JPH0441808B2 - - Google Patents
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- JPH0441808B2 JPH0441808B2 JP59034786A JP3478684A JPH0441808B2 JP H0441808 B2 JPH0441808 B2 JP H0441808B2 JP 59034786 A JP59034786 A JP 59034786A JP 3478684 A JP3478684 A JP 3478684A JP H0441808 B2 JPH0441808 B2 JP H0441808B2
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- Japan
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- plate
- support plate
- support
- piezoelectric
- fulcrum
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Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 7
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
- G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電気信号の発生に対応して反射鏡を
平面上におけるＸ軸又はＹ軸方向に傾斜し、光を
所望方向に偏向させるための光偏向装置に関す
る。
平面上におけるＸ軸又はＹ軸方向に傾斜し、光を
所望方向に偏向させるための光偏向装置に関す
る。
反射鏡を傾斜させる光偏向装置として、特公昭
52−40215号に開示されているように、バイモル
フ型圧電素子を用いたものがある。このものは、
第６図に示すように、電圧の印加によつて湾曲す
るバイモルフ型圧電素子ａの一端部を固定し、他
端を反射鏡ｂの下部周端に連結し、これにより該
反射鏡ｂを支持するとともに、前記湾曲により反
射鏡ｂに傾斜を与えるようにしている。ところ
で、かかる構成によると前記反射鏡ｂ及び圧電素
子ａの支持は、該素子の端部の固定によつてのみ
施されるから、強度的に弱く、その中心部に力が
加わると、圧電素子ａに破損を生じやすく、この
ため前記反射鏡ｂを薄くして低荷重とする必要が
あるから、結局、該反射鏡ｂも破損し易く取扱い
が難しい。また反射鏡ｂの傾動は、圧電素子ａに
印加される電圧量、前記圧電素子ａの固定部から
反射鏡ｂの支持部までの距離及び反射鏡ｂの重さ
等の種々の要因によつて決定され条件が複合的で
あり所定の位置精度を達成するのは困難である。
また反射鏡ｂ等の中心部の荷重に妨げられて大き
い傾斜量を達成することができない。等、種々の
欠点がある。
52−40215号に開示されているように、バイモル
フ型圧電素子を用いたものがある。このものは、
第６図に示すように、電圧の印加によつて湾曲す
るバイモルフ型圧電素子ａの一端部を固定し、他
端を反射鏡ｂの下部周端に連結し、これにより該
反射鏡ｂを支持するとともに、前記湾曲により反
射鏡ｂに傾斜を与えるようにしている。ところ
で、かかる構成によると前記反射鏡ｂ及び圧電素
子ａの支持は、該素子の端部の固定によつてのみ
施されるから、強度的に弱く、その中心部に力が
加わると、圧電素子ａに破損を生じやすく、この
ため前記反射鏡ｂを薄くして低荷重とする必要が
あるから、結局、該反射鏡ｂも破損し易く取扱い
が難しい。また反射鏡ｂの傾動は、圧電素子ａに
印加される電圧量、前記圧電素子ａの固定部から
反射鏡ｂの支持部までの距離及び反射鏡ｂの重さ
等の種々の要因によつて決定され条件が複合的で
あり所定の位置精度を達成するのは困難である。
また反射鏡ｂ等の中心部の荷重に妨げられて大き
い傾斜量を達成することができない。等、種々の
欠点がある。
本発明は、前記欠点のない光偏向装置の提供を
目的としたものであつて、底板と中央に円孔を有
する上板とを複数の支柱により連結してなる筐体
と、前記上板の円孔内に配され、上面に反射鏡面
を備えた支持板と、該支持板を傾動可能に点支持
する支持手段と、前記筐体内に配されてその下端
を底板に固定し、その上端を前記支点を通つて平
面上で直交するＸ軸とＹ軸上の該支点から離間し
た位置において支持板と当接する一対の圧電積層
体と、これら圧電積層体に電圧を印加して上下方
向に伸縮させ、上端に生じる変位により反射鏡面
を支点を中心にして傾動させる電圧印加手段とに
より構成したものであり、前記積層体の伸縮によ
り反射鏡面を支点を中心にして任意方向かつ任意
傾斜量の傾動を与えるようにしたものである。
目的としたものであつて、底板と中央に円孔を有
する上板とを複数の支柱により連結してなる筐体
と、前記上板の円孔内に配され、上面に反射鏡面
を備えた支持板と、該支持板を傾動可能に点支持
する支持手段と、前記筐体内に配されてその下端
を底板に固定し、その上端を前記支点を通つて平
面上で直交するＸ軸とＹ軸上の該支点から離間し
た位置において支持板と当接する一対の圧電積層
体と、これら圧電積層体に電圧を印加して上下方
向に伸縮させ、上端に生じる変位により反射鏡面
を支点を中心にして傾動させる電圧印加手段とに
より構成したものであり、前記積層体の伸縮によ
り反射鏡面を支点を中心にして任意方向かつ任意
傾斜量の傾動を与えるようにしたものである。
本発明の一実施例を添付図面について説明す
る。
る。
第１図について、１は筐体であつて、正方状底
板２と、中心部に円孔４が形成された同形の上板
３とを、その四隅部において四本の支柱５ａ〜５
ｄによつて連結して組付けられる。前記支柱５ａ
〜５ｃには、第２，３図に示すように略Ｌ形の中
板６が挟持され、その内面に設けられた直角状支
持部６ａの突端を前記筐体１の中心部に位置さ
せ、前記突端に筐体１の中心に一致する位置に針
状支持バネ７を上方突出させている。
板２と、中心部に円孔４が形成された同形の上板
３とを、その四隅部において四本の支柱５ａ〜５
ｄによつて連結して組付けられる。前記支柱５ａ
〜５ｃには、第２，３図に示すように略Ｌ形の中
板６が挟持され、その内面に設けられた直角状支
持部６ａの突端を前記筐体１の中心部に位置さ
せ、前記突端に筐体１の中心に一致する位置に針
状支持バネ７を上方突出させている。
９は、前記針状支持バネ７の上端に固着されて
支持される支持板であつて、上面に固定ボス２０
を螺着する取付面部１０と、その前記針状支持バ
ネ７に支持される支点を中心として第１図に示す
Ｘ軸及びＹ軸に沿つて突出する二本の連結杆状部
１１ａ，１１ｂとからなる。前記連結杆状部１１
ａ，１１ｂの先端は、支柱５ａ，５ｄ間及び支柱
５ｃ，５ｄ間に突出している。前記支柱５ｄには
板バネ１３ａ，１３ｂを直角状突出してなるＬ形
のバネ材１２が挟持され、支柱５ａ方向に突出す
る板バネ１３ａの先端を前記連結杆状部１１ａと
針状連結バネ１４ａで上下に連結し、さらに支柱
５ｃ方向に突出する板バネ１３ｂの先端を前記連
結杆状部１１ｂと同じく針状連結バネ１４ｂで上
下に連結している。前記連結バネ１４ａ，１４ｂ
により連結杆状部１１ａ，１１ｂと板バネ１３
ａ，１３ｂとは、左右方向への微少撓みを許容さ
れて夫々上下方向に連結されることとなる。
支持される支持板であつて、上面に固定ボス２０
を螺着する取付面部１０と、その前記針状支持バ
ネ７に支持される支点を中心として第１図に示す
Ｘ軸及びＹ軸に沿つて突出する二本の連結杆状部
１１ａ，１１ｂとからなる。前記連結杆状部１１
ａ，１１ｂの先端は、支柱５ａ，５ｄ間及び支柱
５ｃ，５ｄ間に突出している。前記支柱５ｄには
板バネ１３ａ，１３ｂを直角状突出してなるＬ形
のバネ材１２が挟持され、支柱５ａ方向に突出す
る板バネ１３ａの先端を前記連結杆状部１１ａと
針状連結バネ１４ａで上下に連結し、さらに支柱
５ｃ方向に突出する板バネ１３ｂの先端を前記連
結杆状部１１ｂと同じく針状連結バネ１４ｂで上
下に連結している。前記連結バネ１４ａ，１４ｂ
により連結杆状部１１ａ，１１ｂと板バネ１３
ａ，１３ｂとは、左右方向への微少撓みを許容さ
れて夫々上下方向に連結されることとなる。
前記針状支持バネ７と針状連結バネ１４ａの略
中間位置には圧電積層体１５ａが、また前記針状
支持バネ７と針状連結バネ１４ａの略中間位置に
は圧電積層体１５ｂが、その下面を底板２に螺合
して上下方向に夫々支持され、その上端の接触球
１６（変位端）を前記支持板９の下面の平面上に
おけるＸ軸及びＹ軸と一致する位置に点接触させ
ている。
中間位置には圧電積層体１５ａが、また前記針状
支持バネ７と針状連結バネ１４ａの略中間位置に
は圧電積層体１５ｂが、その下面を底板２に螺合
して上下方向に夫々支持され、その上端の接触球
１６（変位端）を前記支持板９の下面の平面上に
おけるＸ軸及びＹ軸と一致する位置に点接触させ
ている。
前記圧電積層体１５ａ，１５ｂは第４図に示す
ように、上下方向に分極した複数の圧電素子１７
を、同極同志を夫々対向させて上下に積層してな
り、同極の各電極と接続した入力端子１８，１８
間に電圧を印加することにより各圧電素子１７が
上下方向に歪んで、その歪量が重畳して上下方向
への伸縮を生ずるものである。
ように、上下方向に分極した複数の圧電素子１７
を、同極同志を夫々対向させて上下に積層してな
り、同極の各電極と接続した入力端子１８，１８
間に電圧を印加することにより各圧電素子１７が
上下方向に歪んで、その歪量が重畳して上下方向
への伸縮を生ずるものである。
前記支持板９に螺着された固定ボス２０は、上
板３の円孔４内に緩く嵌装され、その上部に、上
面を反射鏡面２２とした鏡２１が固着されてい
る。
板３の円孔４内に緩く嵌装され、その上部に、上
面を反射鏡面２２とした鏡２１が固着されてい
る。
前記実施例の作用を第４，５図について説明す
る。
る。
圧電積層体１５ａ，１５ｂに信号電圧が印加し
ていない状態では、前記鏡２１は第４図のよう
に、その反射鏡面２２を上板３上面と等しくして
いる。前記鏡２１に入射する光を所定量偏位させ
るには、圧電積層体１５ａ，１５ｂの入力端子１
８，１８間に所定信号電圧を印加する。
ていない状態では、前記鏡２１は第４図のよう
に、その反射鏡面２２を上板３上面と等しくして
いる。前記鏡２１に入射する光を所定量偏位させ
るには、圧電積層体１５ａ，１５ｂの入力端子１
８，１８間に所定信号電圧を印加する。
これにより第５図に示すように、圧電積層体１
５ａ，１５ｂが伸張する。このとき支持板９は針
状支持バネ７によつて中板６に点支持されている
が、該支持バネ７が少し屈撓することにより該支
持バネ７を支点として挺子の作用により該支持板
９の傾斜が可能となる。このため支持板９上の前
記鏡２１はその中心に位置した該支持バネ７を支
点として前記信号電圧に比例した角度だけ傾斜
し、反射鏡面２２は前記圧電積層体１５ａ，１５
ｂが位置するＸ（Ｙ）軸方向に所定角度の傾斜を
生じる。このため入射光は所要方向へ反射する。
またこのとき前記支持板９の端部は、板バネ１３
ａ，１３ｂと針状連結バネ１４ａ，１４ｂにより
少しばかりの撓みを許容されて連結されており、
前記支持板９の傾動によつて、板バネ１３ａ，１
３ｂは上方に湾曲し、前記支持板９を第４図の復
動方向へ付勢する。このため、前記入力端子１
８，１８間の信号電圧印加が解除されて、圧電積
層体１５ａ，１５ｂが収縮すると、これに俊敏に
追動して支持板９及び鏡２１は第４図位置に復動
する。
５ａ，１５ｂが伸張する。このとき支持板９は針
状支持バネ７によつて中板６に点支持されている
が、該支持バネ７が少し屈撓することにより該支
持バネ７を支点として挺子の作用により該支持板
９の傾斜が可能となる。このため支持板９上の前
記鏡２１はその中心に位置した該支持バネ７を支
点として前記信号電圧に比例した角度だけ傾斜
し、反射鏡面２２は前記圧電積層体１５ａ，１５
ｂが位置するＸ（Ｙ）軸方向に所定角度の傾斜を
生じる。このため入射光は所要方向へ反射する。
またこのとき前記支持板９の端部は、板バネ１３
ａ，１３ｂと針状連結バネ１４ａ，１４ｂにより
少しばかりの撓みを許容されて連結されており、
前記支持板９の傾動によつて、板バネ１３ａ，１
３ｂは上方に湾曲し、前記支持板９を第４図の復
動方向へ付勢する。このため、前記入力端子１
８，１８間の信号電圧印加が解除されて、圧電積
層体１５ａ，１５ｂが収縮すると、これに俊敏に
追動して支持板９及び鏡２１は第４図位置に復動
する。
而て圧電積層体１５ａの伸縮により反射鏡面２
２のＸ軸方向への傾斜が制御され、圧電積層体１
５ｂの伸縮により反射鏡面２２のＹ軸方向への傾
斜が制御される。
２のＸ軸方向への傾斜が制御され、圧電積層体１
５ｂの伸縮により反射鏡面２２のＹ軸方向への傾
斜が制御される。
前記支持板９の復動において、前記板バネ１３
ａ，１３ｂがなくとも、針状支持バネ７の復動作
用により鏡２１の原位置復帰は施される。ただ
し、その応答性は若干劣る。
ａ，１３ｂがなくとも、針状支持バネ７の復動作
用により鏡２１の原位置復帰は施される。ただ
し、その応答性は若干劣る。
さらに前記板バネ１３ａ，１３ｂに換えて、圧
電積層体１５ａ，１５ｂを夫々支持板９とを針状
連結バネ１４ａ，１４ｂと同じ針状連結バネによ
つて連結すれば圧電積層体１５ａ，１５ｂととも
に支持板９は一体的に復動する。この際、該連結
バネは左右方向へ撓むことができるから、支持板
９の傾動と、圧電積層体１５ａ，１５ｂの上下方
向移動に支障を生ずることなく連結が可能とな
る。
電積層体１５ａ，１５ｂを夫々支持板９とを針状
連結バネ１４ａ，１４ｂと同じ針状連結バネによ
つて連結すれば圧電積層体１５ａ，１５ｂととも
に支持板９は一体的に復動する。この際、該連結
バネは左右方向へ撓むことができるから、支持板
９の傾動と、圧電積層体１５ａ，１５ｂの上下方
向移動に支障を生ずることなく連結が可能とな
る。
かかる圧電積層体１５ａ，１５ｂへの夫々の印
加信号電圧を変化させて、夫々別異な伸縮量又は
伸縮タイミングを与え、これを適宜に組合わせる
ことにより、鏡２１は前記信号電圧に対応した
種々の傾斜角を付与されて多元的揺動を生じ、前
記反射鏡面２２を入射光に対して任意の方向に偏
向できることとなる。このため、高周波のパルス
光等に応答性良く自在に角度変移させることがで
きる。また、中板６に対する支持板９の支持には
針状支持バネ７を利用したが、中板６には円錐突
起を設け、支持板にはその突起を嵌入係止する凹
曲面を設けて両者をピボツト軸受関係に保持する
等、点又は狭小面積で接触支持できる機構を利用
してもよい。
加信号電圧を変化させて、夫々別異な伸縮量又は
伸縮タイミングを与え、これを適宜に組合わせる
ことにより、鏡２１は前記信号電圧に対応した
種々の傾斜角を付与されて多元的揺動を生じ、前
記反射鏡面２２を入射光に対して任意の方向に偏
向できることとなる。このため、高周波のパルス
光等に応答性良く自在に角度変移させることがで
きる。また、中板６に対する支持板９の支持には
針状支持バネ７を利用したが、中板６には円錐突
起を設け、支持板にはその突起を嵌入係止する凹
曲面を設けて両者をピボツト軸受関係に保持する
等、点又は狭小面積で接触支持できる機構を利用
してもよい。
本発明は前記の説明によつて明らかにしたよう
に、上面に反射鏡面２２を備えた支持板９を点支
持し、その支点を通り、平面上にて直交するＸ軸
及びＹ軸上の前記支点から離間した位置に、上下
方向に伸縮する圧電積層体１５ａ，１５ｂを配置
して、前記積層体の伸縮により反射鏡面２２を支
点を中心にして傾動させるようにしたから、前記
反射鏡面２２等の荷重に偏位量が影響されず、か
つ十分な強度が保証され、しかも圧電積層体１５
ａ，１５ｂの印加電圧を換えることにより、高い
位置精度をもつて反射鏡面２２の傾斜量及び傾斜
方向を自由に変換できる等の優れた効果がある。
に、上面に反射鏡面２２を備えた支持板９を点支
持し、その支点を通り、平面上にて直交するＸ軸
及びＹ軸上の前記支点から離間した位置に、上下
方向に伸縮する圧電積層体１５ａ，１５ｂを配置
して、前記積層体の伸縮により反射鏡面２２を支
点を中心にして傾動させるようにしたから、前記
反射鏡面２２等の荷重に偏位量が影響されず、か
つ十分な強度が保証され、しかも圧電積層体１５
ａ，１５ｂの印加電圧を換えることにより、高い
位置精度をもつて反射鏡面２２の傾斜量及び傾斜
方向を自由に変換できる等の優れた効果がある。
添付図面は本発明の一実施例を示し第１図は斜
視図、第２図は一部切欠平面図、第３図は要部の
拡大斜視図、第４図は第２図Ａ−Ａ線断面図、第
５図は第２図Ａ−Ａ線断面の作動状態図、第６図
は従来装置の縦断側面図である。 １；筐体、２；底板、３；上板、６；中板、
７；針状支持バネ、９；支持板、１１ａ，１１
ｂ；連結杆状部、１３ａ，１３ｂ；板バネ、１４
ａ，１４ｂ；針状連結バネ、１５ａ，１５ｂ；圧
電積層体、２１；鏡、２２；反射鏡面。
視図、第２図は一部切欠平面図、第３図は要部の
拡大斜視図、第４図は第２図Ａ−Ａ線断面図、第
５図は第２図Ａ−Ａ線断面の作動状態図、第６図
は従来装置の縦断側面図である。 １；筐体、２；底板、３；上板、６；中板、
７；針状支持バネ、９；支持板、１１ａ，１１
ｂ；連結杆状部、１３ａ，１３ｂ；板バネ、１４
ａ，１４ｂ；針状連結バネ、１５ａ，１５ｂ；圧
電積層体、２１；鏡、２２；反射鏡面。
Claims (1)
- １ 底板と中央に円孔を有する上板とを複数の支
柱により連結してなる筐体と、前記上板の円孔内
に配され、上面に反射鏡面を備えた支持板と、該
支持板を傾動可能に点支持する支持手段と、前記
筐体内に配されてその下端を底板に固定し、その
上端を前記支点を通つて平面上で直交するＸ軸と
Ｙ軸上の該支点から離間した位置において支持板
と当接する一対の圧電積層体と、これら圧電積層
体に電圧を印加して上下方向に伸縮させ、上端に
生じる変位により反射鏡面を支点を中心にして傾
動させる電圧印加手段とにより構成されているこ
とを特徴とする光偏向装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034786A JPS60177316A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 光偏向装置 |
| EP85101985A EP0154870A3 (de) | 1984-02-24 | 1985-02-22 | Lichtablenkeinrichtung |
| US06/704,741 US4660941A (en) | 1984-02-24 | 1985-02-25 | Light deflection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59034786A JPS60177316A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 光偏向装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177316A JPS60177316A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0441808B2 true JPH0441808B2 (ja) | 1992-07-09 |
Family
ID=12423954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59034786A Granted JPS60177316A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 光偏向装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4660941A (ja) |
| EP (1) | EP0154870A3 (ja) |
| JP (1) | JPS60177316A (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3542154A1 (de) * | 1984-12-01 | 1986-07-10 | Ngk Spark Plug Co | Lichtumlenkvorrichtung |
| DE3637117A1 (de) * | 1986-10-31 | 1988-05-05 | Teldix Gmbh | Anordnung zur verkippung einer trageflaeche |
| JPS6482343A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Teac Corp | Tracking servo-device |
| US4831246A (en) * | 1988-04-14 | 1989-05-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Large angle off-axis beam steering of a phased telescope array |
| US5245464A (en) * | 1988-08-12 | 1993-09-14 | Laser Scan Vision Aps | Deflecting instrument, controllable reflecting device herefor and use hereof |
| JP2601698B2 (ja) * | 1988-08-30 | 1997-04-16 | 株式会社小松製作所 | レーザスキャナ回転検出機構 |
| US5276545A (en) * | 1989-03-24 | 1994-01-04 | Nicolet Instrument Corporation | Mirror alignment and damping device |
| US5260798A (en) * | 1989-11-01 | 1993-11-09 | Aura Systems, Inc. | Pixel intensity modulator |
| US5040860A (en) * | 1990-08-29 | 1991-08-20 | Litton Systems, Inc. | Momentum-balance mechanism for use with a scan mirror or other component |
| DE4029075C1 (ja) * | 1990-09-13 | 1991-12-05 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | |
| JP2986534B2 (ja) * | 1990-11-01 | 1999-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | オシレートミラー装置 |
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| US5175465A (en) * | 1991-10-18 | 1992-12-29 | Aura Systems, Inc. | Piezoelectric and electrostrictive actuators |
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