專利名稱：光掃描用執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光掃描用執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的利用激光等的掃描裝置的裝置中，公知有掃描型激光雷達(dá)裝
置、激光掃描儀、激光打印機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)(marker)、物體監(jiān)視裝置等。在這些裝置中，例如，在用于防止車輛碰撞的掃描型激光雷達(dá)裝置使用的掃描裝置中，公知的是板簧式的光掃描用執(zhí)行器，該板簧式的光掃描用執(zhí)行器在基端被固定了的板簧部件前端的可動(dòng)部件上安裝透鏡等光學(xué)部件，通過電磁驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述可動(dòng)部件擺動(dòng)，利用所述光學(xué)部件使從被固定在固定位置上的光源射出的光折射從而進(jìn)行掃描(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
這樣，作為板簧式的光掃描用執(zhí)行器，例如，圖20所示的光掃描用執(zhí)行器1具有主體2，主體2的一端為固定部件，在主體2上安裝有負(fù)荷一彎曲特性相同的一對(duì)板簧3，在一對(duì)板簧3的另一端設(shè)有可動(dòng)部件5，可動(dòng)部件5上立起設(shè)置有掃描透鏡4，通過設(shè)置于主體2前部的驅(qū)動(dòng)部6，使可動(dòng)部件5在與板簧3的板面正交的方向上擺動(dòng)。為了減小對(duì)可動(dòng)部件5的擺動(dòng)的影響，掃描透鏡4使用重量輕的菲涅耳透鏡(Fresnel lens)。驅(qū)動(dòng)部6由線圈、磁鐵及軛6a構(gòu)成磁回路。驅(qū)動(dòng)部6的線圈設(shè)置在可動(dòng)部件5上，磁鐵設(shè)置在主體2側(cè)。掃描光源7固定在主體2或者光掃描用執(zhí)行器l的外部，射出的光在掃描透鏡4折射，并被投射向前方。在此，在圖20所示的光掃描用執(zhí)行器1中，箭頭X表示前后方向，箭頭Y表示左右方向，箭頭Z表示上下方向，在以下說明的各實(shí)施方式中也一樣。
光掃描用執(zhí)行器l，向線圈通電，在設(shè)置于主體2側(cè)的磁鐵與線圈之間產(chǎn)生的洛倫茲力的作用下，使可動(dòng)部件5沿箭頭所示的軛6a的長(zhǎng)度方向擺動(dòng)，并使板簧3向與板面正交的方向彎曲，同時(shí)使從掃描光源7射出的光被掃描透鏡4折射而投向前方。此時(shí)，通過用擺動(dòng)的可動(dòng)部件5使折
4射角變化而掃描光。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 — 177348號(hào)公報(bào)
但是，因?yàn)樯鲜龉鈷呙栌脠?zhí)行器靠一對(duì)板簧來支承可動(dòng)部件并使可動(dòng)部件擺動(dòng)自如，所以確定了伴隨著擺動(dòng)的可動(dòng)部件的可動(dòng)范圍。因此，現(xiàn)有的光掃描用執(zhí)行器存在如下問題無法調(diào)整可動(dòng)部件的可動(dòng)范圍，特別是可動(dòng)部件在沿板簧的長(zhǎng)度方向上的可動(dòng)范圍無法調(diào)整，靈活性不好。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種可以調(diào)整可動(dòng)部件的可動(dòng)范圍，可動(dòng)范圍調(diào)整具有靈活性的光掃描用執(zhí)行器。
為解決上述課題，達(dá)成目的，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器具備設(shè)置有光源的固定部件，可動(dòng)部件以及連接部件，所述可動(dòng)部件搭載有使從所述光源射出的光折射的光學(xué)部件，并在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下向與所述光學(xué)部件的光軸正交的方向擺動(dòng)，所述連接部將所述固定部件和所述可動(dòng)部件之間連接起來，并且支承所述可動(dòng)部件，伴隨所述可動(dòng)部件的擺動(dòng)向與從所述光源射出的光的光軸正交的方向彎曲變形，所述光掃描用執(zhí)行器利用隨所述可動(dòng)部件的擺動(dòng)而產(chǎn)生的所述光學(xué)部件的擺動(dòng)，讓從所述光源射出的光沿?cái)[動(dòng)方向進(jìn)行掃描，其特征在于，所述連接部件具有多對(duì)連接部件，所述多對(duì)連接部件通過一個(gè)或者多個(gè)變形緩和部件而互相連接，所述變形緩和部件用于緩和因所述可動(dòng)部件的擺動(dòng)而產(chǎn)生的所述連接部件的彎曲變形。
另外，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的特征在于，在上述發(fā)明中，所述一個(gè)或者多個(gè)變形緩和部件連接相鄰的一對(duì)連接部件。
另外，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的特征在于，在上述發(fā)明中，所述一個(gè)變形緩和部件或者所述多個(gè)變形緩和部件中的各個(gè)變形緩和部件，分別從兩對(duì)不同的連接部件的各對(duì)中選出的兩個(gè)連接部件進(jìn)行連接。
另外，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的特征在于，在上述發(fā)明中，所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷 一彎曲特性相同。
另外，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的特征在于，在上述發(fā)明中，所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
另外，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的特征在于，在上述發(fā)明中，所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷 一彎曲特性相同。
另外，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的特征在于，在上述發(fā)明中，所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
發(fā)明效果
本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器，因?yàn)檫B接部件具有多對(duì)對(duì)可動(dòng)部件和固定部件之間進(jìn)行連接的連接部件，多對(duì)的連接部件對(duì)通過對(duì)可動(dòng)部件的變形進(jìn)行緩和的變形緩和部件而相互連接，所以利用變形緩和部件緩和可動(dòng)部件的變形，結(jié)果是起到可以靈活地調(diào)節(jié)可動(dòng)部件的可動(dòng)范圍的效果。


圖1是表示實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器的立體圖2是卸下驅(qū)動(dòng)部后的光掃描用執(zhí)行器的立體圖3是模式地表示在可動(dòng)部件向右擺動(dòng)時(shí)，固定部件、可動(dòng)部件、變形緩和部件、固定側(cè)板簧以及可動(dòng)側(cè)板簧的位置關(guān)系的模式圖4是表示光掃描用執(zhí)行器的掃描光源射出的光伴隨著可動(dòng)部件在水平方向上的擺動(dòng)而在直線上沿水平方向掃描的情況的立體圖5是模式地表示在使用負(fù)荷一彎曲特性比固定側(cè)板簧大的可動(dòng)側(cè)板簧的情況下，在可動(dòng)部件向右擺動(dòng)時(shí)，固定部件、可動(dòng)部件、變形緩和部件、固定側(cè)板簧以及可動(dòng)側(cè)板簧的位置關(guān)系的模式圖6是模式地表示在使用負(fù)荷一彎曲特性比固定側(cè)板簧小的可動(dòng)側(cè)板簧的情況下，在可動(dòng)部件向右擺動(dòng)時(shí)，固定部件、可動(dòng)部件、變形緩和部件、固定側(cè)板簧以及可動(dòng)側(cè)板簧的位置關(guān)系的模式圖7是表示實(shí)施方式1的比較例涉及的光掃描用執(zhí)行器的立體圖8是模式地表示在可動(dòng)部件向右擺動(dòng)時(shí)，固定部件、可動(dòng)部件以及板簧的位置關(guān)系的模式圖9是表示在實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器中使用的連接部件的第
6一變形例的立體圖10是表示在實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器中使用的連接部件的第
二變形例的立體圖ll是表示實(shí)施方式2的光掃描用執(zhí)行器的立體圖12是模式地表示在可動(dòng)部件向右擺動(dòng)時(shí)，固定部件、可動(dòng)部件、
變形緩和部件、固定側(cè)板簧及可動(dòng)側(cè)板簧的位置關(guān)系的模式圖13是在相鄰的板簧對(duì)的負(fù)荷一彎曲特性不同的情況下可動(dòng)部件向
右擺動(dòng)時(shí)、對(duì)應(yīng)于圖12的模式圖14是表示實(shí)施方式3的光掃描用執(zhí)行器的立體圖15是表示本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器中多對(duì)板簧的配置的第一變形
例的模式圖16是表示本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器中多對(duì)板簧的配置的第二變形例的模式圖17是表示本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器中多對(duì)板簧的配置的第三變形例的模式圖18是表示本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器中多對(duì)板簧的配置的第四變形例的模式圖19是表示本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器中與板簧和變形緩和部件的配置相關(guān)的第五變形例的模式圖20是表示現(xiàn)有的光掃描用執(zhí)行器的立體圖。圖中-
l一光掃描用執(zhí)行器；
11、31一主體；
12、32一驅(qū)動(dòng)部；
13、33—掃描光源；
14、34一可動(dòng)部件；
15、35一掃描透鏡；
16、36一連接部件；
17、37—固定側(cè)板簧;
18、38一可動(dòng)側(cè)板簧;19、 39—變形緩和部件；20—連接部件。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施方式1)
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器涉及的實(shí)施方式1進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1是表示實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器的立體圖。圖2是卸下驅(qū)動(dòng)部后的光掃描用執(zhí)行器的立體圖。
如圖1所示，光掃描用執(zhí)行器10具備主體11、可動(dòng)部件14、連接部件16以及變形緩和部件19。
如圖l及圖2所示，主體ll是在基部lla上立起設(shè)置支柱llb，在支柱lib的上部經(jīng)臺(tái)階狀的設(shè)置部llc而形成有工作臺(tái)lld，并在設(shè)置部lie設(shè)置了驅(qū)動(dòng)部12的固定部件。驅(qū)動(dòng)部12在上表面設(shè)置掃描光源13，與現(xiàn)有的光掃描用執(zhí)行器1的驅(qū)動(dòng)部6 —樣，由線圈、磁鐵及軛12a構(gòu)成磁回路。驅(qū)動(dòng)部12的線圈設(shè)置在可動(dòng)部件14上，磁鐵設(shè)置在主體11 一側(cè)，在洛倫茲力的作用下使可動(dòng)部件14沿箭頭Y在左右方向上擺動(dòng)。
如圖l及圖2所示，可動(dòng)部件14在與上表面的掃描光源13相對(duì)的位置，沿長(zhǎng)度方向立起配置掃描透鏡15。掃描透鏡15與掃描透鏡4 一樣，使用重量輕的菲涅耳透鏡。
如圖1及圖2所示，連接部件16被配置在與從掃描光源13射出的光正交的上下方向上，并具有一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18。 一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18都被設(shè)定為具有相同的負(fù)荷一彎曲特性。固定側(cè)板簧17的上端與主體11的工作臺(tái)lld的側(cè)面連接，下端與變形緩和部件19的側(cè)面連接?？蓜?dòng)側(cè)板簧18的上端與可動(dòng)部件14的側(cè)面連接，下端與變形緩和部件19的側(cè)面連接。由此， 一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18分別伴隨可動(dòng)部件14的擺動(dòng)而向與從掃描光源13射出的光的光軸正交的方向彎曲變形。
如圖1及圖2所示，變形緩和部件19是將互相并列的固定側(cè)板簧17的下端和可動(dòng)側(cè)板簧18的下端連結(jié)起來，且用于緩和可動(dòng)部件14的變形的框架狀的部件。變形緩和部件19被固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18支承，用于緩和伴隨著可動(dòng)部件14的擺動(dòng)的、鄰接的固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18的彎曲變形。
光掃描用執(zhí)行器10如上所述構(gòu)成，靠驅(qū)動(dòng)部12使可動(dòng)部件14擺動(dòng)。這樣，因?yàn)橐粚?duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18都被設(shè)定為具有相同的負(fù)荷一彎曲特性，所以可動(dòng)部件14向以箭頭Y表示的左右方向水平擺動(dòng)。此時(shí)，在可動(dòng)部件14向以箭頭Y所示的右方擺動(dòng)時(shí)，從可動(dòng)部件14側(cè)看去的主體11的工作臺(tái)lld、可動(dòng)部件14、變形緩和部件19、 一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18的位置關(guān)系在圖3中模式表示。在此，圖中，用虛線表示在可動(dòng)部件14開始擺動(dòng)前的停止時(shí)變形緩和部件19及兩板簧17、 18的位置。
如圖3所示，當(dāng)可動(dòng)部件14向右方擺動(dòng)時(shí)， 一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18分別向與從掃描光源13射出的光的光軸正交的箭頭Y方向的相反方向彎曲變形?！熠?， 一對(duì)固定側(cè)板簧17從左上方向右下方彎曲，而一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18從右上方向左下方彎曲，彎曲方向相反。此時(shí)，固定側(cè)板簧17及可動(dòng)側(cè)板簧18的負(fù)荷一彎曲特性被設(shè)定為相同。因此，固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18分別向相反方向變形的彎曲量相等。
由此，變形緩和部件19相對(duì)于可動(dòng)部件14在箭頭Y方向上的擺動(dòng)距離LY1只沿箭頭Y方向移動(dòng)1/2LY1的距離。因此，兩板簧17、 18只分別向相反方向彎曲變形相當(dāng)于可動(dòng)部件14的擺動(dòng)距離LY1的1 / 2的量即可。因此，與只用一對(duì)板簧連接工作臺(tái)11d和可動(dòng)部件14，且擺動(dòng)與可動(dòng)部件14相同的量的情況時(shí)的板簧的彎曲變形相比， 一對(duì)固定側(cè)板簧17及一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18的彎曲變形被變形緩和部件19緩和。另外，因?yàn)樽冃尉徍筒考?9通過固定側(cè)板簧17與作為固定部的工作臺(tái)lld連接，所以變形緩和部件19因兩板簧17、 18的彎曲變形而沿箭頭Z所示的上方被拉起。對(duì)于向該上方被拉起的距離LZ1，也是只用一對(duì)板簧連接工作臺(tái)lld與可動(dòng)部件14的情況時(shí)的1/2。因此，可動(dòng)部件14不向下方移動(dòng)，而是向箭頭Y所示的左右方向在一條直線上擺動(dòng)。它們的關(guān)系與可動(dòng)部件14向箭頭Y所示的左方向擺動(dòng)時(shí)相同。
這樣，變形緩和部件19對(duì)伴隨可動(dòng)部件14的擺動(dòng)而相鄰的一對(duì)連接部件即一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18的彎曲變形進(jìn)行緩和，由此，可動(dòng)部件14可以向箭頭Y所示的左右方向在一條直線上擺動(dòng)。
結(jié)果，如圖4所示，當(dāng)光掃描用執(zhí)行器10的可動(dòng)部件14向水平箭頭所示的右方向擺動(dòng)時(shí)，從掃描光源13射出的光L被掃描透鏡15折射向水平方向而投向前方。因此，光掃描用執(zhí)行器10使從掃描光源13射出的光L伴隨可動(dòng)部件14的擺動(dòng)而在水平方向上在一條直線上進(jìn)行掃描。此外，圖中的虛線表示在可動(dòng)部件14開始擺動(dòng)前的停止時(shí)可動(dòng)部件14、掃描透鏡15、連接部件16以及變形緩和部件19的位置。
在此，當(dāng)光掃描用執(zhí)行器10使用彈簧常數(shù)比固定側(cè)板簧17小的可動(dòng)側(cè)板簧18A時(shí)，可動(dòng)側(cè)板簧18A容易彎曲，相對(duì)于此，固定側(cè)板簧17難以彎曲。因此，如圖5所示，可動(dòng)部件14向箭頭Y所示的水平方向的擺動(dòng)距離為L(zhǎng)YM1，對(duì)此，變形緩和部件19的擺動(dòng)距離LYC1是可動(dòng)部件14的擺動(dòng)距離LYM1的1 / 2以下。另外，變形緩和部件19雖然沿箭頭Z方向向上方被拉起距離LZ2，但比兩板簧17、 18的負(fù)荷一彎曲特性相同的情況下的距離LZ1小(LZ1〉 LZ2)。
而且，可動(dòng)側(cè)板簧18A在沿長(zhǎng)度方向的箭頭Z方向的長(zhǎng)度比彎曲變形小的固定側(cè)板簧17在箭頭Z方向上的長(zhǎng)度短。由此，可動(dòng)部件14沿箭頭Z方向向下方下降距離LZ3而移動(dòng)。它們的關(guān)系與可動(dòng)部件14向箭頭Y所示的左方向擺動(dòng)時(shí)一樣。
結(jié)果，光掃描用執(zhí)行器10通過變形緩和部件19對(duì)伴隨可動(dòng)部件14的擺動(dòng)的相鄰的一對(duì)連接部件即固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18A的彎曲變形進(jìn)行緩和，可動(dòng)部件14不僅向箭頭Y所示的左右方向移動(dòng)，而且也沿箭頭Z的方向向下移動(dòng)。因此，光掃描用執(zhí)行器10若使固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18A的負(fù)荷一彎曲特性不同，則可以對(duì)應(yīng)于使用的掃描透鏡15的光學(xué)特性使可動(dòng)部件14不僅在左右方向上而且也在上下方向上擺動(dòng)。
另一方面，光掃描用執(zhí)行器10也可以使用彈簧常數(shù)比固定側(cè)板簧17大的可動(dòng)側(cè)板簧18B。在這種情況下，如圖6所示，因?yàn)榭蓜?dòng)側(cè)板簧18B與固定側(cè)板簧17相比不易彎曲，所以可動(dòng)部件14伴隨擺動(dòng)沿箭頭Z方向向上移動(dòng)。
(比較例)
10在此，為了進(jìn)行比較，如圖7所示，對(duì)于通過一對(duì)板簧3將主體2和可動(dòng)部件5之間連接起來的光掃描用執(zhí)行器，對(duì)板簧3的彎曲變形進(jìn)行研究，所述一對(duì)板簧3被配置在與從掃描光源7射出的光正交的上下方向上。在此，圖7所示的光掃描用執(zhí)行器在主體2的上部設(shè)置驅(qū)動(dòng)部6，在驅(qū)動(dòng)部6上設(shè)有掃描光源7。另外，掃描透鏡4立起設(shè)置在可動(dòng)部件5上。
圖7所示的光掃描用執(zhí)行器通過驅(qū)動(dòng)部6使可動(dòng)部件5擺動(dòng)。這樣，伴隨著一對(duì)板簧3的撓曲，可動(dòng)部件5在向箭頭Y所示的左右方向移動(dòng)的同時(shí)也向箭頭Z所示的上下方向移動(dòng)。此時(shí)，圖8模式地表示在可動(dòng)部件5向箭頭Y所示的右方擺動(dòng)時(shí)，從可動(dòng)部件5側(cè)看去的主體2、可動(dòng)部件5及一對(duì)板簧3的位置關(guān)系。在此，圖中用虛線表示可動(dòng)部件5開始擺動(dòng)前的停止時(shí)可動(dòng)部件5及板簧3的位置。
如圖8所示，圖7所示的光掃描用執(zhí)行器通過利用可動(dòng)部件5的擺動(dòng)使一對(duì)板簧3撓曲，從而使可動(dòng)部件5沿箭頭Z向下方下降距離LZ4同時(shí)移動(dòng)。結(jié)果是，圖7所示的光掃描用執(zhí)行器，當(dāng)可動(dòng)部件5擺動(dòng)時(shí)，掃描透鏡4也伴隨可動(dòng)部件5的擺動(dòng)而向下方移動(dòng)，同時(shí)向右方移動(dòng)。所以，圖7所示的光掃描用執(zhí)行器，如圖8所示，從掃描光源7射出的光向右下方一邊掃描圓弧一邊掃描。因此，圖7所示的光掃描用執(zhí)行器不能沿一條直線進(jìn)行水平方向上的掃描。并且，因?yàn)閳D7所示的光掃描用執(zhí)行器伴隨可動(dòng)部件5的擺動(dòng)沿板簧只可向下方變形，所以不能調(diào)節(jié)可動(dòng)部件5的可動(dòng)范圍。
這樣，實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器10可以通過變形緩和部件19緩和伴隨著可動(dòng)部件14的擺動(dòng)的一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18的彎曲變形，并且可以使兩板簧17、 18的負(fù)荷一彎曲特性相同，或者使其不同而任意改變。因此，因?yàn)楣鈷呙栌脠?zhí)行器10可以通過使可動(dòng)部件14在左右方向上在一條直線上擺動(dòng)，或者使兩板簧17、 18A或兩板簧17、18B的負(fù)荷一彎曲特性不同，不僅可以在左右方向上擺動(dòng)而且也可以在上下方向上移動(dòng)，因此可以調(diào)整可動(dòng)部件14在沿使用的板簧對(duì)的長(zhǎng)度方向上的可動(dòng)范圍，與用一對(duì)板簧連接主體和可動(dòng)部件的現(xiàn)有的光掃描用執(zhí)行器相比，可動(dòng)部件14的可動(dòng)范圍調(diào)整具有靈活性。
在此，在作為連接部件的固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18在箭頭X方向上的配置距離進(jìn)一步縮短的情況下，光掃描用執(zhí)行器10也可以使用圖9所示的連接部件20。連接部件20通過變形緩和部件21連接固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18。另外，也可以使用圖10所示的板簧22。板簧22在襯底的寬度方向中央處形成從上部到下部附近的狹縫22a，隔著狹縫22a的一邊是固定側(cè)板簧22b，另一邊是可動(dòng)側(cè)板簧22c，狹縫22a下部的連接固定側(cè)板簧22b和可動(dòng)側(cè)板簧22c的部分是與變形緩和部件19對(duì)應(yīng)的變形緩和部22d。
若使用這樣構(gòu)成的板簧22，則光掃描用執(zhí)行器10的結(jié)構(gòu)變得更簡(jiǎn)單，且可以進(jìn)一步謀求結(jié)構(gòu)的小型化。另外，板簧22若使用具有相同負(fù)荷一彎曲特性的板材，則可以使固定側(cè)板簧22b和可動(dòng)側(cè)板簧22c的負(fù)荷一彎曲特性相同，若使用負(fù)荷一彎曲特性不同的板材，則可以使固定側(cè)板簧22b和可動(dòng)側(cè)板簧22c的負(fù)荷一彎曲特性不同。在這種情況下，也可以通過分別使箭頭所示的板寬W不同而調(diào)整連接部件20的固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè)板簧18以及板簧22的固定側(cè)板簧22b和可動(dòng)側(cè)板簧22c的負(fù)荷一彎曲特性。
(實(shí)施方式2)
下面，參照附圖對(duì)關(guān)于本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的實(shí)施方式2進(jìn)行詳細(xì)地說明。實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器將固定側(cè)板簧和可動(dòng)側(cè)板簧前后配置，相對(duì)于此，實(shí)施方式2的光掃描用執(zhí)行器將固定側(cè)板簧和可動(dòng)側(cè)板簧左右配置。圖11是表示實(shí)施方式2的光掃描用執(zhí)行器的立體圖。圖12是模式地表示在可動(dòng)部件向右方擺動(dòng)時(shí)，固定部件、可動(dòng)部件、變形緩和部件、固定側(cè)板簧及可動(dòng)側(cè)板簧的位置關(guān)系的模式圖。
如圖11所示，光掃描用執(zhí)行器30具備主體31、可動(dòng)部件34、連接部件36以及變形緩和部件39。
如圖11所示，主體31是在基部31a上立起設(shè)置支柱31b，并在支柱31b的上部在水平方向上形成有設(shè)置部31c的固定部件。主體31在設(shè)置部31c兩側(cè)的側(cè)壁31d上設(shè)置沿箭頭X方向延伸的臂31e，在設(shè)置部31c上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)部32。驅(qū)動(dòng)部32的結(jié)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)部12相同，在上表面設(shè)置掃描光源33，由線圈、磁鐵及軛32a構(gòu)成磁回路。驅(qū)動(dòng)部32的線圈設(shè)置在可動(dòng)部件34上，磁鐵設(shè)置在主體31偵ij，使可動(dòng)部件34在沿箭頭Y的左右方向上擺動(dòng)。
如圖11所示，可動(dòng)部件34在與上表面的掃描光源33相對(duì)的位置，在長(zhǎng)度方向上立起配置有掃描透鏡35。掃描透鏡35與掃描透鏡15 —樣，采用重量輕的菲涅耳透鏡。
如圖11所示，連接部件36被配置在與從掃描光源33射出的光正交的上下方向上，具有一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38。 一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38被設(shè)定為都具有相同的負(fù)荷一彎曲特性。固定側(cè)板簧37的上端與主體31的臂31e側(cè)面連接，下端與變形緩和部件39的側(cè)面連接。可動(dòng)側(cè)板簧38的上端與可動(dòng)部件34的側(cè)面連接，下端與在變形緩和部件39上形成的開口 39a的內(nèi)側(cè)面連接。因此， 一對(duì)固定側(cè)板簧37和可動(dòng)側(cè)板簧38伴隨著可動(dòng)部件34的擺動(dòng)而向與從掃描光源33射出的光的光軸正交的方向彎曲變形。
如圖11所示，變形緩和部件39是連接互相并列配置的固定側(cè)板簧17的下端和可動(dòng)側(cè)板簧18的下端，并且緩和可動(dòng)部件14的變形的框架狀部件，變形緩和部件39在中央形成有開口 39a。變形緩和部件39被固定側(cè)板簧37和可動(dòng)側(cè)板簧38支承，用于緩和伴隨可動(dòng)部件34的擺動(dòng)的鄰接的固定側(cè)板簧37和可動(dòng)側(cè)板簧38的彎曲變形。
光掃描用執(zhí)行器30如上所述地構(gòu)成，通過驅(qū)動(dòng)部32使可動(dòng)部件34擺動(dòng)。這樣，因?yàn)橐粚?duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38分別被設(shè)定為都具有相同的負(fù)荷一彎曲特性，所以可動(dòng)部件34向箭頭Y所示的左右方向水平地?cái)[動(dòng)。此時(shí)，圖12模式地表示在可動(dòng)部件34向箭頭Y所示的右方向擺動(dòng)時(shí)，從可動(dòng)部件34側(cè)看去的主體31的臂31e、可動(dòng)部件34、變形緩和部件39、 一對(duì)固定側(cè)板簧37及一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38的位置關(guān)系。在此，圖中虛線表示可動(dòng)部件34開始擺動(dòng)前的停止時(shí)變形緩和部件39以及兩板簧37、 38的位置。
如圖12所示，若可動(dòng)部件34向右方擺動(dòng)，則一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38向與從掃描光源33射出的光的光軸正交的箭頭Y方向分別向反方向彎曲變形。即， 一對(duì)固定側(cè)板簧37從左上向右下方向彎曲，相對(duì)于此， 一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38從右上向左下方向彎曲，彎曲方向相反。此時(shí)， 一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38被設(shè)定為具有相同的負(fù)荷
13—彎曲特性。因此，固定側(cè)板簧37及可動(dòng)側(cè)板簧38分別向相反方向彎曲變形的量相等。
因此，相對(duì)于可動(dòng)部件34在箭頭Y方向上的擺動(dòng)距離LY2，變形緩和部件39在箭頭Y方向上只移動(dòng)距離1 /2LY2。因此，兩板簧37、 38只要分別向反方向彎曲變形相當(dāng)于可動(dòng)部件34的擺動(dòng)距離LY2的1 / 2的量即可。因此，與不使用變形緩和部件39而將可動(dòng)部件34配置在下方，只用一對(duì)板簧連接兩側(cè)的臂31e和可動(dòng)部件34，擺動(dòng)與可動(dòng)部件34相等量的情況下的板簧的彎曲變形相比，通過變形緩和部件39緩和了一對(duì)固定側(cè)板簧37及一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38的彎曲變形。另外，因?yàn)樽冃尉徍筒考?9通過固定側(cè)板簧37與作為固定部的臂31e連結(jié)，所以通過兩板簧37、38的彎曲變形，變形緩和部件39向箭頭Z所示的上方向上升。對(duì)于其向上方上升的距離LZ5，也是只用一對(duì)板簧連接臂31e和可動(dòng)部件34的情況下的1/2。因此，可動(dòng)部件34不向下方移動(dòng)而是向箭頭Y所示的左右方向在一條直線上擺動(dòng)。所述關(guān)系與可動(dòng)部件34向箭頭Y所示的左方向擺動(dòng)時(shí)相同。
這樣，變形緩和部件39對(duì)伴隨可動(dòng)部件34的擺動(dòng)的相鄰的一對(duì)連接部件即一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38的彎曲變形進(jìn)行緩和，由此可動(dòng)部件34可以向箭頭Y所示的左右方向在一條直線上擺動(dòng)。
結(jié)果是光掃描用執(zhí)行器30的從掃描光源33射出的光伴隨可動(dòng)部件34的擺動(dòng)在一條直線上沿水平方向進(jìn)行掃描。
在此，若光掃描用執(zhí)行器30使固定側(cè)板簧37A的彈簧常數(shù)大于可動(dòng)側(cè)板簧38，則與可動(dòng)側(cè)板簧38相比，固定側(cè)板簧37A難以彎曲。由此，如圖13所示，可動(dòng)部件34向箭頭Y所示的水平方向的擺動(dòng)距離為L(zhǎng)YM2，相對(duì)于此，變形緩和部件39的擺動(dòng)距離LYC2是可動(dòng)部件34的擺動(dòng)距離LYM2的l/2以下。另夕卜，變形緩和部件39雖然沿箭頭Z的方向向上方被拉起距離LZ6，但比兩板簧37、 38的負(fù)荷一彎曲特性相同的情況下的足巨離LZ5 d、 (LZ5〉 LZ6)。
另一方面，彎曲變形大的可動(dòng)側(cè)板簧38在沿長(zhǎng)度方向的箭頭Z方向上的長(zhǎng)度比彎曲變形小的固定側(cè)板簧37A在箭頭Z方向上的長(zhǎng)度短。由此，可動(dòng)部件34 —邊沿箭頭Z方向向下方下降距離LZ7 —邊移動(dòng)。所述關(guān)系與可動(dòng)部件34向箭頭Y所示的左方向擺動(dòng)時(shí)一樣。
結(jié)果是光掃描用執(zhí)行器30通過變形緩和部件39緩和伴隨可動(dòng)部件34 的擺動(dòng)的相鄰的一對(duì)連接部件即固定側(cè)板簧37A和可動(dòng)側(cè)板簧38的彎曲 變形，并且可動(dòng)部件34不僅向箭頭Y方向水平移動(dòng)，而且也沿箭頭Z方 向向下移動(dòng)。因此，光掃描用執(zhí)行器30可以對(duì)應(yīng)于使用的掃描透鏡35的 光學(xué)特性而使可動(dòng)部件34不僅在左右方向上而且在上下方向上擺動(dòng)。
另外，因?yàn)楣鈷呙栌脠?zhí)行器30將固定側(cè)板簧37和可動(dòng)側(cè)板簧38在 左右方向上相鄰配置，所以與實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器IO相比，可 以減小沿著從掃描光源33射出的光的光軸方向的光軸方向尺寸。
在此，光掃描用執(zhí)行器30根據(jù)掃描透鏡35的光學(xué)特性，也可以將固 定側(cè)板簧37的彈簧常數(shù)設(shè)置得大于可動(dòng)側(cè)板簧38來使用。在這種情況下， 可動(dòng)部件34伴隨著擺動(dòng)沿箭頭Z方向向上方移動(dòng)。 (實(shí)施方式3)
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器的實(shí)施方式3進(jìn)行詳細(xì)地 說明。實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器將固定側(cè)板簧和可動(dòng)側(cè)板簧配置在與 從掃描光源射出的光的光軸正交的方向上，相對(duì)于此，實(shí)施方式3的光掃 描用執(zhí)行器將固定側(cè)板簧和可動(dòng)側(cè)板簧配置在從掃描光源射出的光的光 軸方向上。圖14是表示實(shí)施方式3的光掃描用執(zhí)行器的立體圖。在此， 實(shí)施方式3的光掃描用執(zhí)行器與實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)相同 的部件使用同一符號(hào)。
光掃描用執(zhí)行器40在主體11上設(shè)置驅(qū)動(dòng)部12，連接主體11和可動(dòng) 部件14之間的連接部件16，即一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧18 經(jīng)變形緩和部件19而互相連接。在此，掃描光源13通過調(diào)節(jié)高度方向的 位置的調(diào)節(jié)部件而如圖中點(diǎn)劃線所示被設(shè)置在主體11上。
因此，光掃描用執(zhí)行器40在將一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧 18的負(fù)荷一彎曲特性設(shè)定得相同時(shí)，若通過驅(qū)動(dòng)部12使可動(dòng)部件14向箭 頭Y方向擺動(dòng)，則可以通過變形緩和部件19緩和固定側(cè)板簧17和可動(dòng)側(cè) 板簧18的彎曲變形，可以使可動(dòng)部件14向箭頭Y所示的左右方向在一條 直線上擺動(dòng)。另外，若光掃描用執(zhí)行器40使一對(duì)固定側(cè)板簧17和一對(duì)可 動(dòng)側(cè)板簧18的負(fù)荷一彎曲特性不同，則因?yàn)椴粌H在水平方向上擺動(dòng)而且向光軸方向移動(dòng)，所以可以調(diào)整可動(dòng)部件14在沿著兩板簧17、 18的長(zhǎng)度 方向上的可動(dòng)范圍，可動(dòng)部件14的可動(dòng)范圍調(diào)整具有靈活性。
在此，上述各實(shí)施方式的光掃描用執(zhí)行器雖然對(duì)作為連接部件具有兩 對(duì)板簧的情況進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器具有多對(duì)連接部 件。因此，在具有三對(duì)在上下方向配置的連接部件的情況下，例如，關(guān)于 實(shí)施方式1的光掃描用執(zhí)行器，如用模式地表示的模式圖來說明主體11 的工作臺(tái)lld、可動(dòng)部件14、連接部件及變形緩和部件19，則如圖15所 示， 一端與工作臺(tái)lld連接的板簧對(duì)16A的另一端與板簧對(duì)16B的一端 由變形緩和部件19A連接，并且板簧對(duì)16B的另一端與板簧對(duì)16C的一 端由變形緩和部件19B連接，板簧對(duì)16C的另一端與可動(dòng)部件14連接。 另外，如圖16所示，也可以通過變形緩和部件19A連接一端與工作臺(tái)lld 連接的板簧對(duì)16A的另一端與板簧對(duì)16D的一端，通過變形緩和部件19B 連接板簧對(duì)16D的另一端與板簧對(duì)16E的一端，將板簧對(duì)16E的另一端 與可動(dòng)部件14連接。
另一方面，在具有四對(duì)在上下方向配置的連接部件的情況下，如圖17 所示，通過變形緩和部件19A連接一端與工作臺(tái)lld連接的板簧對(duì)16A 的另一端與板簧對(duì)16D的一端，通過變形緩和部件19B連接板簧對(duì)16D 的另一端與板簧對(duì)16E的一端，通過變形緩和部件19C連接板簧對(duì)16E 的另一端與板簧對(duì)16F的-一端，將板簧對(duì)16F的另一端與可動(dòng)部件14連 接。在這種情況下，如圖18所示，也可以用板簧對(duì)16B取代板簧對(duì)16D、 16E。
在此，根據(jù)在光掃描用執(zhí)行器中使用的掃描透鏡的光學(xué)特性，可以將 板簧對(duì)16A 16F中相鄰的板簧對(duì)的負(fù)荷一彎曲特性設(shè)定得相同，也可以 設(shè)定得不同。
另外，變形緩和部件也可以是多個(gè)，例如兩個(gè)，在這種情況下，各變 形緩和部件可以對(duì)從不同的兩對(duì)連接部件的各個(gè)對(duì)中選出的兩個(gè)連接部 件迸行連接。用圖19說明該關(guān)系，圖19使用實(shí)施方式2中說明了的在光 掃描用執(zhí)行器30使用的結(jié)構(gòu)部件的符號(hào)，模式地表示固定部件、可動(dòng)部 件、變形緩和部件、固定側(cè)板簧及可動(dòng)側(cè)板簧的配置。即，如圖19所示， 變形緩和部件39A在位于左側(cè)的臂31e與可動(dòng)部件34之間，對(duì)從不同的
16一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38選出的兩個(gè)固定側(cè)板簧37和可 動(dòng)側(cè)板簧38進(jìn)行連接。另外，變形緩和部件39B在位于右側(cè)的臂31e與 可動(dòng)部件34之間，對(duì)從不同的一對(duì)固定側(cè)板簧37和一對(duì)可動(dòng)側(cè)板簧38 中選后余下的兩個(gè)固定側(cè)板簧37和可動(dòng)側(cè)板簧38進(jìn)行連接。
這樣，變形緩和部件39A、 39B可以緩和各個(gè)固定側(cè)板簧37和可動(dòng) 側(cè)板簧38的變形。
并且，上述各實(shí)施方式的光掃描用執(zhí)行器雖然作為連接部件使用了板 簧，但是只要可以使可動(dòng)部件擺動(dòng)而使光進(jìn)行掃描，也可以用金屬線、螺 旋彈簧等代替板簧來支承可動(dòng)部件使其擺動(dòng)。
工業(yè)實(shí)用性
如上所述，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器對(duì)于在掃描型激光雷達(dá)裝置、激 光掃描儀、激光打印機(jī)、激光打標(biāo)機(jī)、物體監(jiān)視裝置等中利用的激光等的 光掃描用執(zhí)行器有用。
并且，本發(fā)明的光掃描用執(zhí)行器還有如下用途例如作為在主要用于 檢測(cè)障礙物、前方行駛車輛、行人等的車載用激光雷達(dá)掃描儀；主要用于 檢測(cè)障礙物、車輛、行人等的基礎(chǔ)設(shè)施用激光雷達(dá)掃描儀；主要用于檢測(cè) 室內(nèi)狀況的變化、室內(nèi)的人的動(dòng)作等的防范或者護(hù)理用的激光雷達(dá)掃描 儀；主要用于照明機(jī)器的光線照射或者圖像投影機(jī)器的影像照射的激光雷 達(dá)掃描儀等中使用的光掃描用執(zhí)行器。
權(quán)利要求
1.一種光掃描用執(zhí)行器，其具備固定部件，其設(shè)置有光源；可動(dòng)部件，其搭載有使從所述光源射出的光折射的光學(xué)部件，并在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下向與所述光學(xué)部件的光軸正交的方向擺動(dòng)；以及連接部件，其將所述固定部件和所述可動(dòng)部件之間連接起來，并且支承所述可動(dòng)部件，伴隨所述可動(dòng)部件的擺動(dòng)向與從所述光源射出的光的光軸正交的方向彎曲變形；所述光掃描用執(zhí)行器利用隨所述可動(dòng)部件的擺動(dòng)而產(chǎn)生的所述光學(xué)部件的擺動(dòng)，讓從所述光源射出的光沿?cái)[動(dòng)方向進(jìn)行掃描，該光掃描用執(zhí)行器的特征在于所述連接部件具有多對(duì)連接部件，所述多對(duì)連接部件通過一個(gè)或者多個(gè)變形緩和部件而互相連接，所述變形緩和部件用來緩和因所述可動(dòng)部件的擺動(dòng)而產(chǎn)生的所述連接部件的彎曲變形。
2. 如權(quán)利要求l所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述一個(gè)或者多個(gè)變形緩和部件連接相鄰的一對(duì)連接部件。
3. 如權(quán)利要求1所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述一個(gè)變形緩和部件或者所述多個(gè)變形緩和部件中的各個(gè)變形緩和部件，分別從兩對(duì)不同的連接部件的各對(duì)中選出的兩個(gè)連接部件進(jìn)行連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性相同。
5. 如權(quán)利要求2所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性相同。
6. 如權(quán)利要求3所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性相同。
7. 如權(quán)利要求1所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于-所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
8. 如權(quán)利要求2所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于-所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
9. 如權(quán)利要求3所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光正交的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
10. 如權(quán)利要求1所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性相同。
11. 如權(quán)利要求2所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性相同。
12. 如權(quán)利要求3所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性相同。
13. 如權(quán)利要求1所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
14. 如權(quán)利要求2所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
15. 如權(quán)利要求3所述的光掃描用執(zhí)行器，其特征在于所述多對(duì)連接部件是板簧，沿著與從所述光源射出的光平行的方向設(shè)置，且各對(duì)連接部件之間的負(fù)荷一彎曲特性不同。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光掃描用執(zhí)行器(10)，其具備設(shè)置有光源(13)的固定部件(11)，可動(dòng)部件(14)以及連接部件(16)，所述可動(dòng)部件(14)搭載有使從光源射出的光折射的光學(xué)部件(15)，并在驅(qū)動(dòng)部(12)的作用下向與光學(xué)部件的光軸正交的方向擺動(dòng)，所述連接部件(16)將固定部件和可動(dòng)部件之間連接起來，并且支承可動(dòng)部件，伴隨可動(dòng)部件的擺動(dòng)向與從光源射出的光的光軸正交的方向彎曲變形，所述光掃描用執(zhí)行器(10)通過伴隨可動(dòng)部件的擺動(dòng)的光學(xué)部件的擺動(dòng)，使從光源射出的光向擺動(dòng)方向進(jìn)行掃描。連接部件(16)具有多對(duì)連接部件(17、18)，多對(duì)連接部件通過一個(gè)或者多個(gè)變形緩和部件(19)而互相連接，所述變形緩和部件(19)緩和伴隨可動(dòng)部件的擺動(dòng)的連接部件的彎曲變形。
文檔編號(hào)G02B26/10GK101578546SQ20078004727
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者平田貴史, 重松良平, 飯野信次 申請(qǐng)人:日本發(fā)條株式會(huì)社