JP2001320889A - 光機能部品移動装置 - Google Patents
光機能部品移動装置Info
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
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- G02B7/005—Motorised alignment
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光機能部品を移動するときにのみ電圧を印加
すればよく、また、長期使用時や温度変化時でも十分な
精度で移動する光機能部品移動装置を提供する。 【解決手段】 超音波モータ２によって回転する円板状
の偏心カム３の周面に、案内部材５によって一方向に前
後する移動部材４、および移動部材４に固定された光フ
ィルタ本体４１の一端を当接させ、光フィルタ本体４１
の他端にコイルバネ６を当接させて移動部材４を偏心カ
ム３側に付勢させる。また、光フィルタ本体４１の位置
を検出するための信号を生成する位置信号生成手段と、
この位置信号生成手段および入力手段から入力される信
号に従って超音波モータ２を制御する制御部とを備え
る。
すればよく、また、長期使用時や温度変化時でも十分な
精度で移動する光機能部品移動装置を提供する。 【解決手段】 超音波モータ２によって回転する円板状
の偏心カム３の周面に、案内部材５によって一方向に前
後する移動部材４、および移動部材４に固定された光フ
ィルタ本体４１の一端を当接させ、光フィルタ本体４１
の他端にコイルバネ６を当接させて移動部材４を偏心カ
ム３側に付勢させる。また、光フィルタ本体４１の位置
を検出するための信号を生成する位置信号生成手段と、
この位置信号生成手段および入力手段から入力される信
号に従って超音波モータ２を制御する制御部とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タで所定位置まで移動する光機能部品移動装置に関す
る。
タで所定位置まで移動する光機能部品移動装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】波長多重光通信における可変波長光フィ
ルタ、可変減衰器、光スイッチは、その機能を発揮する
ために、正確に所定の位置まで移動させる必要がある。
ルタ、可変減衰器、光スイッチは、その機能を発揮する
ために、正確に所定の位置まで移動させる必要がある。
【０００３】従来、例えば可変波長光フィルタはピエゾ
素子を用いたり、あるいは例えば特許第２８７４６３５
号公報に記載されるように、圧電体を用いて移動されて
いる。
素子を用いたり、あるいは例えば特許第２８７４６３５
号公報に記載されるように、圧電体を用いて移動されて
いる。
【０００４】特許第２８７４６３５号公報記載の技術
は、以下の通りである。
は、以下の通りである。
【０００５】すなわち、予備動作として、初期状態に圧
電体を戻した後に、可変波長光フィルタを圧電体で移動
して、所定の透過波長を得るときの駆動電圧を記憶して
おく。そして、初期状態に圧電体を戻した後に、この記
憶している駆動電圧を印加することで可変波長光フィル
タを所定の位置まで移動して所定の透過波長を得る。
電体を戻した後に、可変波長光フィルタを圧電体で移動
して、所定の透過波長を得るときの駆動電圧を記憶して
おく。そして、初期状態に圧電体を戻した後に、この記
憶している駆動電圧を印加することで可変波長光フィル
タを所定の位置まで移動して所定の透過波長を得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した特許第２８７
４６３５号公報に代表されるように、従来の圧電アクチ
ュエータを利用したものは、圧電体の伸縮をそのまま利
用して可変波長光フィルタを移動するものであった。こ
のため、可変波長光フィルタを初期状態以外の位置に配
置するときは、非駆動時でも常に圧電アクチュエータに
電圧を印加する必要があった。このため、ランニングコ
ストが高かった。
４６３５号公報に代表されるように、従来の圧電アクチ
ュエータを利用したものは、圧電体の伸縮をそのまま利
用して可変波長光フィルタを移動するものであった。こ
のため、可変波長光フィルタを初期状態以外の位置に配
置するときは、非駆動時でも常に圧電アクチュエータに
電圧を印加する必要があった。このため、ランニングコ
ストが高かった。
【０００７】また、圧電素子は長期使用により劣化し、
同一の電圧を印加しても同じ長さに伸長し、あるいは収
縮するとは限らない。このため、前記公報に開示された
技術では、通信設備等、長期にわたって使用される場合
には所定の性能を発揮し続けることは難しく、十分な信
頼性を得られない可能性もあった。
同一の電圧を印加しても同じ長さに伸長し、あるいは収
縮するとは限らない。このため、前記公報に開示された
技術では、通信設備等、長期にわたって使用される場合
には所定の性能を発揮し続けることは難しく、十分な信
頼性を得られない可能性もあった。
【０００８】さらには、圧電素子は使用環境の温度によ
り特性が変化し、同一の電圧を印加しても同じ長さに伸
長し、あるいは収縮するとは限らないため、前記公報に
開示された技術では、劣化前でも十分な信頼性を得られ
ない可能性もあった。
り特性が変化し、同一の電圧を印加しても同じ長さに伸
長し、あるいは収縮するとは限らないため、前記公報に
開示された技術では、劣化前でも十分な信頼性を得られ
ない可能性もあった。
【０００９】本発明の課題は、光機能部品を移動すると
きにのみ電圧を印加すればよい圧電アクチュエータを用
いた光機能部品移動装置を提供することである。また、
長期使用時や温度変化時においても十分な精度で移動す
る光機能部品移動装置を提供することでもある。
きにのみ電圧を印加すればよい圧電アクチュエータを用
いた光機能部品移動装置を提供することである。また、
長期使用時や温度変化時においても十分な精度で移動す
る光機能部品移動装置を提供することでもある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光機能部品移動装置は、静止位置によって
異なる光機能部品を、圧電振動体に発生する振動を動力
源として移動させる圧電アクチュエータと、この圧電ア
クチュエータを制御して前記光機能部品の位置決めを行
う制御手段とを備えることを特徴とする。
め、本発明の光機能部品移動装置は、静止位置によって
異なる光機能部品を、圧電振動体に発生する振動を動力
源として移動させる圧電アクチュエータと、この圧電ア
クチュエータを制御して前記光機能部品の位置決めを行
う制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】本発明に係る圧電アクチュエータの具体的
な移動機構としては、偏心カムやシャフトを利用した機
構や、ラックピニオン及び歯車を利用した機構や、摩擦
を利用した機構等がある。また、圧電振動体の振動を増
幅して出力する出力突起をそのまま利用してもよい。
な移動機構としては、偏心カムやシャフトを利用した機
構や、ラックピニオン及び歯車を利用した機構や、摩擦
を利用した機構等がある。また、圧電振動体の振動を増
幅して出力する出力突起をそのまま利用してもよい。
【００１２】本発明によれば、光機能部品は圧電振動体
の振動を動力源として移動する。このため、圧電素子に
電圧が印加されなくなって振動が停止し、圧電素子が初
期状態に戻っても、光機能部品の位置はそのままであり
原点に戻ることはない。
の振動を動力源として移動する。このため、圧電素子に
電圧が印加されなくなって振動が停止し、圧電素子が初
期状態に戻っても、光機能部品の位置はそのままであり
原点に戻ることはない。
【００１３】従って、光機能部品を移動させるときにの
み電圧を印加すればよく、ランニングコストを抑えられ
る。
み電圧を印加すればよく、ランニングコストを抑えられ
る。
【００１４】また、前記光機能部品の位置を検出する位
置検出手段と、この位置検出手段からの信号を用いて圧
電振動体を制御する制御手段とを設けて、各動作毎に光
機能部品の位置を検出しつつ圧電振動体を制御するの
で、圧電振動体中の圧電体に劣化や温度変化による特性
変化が生じても、確実に光機能部品を所定の位置に移動
できる。
置検出手段と、この位置検出手段からの信号を用いて圧
電振動体を制御する制御手段とを設けて、各動作毎に光
機能部品の位置を検出しつつ圧電振動体を制御するの
で、圧電振動体中の圧電体に劣化や温度変化による特性
変化が生じても、確実に光機能部品を所定の位置に移動
できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明につき図面に基づい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１６】＜第１の実施の形態＞本発明の第１の実施
の形態である光機能部品移動装置の一例である光フィル
タ移動装置１について、図１から図４を用いて説明す
る。図１および図２に示すように、この光フィルタ移動
装置１は、超音波モータ２によって回転する円板状の偏
心カム３の周面に、案内部材５によって一方向に前後す
る移動部材４と、移動部材４に固定され同期して動作す
る光フィルタ本体４１の一端を当接させ、光フィルタ本
体４１の他端にコイルバネ６（付勢手段）を当接させて
光フィルタ本体４１を偏心カム３側に付勢させた構成で
ある。すなわち、光フィルタ移動装置１は、図３に示す
ような、光フィルタ本体４１の可変波長光フィルタ４２
が、光ファイバ７と光ファイバ８の間に位置するよう設
置され、この可変波長光フィルタ４２を所望の位置まで
前後させることにより、光ファイバ７から出射した波長
多重光のうち、所望の波長の光のみを透過して光ファイ
バ８に入射させる装置である。
の形態である光機能部品移動装置の一例である光フィル
タ移動装置１について、図１から図４を用いて説明す
る。図１および図２に示すように、この光フィルタ移動
装置１は、超音波モータ２によって回転する円板状の偏
心カム３の周面に、案内部材５によって一方向に前後す
る移動部材４と、移動部材４に固定され同期して動作す
る光フィルタ本体４１の一端を当接させ、光フィルタ本
体４１の他端にコイルバネ６（付勢手段）を当接させて
光フィルタ本体４１を偏心カム３側に付勢させた構成で
ある。すなわち、光フィルタ移動装置１は、図３に示す
ような、光フィルタ本体４１の可変波長光フィルタ４２
が、光ファイバ７と光ファイバ８の間に位置するよう設
置され、この可変波長光フィルタ４２を所望の位置まで
前後させることにより、光ファイバ７から出射した波長
多重光のうち、所望の波長の光のみを透過して光ファイ
バ８に入射させる装置である。
【００１７】また、光フィルタ移動装置１は、図４に示
すように、光フィルタ本体４１の移動量を検出するため
の信号を生成する位置信号生成手段９と、位置信号生成
手段９および入力手段１０から入力される信号に従って
超音波モータ２を制御する制御部１１とを備える。
すように、光フィルタ本体４１の移動量を検出するため
の信号を生成する位置信号生成手段９と、位置信号生成
手段９および入力手段１０から入力される信号に従って
超音波モータ２を制御する制御部１１とを備える。
【００１８】超音波モータ２は、圧電振動体２１と、圧
電振動体２１の上面の出力突起２１ａ上に回転可能に設
置されたロータ２２と、を備え、その構成は周知の超音
波モータと概略同じである。
電振動体２１の上面の出力突起２１ａ上に回転可能に設
置されたロータ２２と、を備え、その構成は周知の超音
波モータと概略同じである。
【００１９】圧電振動体２１は、入力された駆動電圧に
従って屈曲振動を生じる圧電体上に、出力突起２１ａを
上面に備えた振動増幅用の振動体を固定した構成であ
る。
従って屈曲振動を生じる圧電体上に、出力突起２１ａを
上面に備えた振動増幅用の振動体を固定した構成であ
る。
【００２０】光フィルタ本体４１は、図３に概略を示す
ように直方体状の部材であり、周知の可変波長光フィル
タ４２を対向する側面から露出した状態で保持すると共
に、位置信号生成手段９（詳細は後述）の一部であるス
リット９１を可変波長光フィルタ４２に対して平行に保
持した構成である。
ように直方体状の部材であり、周知の可変波長光フィル
タ４２を対向する側面から露出した状態で保持すると共
に、位置信号生成手段９（詳細は後述）の一部であるス
リット９１を可変波長光フィルタ４２に対して平行に保
持した構成である。
【００２１】移動部材４は、略直方体の下面に溝４３を
設けた断面略コ字状の形状であり、上面には光フィルタ
本体４１を固定した構成からなり、移動部材４を、案内
部材５にスライド可能に受け入れ保持することで、超音
波モータ２の回転中心に向けて摺動する部材である。
設けた断面略コ字状の形状であり、上面には光フィルタ
本体４１を固定した構成からなり、移動部材４を、案内
部材５にスライド可能に受け入れ保持することで、超音
波モータ２の回転中心に向けて摺動する部材である。
【００２２】位置信号生成手段９は、図４に示すよう
に、スリット９１と、スリット９１に向けて発光する発
光部９２と、スリット９１を透過した発光部９２からの
光をパルス信号に変換して制御部１１に出力する検出部
９３とにより概略構成される。ここで、発光部９２およ
び検出部９３はその位置が変わらぬよう、例えばケース
１５に固定される。
に、スリット９１と、スリット９１に向けて発光する発
光部９２と、スリット９１を透過した発光部９２からの
光をパルス信号に変換して制御部１１に出力する検出部
９３とにより概略構成される。ここで、発光部９２およ
び検出部９３はその位置が変わらぬよう、例えばケース
１５に固定される。
【００２３】入力手段１０は、例えばキーボードあるい
は他の制御回路等であり、可変波長光フィルタ４２が透
過すべき波長を示す信号を制御部１１に出力する。
は他の制御回路等であり、可変波長光フィルタ４２が透
過すべき波長を示す信号を制御部１１に出力する。
【００２４】制御部１１は、発光部９２からのパルス信
号を積算して移動部材４の移動量及び位置に変換し、可
変波長光フィルタ４２が透過する光の波長を認識すると
共に、この波長と、入力手段１０から入力される波長と
を比較して超音波モータ２を制御して、光フィルタ本体
４１すなわち可変波長光フィルタ４２の位置を所定の位
置まで動かす。
号を積算して移動部材４の移動量及び位置に変換し、可
変波長光フィルタ４２が透過する光の波長を認識すると
共に、この波長と、入力手段１０から入力される波長と
を比較して超音波モータ２を制御して、光フィルタ本体
４１すなわち可変波長光フィルタ４２の位置を所定の位
置まで動かす。
【００２５】次に、光フィルタ移動装置１の動作につい
て説明する。
て説明する。
【００２６】超音波モータ２が図１中反時計回り（ある
いは時計回り）に回転すると、偏心カム３も図１中反時
計回り（あるいは時計回り）に回転する。すると光フィ
ルタ本体４１と移動部材４は偏心カム３の端面に押さ
れ、コイルバネ６の付勢力にうち勝って図１中左側に動
く。
いは時計回り）に回転すると、偏心カム３も図１中反時
計回り（あるいは時計回り）に回転する。すると光フィ
ルタ本体４１と移動部材４は偏心カム３の端面に押さ
れ、コイルバネ６の付勢力にうち勝って図１中左側に動
く。
【００２７】その後、超音波モータ２が反対方向に回転
すると、偏心カム３も反対方向に回転し、光フィルタ本
体４１を押すことをやめる。すると、移動部材４と光フ
ィルタ本体４１はコイルバネ６の付勢力により図１中右
側に動く。
すると、偏心カム３も反対方向に回転し、光フィルタ本
体４１を押すことをやめる。すると、移動部材４と光フ
ィルタ本体４１はコイルバネ６の付勢力により図１中右
側に動く。
【００２８】従って、光フィルタ移動装置１によれば、
超音波モータ２を駆動させて偏心カム３を回転させるこ
とで、可変波長光フィルタ４２を所定の位置まで動かせ
る。
超音波モータ２を駆動させて偏心カム３を回転させるこ
とで、可変波長光フィルタ４２を所定の位置まで動かせ
る。
【００２９】また、超音波モータ２は圧電体に生じる屈
曲振動を駆動力源としており、動作停止後にロータ２２
が原点に復帰しない。従って、波長可変光フィルタ４２
を動かすときにのみ駆動電圧を必要とするため、従来と
比べて消費電力は格段に少なくてすむ。
曲振動を駆動力源としており、動作停止後にロータ２２
が原点に復帰しない。従って、波長可変光フィルタ４２
を動かすときにのみ駆動電圧を必要とするため、従来と
比べて消費電力は格段に少なくてすむ。
【００３０】また、可変波長光フィルタ４２とスリット
９１とを光フィルタ本体４１に一体的に設け、このスリ
ット９１を用いて可変波長光フィルタ４２の位置を検出
しつつ超音波モータ２を制御するため、超音波モータ２
の特性が長期使用により劣化したり温度に伴い変化して
も、確実に可変波長光フィルタ４２を所定の位置に配置
して適正な波長の光を透過させることができる。
９１とを光フィルタ本体４１に一体的に設け、このスリ
ット９１を用いて可変波長光フィルタ４２の位置を検出
しつつ超音波モータ２を制御するため、超音波モータ２
の特性が長期使用により劣化したり温度に伴い変化して
も、確実に可変波長光フィルタ４２を所定の位置に配置
して適正な波長の光を透過させることができる。
【００３１】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１００について、図５および図６を
用いて説明する。
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１００について、図５および図６を
用いて説明する。
【００３２】図５および図６に示すように、光フィルタ
移動装置１００は、光フィルタ移動装置１と概略同じ構
成であるが、偏心カム３のかわりに回転板１０１（回転
体）およびシャフト１０２を設け、光フィルタ本体４１
と移動部材４の間に保持板１０３を組み付けた構成であ
る。
移動装置１００は、光フィルタ移動装置１と概略同じ構
成であるが、偏心カム３のかわりに回転板１０１（回転
体）およびシャフト１０２を設け、光フィルタ本体４１
と移動部材４の間に保持板１０３を組み付けた構成であ
る。
【００３３】回転板１０１は、超音波モータ２のロータ
２２上に同心状に固定された円板である。
２２上に同心状に固定された円板である。
【００３４】シャフト１０２は、一端を回転板１０１の
周縁部に回動自在に組み付けられ、他端を保持板１０３
の端部に回動自在に組み付けられたシャフトである。
周縁部に回動自在に組み付けられ、他端を保持板１０３
の端部に回動自在に組み付けられたシャフトである。
【００３５】上述した構成の光フィルタ移動装置１００
においては、超音波モータ２が図５中時計回り（あるい
は反時計回り）に回転すると、回転板１０１はシャフト
１０２および移動部材４を図５中左側に押しつつ回転す
る。
においては、超音波モータ２が図５中時計回り（あるい
は反時計回り）に回転すると、回転板１０１はシャフト
１０２および移動部材４を図５中左側に押しつつ回転す
る。
【００３６】その後、超音波モータ２が反対方向に回転
すると、回転板１０１はシャフト１０２および移動部材
４を図５中右側に引き戻しつつ回転する。
すると、回転板１０１はシャフト１０２および移動部材
４を図５中右側に引き戻しつつ回転する。
【００３７】従って、光フィルタ移動装置１００によれ
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
【００３８】＜第３の実施の形態＞次に、本発明の第３
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１１０について、図７および図８を
用いて説明する。
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１１０について、図７および図８を
用いて説明する。
【００３９】図７および図８に示すように、光フィルタ
移動装置１１０は、光フィルタ移動装置１と概略同じ構
成である。
移動装置１１０は、光フィルタ移動装置１と概略同じ構
成である。
【００４０】しかしながら、光フィルタ移動装置１１０
は、偏心カム３を設けずに、光フィルタ本体４１と移動
部材４との間に、移動板１１１をその一端側が移動部材
４より飛び出すよう組み付け、移動板１１１の一端側に
ラックピニオン１１１ａを形成し、ラックピニオン１１
１ａに、超音波モータ２によって回転する歯車１１２を
噛み合わせた構成である。
は、偏心カム３を設けずに、光フィルタ本体４１と移動
部材４との間に、移動板１１１をその一端側が移動部材
４より飛び出すよう組み付け、移動板１１１の一端側に
ラックピニオン１１１ａを形成し、ラックピニオン１１
１ａに、超音波モータ２によって回転する歯車１１２を
噛み合わせた構成である。
【００４１】上述した構成の光フィルタ移動装置１１０
においては、超音波モータ２が図７中反時計回りに回転
すると、歯車１１２はラックピニオン１１１ａ及び移動
部材４を図７中左側に動かしつつ回転する。
においては、超音波モータ２が図７中反時計回りに回転
すると、歯車１１２はラックピニオン１１１ａ及び移動
部材４を図７中左側に動かしつつ回転する。
【００４２】逆に、超音波モータ２が図７中時計回りに
回転すると、歯車１１２はラックピニオン１１１ａ及び
移動部材４を図７中右側に動かしつつ回転する。
回転すると、歯車１１２はラックピニオン１１１ａ及び
移動部材４を図７中右側に動かしつつ回転する。
【００４３】この際、移動部材４およびラックピニオン
１１１ａは、光フィルタ本体４１を介して、コイルバネ
６により図７中右側に付勢されているため、ラックピニ
オン１１１ａと歯車１１２の間のあそびが移動部材４の
位置精度に影響を与えることはない。
１１１ａは、光フィルタ本体４１を介して、コイルバネ
６により図７中右側に付勢されているため、ラックピニ
オン１１１ａと歯車１１２の間のあそびが移動部材４の
位置精度に影響を与えることはない。
【００４４】従って、光フィルタ移動装置１１０によれ
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
【００４５】＜第４の実施の形態＞次に、本発明の第４
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１２０について、図９を用いて説明
する。
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１２０について、図９を用いて説明
する。
【００４６】図９に示すように、光フィルタ移動装置１
２０は、光フィルタ移動装置１と概略同じ構成である。
しかしながら、光フィルタ移動装置１２０は、偏心カム
３及びコイルバネ６を設けず、光フィルタ本体４１と移
動部材４との間に、略角柱状の補助部材１２１（移動部
材の一部）をその一端側が移動部材４より飛び出すよう
組み付け、補助部材１２１の一端側の側面１２１ａに、
超音波モータ２によって回転する円板状の回転体１２２
の側面１２２ａを当接した構成である。
２０は、光フィルタ移動装置１と概略同じ構成である。
しかしながら、光フィルタ移動装置１２０は、偏心カム
３及びコイルバネ６を設けず、光フィルタ本体４１と移
動部材４との間に、略角柱状の補助部材１２１（移動部
材の一部）をその一端側が移動部材４より飛び出すよう
組み付け、補助部材１２１の一端側の側面１２１ａに、
超音波モータ２によって回転する円板状の回転体１２２
の側面１２２ａを当接した構成である。
【００４７】すなわち、超音波モータ２の回転力は、側
面１２１ａと側面１２２ａとの間の摩擦力により移動部
材４に伝達される。このため、側面１２１ａと側面１２
２ａは高摩擦係数となるよう加工し、あるいは高摩擦係
数となる材質とする。高摩擦係数となる材料としては、
例えば、シリコンゴムや硬質ゴム等が考えられ、これら
を各側面に設けることで、上記構成とすることができ
る。
面１２１ａと側面１２２ａとの間の摩擦力により移動部
材４に伝達される。このため、側面１２１ａと側面１２
２ａは高摩擦係数となるよう加工し、あるいは高摩擦係
数となる材質とする。高摩擦係数となる材料としては、
例えば、シリコンゴムや硬質ゴム等が考えられ、これら
を各側面に設けることで、上記構成とすることができ
る。
【００４８】また、各側面の表面に、上記材料に準ずる
性質の材料の膜を形成することも可能である。この場合
には、スプレーや浸漬等で形成してもよい。
性質の材料の膜を形成することも可能である。この場合
には、スプレーや浸漬等で形成してもよい。
【００４９】上述した構成の光フィルタ移動装置１２０
においては、超音波モータ２および回転体１２２が図９
中反時計回りに回転すると、補助部材１２１および移動
部材４は図９中左側に動く。また、超音波モータ２およ
び回転体１２２が図９中時計回りに回転すると、補助部
材１２１および移動部材４は図９中右側に動く。
においては、超音波モータ２および回転体１２２が図９
中反時計回りに回転すると、補助部材１２１および移動
部材４は図９中左側に動く。また、超音波モータ２およ
び回転体１２２が図９中時計回りに回転すると、補助部
材１２１および移動部材４は図９中右側に動く。
【００５０】従って、光フィルタ移動装置１２０によれ
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
【００５１】＜第５の実施の形態＞次に、本発明の第５
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１３０について、図１０を用いて説
明する。
の実施の形態である、光機能部品移動装置の一例である
光フィルタ移動装置１３０について、図１０を用いて説
明する。
【００５２】この光フィルタ移動装置１３０は、図１０
に示すように、光フィルタ移動装置１２０と概略同じ構
成であるが、超音波モータ２および回転体１２２の代わ
りにリニア型超音波モータ１３１を用いた構成である。
に示すように、光フィルタ移動装置１２０と概略同じ構
成であるが、超音波モータ２および回転体１２２の代わ
りにリニア型超音波モータ１３１を用いた構成である。
【００５３】リニア型超音波モータ１３１は、複数の分
極領域を極性が交互に異なるよう配置した圧電素子の側
面に生ずる屈曲振動を動力源とした超音波モータであ
り、側面に出力突起１３１ａを有する。
極領域を極性が交互に異なるよう配置した圧電素子の側
面に生ずる屈曲振動を動力源とした超音波モータであ
り、側面に出力突起１３１ａを有する。
【００５４】すなわち、光フィルタ移動装置１３０は、
リニア型超音波モータ１３１の出力突起１３１ａを補助
部材１２１の側面１２１ａに当接させた構成である。
リニア型超音波モータ１３１の出力突起１３１ａを補助
部材１２１の側面１２１ａに当接させた構成である。
【００５５】上述した構成の光フィルタ移動装置１３０
においては、リニア型超音波モータ１３１は出力突起１
３１ａを介して駆動力を補助部材１２１に伝達すること
で、補助部材１２１および移動部材４を図１０中左右に
動かす。
においては、リニア型超音波モータ１３１は出力突起１
３１ａを介して駆動力を補助部材１２１に伝達すること
で、補助部材１２１および移動部材４を図１０中左右に
動かす。
【００５６】従って、光フィルタ移動装置１３０によれ
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
ば、光フィルタ移動装置１と同様の効果を得ることがで
きる。
【００５７】なお、上述した各光フィルタ移動装置にお
いては、波長可変光フィルタ４２とスリット９１とを光
フィルタ４１内で上下に並べて設置したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば図１１に示すよう
に、波長可変光フィルタ４２とスリット９１とを横に並
べて配置してもよい。
いては、波長可変光フィルタ４２とスリット９１とを光
フィルタ４１内で上下に並べて設置したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、例えば図１１に示すよう
に、波長可変光フィルタ４２とスリット９１とを横に並
べて配置してもよい。
【００５８】また、図１２に示すように、スリット９１
を光フィルタ本体４１に設けずに、超音波モータ２のロ
ータ２２の外周に取り付けることで、制御部１１が超音
波モータ２の回転量を算出し、この回転量から移動部材
４の移動量を算出する構成としてもよい。
を光フィルタ本体４１に設けずに、超音波モータ２のロ
ータ２２の外周に取り付けることで、制御部１１が超音
波モータ２の回転量を算出し、この回転量から移動部材
４の移動量を算出する構成としてもよい。
【００５９】また、光フィルタ移動装置１００および１
１０においては、コイルバネ６は、光フィルタ本体４１
を介して移動部材４を押すのに限らず、引く構成にして
もよい。
１０においては、コイルバネ６は、光フィルタ本体４１
を介して移動部材４を押すのに限らず、引く構成にして
もよい。
【００６０】その他、具体的な構成についても発明の趣
旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能であることは勿論
である。 ＜第６の実施の形態＞次に、本発明の第６の実施の形態
である、光機能部品移動装置の一例である光スイッチ１
３５について、図１３を用いて説明する。
旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能であることは勿論
である。 ＜第６の実施の形態＞次に、本発明の第６の実施の形態
である、光機能部品移動装置の一例である光スイッチ１
３５について、図１３を用いて説明する。
【００６１】光スイッチ１３５は、図１３に示すよう
に、光フィルタ移動装置１と概略同じ構成であるが、光
ファイバを少なくとも４本以上設け、２本のファイバを
対向するように配置し、光フィルタ本体４１の代わりに
ミラー１３６を設けた構成である。上述した構成の光ス
イッチ１３５においては、移動部材４が図１３中右側に
あるときは、光ファイバＡ１８１と光ファイバＢ１８
２、および光ファイバＣ１８３と光ファイバＤ１８４が
対向し、例えば光ファイバＡ１８１と光ファイバＤ１８
４が発光側の場合は、光ファイバＢ１８２と光ファイバ
Ｃ１８３が受光側の構成となっている。また、移動部材
４が図１３中左側にあるときは、移動部材４に設けたミ
ラー１３６によって光を反射させ、例えば、発光側を上
記と同様に光ファイバＡ１８１と光ファイバＤ１８４と
すると、光ファイバＡ１８１の光を光ファイバＣ１８３
が受光し、光ファイバＤ１８４の光を光ファイバＢ１８
２が受光する構成となっている。従って、光スイッチ１
３５によれば、光ファイバから発光した光をミラー１３
６の有無によって、複数の方向に変えることが可能とな
り、例えば図１３の構成によれば、２×２の光スイッチ
が可能となる。 ＜第７の実施の形態＞次に、本発明の第７の実施の形態
である、光機能部品移動装置の一例である可変減衰器１
５０について、図１４および図１５を用いて説明する。
可変減衰器１５０は、図１４および図１５に示すよう
に、超音波モータ２０２によって回転する円板状の偏心
カム５０３の周面に、一端を当接させた軸５０５と、軸
５０５の他端を摺動可能に保持したガイド部材５０８
と、一端は軸５０５を固定し他端は移動部材５０４に固
定したプレート５０７と、一端を移動部材５０４に固定
し他端にレンズ５１０を固定したレンズ固定板５０６
と、案内部材５１５の一端近傍に一端を固定し他端にコ
リメータＡ５１６を固定した光部品固定部材Ａ５１８
と、案内部材５１５の他端近傍に一端を固定し他端にコ
リメータＢ５１７を固定した光部品固定部材Ｂ５１９
と、プレート５０７とガイド部材５０８の間で軸５０５
の外周に組み込まれたコイルバネ５０９（付勢手段）に
よって軸５０５を偏心カム５０３側に付勢させた構成で
ある。すなわち、可変減衰器１５０は、互いに対向して
固定されたコリメータＡ５１６とコリメータＢ５１７の
間に配置されたレンズ５１０を、光軸上の左右に移動す
ることによって、光を減衰させる装置である。また、可
変減衰器１５０は、図１２と同様に、レンズ５１０の移
動量を算出する構成である。従って、可変減衰器１５０
によれば、超音波モータ２を駆動させて偏心カム５０３
を回転させることで、レンズ５１０を所定の位置まで動
かせる。また、超音波モータ２は圧電体に生じる屈曲振
動を駆動力源としており、動作停止後にロータ２２が原
点に復帰しない。従って、レンズ５１０を動かすときに
のみ駆動電圧を必要とするため、従来と比べて消費電力
は格段に少なくてすむ。また、可変減衰器１５０は、コ
リメータＡ５１６およびコリメータＢ５１７を用いず、
光部品固定部材Ｂ５１９も設けず、光部品固定部材Ａ５
１８とレンズ固定板５０６に直接光ファイバを固定し、
レンズ固定板５０６を左右に移動させて光を減衰させる
構成としてもよい。
に、光フィルタ移動装置１と概略同じ構成であるが、光
ファイバを少なくとも４本以上設け、２本のファイバを
対向するように配置し、光フィルタ本体４１の代わりに
ミラー１３６を設けた構成である。上述した構成の光ス
イッチ１３５においては、移動部材４が図１３中右側に
あるときは、光ファイバＡ１８１と光ファイバＢ１８
２、および光ファイバＣ１８３と光ファイバＤ１８４が
対向し、例えば光ファイバＡ１８１と光ファイバＤ１８
４が発光側の場合は、光ファイバＢ１８２と光ファイバ
Ｃ１８３が受光側の構成となっている。また、移動部材
４が図１３中左側にあるときは、移動部材４に設けたミ
ラー１３６によって光を反射させ、例えば、発光側を上
記と同様に光ファイバＡ１８１と光ファイバＤ１８４と
すると、光ファイバＡ１８１の光を光ファイバＣ１８３
が受光し、光ファイバＤ１８４の光を光ファイバＢ１８
２が受光する構成となっている。従って、光スイッチ１
３５によれば、光ファイバから発光した光をミラー１３
６の有無によって、複数の方向に変えることが可能とな
り、例えば図１３の構成によれば、２×２の光スイッチ
が可能となる。 ＜第７の実施の形態＞次に、本発明の第７の実施の形態
である、光機能部品移動装置の一例である可変減衰器１
５０について、図１４および図１５を用いて説明する。
可変減衰器１５０は、図１４および図１５に示すよう
に、超音波モータ２０２によって回転する円板状の偏心
カム５０３の周面に、一端を当接させた軸５０５と、軸
５０５の他端を摺動可能に保持したガイド部材５０８
と、一端は軸５０５を固定し他端は移動部材５０４に固
定したプレート５０７と、一端を移動部材５０４に固定
し他端にレンズ５１０を固定したレンズ固定板５０６
と、案内部材５１５の一端近傍に一端を固定し他端にコ
リメータＡ５１６を固定した光部品固定部材Ａ５１８
と、案内部材５１５の他端近傍に一端を固定し他端にコ
リメータＢ５１７を固定した光部品固定部材Ｂ５１９
と、プレート５０７とガイド部材５０８の間で軸５０５
の外周に組み込まれたコイルバネ５０９（付勢手段）に
よって軸５０５を偏心カム５０３側に付勢させた構成で
ある。すなわち、可変減衰器１５０は、互いに対向して
固定されたコリメータＡ５１６とコリメータＢ５１７の
間に配置されたレンズ５１０を、光軸上の左右に移動す
ることによって、光を減衰させる装置である。また、可
変減衰器１５０は、図１２と同様に、レンズ５１０の移
動量を算出する構成である。従って、可変減衰器１５０
によれば、超音波モータ２を駆動させて偏心カム５０３
を回転させることで、レンズ５１０を所定の位置まで動
かせる。また、超音波モータ２は圧電体に生じる屈曲振
動を駆動力源としており、動作停止後にロータ２２が原
点に復帰しない。従って、レンズ５１０を動かすときに
のみ駆動電圧を必要とするため、従来と比べて消費電力
は格段に少なくてすむ。また、可変減衰器１５０は、コ
リメータＡ５１６およびコリメータＢ５１７を用いず、
光部品固定部材Ｂ５１９も設けず、光部品固定部材Ａ５
１８とレンズ固定板５０６に直接光ファイバを固定し、
レンズ固定板５０６を左右に移動させて光を減衰させる
構成としてもよい。
【００６２】
【発明の効果】以上より、本発明によれば、光機能部品
は圧電振動体の屈曲振動を動力源として移動するので、
光機能部品を移動させるときにのみ電圧を印加すればよ
く、ランニングコストを抑えられる。
は圧電振動体の屈曲振動を動力源として移動するので、
光機能部品を移動させるときにのみ電圧を印加すればよ
く、ランニングコストを抑えられる。
【００６３】また、前記光機能部品の位置を検出する位
置検出手段と、この位置検出手段からの信号を用いて圧
電振動体を制御する制御手段とを設けて、各動作毎に光
機能部品の位置を検出しつつ圧電振動体を制御するの
で、圧電振動体中の圧電体に劣化や温度変化による特性
変化が生じても、確実に光機能部品を所定の位置に移動
させることができる。
置検出手段と、この位置検出手段からの信号を用いて圧
電振動体を制御する制御手段とを設けて、各動作毎に光
機能部品の位置を検出しつつ圧電振動体を制御するの
で、圧電振動体中の圧電体に劣化や温度変化による特性
変化が生じても、確実に光機能部品を所定の位置に移動
させることができる。
【図１】本発明を適用した、第１の実施の形態の光フィ
ルタ移動装置の平面概略図である。
ルタ移動装置の平面概略図である。
【図２】図１の光フィルタ移動装置の側面概略図であ
る。
る。
【図３】図１の光フィルタ移動装置の光フィルタ本体の
斜視概略図である。
斜視概略図である。
【図４】図１の光フィルタ移動装置の要部のブロック図
である。
である。
【図５】本発明を適用した、第２の実施の形態の光フィ
ルタ移動装置の平面概略図である。
ルタ移動装置の平面概略図である。
【図６】図５の光フィルタ移動装置の側面概略図であ
る。
る。
【図７】本発明を適用した、第３の実施の形態の光フィ
ルタ移動装置の平面概略図である。
ルタ移動装置の平面概略図である。
【図８】図７の光フィルタ移動装置の側面概略図であ
る。
る。
【図９】本発明を適用した、第４の実施の形態の光フィ
ルタ移動装置の平面概略図である。
ルタ移動装置の平面概略図である。
【図１０】本発明を適用した、第５の実施の形態の光フ
ィルタ移動装置の平面概略図である。
ィルタ移動装置の平面概略図である。
【図１１】光フィルタ移動装置の光フィルタ本体の変形
例の斜視概略図である。
例の斜視概略図である。
【図１２】光フィルタ移動装置の超音波モータの変形例
を説明する断面図である。
を説明する断面図である。
【図１３】本発明を適用した、第６の実施の形態の光ス
イッチの平面概略図である。
イッチの平面概略図である。
【図１４】本発明を適用した、第７の実施の形態の可変
減衰器の平面概略図である。
減衰器の平面概略図である。
【図１５】図１４の可変減衰器の側面概略図である。
１ 光フィルタ移動装置 ２ 超音波モータ ３，５０３ 偏心カム ４，５０４ 移動部材 ５，５１５ 案内部材 ６ コイルバネ（付勢手段） ７，８，１８１，１８２，１８３，１８４ 光ファ
イバ ９ 位置信号生成手段（光フィルタ動作量検出手
段、アクチュエータ動作量検出手段の一部） １１ 制御部（制御手段、光フィルタ動作量検出手
段の一部、アクチュエータ動作量検出手段の一部および
演算手段） １５ ケース ２１ 振動体（圧電振動体） ４１ 光フィルタ本体 ４２ 可変波長光フィルタ １００ 光フィルタ移動装置 １０１ 回転板（回転体） １０２ シャフト １１０ 光フィルタ移動装置 １１１ａ ラックピニオン １１２ 歯車 １２０ 光フィルタ移動装置 １２１ 補助部材（移動部材の一部） １２２ 回転体 １３０ 光フィルタ移動装置 １３１ａ 出力突起 １３５ 光スイッチ １３６ ミラー １５０ 可変減衰器 ５０５ 軸 ５０６ レンズ固定板 ５０７ プレート ５０８ ガイド部材 ５１０ レンズ ５１６，５１７ コリメータ ５１８，５１９ 光部品固定部材
イバ ９ 位置信号生成手段（光フィルタ動作量検出手
段、アクチュエータ動作量検出手段の一部） １１ 制御部（制御手段、光フィルタ動作量検出手
段の一部、アクチュエータ動作量検出手段の一部および
演算手段） １５ ケース ２１ 振動体（圧電振動体） ４１ 光フィルタ本体 ４２ 可変波長光フィルタ １００ 光フィルタ移動装置 １０１ 回転板（回転体） １０２ シャフト １１０ 光フィルタ移動装置 １１１ａ ラックピニオン １１２ 歯車 １２０ 光フィルタ移動装置 １２１ 補助部材（移動部材の一部） １２２ 回転体 １３０ 光フィルタ移動装置 １３１ａ 出力突起 １３５ 光スイッチ １３６ ミラー １５０ 可変減衰器 ５０５ 軸 ５０６ レンズ固定板 ５０７ プレート ５０８ ガイド部材 ５１０ レンズ ５１６，５１７ コリメータ ５１８，５１９ 光部品固定部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｃ (72)発明者 春日 政雄 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 光機能部品を、圧電振動体に発生する振
動を動力源として移動させる圧電アクチュエータと、 この圧電アクチュエータを制御して前記光機能部品の位
置決めを行う位置決め手段と、 を備えることを特徴とする光機能部品移動装置。 - 【請求項２】 前記圧電振動体の振動によって回転する
偏心カムと、 前記偏心カムに一端が当接した光機能部品を保持した移
動部材と、 この移動部材を前後にスライド可能に保持する案内部材
と、 前記光機能部品を前記偏心カムに向けて付勢する付勢手
段と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の光機能部品移
動装置。 - 【請求項３】 前記光機能部品を保持した移動部材と、 この移動部材を前後にスライド可能に保持する案内部材
と、 前記圧電振動体の振動によって回転する回転体と、 一端が前記回転体に回動可能に組み付けられ、他端が前
記移動部材端部に回動可能に組み付けられたシャフト
と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の光機能部品移
動装置。 - 【請求項４】 前記光機能部品を保持し、一部にラック
ピニオンを備えた移動部材と、 この移動部材を前後にスライド可能に保持する案内部材
と、 前記ラックピニオンに噛み込み、前記圧電振動体の振動
によって回転する歯車と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の光機能部品移
動装置。 - 【請求項５】 前記移動部材を一方向に付勢する付勢手
段を備えることを特徴とする請求項３または４記載の光
機能部品移動装置。 - 【請求項６】 前記光機能部品を保持し、表部の少なく
とも一部を高摩擦係数化した移動部材と、 この移動部材を前後にスライド可能に保持する案内部材
と、 前記圧電振動体の振動により回転し、前記移動部材の高
摩擦係数化した部分に当接して摩擦力により回転力を前
記移動部材に直線運動として伝達する回転体と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の光機能部品移
動装置。 - 【請求項７】 前記光機能部品を保持した移動部材と、 圧電振動体の振動面上に設置され、該圧電振動体の振動
を増幅して前記移動部材を直接駆動する出力突起と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の光機能部品移
動装置。 - 【請求項８】 前記位置決め手段として、 前記光機能部品の位置を検出する位置検出手段と、 この位置検出手段からの信号を用いて圧電振動体を制御
する制御手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記
載の光機能部品移動装置。 - 【請求項９】 前記位置検出手段は、前記圧電アクチュ
エータの動作量を検出するアクチュエータ動作量検出手
段と、 このアクチュエータ動作量検出手段の検出値から前記光
機能部品の位置を算出する演算手段と、 を備えることを特徴とする請求項８記載の光機能部品移
動装置。 - 【請求項１０】 前記位置検出手段は、前記光機能部品
の動作量を検出する光機能部品動作量検出手段と、 このアクチュエータ動作量検出手段の検出値から前記光
機能部品の位置を算出する演算手段と、を備えることを
特徴とする請求項８記載の光機能部品移動装置。 - 【請求項１１】 前記光機能部品とは、フィルタ、コリ
メータ、ファイバー、レンズ、ミラーに適用することを
特徴とする請求項１〜１０記載の光機能部品移動装置。
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP2000-58500 | 2000-03-03 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=26586709
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| US7671346B2 (en) * | 2003-01-09 | 2010-03-02 | Con-Trol-Cure, Inc. | Light emitting apparatus and method for curing inks, coatings and adhesives |
| US7498065B2 (en) * | 2003-01-09 | 2009-03-03 | Con-Trol-Cure, Inc. | UV printing and curing of CDs, DVDs, Golf Balls And Other Products |
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