專利名稱：光束照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向目標(biāo)區(qū)域照射激光的光束照射裝置，尤其適用于搭載于所謂激光雷 達(dá)的光束照射裝置，該激光雷達(dá)以向目標(biāo)區(qū)域照射激光時的反射光為基礎(chǔ)來檢測目標(biāo)區(qū)域 的狀況。
背景技術(shù)：
近些年，為了提高行駛時的安全性，在家庭用乘用車等中搭載有激光雷達(dá)。通常， 激光雷達(dá)使激光在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃描，根據(jù)各掃描位置的反射光的有無來檢測各掃描位置的 障礙物的有無。并且，以各掃描位置的從激光的照射時刻到反射光的受光時刻所需要的時 間為基礎(chǔ)來檢測該掃描位置到障礙物的距離。作為用于在目標(biāo)區(qū)域使激光掃描的結(jié)構(gòu)，可以使用對反射鏡進(jìn)行兩軸驅(qū)動的結(jié)構(gòu) (專利文獻(xiàn)1)。在該掃描機(jī)構(gòu)中，激光從水平方向傾斜地向反射鏡入射。通過將反射鏡在 水平方向和鉛垂方向上進(jìn)行兩軸驅(qū)動，從而激光對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行掃描。反射鏡的驅(qū)動使用 基于線圈和磁體的電磁驅(qū)動力。在保持反射鏡的可動部安裝線圈，在基座側(cè)配置磁體。在激光的水平掃描時，主要使反射鏡繞平行于鉛垂方向的軸轉(zhuǎn)動。此時，為了使激 光沿水平方向掃描，使反射鏡繞平行于水平方向的軸略微轉(zhuǎn)動。在一條線的水平掃描結(jié)束 時，反射鏡返回與下一條線的前頭附近對應(yīng)的位置(掃描開始位置)。之后，反射鏡在水平 方向上轉(zhuǎn)動，進(jìn)行對下一條線的掃描。專利文獻(xiàn)1 日本特開2009-14698號公報在上述的光束照射裝置中，在一條線的水平掃描結(jié)束后，需要盡早使反射鏡返回 下一條線的掃描開始位置。作為使反射鏡迅速返回掃描開始位置的結(jié)構(gòu)，考慮有提高流過 線圈中的電流的方法、增加線圈的卷數(shù)的方法。但是，若增加線圈卷數(shù)，則可動部的重量相 應(yīng)增加，可動部的驅(qū)動靈敏度變差。另外，根據(jù)線圈規(guī)格的不同，也存在不能夠充分提高施 加電流的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于這樣的問題而提出，其目的在于提供一種能夠以簡單的結(jié)構(gòu)使可動部 迅速地返回掃描開始位置的光束照射裝置。本發(fā)明的光束照射裝置具備射出激光的激光光源；使所述激光在目標(biāo)區(qū)域掃描 的致動器；向所述致動器供給驅(qū)動信號的配線部。所述致動器具有能夠繞第一軸轉(zhuǎn)動的 第一可動部；配置在所述第一可動部且所述激光入射的光學(xué)元件；配置在所述第一可動部 的第一線圈。另外，所述配線部具有配線構(gòu)件，所述配線構(gòu)件配置成與所述第一線圈電連 接，并且在撓曲方向上具有彈性。該配線構(gòu)件利用所述彈性使所述第一可動部繞所述第一 軸朝向第一掃描開始位置被施力。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，提供一種能夠以簡單的結(jié)構(gòu)使可動部迅速地返回掃描開始位置的光束照射裝置。本發(fā)明的效果或意義通過以下所示的實施方式的說明變得更加明了。但是，以下 所示的實施方式最多只是實施本發(fā)明時的一個例示，本發(fā)明完全不被以下的實施方式所記 載的內(nèi)容限制。


圖1是表示實施方式1的反射鏡致動器的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示實施方式1的光束照射裝置的光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖3是表示實施方式1的光束照射裝置的光學(xué)系統(tǒng)的圖。圖4是說明實施方式1的第一 FPC的結(jié)構(gòu)及安裝方法的圖。圖5是說明實施方式1的第二 FPC的結(jié)構(gòu)及安裝方法的圖。圖6是說明實施方式1的第一 FPC的作用的圖。圖7是說明實施方式1的變更例的第一 FPC及第二 FPC的結(jié)構(gòu)及安裝方法的圖。圖8是說明實施方式1的其它變更例的第一 FPC的結(jié)構(gòu)及安裝方法的圖。圖9是表示實施方式2的反射鏡致動器的結(jié)構(gòu)的圖。圖10是表示實施方式2的反射鏡致動器的組裝過程的圖。圖11是表示實施方式2的反射鏡致動器的組裝過程的圖。圖12是說明實施方式2的第一 FPC及第二 FPC的結(jié)構(gòu)的圖。圖13是說明實施方式2的第一 FPC及第二 FPC的安裝方法的圖。圖14是說明實施方式2的垂直傾動線圈的安裝方法的圖。符號說明10第一 FPC (配線構(gòu)件)20第二 FPC (另一配線構(gòu)件)100反射鏡致動器(致動器)110反射鏡支架(第一可動部)113反射鏡(光學(xué)元件)114線圈(第一線圈)120可動框(第二可動部)126線圈(第二線圈)401激光光源30第一 FPC (配線構(gòu)件)40第二 FPC (另一配線構(gòu)件)600反射鏡致動器(致動器)621水平搖動框架(第一可動部)650反射鏡(光學(xué)元件)623水平搖動線圈(第一線圈)612垂直傾動框架(第二可動部)613垂直傾動線圈(第二線圈)
具體實施例方式<實施方式1>圖1表示本實施方式的反射鏡致動器100的結(jié)構(gòu)。此外，圖1 (a)是反射鏡致動器 100的分解立體圖，圖1 (b)是裝配狀態(tài)的反射鏡致動器100的立體圖。在圖1(a)中，110為反射鏡支架。在反射鏡支架110的上下設(shè)置有支承軸111、 112。在下側(cè)的支承軸112上形成有承受部112a。在承受部11 形成有與透明體200的厚 度大致相同尺寸的凹部。在該凹部安裝有平行平板狀的透明體200的上部。并且，在反射 鏡支架110的前表面安裝有平板狀的反射鏡113，在背面安裝有線圈114。此外，線圈114 卷繞成方形形狀。透明體200以兩個面與反射鏡113的鏡面平行的方式安裝于支承軸112。另外，在 支承軸111、112上分別安裝有軸承140。120是以支承軸111、112作為軸而將反射鏡支架110支承為能夠轉(zhuǎn)動的可動框。 在可動框120上形成有用于收容反射鏡支架110的開口 121。另外，在可動框120上形成有 與安裝在反射鏡支架110的支承軸111、112上的軸承140嵌合的槽122、123。并且，在可動 框120的側(cè)面形成有支承軸124、125，在背面安裝有線圈126。在支承軸124、125上分別安 裝有軸承141。線圈1 卷繞成方形形狀。130是以支承軸1M、125為軸而將可動框120支承為能夠轉(zhuǎn)動的固定框。在固定 框130上形成有用于收容可動框120的凹部131。另外，在固定框130上形成有與安裝在可 動框120的支承軸1M、125上的軸承嵌合的槽132、133。并且，在固定框130的內(nèi)表面安 裝有對線圈114施加磁場的磁體134和對線圈1 施加磁場的磁體135。此外，槽132、133 分別從固定框130的前表面延伸到上下兩個磁體135之間的間隙。在裝配反射鏡致動器100時，在反射鏡支架110的支承軸111、112上安裝軸承 140，并將上述軸承140安裝于可動框120的槽122、123。由此，反射鏡支架110被可動框 120支承為能夠繞支承軸111、112轉(zhuǎn)動。這樣，在將反射鏡支架110安裝到可動框120后，在可動框120的支承軸124、125 上安裝軸承141，并將上述軸承141安裝于固定框130的槽132、133，由此可動框120在固 定框130上安裝成能夠繞支承軸124、125轉(zhuǎn)動，反射鏡致動器100的裝配結(jié)束。當(dāng)反射鏡支架110相對于可動框120以支承軸111、112為軸轉(zhuǎn)動時，伴隨于此，反 射鏡113轉(zhuǎn)動。另外，當(dāng)可動框120相對于固定框130以支承軸124、125為軸轉(zhuǎn)動時，伴隨 于此，反射鏡支架110轉(zhuǎn)動，反射鏡113與反射鏡支架110 —體地轉(zhuǎn)動。如此，反射鏡支架 110被互相垂直的支承軸111、112和支承軸1M、125支承為能夠轉(zhuǎn)動。另外，伴隨反射鏡 支架110的轉(zhuǎn)動，反射鏡113轉(zhuǎn)動。此時，安裝在支承軸112上的透明體200也伴隨反射鏡 113的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。此外，在圖1(b)所示的裝配狀態(tài)下，調(diào)整兩個磁體134的配置及極性，使得通過對 線圈114施加電流，在反射鏡支架110上產(chǎn)生以支承軸111、112為軸的轉(zhuǎn)動力。因此，對線 圈114施加電流時，通過線圈114中產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力，反射鏡支架110以支承軸111、112 為軸而進(jìn)行轉(zhuǎn)動。另外，在圖1(b)所示的裝配狀態(tài)下，調(diào)整兩個磁體135的配置及極性，使得通過對 線圈1 施加電流，在可動框120上產(chǎn)生以支承軸1M、125為軸的轉(zhuǎn)動力。因此，對線圈126施加電流時，通過線圈126中產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力，可動框120以支承軸124、125為軸而 進(jìn)行轉(zhuǎn)動，伴隨于此，透明體200轉(zhuǎn)動。圖2是表示安裝有反射鏡致動器100的狀態(tài)下的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。在圖2中，500是支承光學(xué)系統(tǒng)的基座。在基座500上的反射鏡致動器100的設(shè)置 位置形成有開口 503a，將透明體200插入該開口，從而將反射鏡致動器100安裝在基座500 上。在基座500的上表面安裝有用于向反射鏡113引導(dǎo)激光的光學(xué)系統(tǒng)400。該光學(xué) 系統(tǒng)400包括激光光源401、光束整形用的透鏡402。激光光源401安裝于在基座500的上 表面配置的激光光源用的電路基板40Ia上。從激光光源401射出的激光(以下，稱“掃描激光”)由于透鏡402而受到水平方 向及鉛垂方向的收束作用。透鏡402設(shè)計成目標(biāo)區(qū)域(例如，設(shè)定在距光束照射裝置的光 束出射口在前方IOOm左右的位置)的光束形狀形成為規(guī)定的尺寸(例如，縱向2m、橫向Im 左右的尺寸)。透過透鏡402的掃描激光向反射鏡致動器100的反射鏡113入射，通過反射鏡113 朝向目標(biāo)區(qū)域反射。通過利用反射鏡致動器100驅(qū)動反射鏡113，掃描激光在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)掃 描。反射鏡致動器100配置成在反射鏡113處于中立位置時，來自透鏡402的掃描激 光相對于反射鏡113的反射鏡面在水平方向上以45度的入射角入射。此外，“中立位置”是 指反射鏡面相對于鉛垂方向平行且掃描激光相對于反射鏡面在水平方向上以45度的入射 角入射時的反射鏡113的位置。在基座500的上表面，除了電路基板401a以外，在反射鏡致動器100的背后還配 置有用于向反射鏡致動器100的線圈114、1沈供給驅(qū)動信號的電路基板150。另外，在基座 500的下表面配置有電路基板300，并且，在基座500的里面及側(cè)面還配置有電路基板301、 302。圖3(a)是從里面?zhèn)扔^察基座500時的局部俯視圖。在圖3(a)中示出基座500的 里側(cè)中的安裝有反射鏡致動器100的位置附近。如圖所示，在基座500的里側(cè)周緣形成有壁501、502，比壁501、502靠中央側(cè)形成 為比壁501、502低一個臺階的平面503。在壁501形成有用于安裝半導(dǎo)體激光303的開口。 將半導(dǎo)體激光303插入該開口，從而將安裝有半導(dǎo)體激光303的電路基板301安裝于壁501 的外側(cè)面。另一方面，在壁502附近安裝有安裝了 PSD308的電路基板302。在基座500里側(cè)的平面503上通過安裝件307而安裝有聚光透鏡304、縫隙305、 ND (中性密度)濾光器306。并且，在該平面503形成有開口 503a，安裝在反射鏡致動器100 上的透明體200經(jīng)由該開口 503a向基座500的里側(cè)突出。在此，透明體200以在反射鏡致 動器100的反射鏡113處于中立位置時，透明體200的兩個平面與鉛垂方向平行且相對于 半導(dǎo)體激光303的出射光軸傾斜45度的方式定位。從半導(dǎo)體激光303射出的激光(以下，稱為“伺服光”)在透過聚光透鏡304后，通 過縫隙305縮小光束直徑，進(jìn)一步被ND濾光器306減光。之后，伺服光向透明光200入射， 通過透明體200而受到折射作用。之后，透過透明體200的伺服光被PSD308受光，從PSD308 輸出與受光位置對應(yīng)的位置檢測信號。
圖3 (b)是示意性表示通過PSD308檢測透明體200的轉(zhuǎn)動位置的圖。伺服光通過相對于激光光軸傾斜配置的透明體200而受到折射作用。在此，在透 明體200從虛線的位置沿箭頭方向能夠轉(zhuǎn)動時，伺服光的光路從圖中的點線變化為實線， 光檢測器308上的伺服光的受光位置變化。由此，通過由光檢測器308檢測的伺服光的受 光位置能夠檢測出透明體200的轉(zhuǎn)動位置。并且，通過透明體200的轉(zhuǎn)動位置能夠檢測出 目標(biāo)區(qū)域的掃描激光的掃描位置。在本實施方式中，從電路基板150向線圈114、126的供電由柔性印制基板(FPC) 進(jìn)行。在FPC的一端配置有連接器，該連接器與電路基板150側(cè)的連接器連接。另外，F(xiàn)PC 與線圈114、1沈的連接通過釬焊進(jìn)行。并且，F(xiàn)PC粘接固定于可動框120的里面。圖4是用于說明用于向線圈114進(jìn)行供電的第一 FPClO的結(jié)構(gòu)和安裝方法的圖。 圖4(a)是表示反射鏡支架110的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的立體圖，圖4(b)是表示第一 FPClO的結(jié)構(gòu)的 俯視圖。圖4(c)及(d)是從前右斜上方及后斜上方觀察到的第一 FPClO的安裝狀態(tài)的立 體圖。參照圖4(a)，在反射鏡支架110的上表面突出設(shè)置有兩個銷115。此外，116是安 裝反射鏡113的安裝面。參照圖4(b)，第一 FPClO具備安裝部11、直線部12、14、彎曲部13。在安裝部11 上形成有沿Z軸方向貫通的兩個孔11a。如圖4(b)中由箭頭引出的放大圖所示，在孔Ila 的周圍，電極lib從上表面向外部露出。兩個孔Ila配置在與反射鏡支架110的上表面的 兩個銷115對應(yīng)的位置上。第一 FPClO具有在該圖Z軸方向上薄的形狀，在Z軸方向具有彈性而能夠撓曲。在 直線部14的端部配置有連接器(未圖示)，兩根信號線從該連接器通過第一 FPClO的上表 面而到達(dá)安裝部11的電極lib。第一 FPClO的上表面及下表面被絕緣材料覆蓋。兩個孔 Ila和其周圍的電極lib的部分不進(jìn)行被絕緣材料的覆蓋。第一 FPClO在以下這樣的狀態(tài)下安裝于反射鏡致動器10。首先，在圖4(b)的安 裝部11附近標(biāo)注的點線的位置，將由直線部12、14和彎曲部13構(gòu)成的部分沿Z軸方向折 彎。在該狀態(tài)下，兩個孔Ila插入銷115，安裝部11粘接固定于反射鏡支架110的上表面。 并且，在反射鏡支架110的背面安裝的線圈114的兩端分別卷繞于對應(yīng)的銷115。在該狀態(tài) 下，將線圈114的端部與孔Ila周圍的電極lib釬焊。這樣，第一 FPClO安裝于反射鏡支架 110。此時，為了防止第一 FPClO的彎曲部(點線位置)的根部的破損、斷線，可以涂敷粘接 劑等進(jìn)行加強(qiáng)。第一 FPClO還以直線部12圍繞在支承軸111的周圍的方式粘接于可動框120的背面。圖5(a)是從背面?zhèn)扔^察到的安裝了反射鏡支架110的狀態(tài)的可動框120的立體 圖。在可動框120的背面?zhèn)劝惭b有用于按壓線圈126的框狀的壓板127。第一 FPClO的彎 曲部13粘接固定于壓板127的右上的角部分。在該狀態(tài)下，直線部14向下彎曲，配置在直 線部14的端部的連接器與圖2所示的電路基板150的連接器連接。圖4(c)、(d)示出這樣安裝了第一 FPClO時的第一 FPClO的狀態(tài)。為了方便，從上 述圖中將可動框120省略圖示。另外，線圈114卷繞在銷115的狀態(tài)也省略圖示。此外，圖 4(d)的31為焊料。
圖5(b)是表示用于向線圈1 供給電流的第二 FPC20的結(jié)構(gòu)的俯視圖。第二 FPC20具備直線部21、22、23、25和彎曲部M。在直線部21、23上形成有沿Z軸方向貫通的 兩個孔21a、23a。如圖5(b)中由箭頭引出的放大圖所示，在孔21a的周圍，電極21b從上表 面向外部露出。同樣，在孔23a的周圍也配置有電極23b。第二 FPC20具有在該圖Z軸方向上薄的形狀，在Z軸方向具有彈性而能夠撓曲。在 直線部25的端部配置有連接器(未圖示)，兩根信號線從該連接器分別通過第二 FPC20的 上表面而到達(dá)電極21b、23b。第二 FPC20的上表面及下表面被絕緣材料覆蓋。兩個孔21a、 23a和其周圍的電極21b、2!3b的部分除去被絕緣材料的覆蓋。參照圖5(a)，在壓板127上的與兩個孔21a、23a對應(yīng)的位置分別突出設(shè)置有銷 128。兩個孔21a、23a插入銷128，直線部21、22、23粘接固定于壓板127的背面。并且，在 可動框120的背面安裝的線圈126的兩端分別卷繞于對應(yīng)的銷128。在該狀態(tài)下，線圈1 的端部與孔21a、23a周圍的電極lib通過焊料31連接。這樣，第二 FPC20安裝于可動框 120。在該狀態(tài)下，直線部25向下彎曲，配置在直線部25的端部的連接器與圖2所示的電 路基板150的連接器連接。接著，參照圖6，說明第一 FPClO的作用。圖6(a)、(b)、(c)是從上側(cè)(沿著支承軸111的方向)分別觀察到的掃描開始位 置、中間位置、掃描結(jié)束位置的反射鏡支架110的狀態(tài)的示意圖。另外，在圖6(a)、(b)、(c) 的下部分別示意性示出目標(biāo)區(qū)域的掃描線(L1、L2、L3)與反射鏡支架110位于掃描開始位 置、中間位置、掃描結(jié)束位置時的掃描激光線的掃描位置(圖中，單點劃線)的關(guān)系。在掃描激光在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)沿水平方向掃描時，反射鏡支架110以從圖6 (a)的掃描 開始位置經(jīng)由圖6(b)的中間位置到達(dá)圖6(c)的掃描結(jié)束位置的方式繞支承軸111、112轉(zhuǎn) 動。在該情況下，當(dāng)一條掃描線的掃描結(jié)束時，需要使反射鏡支架110從圖6(c)的掃描結(jié) 束位置迅速返回相對于下一條掃描線的圖6(a)的掃描開始位置。通常，該復(fù)原動作通過對線圈114施加向賦予復(fù)原方向的驅(qū)動力的趨向的電流而 進(jìn)行。此時，為了迅速進(jìn)行這樣的復(fù)原動作，需要使大的電流流過線圈114。然而，由于線 圈規(guī)格的不同，存在不能夠充分提高施加電流的情況。在該情況下，很難提高復(fù)原動作的速 度。相對于此，也考慮增加線圈114的卷數(shù)來提高驅(qū)動力、提高復(fù)原速度的方法。但是，這 樣增加線圈的卷數(shù)時，反射鏡支架110的重量也相應(yīng)增加，反射鏡110的驅(qū)動靈敏度變差。相對于此，在本實施方式中，如上所述，在第一 FPClO的直線部12圍繞在支承軸 111的周圍的狀態(tài)下，將第一 FPCio的彎曲部13固接于可動框120。因此，在圖6(c)所示 的掃描結(jié)束位置，反射鏡支架110在直線部12的彈性(彈性復(fù)原力)的作用下被向逆時針 方向施力。在反射鏡支架110從圖6(c)的掃描結(jié)束位置到返回圖6(a)的掃描開始位置為 止的期間對反射鏡支架110持續(xù)施加該施力。因此，在本實施方式中，在進(jìn)行向掃描開始位 置的復(fù)原動作時，受到該施力的輔助，在復(fù)原動作時即使對線圈114施加的電流不那么高， 也能夠使反射鏡支架110迅速返回掃描開始位置。如此，根據(jù)本實施方式，通過改良第一 FPClO的結(jié)構(gòu)和安裝狀態(tài)這樣極其簡單的 方法，能夠迅速地進(jìn)行反射鏡支架110的復(fù)原動作。此外，在本實施方式中，如圖5(a)所示，由于第一FPClO的直線部14和第二FPC20 的直線部25都向下彎曲，因此，在上述直線部14、25的彈性(彈性復(fù)原力)的作用下，可動框120被朝向下方施力。因此，在本實施方式中，將支承軸124、125的周圍的可動框120的 掃描開始位置設(shè)定為可動框120朝向下方的位置即可。即，可以進(jìn)行控制以從圖6的下部 所示的最下面的掃描線Ll向最上面的掃描線L3順次掃描。若這樣，掃描了最上面的掃描 線L3后，在直線部14、25的彈性(彈性復(fù)原力)的輔助下，能夠使可動框120迅速向與最 下面的掃描線Ll對應(yīng)的位置(支承軸124、125周圍的掃描開始位置)復(fù)原。此外，在從圖6的下部所示的最上面的掃描線L3向最下面的掃描線Ll順次進(jìn)行 掃描的情況下，可以以與圖5(a)的上下相反的方式安裝第一 FPClO和第二 FPC20。圖7 (b) 是從可動框120的后方觀察到的此時的結(jié)構(gòu)的圖。第一FPClO的安裝部11安裝在反射鏡支 架110的下表面，并釬焊于線圈114。在反射鏡支架110的下表面突出設(shè)置有兩個銷115， 安裝部11的孔Ila插入上述的銷115。此外，圖7(a)示出圖4 6所示的實施方式的結(jié) 構(gòu)。若如圖7(b)所示那樣構(gòu)成，則可動框120在直線部14、25的彈性(彈性復(fù)原力) 作用下受到向上的施力。因此，能夠使可動框120迅速地復(fù)原到掃描開始位置(與圖6下 部的掃描線L3對應(yīng)的位置)。此外，實施方式1的結(jié)構(gòu)在上述以外能夠進(jìn)行各種變更。例如，如圖7(c)所示，可以將第一 FPClO的安裝部11分別配置在反射鏡支架110 的上表面和下表面。在該情況下，在各自的安裝部11上各配置一個孔Ila和電極11b，插入 各孔Ila的銷115分別突出設(shè)置在反射鏡支架110的上表面和下表面。線圈114的一端卷 繞于上表面?zhèn)鹊匿N115，線圈114的另一端卷繞在下表面?zhèn)鹊匿N115。這樣，線圈114的兩 端被釬焊于對應(yīng)的電極lib。與上述實施方式同樣，各第一 FPClO的彎曲部13粘接固定于 壓板127。此外，在圖7(c)的結(jié)構(gòu)中，兩個第一 FPClO共同用于對安裝在可動框170的背面 的線圈126的供電。因此，在上側(cè)的第一 FPClO上設(shè)置有從彎曲部13向右側(cè)的銷128延伸 的直線部15。在該直線部15上的與銷1 對應(yīng)的位置形成有孔15a，在各孔15a的周圍配 置有電極15b。另外，在下側(cè)的第一 FPClO設(shè)置有從彎曲部13向左側(cè)的銷128延伸的L字 部16。在該L字部16上的與銷1 對應(yīng)的位置形成有孔16a，在各孔16a的周圍配置有電 極 16b。電極15b與上側(cè)的第一 FPClO的直線部14端部的連接器連接。電極16b與下側(cè) 的第一 FPClO的直線部14端部的連接器連接。與上述的實施方式同樣，各孔15a、16a插入 對應(yīng)的銷128。線圈126的一端卷繞于一個銷128，線圈126的另一端卷繞于另一個銷128。 這樣，將線圈126的兩端釬焊于對應(yīng)的電極15b、16b。在圖7(c)的結(jié)構(gòu)中，由于兩個第一 FPClO的直線部12都在支承軸111、112的周 圍從圖7(c)的左側(cè)到達(dá)反射鏡支架110的上表面和下表面，因此反射鏡支架110在上述兩 個直線部12的彈性(彈性復(fù)原力)作用下，受到相同的轉(zhuǎn)動方向的施力。因此，在該結(jié)構(gòu) 例中，在反射鏡支架110復(fù)原到支承軸111、112的周圍的掃描開始位置時，與上述實施方式 相比，受到大致兩倍的輔助，能夠使反射鏡支架110比上述實施方式更迅速地返回掃描開 始位置。此外，在圖7(c)的結(jié)構(gòu)中，上下的第一 FPClO的直線部14的彎曲方向互相相反， 因此基于上述直線部14的可動框120的施力方向也相反，兩個直線部14的施力互相相抵。因此，例如，為了使可動框120向下方施力，如圖7(d)所示，可以將下側(cè)的第一 FPClO的直 線部14定位于可動框的上側(cè)，并將該直線部14和L字部16通過L字部17連結(jié)。在該情 況下，L字部17粘接固定于壓板127。另外，為了使可動框120向上方施力，可以如圖8 (a) 所示，以與圖7(d)的上下相反的方式安裝兩個第一 FPC10。另外，如圖8(b)所示，可以在下側(cè)配置與圖7(c)的上側(cè)的第一 FPClO相同結(jié)構(gòu)的 第一 FPC10。在該結(jié)構(gòu)中，上側(cè)的第一 FPClO的直線部12在支承軸111的周圍從圖8(b) 的左側(cè)到達(dá)反射鏡支架110的上表面。與此相對，下側(cè)的第一 FPClO的直線部12在支承軸 112的周圍從圖8(b)的右側(cè)到達(dá)反射鏡支架110的下表面。因此，反射鏡支架110在上述 兩個直線部12的彈性(彈性復(fù)原力)的作用下，受到相反的轉(zhuǎn)動方向的施力。因此，在該 結(jié)構(gòu)中，兩個直線部14的施力相互相抵。但是，在該結(jié)構(gòu)中，在圖6(c)的掃描結(jié)束位置，上側(cè)的第一 FPClO的直線部12的 彈性(彈性復(fù)原力)這一方比下側(cè)的第一 FPClO的直線部12的彈性(彈性復(fù)原力)大，因 此反射鏡支架110通過上側(cè)的第一FPClO的直線部12而受到朝向掃描開始位置的施力。因 此，在該結(jié)構(gòu)中，尤其在需要特別大的驅(qū)動力的反射鏡支架110的復(fù)原開始時，由于反射鏡 支架110受到直線部12的輔助，因此能夠迅速地進(jìn)行反射鏡支架110向掃描開始位置的復(fù) 原。此外，在控制反射鏡支架110從而使支承軸111、112的周圍的掃描開始位置位于 圖6(b)所示的中間位置時，由于反射鏡支架110從圖8(b)中的中間位置向左右任一方擺 動都受到直線部12的施力，因此能夠使反射鏡支架110迅速地復(fù)原到掃描開始位置(中間 位置)。在圖8(b)的結(jié)構(gòu)中，與圖7(c)的情況同樣，上下兩個直線部14的彎曲方向相反， 因此上述直線部14的施力互相相抵。因此，例如，在想要將反射鏡支架110向下方施力時， 將下側(cè)的第一 FPClO的結(jié)構(gòu)如圖8(c)那樣變更即可，另外，在將反射鏡支架110向上方施 力時，以與圖8(c)的上下相反的方式安裝兩個第一 FPClO即可。<實施方式2>以下，說明變更反射鏡致動器的結(jié)構(gòu)時的實施方式。圖9是表示本實施方式的反射鏡致動器600的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。反射鏡致動器600具備垂直傾動單元(tilt unit)610、水平搖動單元(pan unit) 620,磁體單元630、磁軛單元640、反射鏡650、透過板660。垂直傾動單元610具備支承軸611、垂直傾動框架612、兩個垂直傾動線圈613。在 支承軸611的兩端部附近形成有槽611a。在上述槽611a中嵌入有E形環(huán)617a、617b。在垂直傾動框架612的左右形成有用于安裝垂直傾動線圈613的線圈安裝部 61加。另外，在垂直傾動框架612上形成有用于嵌入支承軸611的槽612b和上下排列的兩 個孔612c。在支承軸611的兩端安裝有軸承616a、616b、E形環(huán)617a、617b及石墨尼龍墊圈 618的狀態(tài)下，支承軸611嵌入并粘接固定于在垂直傾動框架612上形成的槽612b中。并 且，軸承612d分別從上下嵌入垂直傾動框架612的兩個孔612c。由此，如圖10(a)所示，垂 直傾動單元110的組裝結(jié)束。此外，在圖10(a)中示出在支承軸611上安裝有軸承616a、 616b、E形環(huán)617a、617b、三個石墨尼龍墊圈618的狀態(tài)。
如后所述，在完成后的垂直傾動單元610上安裝有水平搖動單元620。之后，垂直 傾動單元610使用軸承616a、616b、E形環(huán)617a、617b、石墨尼龍墊圈618、軸固定構(gòu)件642 如后述那樣安裝于磁軛641。返回圖9，水平搖動單元620具備水平搖動框架621、支承軸622、水平搖動線圈 623。在水平搖動框架621上以夾著凹部621a的方式形成有上部板621b和下部板621c。 在上述上部板621b和下部板621c上，以上下排列的方式形成有用于供支承軸622通過的 孔621d。另外，在上部板621b和下部板621c的前表面形成有用于嵌入反射鏡650的臺階 部 621e。并且，從下部板621c向下方形成有腿部621f，在該腿部621f形成有沿前后方向貫 通的開口 621g。透過板660從前后方向嵌入開口 621g。在水平搖動框架621的背面形成 有用于安裝水平搖動線圈623的線圈安裝部621h。另外，在水平搖動框架621的背面形成 有向凹部621a連續(xù)的開口 621i。在支承軸622的上端安裝有平衡件622d。磁體單元630具備框架631、兩個水平搖動磁體633、八個垂直傾動磁體632。框架 631形成為在前側(cè)具有凹部631a的形狀。在框架631的上板部631b沿前后方向形成有兩 個切口 631c，并且，在中央形成有螺紋孔631d。八個磁體632在框架631的左右的內(nèi)側(cè)面 分成上下兩層而進(jìn)行安裝。另外，兩個磁體633如圖所示以在前后方向上傾斜的方式安裝 在框架631的內(nèi)側(cè)面。此外，在框架631的背面上部形成有用于使后述的第一 FPC710和第二 FPC720從 框架631的內(nèi)側(cè)向背面?zhèn)韧ㄟ^的狹縫(未圖示)。磁軛單元640具備磁軛641、軸固定構(gòu)件642。磁軛641由磁性構(gòu)件構(gòu)成。在磁軛 641的左右形成有壁部641a，在上述臂部641a的下端形成有用于安裝垂直傾動單元610的 支承軸611的凹部641b。在磁軛641的上部形成有沿上下貫通的兩個螺紋孔641c，并且在 與磁體單元633的螺紋孔631d對應(yīng)的位置形成有螺紋孔641d。兩個壁部641a的內(nèi)側(cè)面之 間的距離比支承軸611的兩個槽61 Ia之間的距離大。軸固定構(gòu)件642是具有撓性的金屬性的薄板構(gòu)件。在軸固定構(gòu)件642的前側(cè)形成 有板簧部64h、642b，在上述板簧部64h、642b的下端分別形成有用于限制垂直傾動單元 610的軸承616a、616b的脫落的承受部642c、642d。另外，在軸固定構(gòu)件642的上板部的與 磁軛641側(cè)的兩個螺紋孔641c對應(yīng)的位置分別形成有孔64 ，并且，在與磁軛641側(cè)的螺 紋孔64Id對應(yīng)的位置形成有孔642f。在進(jìn)行反射鏡致動器600的組裝時，如上所述，組裝圖10(a)所示的垂直傾動單元 610。之后，將垂直傾動框架612收容在水平搖動框架621的凹部621a內(nèi)。此時，水平搖動 框架621以兩個軸承612d和水平搖動框架621的孔621d上下排列的方式被定位。并且，在 該狀態(tài)下，支承軸622通過兩個軸承61 和水平搖動框架621的孔621d，并且支承軸622 通過粘接劑固定于水平搖動框架621。由此，形成圖10(b)所示的結(jié)構(gòu)體。在該狀態(tài)下，水 平搖動框架621能夠繞支承軸622轉(zhuǎn)動，另外，能夠沿著支承軸622向上下略微移動。這樣，在安裝水平搖動單元620后，將反射鏡650嵌入并固定于水平搖動框架621 的臺階部62Ie。之后，將安裝在垂直傾動單元610的支承軸611的兩端的軸承616a、616b嵌 入圖9所示的磁軛641的凹部641a、641b。之后，在該狀態(tài)下，將軸固定構(gòu)件642安裝于磁 軛641，以免軸承616a、616b從凹部641a、641b脫落。即，將軸固定構(gòu)件642以承受部642c從下方支承軸承616，并且承受部642d從前方夾著軸承616的方式安裝于磁軛642。在該 狀態(tài)下，將兩個螺釘643經(jīng)由軸固定構(gòu)件642的兩個孔64 螺旋安裝于磁軛641的螺紋孔 641c。由此，將圖10(b)所示的結(jié)構(gòu)體安裝于磁軛單元640。這樣，圖11(a)所示的結(jié)構(gòu)體完成。在該狀態(tài)下，垂直傾動框架612能夠與水平搖 動框架621 —體地繞支承軸611轉(zhuǎn)動，并且垂直傾動框架612能夠沿著支承軸611向左右 略微移動。這樣組裝的圖11(a)的結(jié)構(gòu)體以磁軛641的兩個壁部641a分別插入磁體單元630 側(cè)的框架631的切口 631c的方式安裝于磁體單元630。并且，在該狀態(tài)下，將螺釘644經(jīng) 由軸固定構(gòu)件642的孔642f螺旋安裝于磁軛641的螺紋孔641d和磁體單元630的螺紋孔 631d。由此，圖11(a)所示的結(jié)構(gòu)體固接于磁體單元630。這樣，如圖11(b)所示，反射鏡致 動器600的組裝結(jié)束。在圖11(b)所示的組裝狀態(tài)下，水平搖動框架621以支承軸622為軸轉(zhuǎn)動時，伴隨 于此，反射鏡650轉(zhuǎn)動。另外，垂直傾動單元612以支承軸611為軸轉(zhuǎn)動時，伴隨于此，水平 搖動單元620轉(zhuǎn)動，且反射鏡650與水平搖動單元620 —體轉(zhuǎn)動。如此，反射鏡650被互相 正交的支承軸611、622支承為能夠轉(zhuǎn)動，通過對垂直傾動線圈613及水平搖動線圈623通 電，反射鏡650繞支承軸611、622轉(zhuǎn)動。此時，安裝在水平搖動單元620上的透明體660也 伴隨反射鏡650的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。此外，平衡件622d是在圖10(b)所示的結(jié)構(gòu)體以支承軸611為軸轉(zhuǎn)動時用于進(jìn)行 調(diào)整以使上述轉(zhuǎn)動平衡良好地進(jìn)行的構(gòu)件。上述轉(zhuǎn)動的平衡通過平衡件622d的重量進(jìn)行 調(diào)整。此外，若平衡件622d能夠上下變位，則通過對上下方向的位置進(jìn)行微調(diào)整，能夠調(diào)整 轉(zhuǎn)動的平衡。在圖11 (b)所示的裝配狀態(tài)下，調(diào)整八個磁體632的配置及極性，使得通過對垂直 傾動線圈613施加電流，在垂直傾動框架612上產(chǎn)生以支承軸611為軸的轉(zhuǎn)動力。因此，在 對線圈613施加電流時，通過線圈613中產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力，垂直傾動框架612以支承軸 611為軸而進(jìn)行轉(zhuǎn)動，伴隨于此，反射鏡650和透明體660轉(zhuǎn)動。另外，在圖11(b)所示的裝配狀態(tài)下，調(diào)整兩個磁體633的配置及極性，使得通過 對水平搖動線圈623施加電流，在水平搖動框架621上產(chǎn)生以支承軸622為軸的轉(zhuǎn)動力。因 此，在對水平搖動線圈623施加電流時，通過水平搖動線圈623中產(chǎn)生的電磁驅(qū)動力，水平 搖動框架621以支承軸622為軸而進(jìn)行轉(zhuǎn)動，伴隨于此，反射鏡650和透明體660轉(zhuǎn)動。在本實施方式中，在圖12中，用于向水平搖動線圈623和垂直傾動線圈613供給 電流的第一 FPC30和第二 FPC40也安裝在反射鏡致動器600上。此外，第一 FPC30和第二 FPC40在上述說明的反射鏡致動器600的組裝時安裝。即，第一 FPC30在水平搖動線圈623 安裝于線圈安裝部621h之前安裝于線圈安裝部621h。另外，第二 FPC40在水平搖動單元 620安裝于垂直傾動單元610之前安裝于垂直傾動框架612。圖12是表示第一 FPC30和第二 FPC40的結(jié)構(gòu)的圖。圖12(a)和(c)分別是第一 FPC30和第二 FPC40的立體圖，圖12 (b)和(d)分別表示第一 FPC30和第二 FPC4安裝在反 射鏡致動器600時的狀態(tài)的立體圖。參照圖12(a)，第一 FPC30具備安裝部31、彎曲部32、34、直線部33、35。在安裝部 31上形成有兩個孔31a，在各孔31a的周圍，電極31從上表面向外部露出。
第一 FPC30具有薄板狀的形狀，在厚度方向具有彈性而能夠撓曲。在直線部35的 端部配置有連接器(未圖示)，兩根信號線從該連接器分別通過第一 FPC30的上表面而到達(dá) 安裝部31的電極31b。第一 FPC30的上表面及下表面被絕緣材料覆蓋。兩個孔31a和其周 圍的電極31b的部分不進(jìn)行被絕緣材料的覆蓋。第一 FPC30在圖12(a)的點線的位置被折 彎，在圖12(b)的狀態(tài)下安裝于反射鏡致動器600。參照圖12(()，第二？ 040具備安裝部41和直線部42、43。在安裝部41上形成有 兩個孔41a，在各自的孔41a的周圍，電極41b從上表面向外部露出。第二 FPC40具有薄板狀的形狀，在厚度方向具有彈性而能夠撓曲。在直線部43的 端部配置有連接器(未圖示)，兩根信號線從該連接器分別通過第二FPC40的上表面而到達(dá) 安裝部41的電極41b。第二 FPC40的上表面及下表面被絕緣材料覆蓋。兩個孔41a和其周 圍的電極41b的部分不進(jìn)行被絕緣材料的覆蓋。第二 FPC40在圖12(c)的點線的位置被折 彎，在圖12(d)的狀態(tài)下安裝于反射鏡致動器600。圖13是說明第一 FPC30和第二 FPC40的安裝方法的圖，圖13(a)和(b)是從正 面?zhèn)燃氨趁鎮(zhèn)扔^察在圖10(b)的結(jié)構(gòu)體上安裝有第一 FPC30和第二 FPC40的狀態(tài)的立體 圖。圖13(c)是從正面?zhèn)扔^察在水平搖動框架621上安裝有第一 FPC30的狀態(tài)的立體圖， 圖13(d)是從背面?zhèn)扔^察在垂直傾動框架612上安裝有第二 FPC40的狀態(tài)的立體圖。此外， 在圖13中，為了方便，將垂直傾動線圈613和水平搖動線圈623省略圖示。如圖13(c)所示，第一 FPC30以從水平搖動框架621的背面?zhèn)韧ㄟ^開口 621i而向 正面?zhèn)纫龅姆绞桨惭b于水平搖動框架621。如圖13(b)所示，在水平搖動框架621背面的 線圈安裝部621h形成有兩個銷621j。在上述銷621j上插入在第一 FPC30的安裝部31上 形成的孔31a，第一 FPC30的安裝部31和彎曲部32粘接固定于線圈安裝部62。并且，第一 FPC30的直線部33、35和彎曲部34從線圈安裝部621h的開口 621i向正面?zhèn)纫觥Ｈ鐖D13(d)所示，在垂直傾動框架612的背面形成有兩個銷612h，在上述銷61 上插入在第二 FPC40的安裝部41上形成的孔41a，第二 FPC40的安裝部41和直線部42以 沿著垂直傾動框架612的背面612g的方式粘接固定于背面612g。如圖13(c)所示，安裝有第一 FPC30的水平搖動單元620如圖13(d)所示，像上述 那樣安裝在安裝了第二 FPC40的垂直傾動框架612上。此時，圖13(c)中帶有斜線的彎曲 部34以沿著垂直傾動框架612的背面612f的方式粘接固定于背面612f。這樣，組裝出圖 13(a)、(b)所示的結(jié)構(gòu)體。然后，在圖13(a)、(b)的結(jié)構(gòu)體上如圖11 (a)那樣安裝磁軛單元640，接著，將該結(jié) 構(gòu)體如圖13(b)所示那樣安裝于磁體單元630。此時，第一 FPC30的直線部35和第二 FPC40 的直線部43從在磁體單元630的框架631的背面上部形成的狹縫(未圖示)向背面?zhèn)纫?出。狹縫具有在垂直傾動框架612轉(zhuǎn)動時，第一 FPC30的直線部35和第二 FPC40的直線部 43能夠平滑移動程度的間隙。這樣，反射鏡致動器600的組裝結(jié)束。此外，在圖13(d)的狀態(tài)下，在左右的線圈安裝部61 上安裝的垂直傾動線圈613 的兩端分別卷繞于對應(yīng)的銷612h。即，各線圈的一端卷繞在兩個銷61 中的一方，各線圈 的另一端卷繞在兩個銷61 的另一方。在該狀態(tài)下，將垂直傾動線圈613的端部和孔41a 的周圍的電極41b釬焊。另外，在圖13(b)的狀態(tài)下，從第一 FPC30的安裝部31a上向線圈安裝部621h安裝水平搖動線圈623。圖14是說明水平搖動線圈623的安裝方法的圖。如圖14(a)所示，在 線圈安裝部621h上形成有用于將水平搖動線圈623定位的突起621k、6211、621m。水平搖 動線圈623的內(nèi)周部的開口嵌入上述突起621k、6211、621m，并如圖14(b)所示那樣粘接固 定于線圈安裝部621h。在該狀態(tài)下，水平搖動線圈623的兩端分別卷繞于對應(yīng)的銷612j。在本實施方式中，在第一 FPC30的直線部33圍繞在支承軸622周圍的狀態(tài)下，第 一 FPC30的彎曲部34固接于垂直傾動框架612。因此，水平搖動框架621在直線部33的 彈性(彈性復(fù)原力)的作用下受到繞支承軸622旋轉(zhuǎn)的力。因此，通過控制反射鏡致動器 600以使該力的方向成為輔助向掃描開始位置的復(fù)原動作的方向，從而與上述實施方式同 樣，即使復(fù)原動作時對水平搖動線圈623施加的電流不那么高，也能夠使水平搖動框架621 及反射鏡650迅速復(fù)原到掃描開始位置。另外，在本實施方式中，同樣地，如圖13(b)所示，由于第一 FPC30的直線部35和 第二 FPC40的直線43都向下彎曲，因此在上述直線部35、43的彈性(彈性復(fù)原力)作用下， 垂直傾動框架612被朝向下方施力。因此，在本實施方式中，可以將支承軸611的周圍的掃 描開始位置設(shè)定為垂直傾動框架612朝向下方的位置。若這樣，則能夠在直線部35、43的 彈性(彈性復(fù)原力)的輔助下，使垂直傾動框架612及反射鏡650迅速向支承軸611的周 圍的掃描開始位置復(fù)原。以上，說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)完全不被上述的實施方式限制，另外， 本發(fā)明的實施方式在上述以外也能夠進(jìn)行各種變更。例如，通過上述兩個實施方式示出了反射鏡繞兩個軸旋轉(zhuǎn)的反射鏡致動器的結(jié)構(gòu) 例，但本發(fā)明也能夠適用于上述以外的結(jié)構(gòu)的反射鏡致動器。另外，在上述實施方式中，示出作為配線構(gòu)件的FPC，但配線構(gòu)件不局限于FPC，也 可以使用FFC(柔性 扁平 電纜)等在撓曲方向上具有彈性的其它配線構(gòu)件。另外，也可 以使反射鏡以外的光學(xué)元件(例如，透鏡等)變位而使掃描激光進(jìn)行掃描。并且，只要反射 鏡致動器100至少具備一個轉(zhuǎn)動軸，則也可以是其它結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的實施方式在權(quán)利要求書所示的技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠適當(dāng)進(jìn)行各 種變更。
權(quán)利要求
1.一種光束照射裝置，其特征在于， 具備射出激光的激光光源；使所述激光在目標(biāo)區(qū)域掃描的致動器；向所述致動器供給驅(qū)動信號的配線部，所述致動器具有能夠繞第一軸轉(zhuǎn)動的第一可動部；配置在所述第一可動部且所述激光入射的光學(xué)元件；配置在所述第一可動部的第一線圈，所述配線部具有配線構(gòu)件，所述配線構(gòu)件配置成與所述第一線圈電連接，并且在撓曲方向上具有彈性，利用所述 彈性使所述第一可動部繞所述第一軸朝向第一掃描開始位置被施力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束照射裝置，其特征在于， 所述配線構(gòu)件由柔性印制基板構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光束照射裝置，其特征在于， 所述致動器具備第二可動部，其將所述第一可動部支承為能夠繞所述第一軸轉(zhuǎn)動，且其能夠繞垂直于 所述第一軸的第二軸轉(zhuǎn)動；第二線圈，其配置在所述第二可動部，所述配線構(gòu)件的一部分固接于所述第二可動部，利用所述彈性使所述第一可動部從所 述第二可動部接受朝向所述第一掃描開始位置的施力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光束照射裝置，其特征在于，所述配線構(gòu)件還配置成與所述第二線圈電連接，并且利用所述彈性使所述第二可動部 繞所述第二軸朝向第二掃描開始位置被施力。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的光束照射裝置，其特征在于，所述配線構(gòu)件分別配置在所述可動部的上部和下部，在所述兩個配線構(gòu)件上分別連接 有所述第一線圈的端部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光束照射裝置，其特征在于，所述配線部具備與所述配線構(gòu)件不同且用于向所述第二線圈供給信號的另一配線構(gòu)件，所述另一配線構(gòu)件配置成與所述第二線圈電連接，并且在撓曲方向具有彈性，利用所 述彈性使所述第二可動部繞所述第二軸朝向第二掃描開始位置被施力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠以簡單的結(jié)構(gòu)使可動部迅速地返回掃描開始位置的光束照射裝置。反射鏡致動器(100)具有能夠繞支承軸(111、112)轉(zhuǎn)動的反射鏡支架(110)、安裝在反射鏡支架(110)上的反射鏡(113)、配置在反射鏡支架(110)上的線圈(114)。第一FPC(10)配置成與線圈(114)電連接，并且在撓性方向具有彈性，利用該彈性使反射鏡支架(110)繞支承軸(111、112)朝向掃描開始位置被施力。通過該施力，反射鏡支架(110)能夠從掃描結(jié)束位置迅速返回掃描開始位置。
文檔編號G02B26/10GK102147529SQ20101062308
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者后藤陽一郎 申請人:三洋電機(jī)株式會社