光束照射装置的制作方法

专利名称：光束照射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向目标区域照射激光的光束照射装置，尤其适用于搭载于所谓激光雷 达的光束照射装置，该激光雷达以向目标区域照射激光时的反射光为基础来检测目标区域 的状况。
背景技术：
近些年，为了提高行驶时的安全性，在家庭用乘用车等中搭载有激光雷达。通常， 激光雷达使激光在目标区域内扫描，根据各扫描位置的反射光的有无来检测各扫描位置的 障碍物的有无。并且，以各扫描位置的从激光的照射时刻到反射光的受光时刻所需要的时 间为基础来检测该扫描位置到障碍物的距离。作为用于在目标区域使激光扫描的结构，可以使用对反射镜进行两轴驱动的结构 (专利文献1)。在该扫描机构中，激光从水平方向倾斜地向反射镜入射。通过将反射镜在 水平方向和铅垂方向上进行两轴驱动，从而激光对目标区域进行扫描。反射镜的驱动使用 基于线圈和磁体的电磁驱动力。在保持反射镜的可动部安装线圈，在基座侧配置磁体。在激光的水平扫描时，主要使反射镜绕平行于铅垂方向的轴转动。此时，为了使激 光沿水平方向扫描，使反射镜绕平行于水平方向的轴略微转动。在一条线的水平扫描结束 时，反射镜返回与下一条线的前头附近对应的位置(扫描开始位置)。之后，反射镜在水平 方向上转动，进行对下一条线的扫描。专利文献1 日本特开2009-14698号公报在上述的光束照射装置中，在一条线的水平扫描结束后，需要尽早使反射镜返回 下一条线的扫描开始位置。作为使反射镜迅速返回扫描开始位置的结构，考虑有提高流过 线圈中的电流的方法、增加线圈的卷数的方法。但是，若增加线圈卷数，则可动部的重量相 应增加，可动部的驱动灵敏度变差。另外，根据线圈规格的不同，也存在不能够充分提高施 加电流的情况。

发明内容
本发明鉴于这样的问题而提出，其目的在于提供一种能够以简单的结构使可动部 迅速地返回扫描开始位置的光束照射装置。本发明的光束照射装置具备射出激光的激光光源；使所述激光在目标区域扫描 的致动器；向所述致动器供给驱动信号的配线部。所述致动器具有能够绕第一轴转动的 第一可动部；配置在所述第一可动部且所述激光入射的光学元件；配置在所述第一可动部 的第一线圈。另外，所述配线部具有配线构件，所述配线构件配置成与所述第一线圈电连 接，并且在挠曲方向上具有弹性。该配线构件利用所述弹性使所述第一可动部绕所述第一 轴朝向第一扫描开始位置被施力。发明效果根据本发明，提供一种能够以简单的结构使可动部迅速地返回扫描开始位置的光束照射装置。本发明的效果或意义通过以下所示的实施方式的说明变得更加明了。但是，以下 所示的实施方式最多只是实施本发明时的一个例示，本发明完全不被以下的实施方式所记 载的内容限制。


图1是表示实施方式1的反射镜致动器的结构的图。图2是表示实施方式1的光束照射装置的光学系统的图。图3是表示实施方式1的光束照射装置的光学系统的图。图4是说明实施方式1的第一 FPC的结构及安装方法的图。图5是说明实施方式1的第二 FPC的结构及安装方法的图。图6是说明实施方式1的第一 FPC的作用的图。图7是说明实施方式1的变更例的第一 FPC及第二 FPC的结构及安装方法的图。图8是说明实施方式1的其它变更例的第一 FPC的结构及安装方法的图。图9是表示实施方式2的反射镜致动器的结构的图。图10是表示实施方式2的反射镜致动器的组装过程的图。图11是表示实施方式2的反射镜致动器的组装过程的图。图12是说明实施方式2的第一 FPC及第二 FPC的结构的图。图13是说明实施方式2的第一 FPC及第二 FPC的安装方法的图。图14是说明实施方式2的垂直倾动线圈的安装方法的图。符号说明10第一 FPC (配线构件)20第二 FPC (另一配线构件)100反射镜致动器(致动器)110反射镜支架(第一可动部)113反射镜(光学元件)114线圈(第一线圈)120可动框(第二可动部)126线圈(第二线圈)401激光光源30第一 FPC (配线构件)40第二 FPC (另一配线构件)600反射镜致动器(致动器)621水平摇动框架(第一可动部)650反射镜(光学元件)623水平摇动线圈(第一线圈)612垂直倾动框架(第二可动部)613垂直倾动线圈(第二线圈)
具体实施例方式<实施方式1>图1表示本实施方式的反射镜致动器100的结构。此外，图1 (a)是反射镜致动器 100的分解立体图，图1 (b)是装配状态的反射镜致动器100的立体图。在图1(a)中，110为反射镜支架。在反射镜支架110的上下设置有支承轴111、 112。在下侧的支承轴112上形成有承受部112a。在承受部11 形成有与透明体200的厚 度大致相同尺寸的凹部。在该凹部安装有平行平板状的透明体200的上部。并且，在反射 镜支架110的前表面安装有平板状的反射镜113，在背面安装有线圈114。此外，线圈114 卷绕成方形形状。透明体200以两个面与反射镜113的镜面平行的方式安装于支承轴112。另外，在 支承轴111、112上分别安装有轴承140。120是以支承轴111、112作为轴而将反射镜支架110支承为能够转动的可动框。 在可动框120上形成有用于收容反射镜支架110的开口 121。另外，在可动框120上形成有 与安装在反射镜支架110的支承轴111、112上的轴承140嵌合的槽122、123。并且，在可动 框120的侧面形成有支承轴124、125，在背面安装有线圈126。在支承轴124、125上分别安 装有轴承141。线圈1 卷绕成方形形状。130是以支承轴1M、125为轴而将可动框120支承为能够转动的固定框。在固定 框130上形成有用于收容可动框120的凹部131。另外，在固定框130上形成有与安装在可 动框120的支承轴1M、125上的轴承嵌合的槽132、133。并且，在固定框130的内表面安 装有对线圈114施加磁场的磁体134和对线圈1 施加磁场的磁体135。此外，槽132、133 分别从固定框130的前表面延伸到上下两个磁体135之间的间隙。在装配反射镜致动器100时，在反射镜支架110的支承轴111、112上安装轴承 140，并将上述轴承140安装于可动框120的槽122、123。由此，反射镜支架110被可动框 120支承为能够绕支承轴111、112转动。这样，在将反射镜支架110安装到可动框120后，在可动框120的支承轴124、125 上安装轴承141，并将上述轴承141安装于固定框130的槽132、133，由此可动框120在固 定框130上安装成能够绕支承轴124、125转动，反射镜致动器100的装配结束。当反射镜支架110相对于可动框120以支承轴111、112为轴转动时，伴随于此，反 射镜113转动。另外，当可动框120相对于固定框130以支承轴124、125为轴转动时，伴随 于此，反射镜支架110转动，反射镜113与反射镜支架110 —体地转动。如此，反射镜支架 110被互相垂直的支承轴111、112和支承轴1M、125支承为能够转动。另外，伴随反射镜 支架110的转动，反射镜113转动。此时，安装在支承轴112上的透明体200也伴随反射镜 113的转动而转动。此外，在图1(b)所示的装配状态下，调整两个磁体134的配置及极性，使得通过对 线圈114施加电流，在反射镜支架110上产生以支承轴111、112为轴的转动力。因此，对线 圈114施加电流时，通过线圈114中产生的电磁驱动力，反射镜支架110以支承轴111、112 为轴而进行转动。另外，在图1(b)所示的装配状态下，调整两个磁体135的配置及极性，使得通过对 线圈1 施加电流，在可动框120上产生以支承轴1M、125为轴的转动力。因此，对线圈126施加电流时，通过线圈126中产生的电磁驱动力，可动框120以支承轴124、125为轴而 进行转动，伴随于此，透明体200转动。图2是表示安装有反射镜致动器100的状态下的光学系统的结构的图。在图2中，500是支承光学系统的基座。在基座500上的反射镜致动器100的设置 位置形成有开口 503a，将透明体200插入该开口，从而将反射镜致动器100安装在基座500 上。在基座500的上表面安装有用于向反射镜113引导激光的光学系统400。该光学 系统400包括激光光源401、光束整形用的透镜402。激光光源401安装于在基座500的上 表面配置的激光光源用的电路基板40Ia上。从激光光源401射出的激光(以下，称“扫描激光”)由于透镜402而受到水平方 向及铅垂方向的收束作用。透镜402设计成目标区域(例如，设定在距光束照射装置的光 束出射口在前方IOOm左右的位置)的光束形状形成为规定的尺寸(例如，纵向2m、横向Im 左右的尺寸)。透过透镜402的扫描激光向反射镜致动器100的反射镜113入射，通过反射镜113 朝向目标区域反射。通过利用反射镜致动器100驱动反射镜113，扫描激光在目标区域内扫 描。反射镜致动器100配置成在反射镜113处于中立位置时，来自透镜402的扫描激 光相对于反射镜113的反射镜面在水平方向上以45度的入射角入射。此外，“中立位置”是 指反射镜面相对于铅垂方向平行且扫描激光相对于反射镜面在水平方向上以45度的入射 角入射时的反射镜113的位置。在基座500的上表面，除了电路基板401a以外，在反射镜致动器100的背后还配 置有用于向反射镜致动器100的线圈114、1沈供给驱动信号的电路基板150。另外，在基座 500的下表面配置有电路基板300，并且，在基座500的里面及侧面还配置有电路基板301、 302。图3(a)是从里面侧观察基座500时的局部俯视图。在图3(a)中示出基座500的 里侧中的安装有反射镜致动器100的位置附近。如图所示，在基座500的里侧周缘形成有壁501、502，比壁501、502靠中央侧形成 为比壁501、502低一个台阶的平面503。在壁501形成有用于安装半导体激光303的开口。 将半导体激光303插入该开口，从而将安装有半导体激光303的电路基板301安装于壁501 的外侧面。另一方面，在壁502附近安装有安装了 PSD308的电路基板302。在基座500里侧的平面503上通过安装件307而安装有聚光透镜304、缝隙305、 ND (中性密度)滤光器306。并且，在该平面503形成有开口 503a，安装在反射镜致动器100 上的透明体200经由该开口 503a向基座500的里侧突出。在此，透明体200以在反射镜致 动器100的反射镜113处于中立位置时，透明体200的两个平面与铅垂方向平行且相对于 半导体激光303的出射光轴倾斜45度的方式定位。从半导体激光303射出的激光(以下，称为“伺服光”)在透过聚光透镜304后，通 过缝隙305缩小光束直径，进一步被ND滤光器306减光。之后，伺服光向透明光200入射， 通过透明体200而受到折射作用。之后，透过透明体200的伺服光被PSD308受光，从PSD308 输出与受光位置对应的位置检测信号。
图3 (b)是示意性表示通过PSD308检测透明体200的转动位置的图。伺服光通过相对于激光光轴倾斜配置的透明体200而受到折射作用。在此，在透 明体200从虚线的位置沿箭头方向能够转动时，伺服光的光路从图中的点线变化为实线， 光检测器308上的伺服光的受光位置变化。由此，通过由光检测器308检测的伺服光的受 光位置能够检测出透明体200的转动位置。并且，通过透明体200的转动位置能够检测出 目标区域的扫描激光的扫描位置。在本实施方式中，从电路基板150向线圈114、126的供电由柔性印制基板(FPC) 进行。在FPC的一端配置有连接器，该连接器与电路基板150侧的连接器连接。另外，FPC 与线圈114、1沈的连接通过钎焊进行。并且，FPC粘接固定于可动框120的里面。图4是用于说明用于向线圈114进行供电的第一 FPClO的结构和安装方法的图。 图4(a)是表示反射镜支架110的详细结构的立体图，图4(b)是表示第一 FPClO的结构的 俯视图。图4(c)及(d)是从前右斜上方及后斜上方观察到的第一 FPClO的安装状态的立 体图。参照图4(a)，在反射镜支架110的上表面突出设置有两个销115。此外，116是安 装反射镜113的安装面。参照图4(b)，第一 FPClO具备安装部11、直线部12、14、弯曲部13。在安装部11 上形成有沿Z轴方向贯通的两个孔11a。如图4(b)中由箭头引出的放大图所示，在孔Ila 的周围，电极lib从上表面向外部露出。两个孔Ila配置在与反射镜支架110的上表面的 两个销115对应的位置上。第一 FPClO具有在该图Z轴方向上薄的形状，在Z轴方向具有弹性而能够挠曲。在 直线部14的端部配置有连接器(未图示)，两根信号线从该连接器通过第一 FPClO的上表 面而到达安装部11的电极lib。第一 FPClO的上表面及下表面被绝缘材料覆盖。两个孔 Ila和其周围的电极lib的部分不进行被绝缘材料的覆盖。第一 FPClO在以下这样的状态下安装于反射镜致动器10。首先，在图4(b)的安 装部11附近标注的点线的位置，将由直线部12、14和弯曲部13构成的部分沿Z轴方向折 弯。在该状态下，两个孔Ila插入销115，安装部11粘接固定于反射镜支架110的上表面。 并且，在反射镜支架110的背面安装的线圈114的两端分别卷绕于对应的销115。在该状态 下，将线圈114的端部与孔Ila周围的电极lib钎焊。这样，第一 FPClO安装于反射镜支架 110。此时，为了防止第一 FPClO的弯曲部(点线位置)的根部的破损、断线，可以涂敷粘接 剂等进行加强。第一 FPClO还以直线部12围绕在支承轴111的周围的方式粘接于可动框120的背面。图5(a)是从背面侧观察到的安装了反射镜支架110的状态的可动框120的立体 图。在可动框120的背面侧安装有用于按压线圈126的框状的压板127。第一 FPClO的弯 曲部13粘接固定于压板127的右上的角部分。在该状态下，直线部14向下弯曲，配置在直 线部14的端部的连接器与图2所示的电路基板150的连接器连接。图4(c)、(d)示出这样安装了第一 FPClO时的第一 FPClO的状态。为了方便，从上 述图中将可动框120省略图示。另外，线圈114卷绕在销115的状态也省略图示。此外，图 4(d)的31为焊料。
图5(b)是表示用于向线圈1 供给电流的第二 FPC20的结构的俯视图。第二 FPC20具备直线部21、22、23、25和弯曲部M。在直线部21、23上形成有沿Z轴方向贯通的 两个孔21a、23a。如图5(b)中由箭头引出的放大图所示，在孔21a的周围，电极21b从上表 面向外部露出。同样，在孔23a的周围也配置有电极23b。第二 FPC20具有在该图Z轴方向上薄的形状，在Z轴方向具有弹性而能够挠曲。在 直线部25的端部配置有连接器(未图示)，两根信号线从该连接器分别通过第二 FPC20的 上表面而到达电极21b、23b。第二 FPC20的上表面及下表面被绝缘材料覆盖。两个孔21a、 23a和其周围的电极21b、2!3b的部分除去被绝缘材料的覆盖。参照图5(a)，在压板127上的与两个孔21a、23a对应的位置分别突出设置有销 128。两个孔21a、23a插入销128，直线部21、22、23粘接固定于压板127的背面。并且，在 可动框120的背面安装的线圈126的两端分别卷绕于对应的销128。在该状态下，线圈1 的端部与孔21a、23a周围的电极lib通过焊料31连接。这样，第二 FPC20安装于可动框 120。在该状态下，直线部25向下弯曲，配置在直线部25的端部的连接器与图2所示的电 路基板150的连接器连接。接着，参照图6，说明第一 FPClO的作用。图6(a)、(b)、(c)是从上侧(沿着支承轴111的方向)分别观察到的扫描开始位 置、中间位置、扫描结束位置的反射镜支架110的状态的示意图。另外，在图6(a)、(b)、(c) 的下部分别示意性示出目标区域的扫描线(L1、L2、L3)与反射镜支架110位于扫描开始位 置、中间位置、扫描结束位置时的扫描激光线的扫描位置(图中，单点划线)的关系。在扫描激光在目标区域内沿水平方向扫描时，反射镜支架110以从图6 (a)的扫描 开始位置经由图6(b)的中间位置到达图6(c)的扫描结束位置的方式绕支承轴111、112转 动。在该情况下，当一条扫描线的扫描结束时，需要使反射镜支架110从图6(c)的扫描结 束位置迅速返回相对于下一条扫描线的图6(a)的扫描开始位置。通常，该复原动作通过对线圈114施加向赋予复原方向的驱动力的趋向的电流而 进行。此时，为了迅速进行这样的复原动作，需要使大的电流流过线圈114。然而，由于线 圈规格的不同，存在不能够充分提高施加电流的情况。在该情况下，很难提高复原动作的速 度。相对于此，也考虑增加线圈114的卷数来提高驱动力、提高复原速度的方法。但是，这 样增加线圈的卷数时，反射镜支架110的重量也相应增加，反射镜110的驱动灵敏度变差。相对于此，在本实施方式中，如上所述，在第一 FPClO的直线部12围绕在支承轴 111的周围的状态下，将第一 FPCio的弯曲部13固接于可动框120。因此，在图6(c)所示 的扫描结束位置，反射镜支架110在直线部12的弹性(弹性复原力)的作用下被向逆时针 方向施力。在反射镜支架110从图6(c)的扫描结束位置到返回图6(a)的扫描开始位置为 止的期间对反射镜支架110持续施加该施力。因此，在本实施方式中，在进行向扫描开始位 置的复原动作时，受到该施力的辅助，在复原动作时即使对线圈114施加的电流不那么高， 也能够使反射镜支架110迅速返回扫描开始位置。如此，根据本实施方式，通过改良第一 FPClO的结构和安装状态这样极其简单的 方法，能够迅速地进行反射镜支架110的复原动作。此外，在本实施方式中，如图5(a)所示，由于第一FPClO的直线部14和第二FPC20 的直线部25都向下弯曲，因此，在上述直线部14、25的弹性(弹性复原力)的作用下，可动框120被朝向下方施力。因此，在本实施方式中，将支承轴124、125的周围的可动框120的 扫描开始位置设定为可动框120朝向下方的位置即可。即，可以进行控制以从图6的下部 所示的最下面的扫描线Ll向最上面的扫描线L3顺次扫描。若这样，扫描了最上面的扫描 线L3后，在直线部14、25的弹性(弹性复原力)的辅助下，能够使可动框120迅速向与最 下面的扫描线Ll对应的位置(支承轴124、125周围的扫描开始位置)复原。此外，在从图6的下部所示的最上面的扫描线L3向最下面的扫描线Ll顺次进行 扫描的情况下，可以以与图5(a)的上下相反的方式安装第一 FPClO和第二 FPC20。图7 (b) 是从可动框120的后方观察到的此时的结构的图。第一FPClO的安装部11安装在反射镜支 架110的下表面，并钎焊于线圈114。在反射镜支架110的下表面突出设置有两个销115， 安装部11的孔Ila插入上述的销115。此外，图7(a)示出图4 6所示的实施方式的结 构。若如图7(b)所示那样构成，则可动框120在直线部14、25的弹性(弹性复原力) 作用下受到向上的施力。因此，能够使可动框120迅速地复原到扫描开始位置(与图6下 部的扫描线L3对应的位置)。此外，实施方式1的结构在上述以外能够进行各种变更。例如，如图7(c)所示，可以将第一 FPClO的安装部11分别配置在反射镜支架110 的上表面和下表面。在该情况下，在各自的安装部11上各配置一个孔Ila和电极11b，插入 各孔Ila的销115分别突出设置在反射镜支架110的上表面和下表面。线圈114的一端卷 绕于上表面侧的销115，线圈114的另一端卷绕在下表面侧的销115。这样，线圈114的两 端被钎焊于对应的电极lib。与上述实施方式同样，各第一 FPClO的弯曲部13粘接固定于 压板127。此外，在图7(c)的结构中，两个第一 FPClO共同用于对安装在可动框170的背面 的线圈126的供电。因此，在上侧的第一 FPClO上设置有从弯曲部13向右侧的销128延伸 的直线部15。在该直线部15上的与销1 对应的位置形成有孔15a，在各孔15a的周围配 置有电极15b。另外，在下侧的第一 FPClO设置有从弯曲部13向左侧的销128延伸的L字 部16。在该L字部16上的与销1 对应的位置形成有孔16a，在各孔16a的周围配置有电 极 16b。电极15b与上侧的第一 FPClO的直线部14端部的连接器连接。电极16b与下侧 的第一 FPClO的直线部14端部的连接器连接。与上述的实施方式同样，各孔15a、16a插入 对应的销128。线圈126的一端卷绕于一个销128，线圈126的另一端卷绕于另一个销128。 这样，将线圈126的两端钎焊于对应的电极15b、16b。在图7(c)的结构中，由于两个第一 FPClO的直线部12都在支承轴111、112的周 围从图7(c)的左侧到达反射镜支架110的上表面和下表面，因此反射镜支架110在上述两 个直线部12的弹性(弹性复原力)作用下，受到相同的转动方向的施力。因此，在该结构 例中，在反射镜支架110复原到支承轴111、112的周围的扫描开始位置时，与上述实施方式 相比，受到大致两倍的辅助，能够使反射镜支架110比上述实施方式更迅速地返回扫描开 始位置。此外，在图7(c)的结构中，上下的第一 FPClO的直线部14的弯曲方向互相相反， 因此基于上述直线部14的可动框120的施力方向也相反，两个直线部14的施力互相相抵。因此，例如，为了使可动框120向下方施力，如图7(d)所示，可以将下侧的第一 FPClO的直 线部14定位于可动框的上侧，并将该直线部14和L字部16通过L字部17连结。在该情 况下，L字部17粘接固定于压板127。另外，为了使可动框120向上方施力，可以如图8 (a) 所示，以与图7(d)的上下相反的方式安装两个第一 FPC10。另外，如图8(b)所示，可以在下侧配置与图7(c)的上侧的第一 FPClO相同结构的 第一 FPC10。在该结构中，上侧的第一 FPClO的直线部12在支承轴111的周围从图8(b) 的左侧到达反射镜支架110的上表面。与此相对，下侧的第一 FPClO的直线部12在支承轴 112的周围从图8(b)的右侧到达反射镜支架110的下表面。因此，反射镜支架110在上述 两个直线部12的弹性(弹性复原力)的作用下，受到相反的转动方向的施力。因此，在该 结构中，两个直线部14的施力相互相抵。但是，在该结构中，在图6(c)的扫描结束位置，上侧的第一 FPClO的直线部12的 弹性(弹性复原力)这一方比下侧的第一 FPClO的直线部12的弹性(弹性复原力)大，因 此反射镜支架110通过上侧的第一FPClO的直线部12而受到朝向扫描开始位置的施力。因 此，在该结构中，尤其在需要特别大的驱动力的反射镜支架110的复原开始时，由于反射镜 支架110受到直线部12的辅助，因此能够迅速地进行反射镜支架110向扫描开始位置的复 原。此外，在控制反射镜支架110从而使支承轴111、112的周围的扫描开始位置位于 图6(b)所示的中间位置时，由于反射镜支架110从图8(b)中的中间位置向左右任一方摆 动都受到直线部12的施力，因此能够使反射镜支架110迅速地复原到扫描开始位置(中间 位置)。在图8(b)的结构中，与图7(c)的情况同样，上下两个直线部14的弯曲方向相反， 因此上述直线部14的施力互相相抵。因此，例如，在想要将反射镜支架110向下方施力时， 将下侧的第一 FPClO的结构如图8(c)那样变更即可，另外，在将反射镜支架110向上方施 力时，以与图8(c)的上下相反的方式安装两个第一 FPClO即可。<实施方式2>以下，说明变更反射镜致动器的结构时的实施方式。图9是表示本实施方式的反射镜致动器600的结构的分解立体图。反射镜致动器600具备垂直倾动单元(tilt unit)610、水平摇动单元(pan unit) 620,磁体单元630、磁轭单元640、反射镜650、透过板660。垂直倾动单元610具备支承轴611、垂直倾动框架612、两个垂直倾动线圈613。在 支承轴611的两端部附近形成有槽611a。在上述槽611a中嵌入有E形环617a、617b。在垂直倾动框架612的左右形成有用于安装垂直倾动线圈613的线圈安装部 61加。另外，在垂直倾动框架612上形成有用于嵌入支承轴611的槽612b和上下排列的两 个孔612c。在支承轴611的两端安装有轴承616a、616b、E形环617a、617b及石墨尼龙垫圈 618的状态下，支承轴611嵌入并粘接固定于在垂直倾动框架612上形成的槽612b中。并 且，轴承612d分别从上下嵌入垂直倾动框架612的两个孔612c。由此，如图10(a)所示，垂 直倾动单元110的组装结束。此外，在图10(a)中示出在支承轴611上安装有轴承616a、 616b、E形环617a、617b、三个石墨尼龙垫圈618的状态。
如后所述，在完成后的垂直倾动单元610上安装有水平摇动单元620。之后，垂直 倾动单元610使用轴承616a、616b、E形环617a、617b、石墨尼龙垫圈618、轴固定构件642 如后述那样安装于磁轭641。返回图9，水平摇动单元620具备水平摇动框架621、支承轴622、水平摇动线圈 623。在水平摇动框架621上以夹着凹部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轴622通过的 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镜650的台阶 部 621e。并且，从下部板621c向下方形成有腿部621f，在该腿部621f形成有沿前后方向贯 通的开口 621g。透过板660从前后方向嵌入开口 621g。在水平摇动框架621的背面形成 有用于安装水平摇动线圈623的线圈安装部621h。另外，在水平摇动框架621的背面形成 有向凹部621a连续的开口 621i。在支承轴622的上端安装有平衡件622d。磁体单元630具备框架631、两个水平摇动磁体633、八个垂直倾动磁体632。框架 631形成为在前侧具有凹部631a的形状。在框架631的上板部631b沿前后方向形成有两 个切口 631c，并且，在中央形成有螺纹孔631d。八个磁体632在框架631的左右的内侧面 分成上下两层而进行安装。另外，两个磁体633如图所示以在前后方向上倾斜的方式安装 在框架631的内侧面。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从 框架631的内侧向背面侧通过的狭缝(未图示)。磁轭单元640具备磁轭641、轴固定构件642。磁轭641由磁性构件构成。在磁轭 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装垂直倾动单元610的 支承轴611的凹部641b。在磁轭641的上部形成有沿上下贯通的两个螺纹孔641c，并且在 与磁体单元633的螺纹孔631d对应的位置形成有螺纹孔641d。两个壁部641a的内侧面之 间的距离比支承轴611的两个槽61 Ia之间的距离大。轴固定构件642是具有挠性的金属性的薄板构件。在轴固定构件642的前侧形成 有板簧部64h、642b，在上述板簧部64h、642b的下端分别形成有用于限制垂直倾动单元 610的轴承616a、616b的脱落的承受部642c、642d。另外，在轴固定构件642的上板部的与 磁轭641侧的两个螺纹孔641c对应的位置分别形成有孔64 ，并且，在与磁轭641侧的螺 纹孔64Id对应的位置形成有孔642f。在进行反射镜致动器600的组装时，如上所述，组装图10(a)所示的垂直倾动单元 610。之后，将垂直倾动框架612收容在水平摇动框架621的凹部621a内。此时，水平摇动 框架621以两个轴承612d和水平摇动框架621的孔621d上下排列的方式被定位。并且，在 该状态下，支承轴622通过两个轴承61 和水平摇动框架621的孔621d，并且支承轴622 通过粘接剂固定于水平摇动框架621。由此，形成图10(b)所示的结构体。在该状态下，水 平摇动框架621能够绕支承轴622转动，另外，能够沿着支承轴622向上下略微移动。这样，在安装水平摇动单元620后，将反射镜650嵌入并固定于水平摇动框架621 的台阶部62Ie。之后，将安装在垂直倾动单元610的支承轴611的两端的轴承616a、616b嵌 入图9所示的磁轭641的凹部641a、641b。之后，在该状态下，将轴固定构件642安装于磁 轭641，以免轴承616a、616b从凹部641a、641b脱落。即，将轴固定构件642以承受部642c从下方支承轴承616，并且承受部642d从前方夹着轴承616的方式安装于磁轭642。在该 状态下，将两个螺钉643经由轴固定构件642的两个孔64 螺旋安装于磁轭641的螺纹孔 641c。由此，将图10(b)所示的结构体安装于磁轭单元640。这样，图11(a)所示的结构体完成。在该状态下，垂直倾动框架612能够与水平摇 动框架621 —体地绕支承轴611转动，并且垂直倾动框架612能够沿着支承轴611向左右 略微移动。这样组装的图11(a)的结构体以磁轭641的两个壁部641a分别插入磁体单元630 侧的框架631的切口 631c的方式安装于磁体单元630。并且，在该状态下，将螺钉644经 由轴固定构件642的孔642f螺旋安装于磁轭641的螺纹孔641d和磁体单元630的螺纹孔 631d。由此，图11(a)所示的结构体固接于磁体单元630。这样，如图11(b)所示，反射镜致 动器600的组装结束。在图11(b)所示的组装状态下，水平摇动框架621以支承轴622为轴转动时，伴随 于此，反射镜650转动。另外，垂直倾动单元612以支承轴611为轴转动时，伴随于此，水平 摇动单元620转动，且反射镜650与水平摇动单元620 —体转动。如此，反射镜650被互相 正交的支承轴611、622支承为能够转动，通过对垂直倾动线圈613及水平摇动线圈623通 电，反射镜650绕支承轴611、622转动。此时，安装在水平摇动单元620上的透明体660也 伴随反射镜650的转动而转动。此外，平衡件622d是在图10(b)所示的结构体以支承轴611为轴转动时用于进行 调整以使上述转动平衡良好地进行的构件。上述转动的平衡通过平衡件622d的重量进行 调整。此外，若平衡件622d能够上下变位，则通过对上下方向的位置进行微调整，能够调整 转动的平衡。在图11 (b)所示的装配状态下，调整八个磁体632的配置及极性，使得通过对垂直 倾动线圈613施加电流，在垂直倾动框架612上产生以支承轴611为轴的转动力。因此，在 对线圈613施加电流时，通过线圈613中产生的电磁驱动力，垂直倾动框架612以支承轴 611为轴而进行转动，伴随于此，反射镜650和透明体660转动。另外，在图11(b)所示的装配状态下，调整两个磁体633的配置及极性，使得通过 对水平摇动线圈623施加电流，在水平摇动框架621上产生以支承轴622为轴的转动力。因 此，在对水平摇动线圈623施加电流时，通过水平摇动线圈623中产生的电磁驱动力，水平 摇动框架621以支承轴622为轴而进行转动，伴随于此，反射镜650和透明体660转动。在本实施方式中，在图12中，用于向水平摇动线圈623和垂直倾动线圈613供给 电流的第一 FPC30和第二 FPC40也安装在反射镜致动器600上。此外，第一 FPC30和第二 FPC40在上述说明的反射镜致动器600的组装时安装。即，第一 FPC30在水平摇动线圈623 安装于线圈安装部621h之前安装于线圈安装部621h。另外，第二 FPC40在水平摇动单元 620安装于垂直倾动单元610之前安装于垂直倾动框架612。图12是表示第一 FPC30和第二 FPC40的结构的图。图12(a)和(c)分别是第一 FPC30和第二 FPC40的立体图，图12 (b)和(d)分别表示第一 FPC30和第二 FPC4安装在反 射镜致动器600时的状态的立体图。参照图12(a)，第一 FPC30具备安装部31、弯曲部32、34、直线部33、35。在安装部 31上形成有两个孔31a，在各孔31a的周围，电极31从上表面向外部露出。
第一 FPC30具有薄板状的形状，在厚度方向具有弹性而能够挠曲。在直线部35的 端部配置有连接器(未图示)，两根信号线从该连接器分别通过第一 FPC30的上表面而到达 安装部31的电极31b。第一 FPC30的上表面及下表面被绝缘材料覆盖。两个孔31a和其周 围的电极31b的部分不进行被绝缘材料的覆盖。第一 FPC30在图12(a)的点线的位置被折 弯，在图12(b)的状态下安装于反射镜致动器600。参照图12(()，第二？ 040具备安装部41和直线部42、43。在安装部41上形成有 两个孔41a，在各自的孔41a的周围，电极41b从上表面向外部露出。第二 FPC40具有薄板状的形状，在厚度方向具有弹性而能够挠曲。在直线部43的 端部配置有连接器(未图示)，两根信号线从该连接器分别通过第二FPC40的上表面而到达 安装部41的电极41b。第二 FPC40的上表面及下表面被绝缘材料覆盖。两个孔41a和其周 围的电极41b的部分不进行被绝缘材料的覆盖。第二 FPC40在图12(c)的点线的位置被折 弯，在图12(d)的状态下安装于反射镜致动器600。图13是说明第一 FPC30和第二 FPC40的安装方法的图，图13(a)和(b)是从正 面侧及背面侧观察在图10(b)的结构体上安装有第一 FPC30和第二 FPC40的状态的立体 图。图13(c)是从正面侧观察在水平摇动框架621上安装有第一 FPC30的状态的立体图， 图13(d)是从背面侧观察在垂直倾动框架612上安装有第二 FPC40的状态的立体图。此外， 在图13中，为了方便，将垂直倾动线圈613和水平摇动线圈623省略图示。如图13(c)所示，第一 FPC30以从水平摇动框架621的背面侧通过开口 621i而向 正面侧引出的方式安装于水平摇动框架621。如图13(b)所示，在水平摇动框架621背面的 线圈安装部621h形成有两个销621j。在上述销621j上插入在第一 FPC30的安装部31上 形成的孔31a，第一 FPC30的安装部31和弯曲部32粘接固定于线圈安装部62。并且，第一 FPC30的直线部33、35和弯曲部34从线圈安装部621h的开口 621i向正面侧引出。如图13(d)所示，在垂直倾动框架612的背面形成有两个销612h，在上述销61 上插入在第二 FPC40的安装部41上形成的孔41a，第二 FPC40的安装部41和直线部42以 沿着垂直倾动框架612的背面612g的方式粘接固定于背面612g。如图13(c)所示，安装有第一 FPC30的水平摇动单元620如图13(d)所示，像上述 那样安装在安装了第二 FPC40的垂直倾动框架612上。此时，图13(c)中带有斜线的弯曲 部34以沿着垂直倾动框架612的背面612f的方式粘接固定于背面612f。这样，组装出图 13(a)、(b)所示的结构体。然后，在图13(a)、(b)的结构体上如图11 (a)那样安装磁轭单元640，接着，将该结 构体如图13(b)所示那样安装于磁体单元630。此时，第一 FPC30的直线部35和第二 FPC40 的直线部43从在磁体单元630的框架631的背面上部形成的狭缝(未图示)向背面侧引 出。狭缝具有在垂直倾动框架612转动时，第一 FPC30的直线部35和第二 FPC40的直线部 43能够平滑移动程度的间隙。这样，反射镜致动器600的组装结束。此外，在图13(d)的状态下，在左右的线圈安装部61 上安装的垂直倾动线圈613 的两端分别卷绕于对应的销612h。即，各线圈的一端卷绕在两个销61 中的一方，各线圈 的另一端卷绕在两个销61 的另一方。在该状态下，将垂直倾动线圈613的端部和孔41a 的周围的电极41b钎焊。另外，在图13(b)的状态下，从第一 FPC30的安装部31a上向线圈安装部621h安装水平摇动线圈623。图14是说明水平摇动线圈623的安装方法的图。如图14(a)所示，在 线圈安装部621h上形成有用于将水平摇动线圈623定位的突起621k、6211、621m。水平摇 动线圈623的内周部的开口嵌入上述突起621k、6211、621m，并如图14(b)所示那样粘接固 定于线圈安装部621h。在该状态下，水平摇动线圈623的两端分别卷绕于对应的销612j。在本实施方式中，在第一 FPC30的直线部33围绕在支承轴622周围的状态下，第 一 FPC30的弯曲部34固接于垂直倾动框架612。因此，水平摇动框架621在直线部33的 弹性(弹性复原力)的作用下受到绕支承轴622旋转的力。因此，通过控制反射镜致动器 600以使该力的方向成为辅助向扫描开始位置的复原动作的方向，从而与上述实施方式同 样，即使复原动作时对水平摇动线圈623施加的电流不那么高，也能够使水平摇动框架621 及反射镜650迅速复原到扫描开始位置。另外，在本实施方式中，同样地，如图13(b)所示，由于第一 FPC30的直线部35和 第二 FPC40的直线43都向下弯曲，因此在上述直线部35、43的弹性(弹性复原力)作用下， 垂直倾动框架612被朝向下方施力。因此，在本实施方式中，可以将支承轴611的周围的扫 描开始位置设定为垂直倾动框架612朝向下方的位置。若这样，则能够在直线部35、43的 弹性(弹性复原力)的辅助下，使垂直倾动框架612及反射镜650迅速向支承轴611的周 围的扫描开始位置复原。以上，说明了本发明的实施方式，但是本发完全不被上述的实施方式限制，另外， 本发明的实施方式在上述以外也能够进行各种变更。例如，通过上述两个实施方式示出了反射镜绕两个轴旋转的反射镜致动器的结构 例，但本发明也能够适用于上述以外的结构的反射镜致动器。另外，在上述实施方式中，示出作为配线构件的FPC，但配线构件不局限于FPC，也 可以使用FFC(柔性 扁平 电缆)等在挠曲方向上具有弹性的其它配线构件。另外，也可 以使反射镜以外的光学元件(例如，透镜等)变位而使扫描激光进行扫描。并且，只要反射 镜致动器100至少具备一个转动轴，则也可以是其它结构。此外，本发明的实施方式在权利要求书所示的技术思想的范围内能够适当进行各 种变更。
权利要求
1.一种光束照射装置，其特征在于， 具备射出激光的激光光源；使所述激光在目标区域扫描的致动器；向所述致动器供给驱动信号的配线部，所述致动器具有能够绕第一轴转动的第一可动部；配置在所述第一可动部且所述激光入射的光学元件；配置在所述第一可动部的第一线圈，所述配线部具有配线构件，所述配线构件配置成与所述第一线圈电连接，并且在挠曲方向上具有弹性，利用所述 弹性使所述第一可动部绕所述第一轴朝向第一扫描开始位置被施力。
2.根据权利要求1所述的光束照射装置，其特征在于， 所述配线构件由柔性印制基板构成。
3.根据权利要求1或2所述的光束照射装置，其特征在于， 所述致动器具备第二可动部，其将所述第一可动部支承为能够绕所述第一轴转动，且其能够绕垂直于 所述第一轴的第二轴转动；第二线圈，其配置在所述第二可动部，所述配线构件的一部分固接于所述第二可动部，利用所述弹性使所述第一可动部从所 述第二可动部接受朝向所述第一扫描开始位置的施力。
4.根据权利要求3所述的光束照射装置，其特征在于，所述配线构件还配置成与所述第二线圈电连接，并且利用所述弹性使所述第二可动部 绕所述第二轴朝向第二扫描开始位置被施力。
5.根据权利要求3或4所述的光束照射装置，其特征在于，所述配线构件分别配置在所述可动部的上部和下部，在所述两个配线构件上分别连接 有所述第一线圈的端部。
6.根据权利要求3所述的光束照射装置，其特征在于，所述配线部具备与所述配线构件不同且用于向所述第二线圈供给信号的另一配线构件，所述另一配线构件配置成与所述第二线圈电连接，并且在挠曲方向具有弹性，利用所 述弹性使所述第二可动部绕所述第二轴朝向第二扫描开始位置被施力。
全文摘要
本发明提供一种能够以简单的结构使可动部迅速地返回扫描开始位置的光束照射装置。反射镜致动器(100)具有能够绕支承轴(111、112)转动的反射镜支架(110)、安装在反射镜支架(110)上的反射镜(113)、配置在反射镜支架(110)上的线圈(114)。第一FPC(10)配置成与线圈(114)电连接，并且在挠性方向具有弹性，利用该弹性使反射镜支架(110)绕支承轴(111、112)朝向扫描开始位置被施力。通过该施力，反射镜支架(110)能够从扫描结束位置迅速返回扫描开始位置。
文档编号G02B26/10GK102147529SQ20101062308
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月27日 优先权日2010年2月10日
发明者后藤阳一郎 申请人:三洋电机株式会社