JP2539787Y2 - ミラー駆動用圧電アクチュエータ - Google Patents
ミラー駆動用圧電アクチュエータInfo
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- JP2539787Y2 JP2539787Y2 JP1990031235U JP3123590U JP2539787Y2 JP 2539787 Y2 JP2539787 Y2 JP 2539787Y2 JP 1990031235 U JP1990031235 U JP 1990031235U JP 3123590 U JP3123590 U JP 3123590U JP 2539787 Y2 JP2539787 Y2 JP 2539787Y2
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- lever arm
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 34
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は光通信や光応用計測制御に使用されるミラー
の駆動素子に関し、特に圧電素子を駆動源とするミラー
駆動用圧電アクチュエータに関する。
の駆動素子に関し、特に圧電素子を駆動源とするミラー
駆動用圧電アクチュエータに関する。
第３図は従来のミラー駆動用圧電アクチュエータの一
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
２個の取付穴33を有するＴ字状の固定部材32に圧電素
子31の一端が固着され、圧電素子31の他端は変位伝達手
段36を介してレバーアーム34に接続されている。また、
Ｔ字状の固定部材32の先端部とレバーアーム34が薄板状
のヒンジ35を介して接続され、レバーアーム34の上面に
はミラー37が固着されている。
子31の一端が固着され、圧電素子31の他端は変位伝達手
段36を介してレバーアーム34に接続されている。また、
Ｔ字状の固定部材32の先端部とレバーアーム34が薄板状
のヒンジ35を介して接続され、レバーアーム34の上面に
はミラー37が固着されている。
このように構成されたミラー駆動用圧電アクチュエー
タにおいて、圧電素子31に駆動電圧を印加すると、電歪
効果により圧電素子31には変位が生じ変位伝達手段36を
介して矢印Ｂの方向にレバーアーム34に変位が伝達され
る。この変位に応じてレバーアーム34はヒンジ35を支点
として動作し、矢印Ａの方向に回転運動が生じる。この
結果、レバーアーム34に固着されたミラー37に回転運動
が生じ光通信や光応用計測制御の光路を変えることがで
きる。
タにおいて、圧電素子31に駆動電圧を印加すると、電歪
効果により圧電素子31には変位が生じ変位伝達手段36を
介して矢印Ｂの方向にレバーアーム34に変位が伝達され
る。この変位に応じてレバーアーム34はヒンジ35を支点
として動作し、矢印Ａの方向に回転運動が生じる。この
結果、レバーアーム34に固着されたミラー37に回転運動
が生じ光通信や光応用計測制御の光路を変えることがで
きる。
ここで、例えば変位量９μｍ、発生力30kgfの圧電素
子31を使用し、変位伝達手段36とヒンジ35との間を2.2m
mとした機構では4mradの回転角を得ている。
子31を使用し、変位伝達手段36とヒンジ35との間を2.2m
mとした機構では4mradの回転角を得ている。
このような従来のミラー駆動用圧電アクチュエータで
は、変位伝達手段36とヒンジ35の間の寸法を小さくする
ことに限度があり、また変位量の大きな圧電素子31を使
用するとヒンジ35に発生する応力が過大となって、実際
上、数mrad程度の回転角しか得られないという欠点があ
る。
は、変位伝達手段36とヒンジ35の間の寸法を小さくする
ことに限度があり、また変位量の大きな圧電素子31を使
用するとヒンジ35に発生する応力が過大となって、実際
上、数mrad程度の回転角しか得られないという欠点があ
る。
本考案の目的は、角度変位が大きなミラー駆動用アク
チュエータを提供することである。
チュエータを提供することである。
本考案のミラー駆動用圧電アクチュエータは、印加電
圧に応じて変位を発生する第１および第２の圧電素子
と、 状の固定部材と、 前記固定部材と同一平面にあり、一方の端面同志があ
る間隙をもって対向し、他方の端面が前記固定部材の各
端面と近接するように配置されるＬ字形の第１および第
２のレバーアームと、 状で、それぞれ第１、第２の圧電素子が、その一方
の端面が底部に固着されて内部に配置されている第１お
よび第２の圧電素子取付部材と、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面
内で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで
囲まれた空間の外側に位置し、第１の圧電素子の他方の
端面が固着され、かつ固定部材の第１の圧電素子側の端
面の縁および第１のレバーアームの他方の端面の縁に接
続された変位伝達手段と、 第１の圧電素子取付部材の各端面と固定部材、第１の
レバーアームとを接続するヒンジと、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面
内で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで
囲まれた空間の内側に位置し、第２の圧電素子の他方の
端面が固着され、かつ固定部材の一方の端面の縁および
第２のレバーアームの第２の圧電素子側の端面の縁に接
続された変位伝達手段と、 第２の圧電素子取付部材の各端面と固定部材、第２の
レバーアームとを接続するヒンジと、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面
内で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで
囲まれた空間の外側に位置し、第１および第２のレバー
アームの一方の端面近傍に前記平面内で一対のヒンジを
有する回転機構または、ベアリング部材および引張スプ
リングを有する回転機構によって回転可能に支持され、
ミラーが固着される回転台とを有している。
圧に応じて変位を発生する第１および第２の圧電素子
と、 状の固定部材と、 前記固定部材と同一平面にあり、一方の端面同志があ
る間隙をもって対向し、他方の端面が前記固定部材の各
端面と近接するように配置されるＬ字形の第１および第
２のレバーアームと、 状で、それぞれ第１、第２の圧電素子が、その一方
の端面が底部に固着されて内部に配置されている第１お
よび第２の圧電素子取付部材と、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面
内で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで
囲まれた空間の外側に位置し、第１の圧電素子の他方の
端面が固着され、かつ固定部材の第１の圧電素子側の端
面の縁および第１のレバーアームの他方の端面の縁に接
続された変位伝達手段と、 第１の圧電素子取付部材の各端面と固定部材、第１の
レバーアームとを接続するヒンジと、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面
内で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで
囲まれた空間の内側に位置し、第２の圧電素子の他方の
端面が固着され、かつ固定部材の一方の端面の縁および
第２のレバーアームの第２の圧電素子側の端面の縁に接
続された変位伝達手段と、 第２の圧電素子取付部材の各端面と固定部材、第２の
レバーアームとを接続するヒンジと、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面
内で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで
囲まれた空間の外側に位置し、第１および第２のレバー
アームの一方の端面近傍に前記平面内で一対のヒンジを
有する回転機構または、ベアリング部材および引張スプ
リングを有する回転機構によって回転可能に支持され、
ミラーが固着される回転台とを有している。
２段の機械的変位拡大機構によって構成されているの
で圧電素子の変位拡大率を高くとることができ、角度変
位の大きなミラー駆動用圧電アクチュエータを提供でき
る。また、２個の圧電素子をおのおの制御することによ
り高精度な位置決め制御が可能となる。
で圧電素子の変位拡大率を高くとることができ、角度変
位の大きなミラー駆動用圧電アクチュエータを提供でき
る。また、２個の圧電素子をおのおの制御することによ
り高精度な位置決め制御が可能となる。
次に、本考案の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本考案の第１の実施例のミラー駆動用圧電ア
クチュエータの斜視図である。
クチュエータの斜視図である。
固定部材３は、上部開放の凹状の固定部材であり、底
部には２個の取付穴４が設けてある。固定部材３の上部
には固定部材３をほぼ２分した形状のＬ字状の第１のレ
バーアーム５と逆Ｌ字状の第２のレバーアーム６がその
先端部が対向するように固定部材３とほぼ対称位置に配
置してある。圧電素子取付部材７はＬ字状の第１のレバ
ーアーム５の底部と固定部材３の側部の外部に配置され
たＵ字型をなし、底部は第１のレバーアーム５の底部お
よび固定部材３の側部にそれおれ薄板状のヒンジ８およ
びヒンジ９によって接続されている。圧電素子取付部材
７内には第１の圧電素子１が配置され、第１の圧電素子
１の一端は圧電素子取付部材７の底部に固着され、他端
は２分岐に第１のレバーアーム５の底部先端と固定部材
３の側部先端に接続された変位伝達手段10とに固着され
ている。圧電素子取付部材11は第２のレバーアーム６の
底部と、固定部材３の側部の内部に配置され、底部は第
２のレバーアーム６の底部および凹状の固定部材３の側
部にそれおれ薄板状のヒンジ12および13によって接続さ
れている。圧電素子取付部材11の内部には第２の圧電素
子２が配置され、第２の圧電素子２の一端は圧電素子取
付部材11の底部に固着され、他端は２分岐してレバーア
ーム６の底部先端と固定部材３の側部先端に接続された
変位伝達手段14に固着されている。回転台15は板状で、
先端部が対向して配置された第１のレバーアーム５と第
２のレバーアーム６の上部に配置され、それぞれ薄板状
の第１および第２のヒンジ16,17によって第１のレバー
アーム５と第２のレバーアーム６の上部先端に接続され
ている。また、回転台15の上面にはミラー18が固着され
ている。
部には２個の取付穴４が設けてある。固定部材３の上部
には固定部材３をほぼ２分した形状のＬ字状の第１のレ
バーアーム５と逆Ｌ字状の第２のレバーアーム６がその
先端部が対向するように固定部材３とほぼ対称位置に配
置してある。圧電素子取付部材７はＬ字状の第１のレバ
ーアーム５の底部と固定部材３の側部の外部に配置され
たＵ字型をなし、底部は第１のレバーアーム５の底部お
よび固定部材３の側部にそれおれ薄板状のヒンジ８およ
びヒンジ９によって接続されている。圧電素子取付部材
７内には第１の圧電素子１が配置され、第１の圧電素子
１の一端は圧電素子取付部材７の底部に固着され、他端
は２分岐に第１のレバーアーム５の底部先端と固定部材
３の側部先端に接続された変位伝達手段10とに固着され
ている。圧電素子取付部材11は第２のレバーアーム６の
底部と、固定部材３の側部の内部に配置され、底部は第
２のレバーアーム６の底部および凹状の固定部材３の側
部にそれおれ薄板状のヒンジ12および13によって接続さ
れている。圧電素子取付部材11の内部には第２の圧電素
子２が配置され、第２の圧電素子２の一端は圧電素子取
付部材11の底部に固着され、他端は２分岐してレバーア
ーム６の底部先端と固定部材３の側部先端に接続された
変位伝達手段14に固着されている。回転台15は板状で、
先端部が対向して配置された第１のレバーアーム５と第
２のレバーアーム６の上部に配置され、それぞれ薄板状
の第１および第２のヒンジ16,17によって第１のレバー
アーム５と第２のレバーアーム６の上部先端に接続され
ている。また、回転台15の上面にはミラー18が固着され
ている。
上記のように構成されたミラー駆動用アクチュエータ
の第１および第２の圧電素子1,2に電圧を印加すると電
歪効果によって圧電素子１および２に変位が発生し、発
生した変位は変位伝達手段10および14によって固定部材
３およびＬ字状の第１のレバーアーム５と逆Ｌ字状の第
２のレバーアーム６に伝達される。この結果、第１およ
び第２の圧電素子1,2の発生変位は拡大されて第１のレ
バーアーム５の上端を上方に、第２のレバーアーム６の
先端を下方に変位させる。この互いに反対方向の二つの
変位は第１および第２のヒンジ16,17によって回転台15
に伝達されて、回転台15は矢印Ａの方向に回転し同時に
ミラー18も矢印Ａの方向に回転する。
の第１および第２の圧電素子1,2に電圧を印加すると電
歪効果によって圧電素子１および２に変位が発生し、発
生した変位は変位伝達手段10および14によって固定部材
３およびＬ字状の第１のレバーアーム５と逆Ｌ字状の第
２のレバーアーム６に伝達される。この結果、第１およ
び第２の圧電素子1,2の発生変位は拡大されて第１のレ
バーアーム５の上端を上方に、第２のレバーアーム６の
先端を下方に変位させる。この互いに反対方向の二つの
変位は第１および第２のヒンジ16,17によって回転台15
に伝達されて、回転台15は矢印Ａの方向に回転し同時に
ミラー18も矢印Ａの方向に回転する。
より具体的には変位量18.5μｍ、発生力87.5kgfの圧
電素子を２個使用し、第１および第２のレバーアーム5,
6の変位拡大率を18倍、第１および第２のヒンジ16,17間
の寸法を4.4mmとした機構を製作した結果90mradの回転
角が得られた。
電素子を２個使用し、第１および第２のレバーアーム5,
6の変位拡大率を18倍、第１および第２のヒンジ16,17間
の寸法を4.4mmとした機構を製作した結果90mradの回転
角が得られた。
第２図は本考案の第２の実施例のミラー駆動用圧電ア
クチュエータの斜視図である。
クチュエータの斜視図である。
回転台22の一端はＬ字状の第１のレバーアーム５の作
用端に設けられた第１のベアリング部材19によって回転
自在に支持され、回転台15の他端は逆Ｌ字状の第２のレ
バーアーム６と回転台15の間に設けられた引張スプリン
グ21によって、第２のレバーアーム６の先端に設けられ
た第２のベアリング部材20の外周に下面を密着してい
る。他の構造および動作は第１の実施例と同様である。
用端に設けられた第１のベアリング部材19によって回転
自在に支持され、回転台15の他端は逆Ｌ字状の第２のレ
バーアーム６と回転台15の間に設けられた引張スプリン
グ21によって、第２のレバーアーム６の先端に設けられ
た第２のベアリング部材20の外周に下面を密着してい
る。他の構造および動作は第１の実施例と同様である。
より具体的には変位量18.5μｍ、発生力87.5kgfの圧
電素子を２個使用し、第１および第２のレバーアーム5,
6の変位拡大率を18倍、第１および第２のベアリング部
材19,20間を8mmとした機構を製作した結果70mradの回転
角が得られた。
電素子を２個使用し、第１および第２のレバーアーム5,
6の変位拡大率を18倍、第１および第２のベアリング部
材19,20間を8mmとした機構を製作した結果70mradの回転
角が得られた。
以上説明したように本考案は、２個の圧電素子と、各
圧電素子の変位を拡大し伝達し作用端を対向して配置さ
れた互いに反対方向に変位する２本のレバーアームと、
レバーアームの作用端とそれぞれ接続された回転台とを
含む２段の機械的変位拡大機構とすることにより、圧電
素子の変位の拡大率の高い回転角度の大きなミラー駆動
用圧電アクチュエータを提供できる効果があり、また２
個の圧電素子を使用しているので圧電素子２個の印加電
圧をおのおの制御することができ、高精度な位置決め制
御が可能であるという効果がある。
圧電素子の変位を拡大し伝達し作用端を対向して配置さ
れた互いに反対方向に変位する２本のレバーアームと、
レバーアームの作用端とそれぞれ接続された回転台とを
含む２段の機械的変位拡大機構とすることにより、圧電
素子の変位の拡大率の高い回転角度の大きなミラー駆動
用圧電アクチュエータを提供できる効果があり、また２
個の圧電素子を使用しているので圧電素子２個の印加電
圧をおのおの制御することができ、高精度な位置決め制
御が可能であるという効果がある。
第１図は本考案の第１の実施例のミラー駆動用圧電アク
チュエータの斜視図、第２図は本考案の第２の実施例の
ミラー駆動用圧電アクチュエータの斜視図、第３図はミ
ラー駆動用圧電アクチュエータの従来例を示す斜視図で
ある。 １……第１の圧電素子、２……第２の圧電素子、３……
固定部材、４……取付穴、５……第１のレバーアーム、
６……第２のレバーアーム、7,11……取付部材、8,9,1
2,13……ヒンジ、10,14……変位伝達手段、15,22……回
転台、16……第１のヒンジ、17……第２のヒンジ、18…
…ミラー、19……第１のベアリング、20……第２のベア
リング部材、21……引張スプリング部材、Ａ……回転台
15,22の角度変位、Ｂ……圧電素子の変位。
チュエータの斜視図、第２図は本考案の第２の実施例の
ミラー駆動用圧電アクチュエータの斜視図、第３図はミ
ラー駆動用圧電アクチュエータの従来例を示す斜視図で
ある。 １……第１の圧電素子、２……第２の圧電素子、３……
固定部材、４……取付穴、５……第１のレバーアーム、
６……第２のレバーアーム、7,11……取付部材、8,9,1
2,13……ヒンジ、10,14……変位伝達手段、15,22……回
転台、16……第１のヒンジ、17……第２のヒンジ、18…
…ミラー、19……第１のベアリング、20……第２のベア
リング部材、21……引張スプリング部材、Ａ……回転台
15,22の角度変位、Ｂ……圧電素子の変位。
Claims (1)
- 【請求項１】印加電圧に応じて変位を発生する第１およ
び第２の圧電素子と、 凹状の固定部材と、 前記固定部材と同一平面にあり、一方の端面同志がある
間隙をもって対向し、他方の端面が前記固定部材の各端
面と近接するように配置されるＬ字形の第１および第２
のレバーアームと、 凹状で、それぞれ第１、第２の圧電素子が、その一方の
端面が底部に固着されて内部に配置されている第１およ
び第２の圧電素子取付部材と、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面内
で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで囲
まれた空間の外側に位置し、第１の圧電素子の他方の端
面が固着され、かつ固定部材の第１の圧電素子側の端面
の縁および第１のレバーアームの他方の端面の縁に接続
された第１の変位伝達手段と、 第１の圧電素子取付部材の各端面と固定部材、第１のレ
バーアームとを接続するヒンジと、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面内
で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで囲
まれた空間の内側に位置し、第２の圧電素子の他方の端
面が固着され、かつ固定部材の第２の圧電素子側の端面
の縁および第２のレバーアームの他方の端面の縁に接続
された第２の変位伝達手段と、 第２の圧電素子取付部材の各端面と固定部材、第２のレ
バーアームとを接続するヒンジと、 固定部材、第１および第２のレバーアームと同一平面内
で、かつ固定部材、第１および第２のレバーアームで囲
まれた空間の外側に位置し、第１および第２のレバーア
ームの一方の端面近傍に前記平面内で一対のヒンジを有
する回転機構または、ベアリング部材および引張スプリ
ングを有する回転機構によって回転可能に支持され、ミ
ラーが固着される回転台とを有するミラー駆動用圧電ア
クチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990031235U JP2539787Y2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | ミラー駆動用圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990031235U JP2539787Y2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | ミラー駆動用圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03122419U JPH03122419U (ja) | 1991-12-13 |
| JP2539787Y2 true JP2539787Y2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=31533979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990031235U Expired - Lifetime JP2539787Y2 (ja) | 1990-03-27 | 1990-03-27 | ミラー駆動用圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539787Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011013592A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Nec Corp | 光走査装置 |
| JP6849217B2 (ja) * | 2017-06-01 | 2021-03-24 | 有限会社メカノトランスフォーマ | ディスペンサ |
-
1990
- 1990-03-27 JP JP1990031235U patent/JP2539787Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03122419U (ja) | 1991-12-13 |
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