(57)【要約】      （修正有）【課題】磁石と可動板との接合強度を高めることを目的とする可動板構造体を提供する。【解決手段】可動板構造体１００は支持部２と、支持部２に一端が連結されたトーションばね部３Ａ、３Ｂと、トーションばね部３Ａ、３Ｂの他端と連結され、トーションばね部３Ａ、３Ｂの回転軸を中心にトーションばね部３Ａ、３Ｂが捩れることで揺動可能であり、磁石５が配置される配置面４ｇを有する可動板４と、配置面４ｇ上に配置された磁石５と、配置面４ｇ上に配置された第一片６１Ａ、６１Ｂと、第一片６１Ａ、６１Ｂと繋がり、第一片６１Ａ、６１Ｂから立ち上がるように折り曲げられて磁石５を支える第二片６２Ａ、６２Ｂと、をそれぞれ有し、回転軸と交差する方向の両側から磁石５を保持する一対の保持部６Ａ、６Ｂと、を備えている。これにより、磁石５と可動板４との接合強度を高めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
前記支持部に一端が連結されたトーションばね部と、
前記トーションばね部の他端と連結され、前記トーションばね部の回転軸を中心に前記トーションばね部が捩れることで揺動可能であり、磁石が配置される配置面を有する可動板と、
前記配置面上に配置された前記磁石と、
前記配置面上に配置された第一片と、前記第一片と繋がり、前記第一片から立ち上がるように折り曲げられて前記磁石を支える第二片と、をそれぞれ有し、前記回転軸と交差する方向の両側から前記磁石を保持する一対の保持部と、を備えた可動板構造体。
【請求項２】
前記一対の保持部は、それぞれの前記第二片と繋がり、前記磁石に沿うように前記第二片から折り曲げられた第三片を有する、
請求項１に記載の可動板構造体。
【請求項３】
前記第一片は、前記可動板と一体的であり、前記配置面上に折り重ねられている、
請求項１または２に記載の可動板構造体。
【請求項４】
前記第一片は、前記可動板と一端が繋がるように前記可動板から打ち抜かれた部分を、前記配置面側に折り重ねて形成されている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の可動板構造体。
【請求項５】
少なくとも、前記一対の保持部のうちの一つと、前記配置面と、前記磁石との間に空隙を有する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の可動板構造体。
【請求項６】
支持部と、
前記支持部に一端が連結されたトーションばね部と、
前記トーションばね部の他端と連結され、前記トーションばね部が回転軸を中心に捩れることで揺動可能であり、磁石を配置する配置面を有する可動板と、
前記配置面上に配置された前記磁石と、
前記配置面上に配置され、前記磁石の前記配置面と対向する面の外周を囲う第一部材と、
前記第一部材と繋がり、前記磁石の外周を覆う第二部材と、を有する保持部と、
を備えた可動板構造体。
【請求項７】
前記配置面と反対側の面には、ミラー部が配置されている、
請求項１から６のいずれか一項に記載の可動板構造体。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の可動板構造体と、
前記磁石に電磁力を与える駆動部と、
前記可動板へ光を照射する光照射部と、を備えた光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可動板構造体及びそれを用いた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光走査装置は、光を走査することができ、主にプロジェクターやプリンター等に用いられている。
【０００３】
光走査装置は、反射面を有するミラーと、ミラーを駆動する駆動部と、ミラーの反射面に光を照射する光照射部と、を備える。
【０００４】
ミラーを駆動する方法のひとつに、電磁力を利用した方法がある。この方法では、例えばミラーの反射面の裏面側に永久磁石が接合される。ミラーと永久磁石の間は、接着剤や半田で接合される。
【０００５】
この従来技術に類似する例として、下記の特許文献１、２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１６９９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５６４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の光走査装置では、ミラーが振動すると、永久磁石とミラーとの接合部分に応力がかかるため、永久磁石とミラーとの接合強度が低下することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の可動板構造体は、支持部と、支持部に一端が連結されたトーションばね部と、トーションばね部の他端と連結され、トーションばね部の回転軸を中心にトーションばね部が捩れることで揺動可能であり、磁石が配置される配置面を有する可動板と、配置面上に配置された磁石と、配置面上に配置された第一片と、第一片と繋がり、第一片から立ち上がるように折り曲げられて磁石を支える第二片と、をそれぞれ有し、回転軸と交差する方向の両側から磁石を保持する一対の保持部と、を備えている。
【０００９】
また本発明の可動板構造体は、支持部と、支持部に一端が連結されたトーションばね部と、トーションばね部の他端と連結され、トーションばね部が回転軸を中心に捩れることで揺動可能であり、磁石を配置する配置面を有する可動板と、配置面上に配置された磁石と、配置面上に配置され、磁石の配置面と対向する面の外周を囲う第一部材と、第一部材と繋がり、磁石の外周を覆う第二部材と、を有する保持部と、を備えている。
【００１０】
また本発明の光走査装置は、本発明の可動板構造体と、磁石に電磁力を与える駆動部と、可動板へ光を照射する光照射部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、磁石を保持する保持部を備えているので、磁石と可動板との接合強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る可動板構造体の背面斜視図である。
【図２】実施形態１に係る可動板構造体の背面図である。
【図３】実施形態１に係る可動板構造体の断面図（図２のＰＰ断面）である。
【図４】実施形態１に係る可動板構造体の要部を拡大した断面図である。
【図５】実施形態１に係る光走査装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】実施形態２に係る可動板構造体の背面斜視図である。
【図７】実施形態３に係る可動板構造体の背面斜視図である。
【図８】実施形態３に係る別の可動板構造体の背面斜視図である。
【図９】実施形態４に係る可動板構造体の背面斜視図である。
【図１０】実施形態４に係る可動板構造体の断面図（図９のＰＰ断面）である。
【図１１】実施形態５に係る可動板構造体の背面図である。
【図１２】実施形態５に係る光走査装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に説明する実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記実施形態に限定されることはない。これらの実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
（実施形態１）
以下、図１、図２、図３、図４を用いて実施形態１の可動板構造体１００の構成について説明する。
【００１４】
図１は、可動板構造体１００の背面斜視図である。図１に示すように、可動板構造体１００は、支持部２と、トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動板４と、を備えている。さらに可動板構造体１００は、可動板４上に磁石５と、一対の保持部６Ａ、６Ｂと、を備えている。
【００１５】
図２は可動板構造体１００の背面図である。以下、図２に示す左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＹ軸方向として説明する。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは直交する。
【００１６】
図２に示すように、支持部２の形状は、中央に空間を有する枠形状である。
【００１７】
一対のトーションばね部３Ａ、３Ｂは、支持部２の空間内に配置されている。トーションばね部３Ａ、３Ｂは、支持部２の中心を通りＸ軸に平行な直線に対し、線対称に配置されている。
【００１８】
一方のトーションばね部３Ａの形状は、Ｙ軸方向に延びる直線形状である。トーションばね部３Ａの一端は、支持部２のＹ軸方向の一端と連結されている。トーションばね部３Ａの他端は、後述のとおり可動板４と連結されている。
【００１９】
他方のトーションばね部３Ｂの形状は、Ｙ軸方向に延びる直線形状である。トーションばね部３Ｂの一端は、支持部２のＹ軸方向の他端と連結されている。トーションばね部３Ｂの他端は、後述のとおり可動板４と連結されている。
【００２０】
上記の一対のトーションばね部３Ａ、３Ｂは、それぞれ外力を受けると捩れ振動する。それぞれの捩れ振動の中心である回転軸は、Ｙ軸方向に延び、かつトーションばね部３Ａ、３Ｂの中心を通る軸とする。
【００２１】
可動板４の形状は、扁平な円形状である。可動板４は、磁石５を配置する配置面４ｇを有する。可動板４は、支持部２の空間内のほぼ中央に配置されている。可動板４のＹ軸方向の一端は、トーションばね部３Ａの他端、すなわちトーションばね部３Ａの、支持部２と連結された一端の反対側の端部と連結されている。また可動板４のＹ軸方向の他端は、トーションばね部３Ｂの他端、すなわちトーションばね部３Ｂの、支持部２と連結された一端の反対側の端部と連結されている。可動板４は、トーションばね部３Ａ、３Ｂの回転軸を中心に、トーションばね部３Ａ、３Ｂが捩れ振動することで、揺動できる。
【００２２】
上述した支持部２と、トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動板４とは、厚さ、約１００［μｍ］程度の金属板を、エッチング加工やプレス加工等することにより、形成されている。このような方法で形成することで、支持部２と、トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動板４とを一体的に形成できる。なお金属板の厚さ寸法や加工方法はこれに限定されない。金属板の材料は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）である。
【００２３】
図３は、図２のＰ−Ｐ方向からみた可動板構造体１００の断面図である。図３に示すように、磁石５は、可動板４の配置面４ｇのほぼ中央に配置されている。磁石５は、例えばネオジム磁石やフェライト磁石、サマコバ磁石やアルニコ磁石などの永久磁石である。磁石５の形状は、角柱形状である。以下、磁石５の配置面４ｇと対向する面を底面とし、底面と反対側の面を天井面とし、底面と天井面とを繋ぐ面を側面という。
【００２４】
図２、図３に示すように、一対の保持部６Ａ、６Ｂは、それぞれ配置面４ｇ上に配置されている。一対の保持部６Ａ、６Ｂは、回転軸と直交する方向、すなわちＸ軸方向の両側から磁石５を保持している。一対の保持部６Ａ、６Ｂは、可動板４の中心を通りＹ軸方向に平行な直線に対し、線対称に配置されている。
【００２５】
一方の保持部６Ａは、第一片６１Ａと、第二片６２Ａと、一対の第三片６３Ａ、６４Ａと、を有する。
【００２６】
第一片６１Ａは、保持部６Ａのうち、配置面４ｇ上に配置されている部分である。第一片６１Ａは、可動板４の回転軸と直交するＸ軸方向に延びている。第一片６１Ａは、可動板４と一体的に形成されている。さらに第一片６１Ａは、可動板４と一端が繋がるように可動板４から打ち抜かれた部分を、配置面４ｇ上に折り重ねて形成されている。
【００２７】
第二片６２Ａは、保持部６Ａのうち、第一片６１Ａと繋がり、第一片６１Ａから立ち上がって磁石５を支える部分である。第二片６２Ａは、第一片６１ＡからＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向であって、配置面４ｇと反対側の方向へ折り曲げられている。第二片６２Ａは、回転軸と平行であって、かつ配置面４ｇに垂直な面で、磁石５を支えている。第二片６２Ａは、第一片６１Ａと一体的に形成されている。第二片６２Ａも可動板４から打ち抜かれた部分で形成されている。
【００２８】
一対の第三片６３Ａ、６４Ａは、保持部６Ａのうち、第二片６２Ａと繋がり、磁石５に沿うように第二片６２ＡからＸ軸方向へ折り曲げられた部分である。一方の第三片６３Ａは、第二片６２ＡのＹ軸方向の一方の端部と連結されている。他方の第三片６４Ａは、第二片６２ＡのＹ軸方向の他方の端部と連結されている。いずれの第三片６３Ａ、６４Ａも、第二片６２Ａと一体的に形成されている。また、いずれの第三片６３Ａ、６４Ａも、可動板４から打ち抜かれた部分で形成されている。
【００２９】
なお、図４に示すように、第一片６１Ａと第二片６２Ａとの間には角部６５Ａが形成されている。角部６５Ａは、保持部６Ａのうち、配置面４ｇおよび磁石５の側面に沿って折れ曲がっている部分である。角部６５Ａは、配置面４ｇおよび磁石５の側面に対向する側が突出するように湾曲し、丸みを帯びている。また、保持部６Ａと、可動板４の配置面４ｇと、磁石５と、の間には、空隙８Ａが形成されている。
【００３０】
図２、３に示すように、他方の保持部６Ｂも、保持部６Ａと同様に、第一片６１Ｂと、第二片６２Ｂと、一対の第三片６３Ｂ、６４Ｂと、を有する。
【００３１】
第一片６１Ｂは、保持部６Ｂのうち、配置面４ｇ上に配置されている部分である。第一片６１Ｂは、可動板４の回転軸と直交するＸ軸方向に延びている。第一片６１Ｂは、可動板４と一体的に形成されている。さらに第一片６１Ｂは、可動板４と一端が繋がるように可動板４から打ち抜かれた部分を、配置面４ｇ上に折り重ねて形成されている。
【００３２】
第二片６２Ｂは、保持部６Ｂのうち、第一片６１Ｂと繋がり、第一片６１Ｂから立ち上がって磁石５を支える部分である。第二片６２Ｂは、第一片６１ＢからＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向であって、配置面４ｇと反対側の方向へ折り曲げられている。第二片６２Ｂは、回転軸と平行であって、かつ配置面４ｇに垂直な面で、磁石５を支えている。第二片６２Ｂは、第一片６１Ｂと一体的に形成されている。また、第二片６２Ｂも、可動板４から打ち抜かれた部分で形成されている。
【００３３】
一対の第三片６３Ｂ、６４Ｂは、保持部６Ｂのうち、第二片６２Ｂと繋がり、磁石５に沿うように第二片６２ＢからＸ軸方向へ折り曲げられた部分である。一方の第三片６３Ｂは、第二片６２ＢのＹ軸方向の一方の端部と連結されている。他方の第三片６４Ｂは、第二片６２ＢのＹ軸方向の他方の端部と連結されている。いずれの第三片６３Ｂ、６４Ｂも、第二片６２Ｂと一体的に形成されている。また、いずれの第三片６３Ｂ、６４Ｂも、可動板４から打ち抜かれた部分で形成されている。
【００３４】
なお、図４に示すように、第一片６１Ｂと第二片６２Ｂとの間には角部６５Ｂが形成されている。角部６５Ｂは、保持部６Ｂのうち、配置面４ｇおよび磁石５の側面に沿って折れ曲がっている部分である。角部６５Ｂは、配置面４ｇおよび磁石５の側面に対向する側が突出するように湾曲し、丸みを帯びている。また、保持部６Ｂと、可動板４の配置面４ｇと、磁石５と、の間には、空隙８Ｂが形成されている。
【００３５】
以上のように保持部６Ａ、６Ｂは可動板４から打ち抜かれた部分を用いて形成されている。したがって可動板４は、図１〜３に示すように、打ち抜かれた部分に相当する孔４１Ａ、４１Ｂを有する。
【００３６】
保持部６Ａ、６Ｂの材料は、可動板４の材料と同じである。保持部６Ａ、６Ｂを金属板で形成する場合は、曲げ加工で湾曲した角部６５Ａ、６５Ｂを形成できる。
【００３７】
保持部６Ａの第一片６１Ａは、溶接により可動板４の配置面４ｇに固定されている。第一片６１Ｂも同様に、溶接により配置面４ｇに固定されている。
【００３８】
第二片６２Ａは、樹脂製の接着剤を介して磁石５の側面と接合されている。第二片６２Ｂも同様に、接着剤を介して磁石５の側面と接合されている。空隙８Ａ、８Ｂには接着剤が充填されている。
【００３９】
第三片６３Ａ、６４Ａは、樹脂製の接着剤を介して磁石５の側面と接合されている。第三片６３Ｂ、６４Ｂも同様に、接着剤を介して磁石５の側面と接合されている。対向する第三片６３Ａと第三片６３Ｂとは、一部が重なり合い、溶接により接合されている。また対向する第三片６４Ａと第三片６４Ｂも、一部が重なり合い、溶接により接合されている。
【００４０】
磁石５の底面は、少量の接着剤を介して配置面４ｇに接着されている。
【００４１】
なお、実施形態１では、可動板４の配置面４ｇと反対側の面に、ミラー部９が貼り付けられている。ミラー部９の形状は、扁平な円形状である。ミラー部９の材料は金である。
【００４２】
以上のような可動板構造体１００は、光走査装置に用いることができる。以下、図５を用いて実施形態１の光走査装置２００について説明する。
【００４３】
光走査装置２００は、可動板構造体１００と、駆動部１１と、光照射部１２と、を備える。
【００４４】
駆動部１１は、コア１１１と、コイル１１２と、を有している。コア１１１は磁界の向きが図２のＸ軸方向とほぼ平行となる磁気ギャップを有している。コイル１１２はコア１１１に巻回され、電源と接続されている。コイル１１２に交流電流が印加されると、磁気ギャップ間の磁界の向きが変化する。この磁界の変化と磁石５との相互作用によって、可動板４に回転トルクがかかる。可動板４に回転トルクがかかると、トーションばね部３Ａ、３Ｂが回転軸を中心に捩れ振動する。トーションばね部３Ａ、３Ｂの捩れ振動に伴って、可動板４も回転軸を中心に双方向に揺動する。この時、コイル１１２に流れる交流電流の周波数を可動板構造体１００の共振周波数と一致させれば、効率よく揺動させることができる。揺動する可動板４のミラー部９に光を照射すれば、反射光を走査できる。
【００４５】
実施形態１の可動板構造体１００は、支持部２と、支持部２に一端が連結されたトーションばね部３Ａ、３Ｂと、トーションばね部３Ａ、３Ｂの他端と連結された可動板４と、を備える。可動板４は、トーションばね部３Ａ、３Ｂの回転軸を中心にトーションばね部３Ａ、３Ｂが捩れることで揺動可能である。可動板４は、磁石５が配置される配置面４ｇを有する。また可動板構造体１００は、配置面４ｇ上に配置された磁石５と、一対の保持部６Ａ、６Ｂと、を備える。一対の保持部６Ａ、６Ｂは、配置面４ｇ上に配置された第一片６１Ａ、６１Ｂと、第一片６１Ａ、６１Ｂと繋がり、第一片６１Ａ、６１Ｂから立ち上がるように折り曲げられて磁石５を支える第二片６２Ａ、６２Ｂと、をそれぞれ有する。また保持部６Ａ、６Ｂは、回転軸と交差する方向の両側から磁石５を保持する。この可動板構造体１００は、配置面４ｇから離れた位置でも磁石５を保持できる。したがって可動板４が振動しても、可動板４の配置面４ｇと磁石５との接合部分に掛かる応力負荷を低減できる。そしてその結果、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。
【００４６】
また可動板構造体１００は、第二片６２Ａと繋がり、磁石５に沿うように第二片６２Ａから折り曲げられた第三片６３Ａ、６４Ａを有する。さらに、可動板構造体１００は、第二片６２Ｂと繋がり、磁石５に沿うように第二片６２Ｂから折り曲げられた第三片６３Ｂ、６４Ｂを有する。したがって第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂによって、磁石５を多方向から支えられる。その結果、磁石５と可動板４との接合強度を、より高められる。なお、接合強度の観点では、第三片６３Ａおよび第三片６４Ａの両方を有することがより好ましいが、いずれか一つを有する場合でも、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。部材の数を減らすことで、可動板４の軽量化が図れる。同様に第三片６３Ｂおよび第三片６４Ｂの両方を有することがより好ましいが、いずれか一つを有する場合でも、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。
【００４７】
また第三片６３Ａと第三片６３Ｂとは接合されている。同様に第三片６４Ａと第三片６４Ｂも接合されている。一対の保持部６Ａ、６Ｂが第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂを介して連結しているため、保持部６Ａ、６Ｂにかかる応力負荷を分散できる。したがって、保持部６Ａ、６Ｂの機械的強度が高まる。なお、第三片６３Ａと第三片６３Ｂ、ならびに第三片６４Ａと第三片６４Ｂとは、溶接以外に、接着剤を用いて接合することもできる。
【００４８】
さらに第一片６１Ａは、可動板４と一体的であり、配置面４ｇ上に折り重ねられている。したがって、保持部６Ａと可動板４との結合強度が増す。同様に、第一片６１Ｂも、可動板４と一体的であり、配置面４ｇ上に折り重ねられている。したがって、保持部６Ｂと可動板４との結合強度も増す。そしてその結果、磁石５と可動板４との接合強度をより高められる。
【００４９】
また第一片６１Ａは、可動板４と一端が繋がるように可動板４から打ち抜かれた部分を、配置面４ｇ側に折り重ねて形成されている。同様に、第一片６１Ｂも、可動板４と一端が繋がるように可動板４から打ち抜かれた部分を、配置面４ｇ側に折り重ねて形成されている。これにより可動板４は、打ち抜かれた部分に相当する孔４１Ａ、４１Ｂを有する。したがって、第一片６１Ａ、６１Ｂを配置しても、可動板４を軽量化できる。
【００５０】
また第二片６２Ａ、６２Ｂ、第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂも同様に、可動板４から打ち抜かれた部分を用いて形成されている。したがって、第二片６２Ａ、６２Ｂ、第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂを配置しても、可動板４を軽量化できる。
【００５１】
また実施形態１では、第一片６１Ａ、６１Ｂが、それぞれ回転軸と交差する方向に延びる。したがって可動板４が回転軸を中心に振動しても、磁石５を効率よく支持できる。そしてその結果、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。なお、実施形態１の第一片６１Ａ、６１Ｂが延びる方向は、回転軸と直交する方向である。したがって、磁石５をより効率よく支持できる。
【００５２】
また第二片６２Ａ、６２Ｂは、それぞれ回転軸と平行な面であって、かつ配置面４ｇと交差する面で磁石５を支えている。したがって可動板４が回転軸を中心に揺動しても、磁石５を効率よく支持できる。そしてその結果、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。なお、実施形態１の第二片６２Ａ、６２Ｂの磁石５を支える面は、それぞれ配置面４ｇに垂直である。したがって、磁石５をより効率よく支持できる。
【００５３】
また実施形態１では、可動板４と保持部６Ａ、６Ｂの材料が同じである。したがって、実際の使用時に熱を受けた場合に、可動板４と保持部６Ａ、６Ｂとが、互いに同様に膨張あるは収縮する。その結果、保持部６Ａと可動板４との接合強度、ならびに保持部６Ｂと可動板４との接合強度の低下を抑制できる。
【００５４】
さらに実施形態１では、可動板４と第一片６１Ａ、第一片６１Ｂとが金属で形成されている。したがって、可動板４と第一片６１Ａとを溶接で接合できる。また可動板４と第一片６１Ｂも溶接で接合できる。可動板４と第一片６１Ａとを溶接すれば、両者が金属結合し一体化する。同様に可動板４と第一片６１Ｂとを溶接すれば、両者が金属結合し一体化する。したがって、接着剤を用いた場合と比べて、第一片６１Ａと可動板４との接合強度、ならびに第一片６１Ｂと可動板４との接合強度が高まる。また接着剤を用いた場合と比べて、接着剤の硬化収縮により可動板４のミラー面が歪むのを抑制できる。ミラー面の平坦性が高まると、高精度に光を反射させることができる。
【００５５】
また実施形態１では、少なくとも、保持部６Ａと、配置面４ｇと、磁石５と、の間に空隙８Ａを有する。同様に、少なくとも、保持部６Ｂと、配置面４ｇと、磁石５と、の間に空隙８Ｂを有する。これにより溶接時の熱で保持部６Ａ、６Ｂが熱膨張した場合、増加した体積をそれぞれの空隙８Ａ、８Ｂへ逃すことができる。したがって、溶接時に磁石５への応力負荷を低減できる。
【００５６】
さらに実施形態１では、第二片６２Ａと磁石５との接合に用いる接着剤を、空隙８Ａに充填させることができる。同様に、第二片６２Ｂと磁石５との接合に用いる接着剤を、空隙８Ｂに充填させることができる。空隙８Ａ、８Ｂに接着剤が充填されれば、接着剤の量や接着面積を増やすことができる。そしてその結果、保持部６Ａと可動板４との接合強度、ならびに保持部６Ｂと可動板４との接合強度が高まる。また第二片６２Ａと磁石５とを接着剤で接合するため、溶接で接合する場合と比べて磁石５の減磁を抑制できる。同様に第二片６２Ｂと磁石５とを接着剤で接合するため、溶接で接合する場合と比べて磁石５の減磁を抑制できる。
【００５７】
さらに実施形態１では、角部６５Ａ、角部６５Ｂを湾曲させている。したがって、保持部６Ａ、６Ｂ内部の残留歪を低減できる。
【００５８】
またミラー部９は、可動板４とは別の光学部材を、可動板４の配置面４ｇと反対側の面に貼り付けることで形成されている。したがって、ミラー部９の平坦性を容易に高めることができる。
【００５９】
なお、可動板４の形状は、円形の他に、矩形や多角形等の形状でもよい。
【００６０】
またトーションばね部３Ａ、３Ｂの形状は、直線形状の他に、ジグザグ形状や、Ｓ字形状でもよい。あるいはトーションばね部３Ａ、３Ｂは、それぞれ回転軸を中心に左右に一または複数の梁を備えた構造であってもよい。回転軸を中心に線対称に配置された梁どうしの間隔は、一定でもよく、例えば可動板４から支持部２に向けて広がるような形態であってもよい。
【００６１】
また支持部２の形状は、環状の枠形状の他に、一部が切断された形状でもよい。あるいは複数の独立した支持部を備えていてもよい。この場合、可動板４は、トーションばね部３Ａ、３Ｂを介してそれぞれ異なる支持部に支持されていればよい。
【００６２】
また角部６５Ａ、６５Ｂは段階的に折り曲げられた構造でもよい。段階的に折り曲げることで、空隙８Ａ、８Ｂを形成できる。また第一片６１Ａと第二片６２Ａとの成す角、ならびに第一片６１Ｂと第二片６２Ｂとの成す角を、それぞれ９０度とする他、鈍角としてもよい。鈍角とすることで、空隙８Ａ、８Ｂを形成できる。
【００６３】
さらに第一片６１Ａ、第一片６１Ｂを、可動板４から打ち抜いた部分を１８０度折り返して形成してもよく、１８０度よりも小さい角度折り返して形成してもよい。折り返す角度を小さくすることで、保持部６Ａ、６Ｂの内部歪を低減できる。
【００６４】
また支持部２、トーションばね部３Ａ、３Ｂ、可動板４の材料は、ＳＵＳの他、リン青銅等の他の金属材料でもよい。弾性変形しやすい金属材料は特に好ましい。また金属材料の他に、半導体や水晶、樹脂等でもよい。
【００６５】
また実施形態１で用いた接着剤の材料は、樹脂の他に、半田や低融点ガラス、銀ペーストなどの種々の材料でもよい。
【００６６】
さらに実施形態１では、第一片６１Ａ、６１Ｂを溶接により可動板４に固定しているが、固定する方法はこれに制限されない。たとえば第一片６１Ａ、６１Ｂを、接着剤で可動板４に固定することもできる。接着剤が空隙８Ａ、８Ｂに充填されれば、接着剤の量や接着面積を増やすことができる。したがって、保持部６Ａと可動板４との接合強度、ならびに保持部６Ｂと可動板４との接合強度が高まる。さらに第一片６１Ａ、６１Ｂを、接着テープを用いて可動板４に固定することもできる。
【００６７】
また実施形態１では、第二片６２Ａ、６２Ｂを、接着剤を介して磁石５と接合させているが、接合させる方法はこれに限定されない。たとえば接着剤の他に接着テープを用いて、第二片６２Ａと磁石５、ならびに第二片６２Ｂと磁石５とを接合させることもできる。さらに第二片６２Ａと磁石５、ならびに第二片６２Ｂと磁石５とを直接接触させてもよい。この場合は、第二片６２Ａと第二片６２Ｂとの間に磁石５を圧入させてもよい。磁石５を圧入させることで、磁石５を第二片６２Ａ、６２Ｂに密着させることができる。したがって、第二片６２Ａ、６２Ｂで磁石５をより安定して支えることができる。さらに第二片６２Ａと磁石５、ならびに第二片６２Ｂと磁石５とを、溶接により接合させてもよい。溶接時の熱で磁石５が減磁した場合は、再度着磁させればよい。
【００６８】
また第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂを、接着剤を介して磁石５と接合させているが、接合させる方法はこれに限定されない。たとえば接着剤の他に接着テープを用いて、第三片６３Ａ、６４Ａと磁石５、ならびに第三片６３Ｂ、６４Ｂと磁石５とを接合させることもできる。さらに第三片６３Ａ、６４Ａと磁石５、ならびに第三片６３Ｂ、６４Ｂと磁石５とを直接接触させてもよい。この場合は、第三片６３Ａ、６４Ａと第三片６３Ｂ、６４Ｂとの間に磁石５を圧入させてもよい。磁石５を圧入させることで、磁石５を第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂに密着させることができる。したがって、第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂで磁石５をより安定して支えることができる。さらに第三片６３Ａ、６４Ａと磁石５、ならびに第三片６３Ｂ、６４Ｂと磁石５とを、溶接により結合させてもよい。溶接時の熱で磁石５が減磁した場合は、再度着磁させればよい。
【００６９】
また第三片６３Ａ、６４Ａは磁石５の側面を支えているが、磁石５の天井面を支えていてもよい。すなわち別の例の第三片は、第二片６２Ａの、第一片６１Ａと繋がっている端部とは反対側の端部と繋がり、磁石５の天井面に沿うように第二片６２Ａから折り曲げられていてもよい。同様に、第三片６３Ｂ、６４Ｂの別の例の第三片は、第二片６２Ｂの第一片６１Ｂと繋がっている端部とは反対側の端部と繋がり、磁石５の天井面に沿うように第二片６２Ｂから折り曲げられていてもよい。これらの別の例の第三片を用いることで、多方向からの振動を受けた場合も、磁石５を効率よく支えることができる。
【００７０】
また磁石５の底面と可動板４とを、少量の接着剤を用いて接着したが、接着剤を用いなくてもよい。接着剤を用いなくても、保持部６Ａ、６Ｂにより磁石５と可動板４との接合強度を高めることができる。
（実施形態２）
以下、図６を用いて実施形態２の可動板構造体３００について説明する。図６は、可動板構造体３００の背面斜視図である。実施形態２の可動板構造体３００と実施形態１の可動板構造体１００との主な違いは、保持部６Ａ、６Ｂの構造である。実施形態２の保持部６Ａ、６Ｂは、実施形態１の第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂを有していない。
【００７１】
可動板構造体３００は、支持部２と、トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動板４と、磁石５と、保持部６Ａ、６Ｂと、を備えている。
【００７２】
保持部６Ａは、第一片６１Ａと、第一片６１Ａと繋がり、第一片６１Ａから立ち上がるように磁石５を支える第二片６２Ａと、を有する。第一片６１Ａと第二片６２Ａとの間には角部６５Ａが形成されている。保持部６Ｂも同様に、第一片６１Ｂと、第一片６１Ｂと繋がり、第一片６１Ｂから立ち上がるように磁石５を支える第二片６２Ｂと、を有する。第一片６１Ｂと第二片６２Ｂとの間には角部６５Ｂが形成されている。保持部６Ａ、６Ｂは、実施形態１と同様に、可動板４から打ち抜かれた部分を折り返して形成されている。
【００７３】
可動板構造体３００も、保持部６Ａ、６Ｂによって、配置面４ｇから離れた位置でも磁石５を保持できる。その結果、磁石５と可動板４との接合強度を高めることができる。
【００７４】
その他実施形態１と実質的に同様の構成については、説明を省略する。
（実施形態３）
以下、図７を用いて実施形態３の可動板構造体４００について説明する。図７は、可動板構造体４００の背面斜視図である。実施形態３の可動板構造体４００と実施形態１の可動板構造体１００との主な違いは、保持部６Ａ、６Ｂの構造である。実施形態３の保持部６Ａ、６Ｂは、実施形態１の第三片６３Ａ、６４Ａ、６３Ｂ、６４Ｂを有していない。また保持部６Ａ、６Ｂは、可動板４とは独立した別の部材で形成されている。
【００７５】
可動板構造体４００は、支持部２と、トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動板４と、磁石５と、保持部６Ａ、６Ｂと、を備えている。
【００７６】
保持部６Ａは、第一片６１Ａと、第一片６１Ａと繋がり、第一片６１Ａから立ち上がるように磁石５を支える第二片６２Ａと、を有する。第一片６１Ａと第二片６１Ｂとの間には角部６５Ａが形成されている。保持部６Ｂも同様に、第一片６１Ｂと、第一片６１Ｂと繋がり、第一片６１Ｂから立ち上がるように磁石５を支える第二片６２Ｂと、を有する。第一片６１Ｂと第二片６２Ｂとの間には角部６５Ｂが形成されている。
【００７７】
保持部６Ａ、６Ｂの材料は、可動板４と同じ材料である。
【００７８】
第一片６１Ａと第二片６２Ａとは、一つの金属片を折り曲げて一体的に形成されている。第一片６１Ｂと第二片６２Ｂも同様に、一つの金属片を折り曲げて一体的に形成されている。
【００７９】
第一片６１Ａと可動板４とは、溶接により接合されている。第一片６１Ｂと可動板４も同様に、溶接により接合されている。第二片６２Ａと磁石５とは、接着剤で接合されている。第二片６２Ｂと磁石５も同様に、接着剤で接合されている。
【００８０】
可動板４の配置面４ｇと反対側の面には、ミラー部９が形成されている。ミラー部９は、可動板４の配置面４ｇと反対側の面に金属材料をスパッタあるいは蒸着することで形成できる。その他、可動板４の配置面４ｇと反対側の面を鏡面加工し、ミラー部９として用いることもできる。さらに実施形態１と同様に、可動板４とは別の光学部材をミラー部９として用いることもできる。
【００８１】
実施形態３の可動板構造体４００も、保持部６Ａ、６Ｂによって、配置面４ｇから離れた位置でも磁石５を保持できる。その結果、磁石５と可動板４との接合強度を高めることができる。また実施形態３では、可動板４とは独立した別の部材で保持部６Ａ、６Ｂを形成している。したがって、保持部６Ａ、６Ｂの厚みや形状、材料を自由に設定できる。
【００８２】
なお、磁石５の形状は、図８に示すように円柱状でもよく、その他多角柱形状や円錐形状、角錐形状等、種々の形状でもよい。その他の実施形態においても同様に磁石５の形状は角柱形状に限定されない。
【００８３】
その他実施形態１と実質的に同様の構成については説明を省略する。
（実施形態４）
以下、図９、図１０を用いて実施形態４の可動板構造体５００について説明する。図９は可動板構造体５００の背面斜視図である。図１０は図９の可動板構造体５００をＰ−Ｐ方向から見た断面図である。実施形態４の可動板構造体５００と実施形態１の可動板構造体１００との主な違いは、保持部１６の構造である。
【００８４】
可動板構造体５００は、支持部２と、トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動板４と、磁石５と、保持部１６と、を備えている。
【００８５】
保持部１６は、第一部材１６１と、第二部材１６２と、を有している。第一部材１６１の形状は枠形状である。第一部材１６１は、配置面４ｇ上に配置されている。第一部材１６１は、磁石５の底面の外周を囲っている。第二部材１６２の形状は、袋状である。第二部材１６２は、磁石５の天井面と側面全体を覆っている。第二部材１６２は、第一部材１６１と繋がり、第一部材１６１と一体的に形成されている。保持部１６の材料は、ＳＵＳである。金属であれば、第一部材１６１と第二部材１６２とを一体的に絞り加工で形成できる。
【００８６】
第一部材１６１と可動板４とは、溶接で接合できる。第二部材１６２と磁石５とは、接着剤で接合できる。
【００８７】
実施形態４の可動板構造体５００も、保持部１６によって、配置面４ｇから離れた位置でも磁石５を保持できる。その結果、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。
【００８８】
また保持部１６は磁石５の四つの側面と天井面とを覆っている。したがって可動板４が様々な方向に振動した場合にも、磁石５を効率よく支えられる。そしてその結果、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。
【００８９】
なお、第一部材１６１と第二部材１６２との間の角部は、湾曲させることが好ましい。保持部１６の内部歪を低減できる。また少なくとも保持部１６と、磁石５と、配置面４ｇと、の間に空隙を有することが好ましい。これにより溶接時に保持部１６が膨張しても、膨張した体積を逃すことができる。また接着剤を空隙内に充填させることができる。したがって、磁石５と可動板４との接合強度を高められる。
【００９０】
その他実施形態１と実質的に同様の構成については説明を省略する。
（実施形態５）
以下、図１１を用いて実施形態５の可動板構造体６００について説明する。また図１２を用いて実施形態５の光走査装置７００について説明する。図１１は可動板構造体６００の背面図である。以下、図１１の左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＹ軸方向として説明する。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは直交する。図１２は光走査装置７００の概略構成を示す説明図である。
【００９１】
実施形態５の可動板構造体６００では、可動板４が二軸を中心に揺動する。また実施形態５の光走査装置は、光照射部１２からの反射光を二軸方向に走査できる。
【００９２】
図１２に示すように、実施形態５の可動板構造体６００は、更に支持部１３と、一対のトーションばね部１４Ａ、１４Ｂと、を備えている。
【００９３】
支持部１３の形状は、中央に空間を有する枠形状である。支持部１３は、支持部２と間隔を空けて、支持部２の外周に配置されている。
【００９４】
一対のトーションばね部１４Ａ、１４Ｂは、支持部１３と支持部２の間に配置されている。トーションばね部１４Ａ、１４Ｂは、支持部１３の中心を通りＹ軸に平行な直線に対し、線対称に配置されている。
【００９５】
トーションばね部１４Ａは、Ｘ軸方向に延びる直線形状である。トーションばね部１４Ａの一端は、支持部１３のＸ軸方向の一端と連結されている。トーションばね部１４Ａの他端は、支持部２のＸ軸方向の一端と連結されている。
【００９６】
トーションばね部１４Ｂは、Ｘ軸方向に延びる直線形状である。トーションばね部１４Ｂの一端は、支持部１３のＸ軸方向の他端と連結されている。トーションばね部１４Ｂの他端は、支持部２のＸ軸方向の他端と連結されている。
【００９７】
上記の一対のトーションばね部１４Ａ、１４Ｂは、それぞれ外力を受けると捩れ振動する。それぞれの捩れ振動の中心である回転軸は、Ｘ軸方向に延び、かつトーションばね部１４Ａ、１４Ｂの中心を通る軸とする。
【００９８】
トーションばね部３Ａ、３Ｂの回転軸とトーションばね部１４Ａ、１４Ｂの回転軸とは、可動板４の中心で直交する。
【００９９】
支持部２上には、磁石が配置されている。
【０１００】
実施形態５の可動板構造体６００も、可動板４の配置面４ｇには、実施形態１〜４で示すような保持部６Ａ、６Ｂ、あるいは保持部１６が配置されている。保持部６Ａ、６Ｂあるいは保持部１６は磁石５を支えている。
【０１０１】
以下、実施形態５の可動板構造体６００を用いた光走査装置７００について説明する。
【０１０２】
図１２に示すように、光走査装置７００は、光をＸ軸、Ｙ軸の二軸方向に走査できる。この光走査装置７００は、例えば、プリクラッシュセイフティに代表される先進運転システムに用いられる。より具体的には、自動緊急ブレーキシステムや自動駐車支援システムにおける周辺の障害物を検知するレーザスキャナとして使用される。
【０１０３】
光走査装置は、可動板構造体１００と、駆動部１５と、光照射部１２と、受光部１８と、計測部と、を備えている。
【０１０４】
駆動部１５は第一駆動部１５Ａと第二駆動部１５Ｂとを有している。
【０１０５】
第一駆動部１５Ａは電磁石である。第一駆動部１５Ａは、可動板４に配置された磁石５に与える電磁力を制御する。そして第一駆動部１５Ａは、可動板４を、トーションばね部３Ａ、３Ｂの回転軸を中心に揺動させる。可動板４がトーションばね部３Ａ、３Ｂの回転軸を中心に双方向に回転すると、後述する照射光Ｌ１をＸ軸方向に走査できる。
【０１０６】
さらに第二駆動部１５Ｂも電磁石である。第二駆動部１５Ｂは、支持部２に配置された磁石に与える電磁力を制御する。そして第二駆動部１５Ｂは、支持部２を、トーションばね部１４Ａ、１４Ｂの回転軸を中心に揺動させる。支持部２の揺動に伴い、可動板４をトーションばね部１４Ａ、１４Ｂの回転軸を中心に双方向に揺動させることができる。可動板４がトーションばね部１４Ａ、１４Ｂの回転軸を中心に双方向に揺動すると、後述する照射光Ｌ１をＹ軸方向に走査できる。
【０１０７】
駆動部１５に印加する交流電流の周波数を可動板構造体６００の共振周波数と一致させると、効率よく揺動させることができる。
【０１０８】
光照射部１２は、二つの回転軸を中心にそれぞれ双方向に揺動する可動板４へ、照射光Ｌ１を照射する。照射光Ｌ１は可動板４のミラー部９で反射され、所定の検知範囲Ｆ１をＸ軸およびＹ軸方向にスキャンする。
【０１０９】
受光部１８は、検知範囲Ｆ１内の物体から反射される反射光Ｌ２を受光する。
【０１１０】
計測部は、光走査装置から検知範囲Ｆ１内の物体までの距離を測定する。この距離は、光照射部１２が照射光Ｌ１を照射してから受光部１８で反射光Ｌ２を受光するまでの時間差（遅れ時間）と光の速度とに基づいて算出できる。なお、計測部は、たとえば検知部と、マイクロコンピュータと、を有している。検知部は、照射光Ｌ１を照射してから反射光Ｌ２を受光するまでの時間差を検知する。マイクロコンピュータは、マイクロコンピュータのＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等に記憶されたプログラムを実行することによって、照射光Ｌ１を照射してから反射光Ｌ２を受光するまでの時間差に基づいて物体までの距離を計算する。
【０１１１】
実施形態５の光走査装置７００は、さらに、ビームスプリッタ１９を備えていてもよい。ビームスプリッタ１９は、反射光Ｌ２の光路を変更する。
【０１１２】
尚、実施形態５の計測部は、照射光Ｌ１を照射してから反射光Ｌ２を受光するまでの時間差に基づいて物体までの距離を計算しているが、適宜の方法で物体までの距離を計算してよい。物体までの距離は、例えば、照射光Ｌ１及び反射光Ｌ２の位相差から時間差を計算し、その時間差と光の速度とに基づいて計算して求められてもよい。また、実施形態５の光走査装置７００は、検知範囲Ｆ１内の物体までの距離を測定する装置であるが、光走査装置は、距離を測定する装置に限定されない。例えば検知範囲Ｆ１に照射光Ｌ１を照射する装置であればよい。
【０１１３】
実施形態５の光走査装置７００は、先進運転システム等に用いられるため、高い信頼性が求められる。したがって、検知範囲Ｆ１の広域化、スキャン速度の高速化が求められ、可動板４の回転軸を中心とした振れ角、回転速度はいずれも極めて大きくなる。このように可動板４の振れ角や回転速度が大きくなった場合でも、実施形態５では、可動板４と磁石５との接合強度を高められる。その理由は、可動板構造体６００が、実施形態１〜４に示すような保持部６Ａ、６Ｂ、１６を備えているからである。したがって、光走査装置７００の高い信頼性を実現できる。
【０１１４】
なお、第二駆動部１５Ｂは、電磁力の他、静電気力や圧電素子を用いた駆動部であってもよい。
【０１１５】
またトーションばね部１４Ａ、１４Ｂの形状は、直線形状の他に、ジグザグ形状やＳ字形状でもよい。あるいはそれぞれ複数の梁を備える構造でもよい。複数の梁の間隔は一定でもよく、支持部２から支持部１３に向けて広がる形態であってもよい。
【０１１６】
支持部１３の形状は、環状の枠形状の他に、一部が切断された形状でもよい。あるいは支持部１３は複数の独立した支持部材からなり、トーションばね部１４Ａ、１４Ｂをそれぞれ異なる支持部材で支持してもよい。
【０１１７】
その他実施形態１〜４と実質的に同様の構成については説明を省略する。
【０１１８】
なお、上記実施形態１〜５において、「回転軸と直交する方向」とは、回転軸に対してほぼ直交する方向、すなわち回転軸と実質的に直交する方向を含むものとする。また、配置面４ｇに垂直な面とは、配置面４ｇに対してほぼ垂直な面、すなわち配置面４ｇに対して実質的に垂直な面を含むものとする。さらに、「Ｘ軸に平行」とは、Ｘ軸に対してほぼ平行、すなわちＸ軸に対して実質的に平行な関係を含むものとする。同様に、「Ｙ軸に平行」とは、Ｙ軸に対してほぼ平行、すなわちＹ軸に対して実質的に平行な関係を含むものとする。さらに「回転軸に平行」とは、回転軸に対してほぼ平行、すなわち回転軸に対して実質的に平行な方向を含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の可動板構造体は可動板と磁石との接合強度を高めることができるため、可動板を高速に駆動でき、また振れ角を大きくすることができる。したがって、高精度で高い信頼性が求められる光走査装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１２０】
２  支持部
３Ａ  トーションばね部
３Ｂ  トーションばね部
４  可動板
４ｇ  配置面
４１Ａ  孔
４１Ｂ  孔
５  磁石
６Ａ  保持部
６１Ａ  第一片
６２Ａ  第二片
６３Ａ  第三片
６４Ａ  第三片
６５Ａ  角部
６Ｂ  保持部
６１Ｂ  第一片
６２Ｂ  第二片
６３Ｂ  第三片
６４Ｂ  第三片
６５Ｂ  角部
８Ａ  空隙
８Ｂ  空隙
９  ミラー部
１１  駆動部
１２  光照射部
１３  支持部
１４Ａ  トーションばね部
１４Ｂ  トーションばね部
１５  駆動部
１６  保持部
１６１  第一部材
１６２  第二部材
１８  受光部
１９  ビームスプリッタ
【図１】
2016045335.tif 000003
【図２】
2016045335.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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