JP2950417B2 - 非対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法 - Google Patents
非対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法Info
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- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非対称剛性構造を有
する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法に係
り、さらに詳しくは入射光の反射経路を簡単に調節し、
かつ入射光から反射された反射光の傾斜角を大きくでき
るようにした非対称剛性構造を有する光経路変換アクチ
ュエータ及びその駆動方法に関する。
する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法に係
り、さらに詳しくは入射光の反射経路を簡単に調節し、
かつ入射光から反射された反射光の傾斜角を大きくでき
るようにした非対称剛性構造を有する光経路変換アクチ
ュエータ及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般の光経路変換アクチュエータにおい
ては、光源から入射される入射光が反射鏡により反射さ
れスクリーン上に一定比率、例えば縦：横が９：１６の
比率で投影される。このように入射光を反射させるため
の反射鏡と前記反射鏡を駆動させる従来のアクチュエー
タは、図１に示した通り、ケース（図示せず）の内部で
映像投影源から発する入射光がスクリーン２に向かって
投影できるように投射レンズ４が共に配置される。
ては、光源から入射される入射光が反射鏡により反射さ
れスクリーン上に一定比率、例えば縦：横が９：１６の
比率で投影される。このように入射光を反射させるため
の反射鏡と前記反射鏡を駆動させる従来のアクチュエー
タは、図１に示した通り、ケース（図示せず）の内部で
映像投影源から発する入射光がスクリーン２に向かって
投影できるように投射レンズ４が共に配置される。
【０００３】前記映像投影源は赤色、緑色及び青色の色
相光を発するため、カバー２２内に配置される光源１０
と、前記光源１０の前方に設けられ前記光源１０から発
する色相光の焦点を合わせるためのレンズ１２、そして
前記レンズ１２を介して入射された入射光を反射させる
反射鏡１４とから構成される。反射鏡１４について傾い
て設けられる投射レンズ４は反射鏡１４から光を受信す
る位置に設けられる。前記反射鏡１４は前記レンズ１２
を通して入射された入射光をスクリーン２面に投影する
ため、図２（Ａ）に示したようなアクチュエータ２０に
より経路及び傾斜角が調節される。
相光を発するため、カバー２２内に配置される光源１０
と、前記光源１０の前方に設けられ前記光源１０から発
する色相光の焦点を合わせるためのレンズ１２、そして
前記レンズ１２を介して入射された入射光を反射させる
反射鏡１４とから構成される。反射鏡１４について傾い
て設けられる投射レンズ４は反射鏡１４から光を受信す
る位置に設けられる。前記反射鏡１４は前記レンズ１２
を通して入射された入射光をスクリーン２面に投影する
ため、図２（Ａ）に示したようなアクチュエータ２０に
より経路及び傾斜角が調節される。
【０００４】前記アクチュエータ２０はカバー２２内に
設けられる支持台２４と前記支持台２４の一側に、一端
が固定端であり、他端が自由端であるカンチレバで固定
されるバー２６、及び前記バー２６の上面中央部に付着
され圧電気現象を誘発するための圧電素子２８で構成さ
れる。そして、前記反射鏡１４はバー２６の自由端に付
着される。
設けられる支持台２４と前記支持台２４の一側に、一端
が固定端であり、他端が自由端であるカンチレバで固定
されるバー２６、及び前記バー２６の上面中央部に付着
され圧電気現象を誘発するための圧電素子２８で構成さ
れる。そして、前記反射鏡１４はバー２６の自由端に付
着される。
【０００５】このように構成された従来の光経路変換ア
クチュエータでは、前記光源１０で順次に発する赤色、
緑色及び青色の入射光がレンズ１２を介して反射鏡１４
に投射される。前記反射鏡１４はアクチュエータ２０に
より駆動しつつ入射光を予め設定された入射経路と傾斜
角に変換させる。そして、前記反射された反射光をスク
リーン２に投射させる。
クチュエータでは、前記光源１０で順次に発する赤色、
緑色及び青色の入射光がレンズ１２を介して反射鏡１４
に投射される。前記反射鏡１４はアクチュエータ２０に
より駆動しつつ入射光を予め設定された入射経路と傾斜
角に変換させる。そして、前記反射された反射光をスク
リーン２に投射させる。
【０００６】すなわち、圧電素子２６に電圧が印加され
れば、前記バー２６の自由端は図２（Ｂ）のように曲げ
応力が発生され、前記反射鏡１４に投射される入射光に
より前記反射鏡１４の傾きを調節することになる。した
がって、反射鏡１４が傾く程度は前記圧電素子２８に加
えられる電位差により調節される。従って、入射光の入
射経路と反射光の傾斜角は前記反射鏡１４が傾く程度に
応じて変換され、変換された反射光が前記スクリーン２
に投射されカラー映像を投影する。この映像はスクリー
ン２に一定比率の縦横比を有するよう投射される。
れば、前記バー２６の自由端は図２（Ｂ）のように曲げ
応力が発生され、前記反射鏡１４に投射される入射光に
より前記反射鏡１４の傾きを調節することになる。した
がって、反射鏡１４が傾く程度は前記圧電素子２８に加
えられる電位差により調節される。従って、入射光の入
射経路と反射光の傾斜角は前記反射鏡１４が傾く程度に
応じて変換され、変換された反射光が前記スクリーン２
に投射されカラー映像を投影する。この映像はスクリー
ン２に一定比率の縦横比を有するよう投射される。
【０００７】しかし、前述したように入射光の経路及び
傾斜角は圧電材料の電位差により曲がるバーにより変換
されたので、アクチュエータの長時間使用時、圧電材料
に加えられる電位差とこれに対するバーでヒステリシス
が発生することにより、入射光の正確な経路と傾斜角の
調節が難しく反射光をスクリーンに正確に投射できない
短所があった。
傾斜角は圧電材料の電位差により曲がるバーにより変換
されたので、アクチュエータの長時間使用時、圧電材料
に加えられる電位差とこれに対するバーでヒステリシス
が発生することにより、入射光の正確な経路と傾斜角の
調節が難しく反射光をスクリーンに正確に投射できない
短所があった。
【０００８】このような短所を解消するため、図３に示
した光経路変換アクチュエータが提案された。前記アク
チュエータ４０は映像投影源をなすカバー２２内に一定
間隔に離隔固定され基板４１に付着される一対の支持台
４２と、この間に配置され光源１０からレンズ１２を介
して入射される入射光を反射させるための反射鏡４４、
そして、反射鏡４４が付着される金属材質のプレート４
６とこのプレート４６の両側に一端がそれぞれ固定さ
れ、他端が支持台４２にヒンジ結合されるねじり棒４８
で構成される。
した光経路変換アクチュエータが提案された。前記アク
チュエータ４０は映像投影源をなすカバー２２内に一定
間隔に離隔固定され基板４１に付着される一対の支持台
４２と、この間に配置され光源１０からレンズ１２を介
して入射される入射光を反射させるための反射鏡４４、
そして、反射鏡４４が付着される金属材質のプレート４
６とこのプレート４６の両側に一端がそれぞれ固定さ
れ、他端が支持台４２にヒンジ結合されるねじり棒４８
で構成される。
【０００９】プレート４６の下部側には反射鏡４４に投
射される入射光の位置により入射経路及び反射光の傾斜
角を調節して投射レンズ４に反射光を投射できるよう、
プレート４６の両側に一端が固定されたねじり棒４８の
軸と直角をなす軸を定義する第１及び第２駆動電極５
０、５２が基板４１に配置される。前述したように構成
された光経路変換アクチュエータにおいては、光源１０
から発する入射光がレンズ１２を介してプレート４６の
上面に付着された反射鏡４４に投射され、反射鏡４４で
は入射光を設定された経路と傾斜角に変換させてから、
変換された反射光をスクリーン２に投影する。
射される入射光の位置により入射経路及び反射光の傾斜
角を調節して投射レンズ４に反射光を投射できるよう、
プレート４６の両側に一端が固定されたねじり棒４８の
軸と直角をなす軸を定義する第１及び第２駆動電極５
０、５２が基板４１に配置される。前述したように構成
された光経路変換アクチュエータにおいては、光源１０
から発する入射光がレンズ１２を介してプレート４６の
上面に付着された反射鏡４４に投射され、反射鏡４４で
は入射光を設定された経路と傾斜角に変換させてから、
変換された反射光をスクリーン２に投影する。
【００１０】スクリーン２に投影される反射光の経路と
傾斜角を入射光により変換させる際は第１または第２駆
動電極５０、５２のうち少なくともいずれか一つの駆動
電極、例えば、第１駆動電極５０に電圧が印加されれ
ば、反斜鏡の付着されたプレート４６と第１駆動電極５
０との間には電位差による静電誘導及びこれによる静電
引力が発生することにより、図４（Ａ）に示した通り、
プレート４６が電圧が印加された第１駆動電極５０側に
傾く。
傾斜角を入射光により変換させる際は第１または第２駆
動電極５０、５２のうち少なくともいずれか一つの駆動
電極、例えば、第１駆動電極５０に電圧が印加されれ
ば、反斜鏡の付着されたプレート４６と第１駆動電極５
０との間には電位差による静電誘導及びこれによる静電
引力が発生することにより、図４（Ａ）に示した通り、
プレート４６が電圧が印加された第１駆動電極５０側に
傾く。
【００１１】したがって、入射光は傾いた反射鏡４４に
反射しつつ予め設定された入射経路と傾斜角（鋭角）で
スクリーン２に投射される。この際、プレート４６の両
側に一端がそれぞれ固定されたねじり棒４８は捩れた状
態を保つ。また、反射鏡４４を初期状態に復元させたり
あるいは図４（Ｂ）のようにプレート４６を逆方向に傾
けて反射角度を大きくする際は、第１駆動電極５０に印
加した電圧を遮断してプレート４６間の電位差を取り除
いてから第２駆動電極５２とプレート４６に電位差を加
えれれば、捩れたねじり棒４８の復元力と第２駆動電極
５２に印加される電圧によりプレート４６が初期状態に
復帰されると共に、プレート４６と第２駆動電極５２と
の間に静電引力が加えられプレート４６に付着された反
射面が逆方向に傾くことによりスクリーン２に投射され
る反射光の傾斜角を大きく（鈍角）することができる。
反射しつつ予め設定された入射経路と傾斜角（鋭角）で
スクリーン２に投射される。この際、プレート４６の両
側に一端がそれぞれ固定されたねじり棒４８は捩れた状
態を保つ。また、反射鏡４４を初期状態に復元させたり
あるいは図４（Ｂ）のようにプレート４６を逆方向に傾
けて反射角度を大きくする際は、第１駆動電極５０に印
加した電圧を遮断してプレート４６間の電位差を取り除
いてから第２駆動電極５２とプレート４６に電位差を加
えれれば、捩れたねじり棒４８の復元力と第２駆動電極
５２に印加される電圧によりプレート４６が初期状態に
復帰されると共に、プレート４６と第２駆動電極５２と
の間に静電引力が加えられプレート４６に付着された反
射面が逆方向に傾くことによりスクリーン２に投射され
る反射光の傾斜角を大きく（鈍角）することができる。
【００１２】しかし、前述したように静電力駆動により
反射面の経路と傾斜角を変換させたため、これにより反
斜鏡の付着されたプレートが第１及び／または第２駆動
電極にくっつき容易に引き取れない現象が発生すること
のみならず、プレートが一方に傾いた時ねじりを受ける
ねじり棒の構造上曲げ応力を受ける構造より破だんがで
きにくく、特に第１及び第２駆動電極が使用されること
により多くの駆動電力が消耗されるのみならず、回路の
構成が複雑になる問題点があった。
反射面の経路と傾斜角を変換させたため、これにより反
斜鏡の付着されたプレートが第１及び／または第２駆動
電極にくっつき容易に引き取れない現象が発生すること
のみならず、プレートが一方に傾いた時ねじりを受ける
ねじり棒の構造上曲げ応力を受ける構造より破だんがで
きにくく、特に第１及び第２駆動電極が使用されること
により多くの駆動電力が消耗されるのみならず、回路の
構成が複雑になる問題点があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
前述した問題点を解決するために案出されたもので、そ
の目的は入射光の経路と反射光の傾斜角を調節するため
のプレートを非対称で傾けることにより、反射鏡が駆動
電極にくっつく現象が防がれることは勿論、特に回路を
簡単に構成できる非対称剛性構造を用いた光経路変換ア
クチュエータ及びその駆動方法を提供することである。
前述した問題点を解決するために案出されたもので、そ
の目的は入射光の経路と反射光の傾斜角を調節するため
のプレートを非対称で傾けることにより、反射鏡が駆動
電極にくっつく現象が防がれることは勿論、特に回路を
簡単に構成できる非対称剛性構造を用いた光経路変換ア
クチュエータ及びその駆動方法を提供することである。
【００１４】本発明の他の目的は曲げ応力を受ける構造
を使用することにより、高信頼性の非対称剛性構造を有
する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法を提供
することである。
を使用することにより、高信頼性の非対称剛性構造を有
する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法を提供
することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によるに、前述し
た目的を達成するための本発明は、光経路を変換する光
経路変換アクチュエータを提供する。光経路変換アクチ
ュエータは、カバーの内部に設けられる基板と、前記基
板の上部面にそれぞれ蒸着された一対の電極と、前記一
対の電極の間に置かれる駆動電極と、第１電極の上部に
それぞれ蒸着され前記第１電極から印加された電圧が通
電される一対の支持台と、前記支持台の間に置かれ光源
から入射される入射光を反射させるためのプレートと、
前記支持台とプレートのそれぞれに一端が連結され前記
入射光の入射経路及び傾斜角を調節するための非対称手
段とから構成されたことにより達成される。
た目的を達成するための本発明は、光経路を変換する光
経路変換アクチュエータを提供する。光経路変換アクチ
ュエータは、カバーの内部に設けられる基板と、前記基
板の上部面にそれぞれ蒸着された一対の電極と、前記一
対の電極の間に置かれる駆動電極と、第１電極の上部に
それぞれ蒸着され前記第１電極から印加された電圧が通
電される一対の支持台と、前記支持台の間に置かれ光源
から入射される入射光を反射させるためのプレートと、
前記支持台とプレートのそれぞれに一端が連結され前記
入射光の入射経路及び傾斜角を調節するための非対称手
段とから構成されたことにより達成される。
【００１６】本発明による望ましい実施例による非対称
手段は、前記プレートの両側にそれぞれ連結される剛性
係数の相異なる第１及び第２バネで構成されることによ
り達成される。本発明による第１及び／または第２バネ
の剛性係数及び形状が相異なるため、前記駆動電極とプ
レートとの間に静電力が発生され入射光の入射経路と傾
斜角が調節される。
手段は、前記プレートの両側にそれぞれ連結される剛性
係数の相異なる第１及び第２バネで構成されることによ
り達成される。本発明による第１及び／または第２バネ
の剛性係数及び形状が相異なるため、前記駆動電極とプ
レートとの間に静電力が発生され入射光の入射経路と傾
斜角が調節される。
【００１７】本発明の他の特徴は、光源から発する入射
光の入射経路と傾斜角を変換させるために備えられた非
対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータの駆動
方法において、前記入射光を反射させるためのプレート
に電圧が通電されるよう基板の上部面に蒸着された第１
電極に電圧を印加する段階と、前記第１電極の間に置か
れるよう蒸着された駆動電極に電圧を印加して前記プレ
ートと駆動電極との間に静電力を発生させる段階と、第
２非対称部材と比較して変形量の大きい側に前記プレー
トを傾けて傾斜角を調節段階と、前記第１非対称部材が
付着されるプレートの一側から入射光をプレート面に投
射して鋭角で反射光を投射させる段階と、前記駆動電極
とプレートとの間の電位差を無くすために前記第１電極
と駆動電極に印加された電圧を遮断する段階と、前記プ
レートが非対称部材の復元力により水平状態に復帰され
る段階とでアクチュエータが駆動されることにより達成
される。
光の入射経路と傾斜角を変換させるために備えられた非
対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータの駆動
方法において、前記入射光を反射させるためのプレート
に電圧が通電されるよう基板の上部面に蒸着された第１
電極に電圧を印加する段階と、前記第１電極の間に置か
れるよう蒸着された駆動電極に電圧を印加して前記プレ
ートと駆動電極との間に静電力を発生させる段階と、第
２非対称部材と比較して変形量の大きい側に前記プレー
トを傾けて傾斜角を調節段階と、前記第１非対称部材が
付着されるプレートの一側から入射光をプレート面に投
射して鋭角で反射光を投射させる段階と、前記駆動電極
とプレートとの間の電位差を無くすために前記第１電極
と駆動電極に印加された電圧を遮断する段階と、前記プ
レートが非対称部材の復元力により水平状態に復帰され
る段階とでアクチュエータが駆動されることにより達成
される。
【００１８】本発明の望ましい実施例によるプレートの
傾斜角を調節する段階で前記プレートの両側に連結され
る非対称手段の連結位置を変更して前記入射光を前記第
２非対称部材の付着される前記プレートの前記一側から
入射するよう前記プレートの傾斜角を鈍角で調節するた
めの段階がさらに含まれることにより達成される。
傾斜角を調節する段階で前記プレートの両側に連結され
る非対称手段の連結位置を変更して前記入射光を前記第
２非対称部材の付着される前記プレートの前記一側から
入射するよう前記プレートの傾斜角を鈍角で調節するた
めの段階がさらに含まれることにより達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明による非対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエ
ータ及びその駆動方法に対する望ましい実施例を詳述す
る。図面において、同要素については同参照符号を付す
る。図５は本発明による光経路変換アクチュエータ７０
を示した図であり、映像投影源には光源１０から発する
三種の色相（赤、緑及び青）光の入射経路と反射光の傾
斜角を変換させスクリーン２に投射するためのアクチュ
エータ７０が設けられる。
明による非対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエ
ータ及びその駆動方法に対する望ましい実施例を詳述す
る。図面において、同要素については同参照符号を付す
る。図５は本発明による光経路変換アクチュエータ７０
を示した図であり、映像投影源には光源１０から発する
三種の色相（赤、緑及び青）光の入射経路と反射光の傾
斜角を変換させスクリーン２に投射するためのアクチュ
エータ７０が設けられる。
【００２０】前記アクチュエータ７０はカバー２２内に
装着される基板７２と基板７２の上部に一定間隔で離隔
されるよう蒸着された一対の支持台７４を備える。ま
た、前記アクチュエータ７０は支持台７４の間に置かれ
入射光を予め設定された傾斜角に反射させうるように良
好な反射率を有する金属材質よりなるプレート７６とこ
れを支持固定できるように支持台７４とプレート７６の
それぞれに一端が連結された非対称手段とを含む。電極
７８は基板７２の上面に装着され、駆動電極８０は電極
７８の間に置かれる。非対称手段はプレート７６の両側
にそれぞれ連結される剛性係数が相異なる第１及び第２
バネ８２、８４を備える。
装着される基板７２と基板７２の上部に一定間隔で離隔
されるよう蒸着された一対の支持台７４を備える。ま
た、前記アクチュエータ７０は支持台７４の間に置かれ
入射光を予め設定された傾斜角に反射させうるように良
好な反射率を有する金属材質よりなるプレート７６とこ
れを支持固定できるように支持台７４とプレート７６の
それぞれに一端が連結された非対称手段とを含む。電極
７８は基板７２の上面に装着され、駆動電極８０は電極
７８の間に置かれる。非対称手段はプレート７６の両側
にそれぞれ連結される剛性係数が相異なる第１及び第２
バネ８２、８４を備える。
【００２１】このようなアクチュエータは図６、図７の
制作工程により制作される。すなわち、基板７２の上部
面に図６（Ａ）のように金属材質よりなる電極７８とこ
の間に駆動電極８０を蒸着してから、図６（Ｂ）に示す
ように基板７２の上面にフォトレジストまたはポリイミ
ド材質よりなる犠牲層８６をスピンコーティングで蒸着
し、次に図６（Ｃ）に示すように犠牲層８６に支持台７
４が挿入蒸着される位置に反応性イオンエッチングまた
は写真食刻工程の方法で挿入孔８６ａを形成する。
制作工程により制作される。すなわち、基板７２の上部
面に図６（Ａ）のように金属材質よりなる電極７８とこ
の間に駆動電極８０を蒸着してから、図６（Ｂ）に示す
ように基板７２の上面にフォトレジストまたはポリイミ
ド材質よりなる犠牲層８６をスピンコーティングで蒸着
し、次に図６（Ｃ）に示すように犠牲層８６に支持台７
４が挿入蒸着される位置に反応性イオンエッチングまた
は写真食刻工程の方法で挿入孔８６ａを形成する。
【００２２】その後、図７（Ａ）に示すように犠牲層８
６とこれに形成された挿入孔８６ａには支持台７４及び
金属やポリシリコンなどの材質よりなる第１及び第２バ
ネ８２、８４とプレート８６を蒸着させた後、犠牲層８
６を凝固させた状態で図７（Ｂ）のように犠牲層８６を
取り除く。この際、各要素の蒸着方法は蒸着またはスパ
ッタにより蒸着させ、第１バネ８２は第２バネ８４より
剛性係数が大きく板状よりなり、第２バネ８４は剛性係
数を小さくするためしわ状で制作するのが望ましい。
６とこれに形成された挿入孔８６ａには支持台７４及び
金属やポリシリコンなどの材質よりなる第１及び第２バ
ネ８２、８４とプレート８６を蒸着させた後、犠牲層８
６を凝固させた状態で図７（Ｂ）のように犠牲層８６を
取り除く。この際、各要素の蒸着方法は蒸着またはスパ
ッタにより蒸着させ、第１バネ８２は第２バネ８４より
剛性係数が大きく板状よりなり、第２バネ８４は剛性係
数を小さくするためしわ状で制作するのが望ましい。
【００２３】前述したように構成された本発明によるプ
ロジェクションＴＶの光経路変換アクチュエータの駆動
方法を図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に基づき詳述する。ま
ず、スクリーン２にカラーの映像を投影するため、光源
１０から赤、緑、青色の色相光を順次に発すれば、色相
光はレンズ１２に入射されると共に、プレート７６面に
ぶつかって設定された傾斜角で反射され投射レンズ４に
投射されつつカラーの映像をスクリーン２に投影する。
すなわち、駆動電極８０に電圧が印加されないことによ
り駆動電極８０とプレート７６との間に電位差が加えら
れず、図７（Ｂ）に示した通り、第１及び第２バネ８
２、８４の連結されたプレート７６が水平状態を保つた
め、プレート７６面にぶつかる反射光が直角に屈折す
る。
ロジェクションＴＶの光経路変換アクチュエータの駆動
方法を図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に基づき詳述する。ま
ず、スクリーン２にカラーの映像を投影するため、光源
１０から赤、緑、青色の色相光を順次に発すれば、色相
光はレンズ１２に入射されると共に、プレート７６面に
ぶつかって設定された傾斜角で反射され投射レンズ４に
投射されつつカラーの映像をスクリーン２に投影する。
すなわち、駆動電極８０に電圧が印加されないことによ
り駆動電極８０とプレート７６との間に電位差が加えら
れず、図７（Ｂ）に示した通り、第１及び第２バネ８
２、８４の連結されたプレート７６が水平状態を保つた
め、プレート７６面にぶつかる反射光が直角に屈折す
る。
【００２４】一方、入射光の傾斜角を鋭角にしてスクリ
ーン２上に反射光を投射する場合、図８（Ａ）のように
電極７８及び駆動電極８０にそれぞれ電圧を印加する。
すると、支持台７４と第１及び第２バネ８２、８４に通
電される電圧がプレート７６に印加され駆動電極８０と
プレート７６との間で電位差が加えられることにより、
静電力が発生され剛性の小さい第２バネ８４は第１バネ
８２に比べて変形量が大きく、第１バネ８２は変形量が
少ないため、第２バネ８４側にプレート７６が傾いて入
射光の反射経路が調節される。この際、プレート７６の
傾斜角は駆動電極８０に印加される電圧と第２バネ８４
の形状及び剛性を変換させることにより調節されうる。
ーン２上に反射光を投射する場合、図８（Ａ）のように
電極７８及び駆動電極８０にそれぞれ電圧を印加する。
すると、支持台７４と第１及び第２バネ８２、８４に通
電される電圧がプレート７６に印加され駆動電極８０と
プレート７６との間で電位差が加えられることにより、
静電力が発生され剛性の小さい第２バネ８４は第１バネ
８２に比べて変形量が大きく、第１バネ８２は変形量が
少ないため、第２バネ８４側にプレート７６が傾いて入
射光の反射経路が調節される。この際、プレート７６の
傾斜角は駆動電極８０に印加される電圧と第２バネ８４
の形状及び剛性を変換させることにより調節されうる。
【００２５】そして、一方向に傾いたプレート７６を初
期状態に復元させる際は、駆動電極８０に印加された電
圧を遮断して駆動電極８０とプレート７６との間の電位
差を取り除けば、弾性変形された第１及び第２バネ８
２、８４の復元力によりプレート７６が水平状態に復元
されることにより、駆動電圧の消耗及び非対称手段が破
損されることが防げる。
期状態に復元させる際は、駆動電極８０に印加された電
圧を遮断して駆動電極８０とプレート７６との間の電位
差を取り除けば、弾性変形された第１及び第２バネ８
２、８４の復元力によりプレート７６が水平状態に復元
されることにより、駆動電圧の消耗及び非対称手段が破
損されることが防げる。
【００２６】また、入射光の傾斜角を鈍角にしてスクリ
ーン２に反射光を投射する場合、図８（Ｂ）のように、
第１及び第２バネ８２、８４をプレート７６の図８
（Ａ）に示した位置の反対側に連結させた後駆動電極８
０に電圧を印加すれば、電位差により静電力が発生され
第２バネ８４が第１バネ８２に比べて大幅に変形され
る。プレート７６は下向きに傾くことにより入射光の入
射経路と傾斜角を大きくすることができる。この際、一
定角度以上にプレート７６が傾けば、スクリーン２に投
影される反射光は消滅される。
ーン２に反射光を投射する場合、図８（Ｂ）のように、
第１及び第２バネ８２、８４をプレート７６の図８
（Ａ）に示した位置の反対側に連結させた後駆動電極８
０に電圧を印加すれば、電位差により静電力が発生され
第２バネ８４が第１バネ８２に比べて大幅に変形され
る。プレート７６は下向きに傾くことにより入射光の入
射経路と傾斜角を大きくすることができる。この際、一
定角度以上にプレート７６が傾けば、スクリーン２に投
影される反射光は消滅される。
【００２７】ここで、前記入射光が入射されるプレート
７６の両側に連結された剛性の異なる第１及び第２バネ
８２、８４は図８（Ａ）のように、反射光を鋭角に反射
させたり、あるいは図８（Ｂ）のように鈍角に反射させ
るために入射光が入射されるプレートの両側について位
置を変更して連結できる。
７６の両側に連結された剛性の異なる第１及び第２バネ
８２、８４は図８（Ａ）のように、反射光を鋭角に反射
させたり、あるいは図８（Ｂ）のように鈍角に反射させ
るために入射光が入射されるプレートの両側について位
置を変更して連結できる。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による非対称
剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ及びその駆
動方法によれば、入射光の入射経路と反射光の傾斜角を
調節するためのプレートを非対称に傾けることにより、
回路を簡単に構成でき、特に曲げ応力を受ける構造を用
いて信頼性を増大させうる。
剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ及びその駆
動方法によれば、入射光の入射経路と反射光の傾斜角を
調節するためのプレートを非対称に傾けることにより、
回路を簡単に構成でき、特に曲げ応力を受ける構造を用
いて信頼性を増大させうる。
【００２９】以上では本発明の特定の望ましい実施例に
ついて示しかつ説明したが、本発明は前述した実施例に
限らず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱
せず当該発明が属する分野において通常の知識を持つ者
なら誰でも多様な変形実施が可能であろう。
ついて示しかつ説明したが、本発明は前述した実施例に
限らず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱
せず当該発明が属する分野において通常の知識を持つ者
なら誰でも多様な変形実施が可能であろう。
【図１】従来の技術によるスクリーンに投射される光経
路を示した経路図である。
路を示した経路図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は図１に設けられる従来の光
経路変換アクチュエータを示した正面図である。
経路変換アクチュエータを示した正面図である。
【図３】図２（Ａ）のアクチュエータに適用される圧電
素子が電位差により曲げられた状態を示した正面図であ
る。
素子が電位差により曲げられた状態を示した正面図であ
る。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は図３のアクチュエータに適
用される反射鏡が駆動電極により傾いた状態を示す側面
図である。
用される反射鏡が駆動電極により傾いた状態を示す側面
図である。
【図５】本発明による非対称剛性構造を有する光経路変
換アクチュエータを示した斜視図である。
換アクチュエータを示した斜視図である。
【図６】（Ａ）ないし（Ｃ）は本発明による光経路変換
アクチュエータの制作工程図である 。
アクチュエータの制作工程図である 。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による光経路変換ア
クチュエータの制作工程図である 。
クチュエータの制作工程図である 。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による光経路変換ア
クチュエータの駆動方法により駆動されたアクチュエー
タを示した使用状態図である。
クチュエータの駆動方法により駆動されたアクチュエー
タを示した使用状態図である。
７０ アクチュエータ ７２ 基板 ７４ 支持台 ７６ プレート ７８ 電極 ８０ 駆動電極 ８２ 第１バネ ８４ 第２バネ
Claims (9)
- 【請求項１】 カバーの内部に設けられる基板と、 前記基板の上部面にそれぞれ蒸着された一対の電極と、 前記一対の電極の間に置かれる駆動電極と、 第１電極の上部にそれぞれ蒸着され前記第１電極から印
加された電圧が通電される一対の支持台と、 前記支持台の間に置かれ光源から入射される入射光を反
射させるためのプレートと、 前記支持台とプレートのそれぞれに連結され前記入射光
の入射経路及び傾斜角を調節するための剛性係数の相異
なる第１及び第２バネを備えることを特徴とする非対称
剛性構造とを有する光経路変換アクチュエータ。 - 【請求項２】 前記第１及び第２バネは前記駆動電極と
プレートとの間で発生する静電力に応じて入射光の入射
経路と傾斜角を調節できるように相異なる形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の非対称剛性構造を有
する光経路変換アクチュエータ。 - 【請求項３】 光源から発する入射光の入射経路と傾斜
角を変換させるために備えられた非対称剛性構造を有す
る光経路変換アクチュエータの駆動方法において、 （ａ）前記入射光を反射させるためのプレートに電圧が
通電されるよう基板の上部面に蒸着された第１電極に電
圧を印加する段階と、 （ｂ）前記第１電極の間に置かれるよう蒸着された駆動
電極に電圧を印加して前記プレートと駆動電極との間で
静電力を発生させる段階と、 （ｃ）前記プレートに連結された一対の非対称部材のう
ち変形量の大きい側に前記プレートを傾けて傾斜角を調
節する段階と、 （ｄ）前記プレート面に前記入射光を投射して所定角度
で反射光を投射させる段階と、 （ｅ）前記駆動電極とプレートとの間の電位差を無くす
ために前記第１電極と駆動電極に印加された電圧を遮断
する段階と、 （ｆ）前記プレートが非対称手段の復元力により水平状
態に復帰される段階を含むことを特徴とする非対称剛性
構造とを有する光経路変換アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項４】 前記段階（ｃ）で前記プレートの両側に
連結される前記非対称部材の連結位置を変更して前記プ
レートの傾斜角を調節するための段階がさらに含まれる
ことを特徴とする請求項３に記載の非対称剛性構造を有
する光経路変換アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項５】 前記プレートは前記入射光が入射される
入射点を有し、前記入射点は第２バネより第１バネにさ
らに近接することを特徴とする請求項１に記載の非対称
剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ。 - 【請求項６】 前記第１バネは前記第２バネより大きい
剛性係数を有することを特徴とする請求項５に記載の非
対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ。 - 【請求項７】 前記第２バネは前記第１バネより大きい
剛性係数を有することを特徴とする請求項５に記載の非
対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ。 - 【請求項８】 前記段階（ｄ）は変形量の大きい前記非
対称部材に近接したプレートの一側から前記入射光を前
記プレートに投射して鋭角に反射光を投射させる段階を
さらに含むことを特徴とする請求項３に記載の非対称剛
性構造を有する光経路変換アクチュエータの駆動方法。 - 【請求項９】 前記段階（ｄ）は変形量の小さい前記非
対称部材に近接したプレートの一側から前記入射光を前
記プレートに投射して鈍角に反射光を投射させる段階を
さらに含むことを特徴とする請求項３に記載の非対称剛
性構造を有する光経路変換アクチュエータの駆動方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR40808/1997 | 1997-08-26 | ||
| KR1019970040808A KR100259151B1 (ko) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | 비대칭강성구조를 갖는 광 경로 변환 액츄에이터 및 그의 구동방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153761A JPH11153761A (ja) | 1999-06-08 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP10228108A Expired - Fee Related JP2950417B2 (ja) | 1997-08-26 | 1998-08-12 | 非対称剛性構造を有する光経路変換アクチュエータ及びその駆動方法 |
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| US6178033B1 (en) * | 1999-03-28 | 2001-01-23 | Lucent Technologies | Micromechanical membrane tilt-mirror switch |
| DE19941045A1 (de) | 1999-08-28 | 2001-04-12 | Bosch Gmbh Robert | Mikroschwingvorrichtung |
| US6198180B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-03-06 | Sandia Corporation | Micromechanisms with floating pivot |
| US6295171B1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-09-25 | Advanced Optical Technologies, Inc. | Piezoelectric light beam deflector |
| US6950223B2 (en) * | 2003-01-15 | 2005-09-27 | Reflectivity, Inc | Multiple hinge MEMS device |
| US6665109B2 (en) * | 2000-03-20 | 2003-12-16 | Np Photonics, Inc. | Compliant mechanism and method of forming same |
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| US6678084B2 (en) | 2000-03-20 | 2004-01-13 | Np Photonics, Inc. | Methods of making mechanisms in which relative locations of elements are maintained during manufacturing |
| US6747775B2 (en) | 2000-03-20 | 2004-06-08 | Np Photonics, Inc. | Detunable Fabry-Perot interferometer and an add/drop multiplexer using the same |
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| DE102012221831A1 (de) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Anordnung zur Aktuierung wenigstens eines optischen Elementes in einem optischen System |
| DE102013212095B4 (de) * | 2013-06-25 | 2024-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Mikro-elektromechanischer Reflektor und Verfahren zum Herstellen eines mikro-elektromechanischen Reflektors |
| ITUB20159411A1 (it) * | 2015-12-28 | 2017-06-28 | Stellar Project S R L | Sistema di puntamento stabilizzato compatto |
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