動部材変位量 H 2よりも小さい h 6となる。 つまり、 位置検出手段 5は、 可動部 材 3の可動部材変位量 H 1、 H 2よりも小さい変位部材変位量 h 5、 h 6に基づ き、 変位部材 1 3とこの位置検出手段 5との距離を検出することとなる。
第 1 3図は、第三実施形態にかかるァクチユエータの可動部材変位量とフォト センサ出力値との関係を示す図である。 ここでは、 可動部材 3の可動量を ± 6 m m、 検出範囲 （センサ感度） ± 1 . 5 mmのフォトセンサを位置検出手段 5に用 いた場合である。 同図に示すように、 可動部材 3の土 6 mmの可動部材変位量に 対応して、位置検出手段 5が変位部材 1 3の変位する変位部材変位量を検出した 出力値 （mV) がリニアリティーを確保していることを確認できる。 つまり、 検 出範囲の狭い位置検出手段 5の分解能の範囲内で、可動量の大きい可動部材 3の 可動部材変位量に対応することができる。 上記第三実施形態にかかるァクチユエータ 1〃 の算出手段は、第 5図に示す第 一実施形態にかかるァクチユエータ 1の算出手段 1 1と同一の構成であり、 まず 、位置検出手段 5の投光素子 5 aから投光された光が位置検出手段 5に対向する 変位部材 1 3に反射し、 この変位部材 1 3からの反射光が受光素子 5 bに受光さ れる。 受光素子 5 bは、 反射光の強度に応じた電圧値を有する電流をフォトセン サ出力値として出力し （第 1 3図参照）、 このフォトセンサ出力値は、 アンプ 1 1 a、 A/D変換器 1 1 bを介して比較判定器 1 1 cに入力される。 比較判定器 1 1 cは、 入力されたデジタル出力値と第 5図 （b ) に示すデータベース 1 1 d のテーブルのデジタル出力値を比較し、実際の可動部材 3の可動部材変位量を C P U 1 1 eに出力する。 C P U 1 1 eは、 可動部材 3を可動させるために可動部 材変位量を駆動回路 1 1 f に駆動信号として出力し、 この駆動回路 1 1 f は駆動 手段 6に駆動電流を供給し、可動部材 3を第 1 1図に示す矢印 Aまたは Bのいず れかの方向に可動させる。 ここで、 C P U 1 1 eからの駆動信号により可動した 可動部材 3の可動部材変位量が上記算出された実際の可動部材変位量と比較し て異なる場合は、 C P U 1 1 eがさらに算出された実際の可動部材変位量に基づ いて可動部材 3の可動部材変位量を補正するための駆動信号を出力し、可動部材 3の可動部材変位量が補正される。
以上により、 このァクチユエータ 1 " においては、位置検出手段 5が可動部材 3に設けられた変位部材 1 3を検出対象とし、可動部材 3の可動によって変位す る変位部材変位量 h 5， h 6が可動部材 3の可動部材変位量 H I , H 2よりも小 さい範囲で変位するため、上記第 1実施形態と同様に検出範囲の狭！/、安価な位置 検出手段 5 (例えば、 安価なフォトセンサ） を用いることができる。 従って、 可 動部材 3の可動量が大きくても、 この変位部お- 1 3と位置検出手段 5との距離を 位置検出手段 5が検出し、 この距離から可動部材 3の可動部材変位量を算出する ことができ、 可動部材 3の位置決め精度の確保を図ることができる。
なお、 上記第三実施形態では、 変位部材 1 3の傾斜面 1 3 aを了クチユエータ 1 " の長手方向、すなわち変位部材 1 3の駆動手段 6のヨーク 7や磁石 8が設け られている固定部材 2と対抗する面に設けているが、 これに限定されるものでは なく、 変位部材 1 3の上面に設けても良い。 この場合は、 位置検出手段 5は変位 部材 1 3の上面に対向する位置に固定部材 2に設ける。 また、 変位部材 1 3は、 可動部材 3の下面に設けても良い。 また、 変位部材 1 3は、 上記三角柱状に限定 されるものではなく、可動部材 3の可動に伴って可動部材 3の可動方向と直交す る方向に位置検出手段 5との距離が変位する形状であれば、例えば新面が半円弧 状あるいは楕円弧状の形状であっても良い。 特に、 可動部材 3の可動量が大きく なるにつれて、位置検出手段 5と変位部材 1 3との距離が大きく変位する形状で あることが好ましい。 これにより、位置検出手段 5の検出結果のリニアリティー を改善することができる。
上記第二実施形態および第三実施形態では、反射体 1 2および変位部材 1 3と 、位置検出手段 5としてフォトセンサを用いたが、 本発明はこれに限定されるも のではなく、反射体 1 2および変位部材 1 3のかわりに磁気を発生させる磁性体 を用い、 位置検出手段 5として磁気センサを用いても良い。
また、 上記第一実施形態から第三実施形態にかかるァクチユエータ 1、 1 、 1〃 は、位置検出手段 5が固定部材 2に設けられているが、 本発明はこれに限定 されるものではなく、 ァクチユエータ 1、 1 '、 1〃 を固定する別途設けられた 図示しないァクチユエータ固定部材や、算出手段が設けられている制御基板に設 けても良い。 また、 位置検出手段 5は、 2つの板ばね 4のいずれか一方の外側に 設けているが、 内側、 すなわち 2つの板ばね 4の間に設けても良い。 これにより 、 ァクチユエータの 1、 1 ,、 1 " の幅方向に突出したものがなくなり、 ァクチ ユエータの小型化を図ることができる。
また、 上記第一実施形態から第三実施形態にかかるァクチユエータは、 可動部 材 3を矢印 Aまたは B方向に可動、すなわち可動部材 3を左右方向に可動させる 場合について説明したが、 本発明はこれに限定されるものではなく、 可動部材 3 を上下方向あるいは上下左右方向に可動させても良い。 第 1 4図は、 可動部材を 上下左右方向に可動させる場合のァクチユエータの構成例を示す図である。 同図 に示すように、 このァクチユエータ 2 0は、 上下用ァクチユエータ 2 1と左右用 ァクチユエータ 2 2とにより構成されている。上下用ァクチユエータ 2 1と左右 用ァクチユエ一タ 2 2には、上記記第一実施形態から第三実施形態にかかるァク チユエータ 1、 1 、 1 " のいずれかを用いても良い。 なお、 上下用ァクチユエ ータ 2 2の可動部材と左右用ァクチユエータ 2 1の固定部材は同一部材のホル ダ 2 3で構成されている。
このァクチユエータ 2 0は、上下用ァクチユエータ 2 1の駆動手段 2 4に図示 しない制御手段から駆動電流を供給することで、ホルダ 2 3を上下いずれかの方 向に可動することができる。 つまり上下用ァクチユエータ 2 1は、左右用ァクチ ユエータ 2 2の可動部材 2 5を上下いずれかの方向 （同図では矢印 S方向） に可 動することができる。 一方、左右用ァクチユエータ 2 2の駆動手段 2 6に図示し ない制御手段から駆動電流を供給することで、可動部材 2 5を左右いずれかの方 向 （同図では矢印 T方向） に可動することができる。 このァクチユエータ 2 0の 算出手段の基本的構成は、 第 4図に示す算出手段 1 1と略同様であり、 上下用ァ クチユエータ 2 1の位置検出手段 2 7および左右用ァクチユエータ 2 2の位置 検出手段 2 8が出力したフォトセンサ出力値（位置検出手段が磁気センサの場合 は、 磁気センサ出力値） 力、ら算出されたホルダ 2 3および左右方向用ァクチユエ ータ 2 2の可動部材 2 5の可動部材変位量に基づいて、ホルダ 2 3および可動部 材 2 5の可動部材変位量を補正するための駆動信号を出力し、可動部材 3の可動 部材変位量が補正される。
なお、第三実施形態のァクチユエータ 1〃 を用いて可動部材 3を上下方向ある いは上下左右方向に可動させる場合は、板ばね 4のかわりに線ばねを用いても良 レ、。 この線ばねは、 上下左右いずれの方向にも湾曲することができるため、 可動 部材 2 5を複数本の線ばねでァクチユエータ 2 0の固定部材に支持すれば良く、 第三実施形態のァクチユエータ 1〃 を 2つ用意する必要がなく、ァクチユエータ 2 0の長手方向の長さを短くすることができる。
つぎに上記第一実施形態から第三実施形態にかかるァクチユエータを用いた 物体検出装置について説明する。 第 1 5図は、 物体検出装置の概略ブロック図で ある。 物体検出装置 3 0は、 図示しない移動体の所定の位置、 例えば移動体の前 方、 側方、 後方に取り付けられている。 また、 この物体検出装置 3 0は、 ァクチ ユエータ 1、 1 '、 1 " の少なくともいずれかのァクチユエータと、 投光手段で ある投光素子 3 1と、 受光手段である受光素子 3 2とにより構成されている。 な お、 3 3は投光素子 3 1を発振されるための発振回路、 3 4は受光素子 3 2から の反射光の強度の電流値を処理する検出回路である。
上記物体検出装置 3◦は、移動体の外部の情報を得る為に、 C P U 1 1 eから 発振回路 3 3に発振信号が出力され、 発振回路 3 3は、 投光素子 3 1に投光信号 を出力し、 投光素子 3 1は、 可動部材 3の光学素子である投受光用レンズ 1 0を 介してレーザ光を移動体の外部に照射する。 このとき、 物体検出装置 3 0は、 移 動体の外部の広い範囲を探査するために、 C P U 1 1 eは図示しない記憶部に記 憶されている探査パターンに基づいて、 駆動回路 1 1 f に駆動信号を出力する。 駆動回路 1 1 f は、 駆動手段 6に駆動電流を供給し、 可動部材 3を可動、 すなわ ち投受光用レンズ 1 0を可動させる。 つまり、 物体検出装置 3 0は、 記憶部に記 憶されている探查パターンに基づいて、投受光用レンズ 1 0を可動させることで 投光素子 3 1に照射されたレーザ光の照射方向を変更する。
移動体の外部に物体が存在しない場合は、例えば上記探查パターンに基づいて レーザ光の照射方向を変更しても良い。 移動体の外部に物体が存在した場合は、 レーザ光がこの物体で反射し、 反射した反射光が投受光用レンズ 1 0を介して、 受光素子 3 2に受光される。受光素子 3 2は受光された反射光の強度の電流値を 検出回路 3 4に出力し、 検出回路 3 4はこの電流値を処理し、 C P U 1 1 eに出 力する。 C P U 1 1 eは、移動体の外部に物体が存在することを図示しない警報 装置や表示装置で外部に出力する。
物体検出装置 3 0において、 物体の検知ゃ物体までの距離を検出するために、 C P U 1 1 eは、駆動回路 1 1 f に駆動信号を出力して可動部材 3の投受光用レ ンズ 1 0を可動させる。 このときに、 移動体は様々な外乱を受ける。 例えば、 移 動体が移動することで発生する振動や移動体が風を受けたりすることによる傾 斜である。 このような外乱が入力されると、 投受光用レンズ 1 0は C P U 1 1 e が期待したような可動をしない場合がある。 し力 し、 C P U 1 1 eは可動部材 3 の可動部材変位量を位置検出手段 5から周期的に取得しているので、常に投受光 用レンズ 1 0が期待された可動をするように駆動回路 1 1 f に出力する駆動信 号を修正する。
なお、 上記物体検出装置 3 0は、 レーザ光を用いたものであるが、 本発明はこ れに限定されるものではなく、 電波を用いたものでも良い。 この場合は、 物体検 出装置 3 0に用いられるァクチユエータ 1、 1 '、 1" のいずれかの可動部材 3 にレンズ 1 0のかわりに電波 （ミリ波） を送受信するァンテナを設け、 第 1 5図 に示す投光手段の投光素子 3 1と発振回路 3 3を送信手段である送信回路に、受 光手段の受光素子 3 2と検出回路 3 4を受信手段である受信回路に変更する。 以上により、物体検出装置 3 0は、投受光用レンズ 1 0あるいはアンテナを可 動させるために、 ァクチユエータ 1、 1 '、 I" を用いるので投光手段である投 光素子 3 1から投光されたレーザ光あるいは送信手段から送信された電波の照 射方向の精度を確保することができ、移動体の外部の物体の検知、 当該移動体と 物体との距離等の検出精度を確保することができる。
なお、 レーザ光あるいは電波の照射方向を上下左右のいずれかに変更する場合 は、 第 1 4図に示すように、 ァクチユエータ 2 0の左右用ァクチユエータ 2 2の 可動部材 2 5にレンズあるいはアンテナを設ける構成としても良い。 また、 物体 検出装置 3 0は、可動部材 3に投受光用レンズ 1 0あるいは送受信用のアンテナ を設けたが、少なくとも投光用レンズあるいは送信用アンテナが可動部材 3に設 けられており、 レーザ光あるいは電波の照射方向を変更できる構成であれば良い 以上説明したように、 本発明によれば、 可動部材の可動に伴って変位する板ば ねの平面部の所定位置を検出対象とする力 S、 この板ばねの平面部は可動部材の可 動に伴って湾曲する。 従って、 この湾曲により板ばねの平面部は可動するので、 この板ばねの平面部は位置検出手段に対して変位する。 この板ばね変位量は可動 部材の可動部材変位量よりも小さい範囲で変位するため、検出範囲の狭い安価な 位置検出手段を用いることができ、 可動部材の可動量が大きくても、 この板ばね の平面部の所定位置と位置検出手段との距離から可動部材の可動部材変位量を 算出することができ、 可動部材の位置決め精度の確保を図ることができる。 つぎの発明によれば、 突出部は、 中空部の固定部材側の変位に伴ってこの中空 部の固定部材側を支点に比較的湾曲せずに変位する。 従って、 可動部材の可動に 伴つて変位する板ばねを検出対象とするのと比較して、突出部は板ばね変位量が 少なく、位置検出手段の検出対象を板ばねの突出部の任意の位置とすることがで き、 設計の自由度の向上を図ることができる。 また、 突出部は比較的湾曲せずに 変位するため、位置検出手段から投光される光の反射角度を安定させることがで きる。 これにより、 位置検出手段は、 安定して受光することができ、 可動部材の 位置決め精度をさらに確保することができる。
つぎの発明によれば、可動部材が可動した際の板ばねにかかる局部応力を分散 化することができ、 局部的な疲労を防止し、 板ばねの寿命を延ばすことができる つぎの発明によれば、位置検出手段が検出する対象を板ばねではなく、 反射体 とするので、板ばねのように経年劣化により表面の光の反射率が変化せず、位置 検出手段が長期間安定した受光をすることができる。 これにより、 可動部材の位 置決め精度を長期間確保することができる。
つぎの発明によれば、 入手性が高く、 安価で、 且つ小型のフォトセンサあるい は磁気センサを位置検出手段として用いるので、可動部材の位置決め精度を確保 するァクチユエータを簡単な構成で、 且つ低コストで提供できる。
つぎの発明によれば、 可動部材に設けられた変位部材を検出対象とするが、 こ の変位部材は可動部材の可動に伴って可動部材の可動方向と直交する方向に変 位する。 この変位部材の変位部材変位量は可動部材の可動部材変位量よりも小さ い範囲で変位するため、検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用いることができ 、 可動部材の可動量が大きくても、 この変位部材と位置検出手段との距離から可 動部材の可動部材変位量を算出することができ、可動部材の位置決め精度の確保 を図ることができる。
つぎの発明によれば、 三角柱形状の変位部材は、 可動部材の可動方向に対して 傾斜角を有する傾斜面を有し、位置検出手段はこの傾斜面を検出対象とする。 こ の傾斜面と位置検出手段との距離は、可動部材が駆動手段により一方に可動する とこの可動部材の可動方向と直交する方向に大きくなり、可動部材が駆動手段に より他方に変位するとこの可動部材の可動方向と直交する方向に小さくなる。 こ の三角柱形状の変位部材の変位部材変位量は、可動部材の可動部材変位量よりも 小さい範囲で変位するため、検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用いることが でき、 可動部材の可動量が大きくても、 この変位部材と位置検出手段との距離か ら可動部材の可動部材変位量を算出することができ、可動部材の位置決め精度の 確保を図ることができる。 また、 入手性が高く、 安価で、 且つ小型のフォトセン サを位置検出手段として用いるので、可動部材の位置決め精度を確保するァクチ ユエータを簡単な構成で、 且つ低コストで提供できる。
つぎの発明によれば、ァクチユエータとして上記に記載のァクチユエ一タを用 いるので、 検出範囲の狭い安価な位置検出手段を用いることができ、 光学素子あ るいはアンテナが設けられた可動部材の可動量が大きくても、 この変位部材と位 置検出手段との距離から可動部材の可動部材変位量を算出することができ、可動 部材の位置決め精度の確保を図ることができる。 従って、 可動部材に設けられた レーザ光の照射方向を変更する光学素子あるいは電波を照射するアンテナの位 置決め精度の確保を図ることができる。 これにより、 投光手段から投光されたレ 一ザ光あるいは送信手段から送信された電波の照射方向の精度を確保すること ができ、移動体の外部の物体の有無、 当該移動体と物体との距離等の検出精度を 確保することができる。 産業上の利用可能性 以上のように、 本努明にかかるァクチユエータ、 このァクチユエータを用いた 物体検出装置は、 自動車や自動二輪などの移動体に搭載され、 該移動体の外部の 情報を検出するのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 固定部材と可動部材とに両端が支持されている板ばねと、
前記可動部材を可動させる駆動手段と、
前記板ばねの平面部の所定位置を検出対象とする位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した前記板ばねと前記位置検出手段との距離から可 動部材の可動部材変位量を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とするァクチユエータ。
2 . 前記位置検出手段は、 当該位置検出手段と前記板ばねに設けられた中空部 の前記固定部材側から可動部材側に突出する突出部との距離を検出することを 特徴とする請求の範囲第 1項に記載のァクチユエータ。
3 . 前記板ばねの中空部の形状は、 当該中空部の中央部が広く、 当該中央部か ら前記固定部材側および前記可動部材側に向かつて狭レ、形状であることを特徴 とする請求の範囲第 2項に記載のァクチユエータ。
4 . 前記位置検出手段は、 前記突出部に設けられた反射体との距離を検出する ことを特徴とする請求の範囲第 2項または第 3項に記載のァクチユエータ。
5 . 前記位置検出手段が投受光素子を有するフォトセンサであることを特徴と する請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか一つに記載のァクチユエータ。
6 . 前記位置検出手段は、 前記突出部に設けられた磁気を発生する磁性体との 距離を検出する磁気センサであることを特徴とする請求の範囲第 2項または第 3項に記載のァクチユエータ。
7 . 固定部材と可動部材とに両端が支持されているばねと、 前記可動部材を可動させる駆動手段と、
前記可動部材に設けられ、且つ当亥可動部材の可動に伴つて可動部材の可動方 向と直交する方向に変位する変位部材を検出対象とする位置検出手段と、 前記位置検出手段が検出した前記変位部材と前記位置検出手段との距離から 可動部材の可動部材変位量を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とするァクチユエータ。
8 . 前記変位部材は、 三角柱形状の反射体であり、 且つ前記位置検出手段は投 受光素子を有するフォトセンサであることを特徴とする請求の範囲第 7項に記 載のァクチユエータ。
9 . レーザ光を投光する投光手段と、 当該レーザ光の照射方向を少なくとも上 下または左右のいずれかに変更するァクチユエータと、 当該レーザ光が物体から 反射された反射光を受光する受光手段とを備え、受光された当該反射光により移 動体の外部の物体の有無、 当該移動体と物体との距離等を検出する物体検出装置 において、
前記ァクチユエータとして請求の範囲第 1項〜第 3項、 第 7項、 第 8項のいず れか一つに記載のァクチユエータを用い、
前記ァクチユエータの可動部材に少なくとも前記レーザ光の照射方向を変更 する光学素子を設けることを特徴と.する物体検出装置。
1 0 . 電波を送信する送信手段と、 当該電波の照射方向を少なくとも上下また は左右のいずれかに変更するァクチユエータと、 当該電波が物体に反射する反射 波を受信する受信手段とを備え、受信された当該反射波により移動体の外部の物 体の有無、 当該移動体と物体との距離等を検出する物体検出装置において、 前記ァクチユエータとして請求の範囲第 1項〜第 3項、 第 7項、 第 8項のいず れか一つに記載のァクチユエータを用い、
前記ァクチユエータの可動部材に少なくとも前記電波を照射するアンテナを 設けることを特徴とする物体検出装置。
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