JP2001075031A - 光軸補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光空間伝送装置内で光軸の補正を行うための
光軸補正装置において、駆動機構部であるボイスコイル
モータの駆動力の損失を低減し、駆動力を向上させる。 【解決手段】 ボイスコイルモータのマグネット１８Ｙ
ｄの作動方向とコイル１８Ｙｂの軸心が平行になるよう
に、ボイスコイルモータを傾斜させて配置することによ
り、コイルが発生する駆動力の方向とマグネットの作動
方向が一致し、駆動力の損失を低減できる。また、マグ
ネットの作動空間が小さくなり、コイルを小型化できる
ので、ギャップ磁束密度が増加し、駆動力が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光空間伝送装置内で
光軸の補正を行うための光軸補正装置に関し、特にミラ
ーの反射角を制御することによって光軸の補正を行う光
軸補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電波資源の不足や、無線または有
線による通信回線設置のためには煩雑な手続きが必要な
ことから、光を用いた空間伝送による通信の実用化の研
究が盛んになっている。しかし、数キロメートルにもお
よぶ長距離間の光空間伝送装置に関しては、未だ十分な
性能を有する装置が得られていないのが現状である。

【０００３】特に、このように光を用いた通信では、正
確なビーム送受信を行うために、常に送信側と受信側の
光軸が一致していることが必要である。しかし、風など
の外的要因、装置内部で発生する振動、さらには温度変
化などにより光学系が影響を受けて光軸のずれが生じ
る。長距離通信においては微小な光軸のずれも通信に支
障をきたすため、常に光軸の補正を行うことが必要とな
る。

【０００４】このような要請にこたえるために、出願人
は発明の名称を光軸補正装置とする特願平１０−０１４
５３３号を出願している。図６は、上記の光軸補正装置
を含む、双方向の光通信が可能な光空間伝送装置の光学
系部分の概略構成を示す図である。

【０００５】この光空間伝送装置では、送信信号に基づ
いて変調された発光素子１のビームが、レンズ２によっ
て平行光にされ、ビームスプリッタ３ａに入射される。
入射したビームは、ビームスプリッタ３ａにより光軸補
正装置７０のミラー１２に入射し、反射光が光入出力側
の凹型のレンズ４に入射され、レンズ４で拡大されたビ
ームは、レンズ４とともに主レンズ部を構成するレンズ
５で平行光に変換されて送信先の光空間伝送装置に向け
て出力される。

【０００６】これに対し、相手側から受信したビーム
は、レンズ５が受ける。このビームは、レンズ４で平行
光に変換された後、光軸補正装置７０のミラー１２に入
射する。その反射光はビームスプリッタ３ａを通過して
ビームスプリッタ３ｂに入射される。ビームスプリッタ
３ｂは、入射したビームを位置検出側と受信側とに振り
分ける。このうち位置検出側に振り分けられたビーム
は、レンズ６で集光され、位置検出センサ７に入射す
る。位置検出センサ７は、入射した光の位置を検出し、
その検出信号を図示されていない制御回路に送信する。
制御回路側では、検出信号に基づいて後述する角度制御
を行う。

【０００７】一方、受信側に振り分けられたビームは、
レンズ８で集光され、受光素子９に入射する。受光素子
９は、入射したビームを電気信号に変換し、受信信号と
して受信回路側に送る。受信回路側では、受信信号を復
調し、元のデータに復元する。

【０００８】この光学系で、光軸補正装置７０は、レン
ズ４からミラー１２に入射したビームの反射光を、ビー
ムスプリッタ３ａに正確に入射させるように、ミラー１
２の角度を調節する。

【０００９】図７は光軸補正装置７０の構成を示す平面
図である。光軸補正装置７０は、後述する枠体１３の上
面に２軸スプリング１１を取り付けた構成となってい
る。２軸スプリング１１は、薄型の弾性を有する円板状
の部材であり、同軸の３つのリング２１１、２１２、２
１３を有している。最も外側の外側リング２１１は、枠
体１３に固定されている。この外側リング２１１と中間
リング２１２との間には、隙間Ｄ１が空けられている。
中間リング２１２は、Ｙ軸ブリッジ１１ｙによって、外
側リング２１１とねじれ回転可能な状態で連結されてい
る。これにより、中間リング２１２は、外側リング２１
１に対してＹ軸回りに回動可能となっている。

【００１０】最も内側の内側リング２１３と中間リング
２１２との間には、隙間Ｄ２が空けられている。内側リ
ング２１３は、Ｘ軸ブリッジ１１ｘによって、中間リン
グ２１２とねじれ回転可能な状態で連結されている。こ
れにより、内側リング２１３は、中間リング２１２に対
してＸ軸回りに回動可能となっている。また、この内側
リング２１３には、円形のミラー１２が固定されてい
る。

【００１１】図８は図７のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図で
ある。前述したように、２軸スプリング１１は、枠体１
３の上面に固定されている。内側リング１１３の下面に
は、ミラーホルダ１４が固定されている。このミラーホ
ルダ１４は、ミラー１２を保持している。このとき、ミ
ラー１２は、その反射面１２ａが２軸スプリング１１の
板厚の中心面と一致するように取り付けられている。

【００１２】枠体１３の下端面には、ベースプレート１
５が固定されている。さらに、環状のスペーサ１６を介
して基板１７が固定されている。ベースプレート１５上
には、ミラーホルダ１４を回動させる駆動機構部７８が
設けられている。この駆動機構部７８として、Ｘ軸回り
に回動させるＸ軸駆動機構部７８Ｘと、ミラーホルダ１
４をＹ軸回りに回動させるＹ軸駆動機構部７８Ｙとがそ
れぞれ２個ずつあり、Ｘ軸駆動機構部７８Ｘどうし、お
よびＹ軸駆動機構部７８Ｙどうしは、それぞれＸ軸とＹ
軸の交点、すなわち原点をはさんで互いに対向する位置
に設けられている。ただし、図８では、Ｘ軸駆動機構部
７８Ｘの一方は図面手前側のため図示されていない。

【００１３】Ｙ軸駆動機構部７８Ｙは、いわゆるムービ
ングマグネット型のボイスコイルモータであり、主に、
ベースプレート１５に固定されるボビン７８Ｙａと、ボ
ビン７８Ｙａに巻かれたコイル７８Ｙｂと、ミラーホル
ダ１４側に固定されるヨーク７８Ｙｃと、ヨーク７８Ｙ
ｃの内側に固定されるマグネット７８Ｙｄとから構成さ
れている。光軸補正装置７０では、２つのＹ軸駆動機構
部７８Ｙの動作を制御することにより、ミラーホルダ１
４のＹ軸回りの回動角度を制御する。

【００１４】同様に、Ｘ軸駆動機構部７８Ｘもボビン
と、コイルと、ヨークと、マグネットとから構成されて
おり、これにより、ミラーホルダ１４のＸ軸回りの回動
角度が制御される。

【００１５】ベースプレート１５上には、Ｙ軸角度セン
サ１９Ｙと、Ｘ軸角度センサ１９Ｘとが固定されてい
る。光軸補正装置７０では、これらＹ軸角度センサ１９
などからの角度検出信号に基づいて、Ｘ軸駆動機構部７
８ＸおよびＹ軸駆動機構部７８Ｙを制御し、ミラー１２
の反射面１２ａの角度を制御する。これにより、光軸の
補正制御がなされる。

【００１６】この光軸補正装置はさらに、２軸スプリン
グ１１とミラーホルダ１４を一体成形にすることによ
り、部品の小型・軽量化を図り、ミラーの回転軸に対す
る可動部の慣性質量を低減し、ミラーの応答特性を向上
させることができる。

【００１７】また、２軸スプリング１１の板厚の中心面
に対して、上下の質量の釣り合いがとれるように、ミラ
ー１２を上部に取り付けることで、ミラーの応答特性を
一層向上させることができる。

【００１８】この場合、図６の光学系でレンズ４をなく
したときや、温度変化などのために光学系の特性が変化
したときは、ボイスコイルモータによって、２軸スプリ
ング１１をＺ軸方向へたわませ、ミラー１２をＺ軸方向
にも変位させて、光軸補正を行う。

【００１９】なお、本形態では、Ｙ軸駆動機構部７８Ｙ
の構成として、ムービングマグネット型のボイスコイル
モータを用いる例を示したが、ミラーホルダ１４側にコ
イルを取り付けて動作させるいわゆるムービングコイル
型を用いることもできる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】図９は、図８に示した
光学補正装置７０のＹ軸駆動機構部７８Ｙの断面図で、
モータを構成するマグネットとコイルの位置関係とマグ
ネットの動き、さらにモータが発生する力の向きを示し
ている。ここで、図中の回転中心Ｏとは、ミラー１２を
回転支持している２軸スプリング１１の回転軸における
板厚の中心である。なお駆動機構部は、Ｘ軸駆動機構
部、Ｙ軸駆動機構部ともに同じ形状なので、ここではＹ
軸駆動機構部７８Ｙについてのみ説明する。

【００２１】このボイスコイルモータのコイル７８Ｙｂ
に電流を流して駆動力を発生させると、マグネット７８
Ｙｄは図中の一点鎖線の矢印の方向Ｐ、すなわち回転中
心に対する円周上を動き、その結果としてミラーは回転
中心に対して回転する。このボイスコイルモータが発生
する駆動力の方向は、マグネット７８Ｙｄの位置ととも
に変化するが、図９のマグネット７８Ｙｄの状態におい
ては、ボイスコイルモータが発生する駆動力は、図中の
Ｆで示した力である。

【００２２】しかし、回転中心に対してマグネット７８
Ｙｄを回転させる力は、マグネットの作動方向に対する
接線方向の分力ｆであり、ボイスコイルモータが発生す
る駆動力Ｆとのなす角度をθとすると、次の関係が成り
立つ。

【００２３】ｆ＝Ｆ＊ｃｏｓθ ｃｏｓθ≦１であるから、ボイスコイルモータの駆動力
Ｆに対して、角度θに応じた割合だけ駆動力ｆは減少す
る。すなわち回転力に対して、駆動力Ｆの損失ΔＦが生
じる。

【００２４】ΔＦ＝Ｆ−ｆ＝Ｆ（１−ｃｏｓθ） また図９のような形状のボイスコイルモータでは、マグ
ネット７８Ｙｄとコイル７８Ｙｂの向きとマグネット７
８Ｙｄの作動方向Ｐが一致していないため、マグネット
とコイルの間に、マグネットがコイルに接触することな
く動くための空間（マグネットの作動空間）が必要であ
る。

【００２５】このボイスコイルモータでは、図９に示し
たマグネットヨーク７８Ｙｃとマグネット７８Ｙｄの組
み合わせの場合、一対のマグネット間の磁束密度（以下
ギャップ磁束密度と記す）は、マグネットヨークが磁気
的な飽和状態に達していないことを前提として、マグネ
ットの間隔（以下ギャップ長と記す）が狭いほど大き
い。そして、ギャップ磁束密度が大きいということは、
同じ電流を流したときに発生する駆動力が大きい、とい
うことを意味する。

【００２６】言い換えると、ギャップ磁束密度が大きけ
れば、必要とするモータの駆動力を発生させるためにコ
イルに流す電流は少なくて済む。すなわち、図９の形状
のボイスコイルモータでは、マグネットの作動空間を設
けたことによってギャップ長が広がり、それによりギャ
ップ磁束密度および発生する駆動力が減少している。

【００２７】以上のように、従来の光軸補正装置では、
ボイスコイルモータが発生する駆動力の方向とマグネッ
トの作動方向が一致していないため、駆動力に損失が生
じる。また、マグネットとコイルの間に相互の干渉を防
ぐために比較的大きなマグネットの作動空間が必要であ
り、それによってマグネットのギャップ長が広がり、ギ
ャップ磁束密度およびボイスコイルモータが発生する駆
動力が減少する。

【００２８】なお、以上の問題点は、ムービングコイル
型のボイスコイルモータにおいても同様である。すなわ
ち、モータの駆動力の方向とコイルの作動方向が一致し
ないため、駆動力に損失が生じ、コイルの作動空間を大
きくとるためにマグネットのギャップ長が広がり、駆動
力が減少する。

【００２９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、回動機構部のボイスコイルモータを小型で駆
動力をあげた光軸補正装置を提供することを目的とす
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、光空間伝送装置内で光軸の補正を行うた
めの光軸補正装置において、レーザ光を反射するミラー
と、前記ミラーを保持するミラー保持部材と、前記ミラ
ー保持部材を、前記ミラーの反射面と平行な面上の第１
の軸および第２の軸回りに回動自在に支持する支持部材
と、前記ミラーを前記第１の軸および第２の軸回りにそ
れぞれ独立して回動させるための、前記ミラー保持部材
側に設けられたマグネットと、前記マグネットを駆動
し、前記マグネットの移動方向と軸心が平行になるよう
に傾斜して配置されたコイルと、を有する回動機構部
と、前記ミラーの前記各軸回りの回動角度を検出する回
動角度検出機構部と、前記ミラーの前記第１の軸および
第２の軸回りの回動角度がそれぞれ所望の角度となるよ
うに前記回動機構部を制御する回動制御手段と、を有す
ることを特徴とする光軸補正装置が、提供される。

【００３１】このような光軸補正装置では、マグネット
の移動方向と、コイルの軸心を一致させ、駆動力の低下
を防止する。また、マグネットの移動方向とコイルの軸
心を一致させることにより、マグネットとコイルの作動
空間を小さくし、ギャップ磁束密度を増加させることに
より駆動力が増加する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図２は光軸補正装置１０の構成を
示す平面図である。

【００３３】この光軸補正装置１０は、入力ビームをミ
ラー１２に入射させ、ミラー１２の角度を変化させて、
反射光の光軸を補正して入力素子に入射させる装置であ
る。光軸補正装置１０は、後述する枠体１３の上面に２
軸スプリング１１を取り付けた構成となっている。２軸
スプリング１１は、薄型の弾性を有する円板状の部材で
あり、同軸の３つのリング２１１、２１２、２１３を有
している。最も外側の外側リング２１１は、枠体１３に
固定されている。この外側リング２１１と中間リング２
１２との間には、隙間Ｄ１が空けられている。中間リン
グ２１２は、Ｙ軸ブリッジ１１ｙによって、外側リング
２１１とねじれ回転可能な状態で連結されている。これ
により、中間リング２１２は、外側リング２１１に対し
てＹ軸回りに回動可能となっている。

【００３４】最も内側の内側リング２１３と中間リング
２１２との間には、隙間Ｄ２が空けられている。内側リ
ング２１３は、Ｘ軸ブリッジ１１ｘによって、中間リン
グ２１２とねじれ回転可能な状態で連結されている。こ
れにより、内側リング２１３は、中間リング２１２に対
してＸ軸回りに回動可能となっている。また、この内側
リング２１３には、円形のミラー１２が固定されてい
る。

【００３５】図１は図２のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図で
ある。前述したように、２軸スプリング１１は、枠体１
３の上面に固定されている。内側リング２１３の下面に
は、ミラーホルダ１４が固定されている。このミラーホ
ルダ１４は、ミラー１２を保持している。このとき、ミ
ラー１２は、その反射面１２ａが２軸スプリング１１の
板厚の中心面と一致するように取り付けられている。

【００３６】枠体１３の下端面には、ベースプレート１
５が固定されている。さらに、環状のスペーサ１６を介
して基板１７が固定されている。ベースプレート１５上
には、ミラーホルダ１４を回動させる駆動機構部１８が
設けられている。この駆動機構部１８として、Ｘ軸回り
に回動させるＸ軸駆動機構部１８Ｘと、ミラーホルダ１
４をＹ軸回りに回動させるＹ軸駆動機構部１８Ｙとがそ
れぞれ２個ずつあり、Ｘ軸駆動機構部１８Ｘどうし、お
よびＹ軸駆動機構部１８Ｙどうしは、それぞれＸ軸とＹ
軸の交点、すなわち原点をはさんで互いに対向する位置
に設けられている。ただし、図１では、Ｘ軸駆動機構部
１８Ｘの一方は図面手前側のため図示されていない。

【００３７】Ｙ軸駆動機構部１８Ｙは、いわゆるムービ
ングマグネット型のボイスコイルモータであり、主に、
ベースプレート１５に固定されるボビン１８Ｙａと、ボ
ビン１８Ｙａに巻かれたコイル１８Ｙｂと、ミラーホル
ダ１４側に固定されるヨーク１８Ｙｃと、ヨーク１８Ｙ
ｃの内側に固定されるマグネット１８Ｙｄとから構成さ
れている。光軸補正装置１０では、２つのＹ軸駆動機構
部１８Ｙの動作を制御することにより、ミラーホルダ１
４のＹ軸回りの回動角度を制御する。

【００３８】同様に、Ｘ軸駆動機構部１８Ｘもボビン
と、コイルと、ヨークと、マグネットとから構成されて
おり、これにより、ミラーホルダ１４のＸ軸回りの回動
角度が制御される。

【００３９】ベースプレート１５上には、Ｙ軸角度セン
サ１９Ｙと、Ｘ軸角度センサ１９Ｘとが固定されてい
る。光軸補正装置１０では、これらＹ軸角度センサ１９
などからの角度検出信号に基づいて、Ｘ軸駆動機構部１
８ＸおよびＹ軸駆動機構部１８Ｙを制御し、ミラー１２
の反射面１２ａの角度を制御する。これにより、光軸の
補正制御がなされる。

【００４０】ところで、図１に示すように、Ｙ軸駆動機
構部１８Ｙは傾斜させて取り付けられている。なお、Ｘ
軸駆動機構部の２対とＹ軸駆動機構部の２対は、すべて
同じ形状であるので、ここではＹ軸駆動機構部１８Ｙの
み説明する。Ｙ軸駆動機構部１８Ｙのコイル１８Ｙｂお
よびマグネット１８Ｙｄが平行な位置にあるとき、その
傾斜の角度は、２軸スプリング１１が水平状態にあると
きの回転中心を中心に、マグネット１８Ｙｄの回転する
接線方向の角度になっている。

【００４１】図３に、このＹ軸駆動機構部１８Ｙの断面
図を拡大して示し、マグネット１８Ｙｄが作動した際の
コイル１８Ｙｂとの位置関係を示す。また、図４に従来
のＹ軸駆動機構部７８Ｙの断面図を示す。両者の動作を
実際の数値を示して比較するために、図３および図４と
もにマグネットの回転角度を４°に設定している。

【００４２】この両図において、ボイスコイルモータの
コイルに電流を流すと、電流の向きに応じてマグネット
に実線の矢印で示した駆動力が働き、マグネットを含む
光軸補正装置の可動部は、回転中心Ｏに対して回転す
る。回転中心Ｏに対する駆動力の方向は、マグネットの
位置によって変化するため、図３および図４に示した駆
動力の方向は、実線で示したマグネットの位置における
駆動力の方向を示している。

【００４３】図４の従来のボイスコイルモータでは、マ
グネット７８Ｙｄの作動方向Ｐと駆動力Ｆの方向が一致
しておらず、そのために駆動力Ｆの何割かは、マグネッ
ト７８Ｙｄを含む光軸補正装置の可動部の回転力として
作用していない。

【００４４】これに対して図３の形状のボイスコイルモ
ータでは、マグネット１８Ｙｄとコイル１８Ｙｂの向き
を、マグネット１８Ｙｄの作動方向Ｐと一致するように
傾けたことによって、発生する駆動力ＦＡの方向とマグ
ネット１８Ｙｄの作動方向Ｐが一致し、従来タイプと比
較して発生した駆動力の損失の割合が少なく、駆動力を
可動部の回転力としてより有効に用いることができる。

【００４５】また、図４の従来の形状では、マグネット
７８Ｙｄとコイル７８Ｙｂの向きとマグネット７８Ｙｄ
の作動方向Ｐが一致していないため、マグネット７８Ｙ
ｄが作動した際にマグネット７８Ｙｄとコイル７８Ｙｂ
の距離が比較的大きく変化する。そのためマグネット７
８Ｙｄとコイル７８Ｙｂの間には、マグネット７８Ｙｄ
がコイル７８Ｙｂに接触することなく作動するための、
マグネット７８Ｙｄの作動空間（隙間）が必要となり、
その空間が一対のマグネットの間隔、すなわちマグネッ
トのギャップ長Ｌを広げ、その結果マグネットのギャッ
プ磁束密度が減少した。

【００４６】これに対して図３の形状では、マグネット
１８Ｙｄとコイル１８Ｙｂの向きとマグネット１８Ｙｄ
の作動方向Ｐがほぼ一致しており、マグネット１８Ｙｄ
がコイル１８Ｙｂに沿った動きをするため、マグネット
１８Ｙｄが作動した際のマグネット１８Ｙｄとコイル１
８Ｙｂの距離の変化が小さい。

【００４７】実際の数値で比較すると、図３および図４
のように１軸においてのみ、マグネットが回転中心に対
して４°回転した場合、図４の従来タイプではコイルに
対するマグネットの移動量Ｍは１．０７ｍｍなのに対
し、図３のタイプでは０．２２ｍｍとなり、従来タイプ
の約１／５である。またそれに伴ってマグネットのギャ
ップ長Ｌは、従来タイプの２．９ｍｍから図３タイプの
２．０ｍｍへと、０．９ｍｍ減少している。

【００４８】このようにギャップ長が減少するのは、図
３のタイプが従来のタイプと比較して、先に述べたよう
にマグネットとコイルの距離の変化が少なく、よってマ
グネットとコイル間のマグネットの作動空間が小さく、
その分ギャップ長を低減できるためである。

【００４９】実際の光軸補正装置では、ミラーは２軸に
対して回転するため、他軸のボイスコイルモータが駆動
した場合にも、すなわち他軸方向に回転した場合にも、
図示したボイスコイルモータにおいてマグネットとコイ
ルの接触を回避しなければならない。しかし、ミラーが
他軸において４°回転した場合でも、それに伴うギャッ
プ長の増加は計算上で０．２ｍｍ程度であるので、その
分を考慮してもギャップ長は従来タイプと比較して０．
７ｍｍ低減することができる。

【００５０】図３のボイスコイルモータの場合、マグネ
ットヨークが磁気的な飽和状態にならないことが前提条
件で、ギャップ長が０．７ｍｍ小さくなると、ギャップ
磁束密度は２０％以上、数値にして８００ガウス（０．
０８テスラ）以上大きくなる。

【００５１】図３あるいは図４に示した構造のボイスコ
イルモータでは、駆動力Ｆは、磁界内のコイルの巻き数
ｎ、ギャップ磁束密度Ｂ、磁界内のコイル導線の長さ
ｌ、コイルを流れる電流ｉによって次のようになる。

【００５２】Ｆ＝ｎＢｌｉ よって、ギャップ磁束密度が上記のように２０％増加す
ると、発生する駆動力も２０％向上し、また駆動力Ｆを
一定とした場合は、ギャップ磁束密度Ｂが２０％増加し
た分、コイルに流す電流ｉは約１７％少なくてよいこと
になる。これは、ボイスコイルモータの消費電力削減を
考えた場合、きわめて有効である。

【００５３】なお、図２および図３の形態では、ボイス
コイルモータにムービングマグネット型を用いたが、マ
グネットをベースプレートに固定しコイルをミラーホル
ダ側に取り付けたムービングコイル型としても、同様な
効果が得られる。

【００５４】ところで、図３に示した形状のボイスコイ
ルモータは、従来タイプを基本に、マグネットとコイル
の向きをマグネットの作動方向と一致するように傾斜さ
せたものである。しかし、マグネットの作動方向は回転
中心に対し円弧状であるので、マグネットとコイルの形
状をこれにあわせて円弧状にすれば、マグネット作動時
のマグネットとコイルの距離の変化をより少なくし、ギ
ャップ長を低減できることが考えられる。

【００５５】また前述したように、図３のタイプは従来
タイプと比較して、ボイスコイルモータで発生した駆動
力を効率よく可動部の回転力として用いることができ
る。しかし、マグネットとコイルが直線的な形状をして
いる以上、駆動力の方向はひとつである。これに対し
て、マグネットの作動方向は円弧状であるので、駆動力
の方向とマグネットの作動方向が一致するのは、駆動力
の方向がマグネットの駆動方向の接線方向と一致する図
３のＣ部だけである。

【００５６】それ以外の箇所、例えば図３のＤ部やＥ部
においては、回転力の方向は、Ｄ部およびＥ部における
マグネットの作動方向に対する接線方向、すなわち図３
中の細線の矢印で示したｆｄ、ｆｅの方向となり、駆動
力Ｆの方向とは一致しない。よって、駆動力の方向とマ
グネットの作動方向が異なっていることによる駆動力の
損失が生じる。

【００５７】そこで、以上の点を考慮し、マグネットヨ
ーク、マグネットおよびコイルの形状を円弧状にした駆
動機構部の断面図を、図５に示す。図５に示した駆動機
構部２８Ｙは、マグネットヨーク２８Ｙｃ、マグネット
２８Ｙｄおよびコイル２８Ｙｂが円弧状の形状で、かつ
その円弧が回転中心に対して同心円上にある。よって、
図中の作動方向Ｐすなわち１軸に対する回転に対して
は、マグネット２８Ｙｄとコイル２８Ｙｂの距離は一定
であり、すなわち距離の変化は０である。

【００５８】これによって、マグネット２８Ｙｄの作動
空間は必要最小限に抑えることができ、図３のタイプの
説明において述べたように、２軸に対して４°回転した
際のマグネット２８Ｙｄとコイル２８Ｙｂの接触を回避
することを考慮しても、マグネット２８Ｙｄとコイル２
８Ｙｂの隙間は０．２ｍｍで十分であり、マグネットや
ヨークの厚さなどを図４に示したボイスコイルモータと
同一とすると、ギャップ長Ｌは約１．９ｍｍとなり、従
来タイプと比較すると１ｍｍ小さいことになる。図３に
示したタイプとの比較でも０．３ｍｍ小さくなってお
り、ギャップ長が低減した割合だけギャップ磁束密度を
向上することができる。

【００５９】また、図４の従来タイプや図３のタイプの
場合、マグネットやコイルが直線形状であったため、駆
動力の方向も直線状であった。しかし、図５のタイプの
場合は、マグネットとコイルが円弧状の形状をしてお
り、マグネットの各部で発生する駆動力は、例えば図５
において細線の矢印で示したように、常にマグネットの
作動方向に対し接線方向となるため、それらを総合する
と、図５において実線の矢印で示したような円弧状の力
ＦＦとなる。よって、駆動力の方向とマグネットの方向
が完全に一致し、ボイスコイルモータで発生した駆動力
の１００％を光軸補正装置の可動部の回転力として用い
ることができる。

【００６０】以上のように、図５に示した本発明のボイ
スコイルモータは、マグネットの作動空間の縮小による
駆動力の向上と、発生した駆動力の１００％を光軸補正
装置の可動部の回転力として用いることができるという
点で、光軸補正装置のアクチュエータとして有効であ
る。

【００６１】なお、図５の形態では、ボイスコイルモー
タにムービングマグネット型を用いたが、マグネットを
ベースプレートに固定しコイルをミラーホルダ側に取り
付けたムービングコイル型とすることもできる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光軸補正装
置では、マグネットの作動方向と、コイルの軸心を一致
させたので、駆動力の低下を防止できる。

【００６３】また、マグネットの作動方向とコイルの軸
心を一致させることにより、マグネットとコイルの作動
空間を小さくしたので、ギャップ磁束密度が増加し、駆
動力が増加する。

【００６４】さらに、前記マグネットおよび前記コイル
の軸心は、所定の回転中心を中心する円周に沿った円弧
形状としたので、よりマグネットとコイルの作動空間を
小さくすることができ、よりギャップ磁束密度が増加
し、駆動力が増加する。

【００６５】そして、光軸補正装置を小型化できる。ま
た、光軸補正用ミラーの回転角度を拡大することができ
る。さらに、ギャップ磁束密度の増加により、ボイスコ
イルモータの駆動効率が向上し、消費電力を削減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光軸補正装置の実施の形態の構成例を
示す断面図である。

【図２】図２に示す光軸補正装置の平面図である。

【図３】図１に示す光軸補正装置の駆動機構部の断面図
である。

【図４】図３の駆動機構部の動作と比較した従来の光軸
補正装置の駆動機構部の断面図である。

【図５】本発明の光軸補正装置の駆動機構部の第２の実
施の形態を示す断面図である。

【図６】従来の光軸補正装置を備えた双方向の光通信が
可能な光空間伝送装置の光学系部分の概略構成を示す図
である。

【図７】従来における光軸補正装置の実施の形態の構成
例を示す平面図である。

【図８】図７のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。

【図９】従来の光軸補正装置の駆動機構部の動作を示す
断面図である。

【符号の説明】

１……発光素子、３……光分離部、５……レンズ、７…
…位置検出センサ、９……受光素子、１０…光軸補正装
置、１１…２軸スプリング、１２……ミラー、１２ａ…
…反射面、１３……枠体、１４……ミラーホルダ、１８
Ｘ……Ｘ軸駆動機構部、１８Ｙ……Ｙ軸駆動機構部、１
８Ｙｂ……コイル、１８Ｙｄ……マグネット、２１１…
…外側リング、２１２……中間リング、２１３……内側
リング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光空間伝送装置内で光軸の補正を行うた
   めの光軸補正装置において、 レーザ光を反射するミラーと、 前記ミラーを保持するミラー保持部材と、 前記ミラー保持部材を、前記ミラーの反射面と平行な面
   上の第１の軸および第２の軸回りに回動自在に支持する
   支持部材と、 前記ミラーを前記第１の軸および第２の軸回りにそれぞ
   れ独立して回動させるための、前記ミラー保持部材側に
   設けられたマグネットと、前記マグネットを駆動し、前
   記マグネットの移動方向と軸心が平行になるように傾斜
   して配置されたコイルと、を有する回動機構部と、 前記ミラーの前記各軸回りの回動角度を検出する回動角
   度検出機構部と、 前記ミラーの前記第１の軸および第２の軸回りの回動角
   度がそれぞれ所望の角度となるように前記回動機構部を
   制御する回動制御手段と、 を有することを特徴とする光軸補正装置。
2. 【請求項２】 前記マグネットおよび前記コイルの軸心
   は、所定の回転中心を中心する円周に沿った円弧形状を
   有することを特徴とする請求項１記載の光軸補正装置。