JP2019535223A - 圧電アクチュエータ、可変形状ミラー及び可変形状ミラーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2016年08月31日に中国特許庁に提出した、出願番号が201610797960.4であり、名称が「圧電アクチュエータ及び可変形状ミラー」である中国特許出願を優先権として主張し、そのすべての内容を本発明に援用する。
Claims (24)
- 第一の圧電単結晶、第二の圧電単結晶、第三の圧電単結晶、第四の圧電単結晶及び互いに対向する第一の表面と第二の表面とを有する接続部材を備え、
前記第一の圧電単結晶の一端及び前記第二の圧電単結晶の一端は、それぞれ前記接続部材の第一の表面における異なる位置に接続され、
前記第三の圧電単結晶の一端及び前記第四の圧電単結晶の一端は、それぞれ前記接続部材の第二の表面における異なる位置に接続され、
前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶は、前記接続部材を第一の方向へ傾くように駆動でき、
前記接続部材に接続されない前記第三の圧電単結晶の一端及び前記第四の圧電単結晶の一端に、駆動面が形成され、
前記駆動面は、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶により前記第一の方向と異なる方向である第二の方向へ傾くように駆動されることができる、ことを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 前記第一の圧電単結晶の前記接続部材に接続されない一端及び前記第二の圧電単結晶の前記接続部材に接続されない一端が接続される基部をさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第三の圧電単結晶の前記接続部材に接続されない一端及び前記第四の圧電単結晶の前記接続部材に接続されない一端が接続される台部をさらに備える、ことを特徴とする請求項2に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶はいずれも長方形である、ことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶の、それぞれ前記接続部材に接続されている辺は互いに平行であり、
前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶の、それぞれ前記接続部材に接続されている辺は互いに平行である、ことを特徴とする請求項4に記載の圧電アクチュエータ。 - 前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶が前記接続部材に接続される接続位置と、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶が前記接続部材に接続される接続位置との、前記接続部材の前記第一の表面及び前記第二の表面のいずれかの面に対しての投影は互いに直交する、ことを特徴とする請求項4に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記接続部材の前記第一の表面に二つの平行する帯状凹溝が設けられており、
前記接続部材の前記第二の表面に二つの平行する帯状凹溝が設けられており、
前記第一の圧電単結晶の前記接続部材に接続される一端、前記第二の圧電単結晶の前記接続部材に接続される一端、第三の圧電単結晶の前記接続部材に接続される一端及び前記第四の圧電単結晶の前記接続部材に接続される一端は異なる帯状凹溝内に固定され、前記第一の表面の前記帯状凹溝は前記第二の表面の前記帯状凹溝に直交する、ことを特徴とする請求項4に記載の圧電アクチュエータ。 - 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶の単結晶成分は、亜鉛ニオブ酸鉛-チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸鉛、インジウムニオブ酸鉛-マグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸鉛及びマグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸ジルコン酸鉛のうちの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、いずれも、d31又はd32モードの、横方向モードである、ことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。
- 複数のミラー本体及び複数の、請求項1から9のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータを備え、
各前記ミラー本体はいずれも前記接続部材の同一側に位置し、
各前記ミラー本体は、各圧電アクチュエータの前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶の前記接続部材に接続されない前記一端にそれぞれ接合され、又は、
各前記ミラー本体は、各圧電アクチュエータの前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶の前記接続部材に接続されない前記一端にそれぞれ接合されている、ことを特徴とする可変形状ミラー。 - 圧電アクチュエータであって、
接続部材、第一の圧電単結晶、第二の圧電単結晶、第三の圧電単結晶、第四の圧電単結晶、基部及び台部を備え、
前記接続部材は、互いに対向する第一の接続面と第二の接続面を備え、
前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶は、前記第一の圧電単結晶の一端及び前記第二の圧電単結晶の一端がそれぞれ前記第一の接続面に接続され、さらに平行かつ離間しながら第一の方向に沿って配置され、
前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、前記第三の圧電単結晶の一端及び前記第四の圧電単結晶の一端がそれぞれ前記第二の接続面に接続され、さらに互いに対向して離間しながら、前記第一の方向に対して角度をなす第二の方向に沿って配置され、
前記第一の圧電単結晶、第二の圧電単結晶、第三の圧電単結晶及び第四の圧電単結晶は、外部から印加された電界の作用下で、前記第一の接続面に垂直な方向に沿って伸長又は収縮し、
前記第一の圧電単結晶の自由端及び前記第二の圧電単結晶の自由端は、いずれも前記基部に接続され、前記第三の圧電単結晶の自由端及び前記第四の圧電単結晶の自由端は、いずれも前記台部に接続されている、ことを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、亜鉛ニオブ酸鉛-チタン酸鉛(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、マグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸鉛(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)、マグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbZrO3-PbTiO3)、インジウムニオブ酸鉛-マグネシウムニオブ酸鉛-チタン酸鉛(Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3)成分及びその誘導体成分からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む固溶体単結晶から製造されている、ことを特徴とする請求項11に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、いずれも、[011]結晶方向に分極されたd32又はd31モードの単結晶で製造される長方形の板状の構造である、ことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記接続部材は、長方形の板状の構造である、ことを特徴とする請求項13に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、それぞれ、前記圧電アクチュエータの前記長さ方向に対応する長さ方向と、前記接続部材の長さ方向に対応する幅方向を有する、ことを特徴とする請求項14に記載のアクチュエータ。
- 前記第一の接続面に二つの平行する凹溝が設けられており、前記第二の接続面に二つの平行する凹溝が設けられており、記第一の接続面の前記凹溝は前記第二の接続面の前記凹溝に垂直であり、
前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶は、前記第一の接続面の前記凹溝に接合され、
前記第三の圧電単結晶、前記第四の圧電単結晶は、前記第二の接続面の前記凹溝に接合されている、ことを特徴とする請求項11に記載のアクチュエータ。 - 前記基部は、前記第一の接続面に対応する上面を有するとともに前記上面に互いに平行かつ離間して配置された凹溝が設けられ、
前記第一の圧電単結晶及び前記第二の圧電単結晶は、それぞれ前記基部の前記上面の二つの凹溝に接続され、
前記台部は、前記第二の接続面に対応する下面を有するとともに前記下面に互いに平行かつ離間して配置された凹溝が設けられ、
前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、それぞれ前記台部の前記下面の二つの凹溝に接続されている、ことを特徴とする請求項11に記載の圧電アクチュエータ。 - 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、同じサイズ又は異なるサイズである、ことを特徴とする請求項11に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の方向は、前記第二の方向に対して垂直である、ことを特徴とする請求項11から18のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一の圧電単結晶、前記第二の圧電単結晶、前記第三の圧電単結晶及び前記第四の圧電単結晶は、いずれも帯状の構造である、ことを特徴とする請求項11に記載の圧電アクチュエータ。
- 複数の、請求項11から20のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータを備え、複数の前記圧電アクチュエータはマトリックス状に配列されている、ことを特徴とする可変形状ミラー。
- 複数の、請求項11から20のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータがマトリックス状に配列されるように、前記複数の圧電アクチュエータの基部を剛性基部に取り付けるステップaと、
前記複数の圧電アクチュエータの台部の上面に対して平面加工及び鏡面研磨を行うステップbとを含む、ことを特徴とする可変形状ミラーの製造方法。 - 前記台部の前記上面を研磨した後、前記台部の前記上面はさらに高反射率のコーティングによって覆われる、ことを特徴とする請求項22に記載の可変形状ミラーの製造方法。
- 複数の、請求項11から20のいずれか一項に記載の圧電アクチュエータがマトリックス状に配列されるように、前記複数の圧電アクチュエータの基部を剛性基部に取り付けるステップaと、
前記複数の圧電アクチュエータの台部の上面に対して平面加工を行うステップbと、
前記複数の圧電アクチュエータのそれぞれの前記台部の前記上面に一つの小さなミラー本体を接合するステップcとを含む、ことを特徴とする可変形状ミラーの製造方法。
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