JPH0588103A - 光学スキヤナ - Google Patents
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- JPH0588103A JPH0588103A JP3147983A JP14798391A JPH0588103A JP H0588103 A JPH0588103 A JP H0588103A JP 3147983 A JP3147983 A JP 3147983A JP 14798391 A JP14798391 A JP 14798391A JP H0588103 A JPH0588103 A JP H0588103A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/04—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa
- H04N1/113—Scanning arrangements, i.e. arrangements for the displacement of active reading or reproducing elements relative to the original or reproducing medium, or vice versa using oscillating or rotating mirrors
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
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- G02B6/3598—Switching means directly located between an optoelectronic element and waveguides, including direct displacement of either the element or the waveguide, e.g. optical pulse generation
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が簡単で、偏向角を精度よく或いは大
きくとることができ、走査速度を任意に設定でき、消費
電力が少なく、軽量小型の光学スキャナを得る。 【構成】 基体１２に一端が固定され電圧の印加によ
り他端に変位を生じる電歪素子１０と、電歪素子１０の
他端に固着された凸面鏡１３と、電歪素子１０への印加
電圧を調整可能な駆動回路１４と、電歪素子１０の変位
方向と異なる方向から凸面鏡１３の鏡面に光ビームを照
射する発光手段１８とを備える。光ビームが凸面鏡１３
の鏡面で反射している状態で駆動回路１４により電歪素
子１０の印加電圧を変えると、電圧の大きさによって電
歪素子１０の変位量δが変り、しかも変位量が僅かであ
っても凸鏡面１３の曲率半径に応じてビームの偏向角Δ
θが連続的に変化して広範囲に走査される。
きくとることができ、走査速度を任意に設定でき、消費
電力が少なく、軽量小型の光学スキャナを得る。 【構成】 基体１２に一端が固定され電圧の印加によ
り他端に変位を生じる電歪素子１０と、電歪素子１０の
他端に固着された凸面鏡１３と、電歪素子１０への印加
電圧を調整可能な駆動回路１４と、電歪素子１０の変位
方向と異なる方向から凸面鏡１３の鏡面に光ビームを照
射する発光手段１８とを備える。光ビームが凸面鏡１３
の鏡面で反射している状態で駆動回路１４により電歪素
子１０の印加電圧を変えると、電圧の大きさによって電
歪素子１０の変位量δが変り、しかも変位量が僅かであ
っても凸鏡面１３の曲率半径に応じてビームの偏向角Δ
θが連続的に変化して広範囲に走査される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ビームを走査する光学
スキャナに関する。更に詳しくは電圧の印加により変位
を生じる電歪素子を用いた光学スキャナに関するもので
ある。
スキャナに関する。更に詳しくは電圧の印加により変位
を生じる電歪素子を用いた光学スキャナに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】この種の光学スキャナは、例えばレーザ
ビームプリンタ等の感光体の所定の位置に光線を導く装
置として用いられている。この種の装置では回転多面鏡
を電動モータで回転駆動するため、モータ駆動用に比較
的大きな電力を要し、また多面鏡の回転機構やモータの
駆動に伴う振動を除去するための緩衝機構を要する。こ
のため、機構が複雑になるとともに、装置全体のサイズ
や重量が大きくなり、少ない電力が要求される携帯用の
各種装置には上記光学スキャナは不向きであった。
ビームプリンタ等の感光体の所定の位置に光線を導く装
置として用いられている。この種の装置では回転多面鏡
を電動モータで回転駆動するため、モータ駆動用に比較
的大きな電力を要し、また多面鏡の回転機構やモータの
駆動に伴う振動を除去するための緩衝機構を要する。こ
のため、機構が複雑になるとともに、装置全体のサイズ
や重量が大きくなり、少ない電力が要求される携帯用の
各種装置には上記光学スキャナは不向きであった。
【０００３】従来、この点を解決するために、バイモル
フ型圧電素子又は圧電積層体を用いた光偏向装置が提案
されている（例えば、特公昭５２−４０２１５、特開昭
６０−１７７３１６、特開昭６１−１３２９１９）。バ
イモルフ型圧電素子を用いた装置は圧電素子の一端を固
定し、他端を反射鏡の下部周縁に連結し、これにより反
射鏡を支持するとともに電圧の印加で圧電素子が湾曲す
るときに反射鏡に傾斜を与えるようにしている。また圧
電積層体を用いた装置は、上面に反射鏡面を設けた支持
板を点支持し、その支点を通って平面上で直交するｘ軸
及びｙ軸上の支点から離れた位置に、可撓性のある駆動
板を介して上下方向に伸縮する２つの圧電積層体の変位
端を連係させている。この装置では、これらの圧電積層
体へのそれぞれの印加信号電圧を変化させて圧電積層体
にそれぞれ別異な伸縮量又は伸縮タイミングを付与する
と、駆動板がてこの働きをして反射鏡が信号電圧に対応
した種々の傾斜角になって多元的揺動を生じ、速やかに
反射鏡面を入射光に対して任意の方向に偏向する。
フ型圧電素子又は圧電積層体を用いた光偏向装置が提案
されている（例えば、特公昭５２−４０２１５、特開昭
６０−１７７３１６、特開昭６１−１３２９１９）。バ
イモルフ型圧電素子を用いた装置は圧電素子の一端を固
定し、他端を反射鏡の下部周縁に連結し、これにより反
射鏡を支持するとともに電圧の印加で圧電素子が湾曲す
るときに反射鏡に傾斜を与えるようにしている。また圧
電積層体を用いた装置は、上面に反射鏡面を設けた支持
板を点支持し、その支点を通って平面上で直交するｘ軸
及びｙ軸上の支点から離れた位置に、可撓性のある駆動
板を介して上下方向に伸縮する２つの圧電積層体の変位
端を連係させている。この装置では、これらの圧電積層
体へのそれぞれの印加信号電圧を変化させて圧電積層体
にそれぞれ別異な伸縮量又は伸縮タイミングを付与する
と、駆動板がてこの働きをして反射鏡が信号電圧に対応
した種々の傾斜角になって多元的揺動を生じ、速やかに
反射鏡面を入射光に対して任意の方向に偏向する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの光偏
向装置は反射鏡がいずれも重量のある平面鏡であるた
め、前者の装置では強度上の問題が生じかつ偏向角は比
較的小さく、後者の装置では反射鏡のアクチュエータが
圧電積層体であって支持板の変位量が大きくないことも
加わって、てこを利用しないと大きな偏向角が得られな
い不具合があった。本発明の目的は、てこを利用するこ
となく構造が簡単で、偏向角を精度よく或いは大きくと
ることができ、しかも走査速度を任意に設定できる光学
スキャナを提供することにある。本発明の別の目的は、
消費電力が少なく、軽量かつ小型の光学スキャナを提供
することにある。
向装置は反射鏡がいずれも重量のある平面鏡であるた
め、前者の装置では強度上の問題が生じかつ偏向角は比
較的小さく、後者の装置では反射鏡のアクチュエータが
圧電積層体であって支持板の変位量が大きくないことも
加わって、てこを利用しないと大きな偏向角が得られな
い不具合があった。本発明の目的は、てこを利用するこ
となく構造が簡単で、偏向角を精度よく或いは大きくと
ることができ、しかも走査速度を任意に設定できる光学
スキャナを提供することにある。本発明の別の目的は、
消費電力が少なく、軽量かつ小型の光学スキャナを提供
することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図１に示すように本発明の光学スキャナは、基体１
２に一端が固定され電圧の印加により他端に変位を生じ
る電歪素子１０と、電歪素子１０の他端に固着された凸
面鏡１３と、電歪素子１０への印加電圧を調整可能な駆
動回路１４と、電歪素子１０の変位方向と異なる方向か
ら凸面鏡１３の鏡面に光ビームを照射する発光手段１８
とを備える。
に、図１に示すように本発明の光学スキャナは、基体１
２に一端が固定され電圧の印加により他端に変位を生じ
る電歪素子１０と、電歪素子１０の他端に固着された凸
面鏡１３と、電歪素子１０への印加電圧を調整可能な駆
動回路１４と、電歪素子１０の変位方向と異なる方向か
ら凸面鏡１３の鏡面に光ビームを照射する発光手段１８
とを備える。
【０００６】上記電歪素子１０はバイモルフ型圧電素子
又は積層型圧電素子であることが好ましい。バイモルフ
型圧電素子の場合、圧電体の全表面積が積層型圧電素子
より小さいため駆動電力がより少なくて済む。また積層
型圧電素子は精密な変位が可能で精度の高い走査が得ら
れる。電歪素子が積層型圧電素子の場合には、積層型圧
電素子の変位方向に垂直な端部表面に凸面鏡が固着され
ることが変位量が大きくなり好ましい。また、凸面鏡１
３の鏡面は球体、円筒体又は円柱体の表面の全部又は一
部であることが入射光が乱反射せず好ましい。
又は積層型圧電素子であることが好ましい。バイモルフ
型圧電素子の場合、圧電体の全表面積が積層型圧電素子
より小さいため駆動電力がより少なくて済む。また積層
型圧電素子は精密な変位が可能で精度の高い走査が得ら
れる。電歪素子が積層型圧電素子の場合には、積層型圧
電素子の変位方向に垂直な端部表面に凸面鏡が固着され
ることが変位量が大きくなり好ましい。また、凸面鏡１
３の鏡面は球体、円筒体又は円柱体の表面の全部又は一
部であることが入射光が乱反射せず好ましい。
【０００７】
【作用】発光手段１８から発せられた光ビームａ0が凸
面鏡１３の鏡面で反射している状態で駆動回路１４によ
り電歪素子１０に電圧を印加すると、電圧の大きさによ
って電歪素子１０の変位量δが変り、しかも変位量が僅
かであっても凸鏡面１３の曲率半径に応じてビームの偏
向角Δθが連続的に変化して広範囲に走査される。
面鏡１３の鏡面で反射している状態で駆動回路１４によ
り電歪素子１０に電圧を印加すると、電圧の大きさによ
って電歪素子１０の変位量δが変り、しかも変位量が僅
かであっても凸鏡面１３の曲率半径に応じてビームの偏
向角Δθが連続的に変化して広範囲に走査される。
【０００８】即ち、図７に詳しく示すように、ビームａ
0が変位前の圧電素子１０の凸面鏡１３の鏡面Ａで反射
しビームａ1になるときには、ビームａ0は凸面鏡１３の
法線ｂ1に対して角度θ1で入射し、ビームａ1はビーム
ａ0に対して２θ1の角度で反射する。次いで電圧の印加
により圧電素子１０が二点鎖線の位置まで変ると、ビー
ムａ0が凸面鏡１３の鏡面Ｂで反射しビームａ2になる。
このとき、ビームａ0は凸面鏡１３の法線ｂ2と角度θ2
で入射し、ビームａ2はビームａ0に対して２θ 2の角度
で反射するようになる。この光学スキャナの偏向角Δθ
は上記角度２θ2と角度２θ1の差として得られる。圧電
素子１０の変位量の増加割合に比べて反射角２θ2の増
加割合は極めて大きいため、従来の平面鏡による偏向角
と比べて極めて大きな偏向角Δθが得られる。特に、圧
電素子１０の変位量に応じて凸面鏡１３の鏡面の曲率半
径を決めれば、相対的に高い走査速度で、或いはきめ細
かく走査することができる。
0が変位前の圧電素子１０の凸面鏡１３の鏡面Ａで反射
しビームａ1になるときには、ビームａ0は凸面鏡１３の
法線ｂ1に対して角度θ1で入射し、ビームａ1はビーム
ａ0に対して２θ1の角度で反射する。次いで電圧の印加
により圧電素子１０が二点鎖線の位置まで変ると、ビー
ムａ0が凸面鏡１３の鏡面Ｂで反射しビームａ2になる。
このとき、ビームａ0は凸面鏡１３の法線ｂ2と角度θ2
で入射し、ビームａ2はビームａ0に対して２θ 2の角度
で反射するようになる。この光学スキャナの偏向角Δθ
は上記角度２θ2と角度２θ1の差として得られる。圧電
素子１０の変位量の増加割合に比べて反射角２θ2の増
加割合は極めて大きいため、従来の平面鏡による偏向角
と比べて極めて大きな偏向角Δθが得られる。特に、圧
電素子１０の変位量に応じて凸面鏡１３の鏡面の曲率半
径を決めれば、相対的に高い走査速度で、或いはきめ細
かく走査することができる。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１及び図２に示すように、第１実施例で
は電歪素子はパラレル型のバイモルフ型圧電素子１０で
あって、圧電素子１０はそれぞれ長さ３０ｍｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの２枚の圧電板１０ａ，１０ｂを
厚さ０．１μｍの導電板１０ｃの両面に貼り合せて構成
される。圧電素子１０の一端は基体１２の上部の透孔１
２ａに差込んでエポキシ系樹脂接着剤で固定される。基
体１２は下部に設けたねじ孔１２ｂにねじ１１ａを挿通
してフレーム１１に取付けられる。圧電素子１０の他端
上面には半径約１ｍｍの半球体の凸面鏡１３がエポキシ
系樹脂接着剤により固着される。圧電素子１０の一端に
は駆動回路１４が電気的に接続される。リード１０ｄは
圧電板１０ａの外面電極に、リード１０ｅは圧電板１０
ｂの外面電極に、またリード１０ｆは導電板１０ｃにそ
れぞれ接続される。駆動回路１４は電源１６及び可変抵
抗１７を備える。抵抗１７の可動子１７ａはリード１０
ｆに接続され、この可動子１７ａを摺動することにより
圧電板１０ａ，１０ｂの両外面電極に０Ｖから２００Ｖ
までの直流電圧を印加し得るようになっている。圧電素
子１０の他端と所定の距離だけ隔ててＨｅ−Ｎｅレーザ
からなる光源１８とスリット１９とフィルタ２０が配置
される。この光源１８は圧電素子１０の変位方向（図１
の実線矢印）に対して直交する方向から凸面鏡１３の鏡
面に光ビームａ0を照射するようになっている。この例
ではビームａ0は変位前の凸面鏡１３の接着面の上方約
０．２ｍｍの高さの点（図７の点Ａ）に向けて照射され
るように調整される。
く説明する。図１及び図２に示すように、第１実施例で
は電歪素子はパラレル型のバイモルフ型圧電素子１０で
あって、圧電素子１０はそれぞれ長さ３０ｍｍ、幅１０
ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの２枚の圧電板１０ａ，１０ｂを
厚さ０．１μｍの導電板１０ｃの両面に貼り合せて構成
される。圧電素子１０の一端は基体１２の上部の透孔１
２ａに差込んでエポキシ系樹脂接着剤で固定される。基
体１２は下部に設けたねじ孔１２ｂにねじ１１ａを挿通
してフレーム１１に取付けられる。圧電素子１０の他端
上面には半径約１ｍｍの半球体の凸面鏡１３がエポキシ
系樹脂接着剤により固着される。圧電素子１０の一端に
は駆動回路１４が電気的に接続される。リード１０ｄは
圧電板１０ａの外面電極に、リード１０ｅは圧電板１０
ｂの外面電極に、またリード１０ｆは導電板１０ｃにそ
れぞれ接続される。駆動回路１４は電源１６及び可変抵
抗１７を備える。抵抗１７の可動子１７ａはリード１０
ｆに接続され、この可動子１７ａを摺動することにより
圧電板１０ａ，１０ｂの両外面電極に０Ｖから２００Ｖ
までの直流電圧を印加し得るようになっている。圧電素
子１０の他端と所定の距離だけ隔ててＨｅ−Ｎｅレーザ
からなる光源１８とスリット１９とフィルタ２０が配置
される。この光源１８は圧電素子１０の変位方向（図１
の実線矢印）に対して直交する方向から凸面鏡１３の鏡
面に光ビームａ0を照射するようになっている。この例
ではビームａ0は変位前の凸面鏡１３の接着面の上方約
０．２ｍｍの高さの点（図７の点Ａ）に向けて照射され
るように調整される。
【００１０】このような構成の光学スキャナでは、光源
１８から発せられたビームａ0がスリット１９とフィル
タ２０により絞り込まれて凸面鏡１３の鏡面に達する
と、この鏡面で反射してスクリーン１５に到達する。こ
こで駆動回路１４により圧電素子１０に印加する電圧を
０Ｖから２００Ｖまで連続して高め、続いて２００Ｖか
ら０Ｖまで連続して低下させると、圧電素子１０が実線
の位置から二点鎖線の位置に変り、その後復元した。三
角波信号の周波数は１Ｈｚから３０Ｈｚの範囲から任意
に選択した。圧電素子１０の最大変位量は０．８ｍｍ
で、この光学スキャナの最大偏向角Δθは約８０度であ
った。
１８から発せられたビームａ0がスリット１９とフィル
タ２０により絞り込まれて凸面鏡１３の鏡面に達する
と、この鏡面で反射してスクリーン１５に到達する。こ
こで駆動回路１４により圧電素子１０に印加する電圧を
０Ｖから２００Ｖまで連続して高め、続いて２００Ｖか
ら０Ｖまで連続して低下させると、圧電素子１０が実線
の位置から二点鎖線の位置に変り、その後復元した。三
角波信号の周波数は１Ｈｚから３０Ｈｚの範囲から任意
に選択した。圧電素子１０の最大変位量は０．８ｍｍ
で、この光学スキャナの最大偏向角Δθは約８０度であ
った。
【００１１】図３は本発明の第２実施例を示す。この例
の特徴ある構成は、前記実施例の半球体の凸面鏡１３の
代りに、半径約１ｍｍの球体の凸面鏡２３をバイモルフ
型圧電素子１０の最先端に前記実施例と同一の接着剤に
より接着したことにある。この光学スキャナは、光源の
ビームａ0が照射し得る凸面鏡２３の鏡面積が広く、圧
電素子１０により妨げられないため、より大きな偏向角
が得られる特長がある。
の特徴ある構成は、前記実施例の半球体の凸面鏡１３の
代りに、半径約１ｍｍの球体の凸面鏡２３をバイモルフ
型圧電素子１０の最先端に前記実施例と同一の接着剤に
より接着したことにある。この光学スキャナは、光源の
ビームａ0が照射し得る凸面鏡２３の鏡面積が広く、圧
電素子１０により妨げられないため、より大きな偏向角
が得られる特長がある。
【００１２】図４は本発明の第３実施例を示す。この例
の特徴ある構成は、第１実施例のバイモルフ型圧電素子
１０の半球体の凸面鏡１３の代りに、半径約２ｍｍ、長
さ７ｍｍの半円筒体の凸面鏡３３を第１実施例と同一の
接着剤により同一位置に接着したことにある。この圧電
素子１０を第１実施例と同様に基体１２を介してフレー
ムに固定して駆動回路と電気的に接続し、凸面鏡３３の
鏡面に光源からビームを照射する。この例ではビームａ
0が変位前の凸面鏡３３の接着面の上方約１．０ｍｍの
高さの点に照射するように光源の位置が調整される。第
１実施例と同様に電圧を０Ｖから２００Ｖまで印加して
圧電素子１０を変位させたところ、最大偏向角は約５５
度であった。
の特徴ある構成は、第１実施例のバイモルフ型圧電素子
１０の半球体の凸面鏡１３の代りに、半径約２ｍｍ、長
さ７ｍｍの半円筒体の凸面鏡３３を第１実施例と同一の
接着剤により同一位置に接着したことにある。この圧電
素子１０を第１実施例と同様に基体１２を介してフレー
ムに固定して駆動回路と電気的に接続し、凸面鏡３３の
鏡面に光源からビームを照射する。この例ではビームａ
0が変位前の凸面鏡３３の接着面の上方約１．０ｍｍの
高さの点に照射するように光源の位置が調整される。第
１実施例と同様に電圧を０Ｖから２００Ｖまで印加して
圧電素子１０を変位させたところ、最大偏向角は約５５
度であった。
【００１３】半円筒体の凸面鏡３３を曲率半径１０ｍ
ｍ、長さ１００ｍｍの半円柱体及び曲率半径１００ｍ
ｍ、長さ７ｍｍの半円柱体に代え、バイモルフ型圧電素
子もこれらの凸面鏡のサイズに応じて選定した。図７の
入射角θ1が４５度になるようにビームを照射し、圧電
素子を変位させたところ、最大偏向角は曲率半径１０ｍ
ｍの場合１１．９度、曲率半径１００ｍｍの場合１．２
度であった。これらのことから半径が大きくなるに従っ
てより精密な走査が可能となるとともに偏向角が小さく
なることが判明した。また凸面鏡を半円筒体又は半円柱
体にすることにより、幅のある光線に対しても入射光量
を減少させずに反射することができる。なお、凸面鏡３
３として、半円筒体及び半円柱体の例を示したが、図３
に示すように円筒体及び円柱体の形態で圧電素子の最先
端に固着してもよい。半円筒体、又は円筒体の方が半円
柱体又は円柱体に比べて軽量であり、バイモルフ型圧電
素子には好適である。
ｍ、長さ１００ｍｍの半円柱体及び曲率半径１００ｍ
ｍ、長さ７ｍｍの半円柱体に代え、バイモルフ型圧電素
子もこれらの凸面鏡のサイズに応じて選定した。図７の
入射角θ1が４５度になるようにビームを照射し、圧電
素子を変位させたところ、最大偏向角は曲率半径１０ｍ
ｍの場合１１．９度、曲率半径１００ｍｍの場合１．２
度であった。これらのことから半径が大きくなるに従っ
てより精密な走査が可能となるとともに偏向角が小さく
なることが判明した。また凸面鏡を半円筒体又は半円柱
体にすることにより、幅のある光線に対しても入射光量
を減少させずに反射することができる。なお、凸面鏡３
３として、半円筒体及び半円柱体の例を示したが、図３
に示すように円筒体及び円柱体の形態で圧電素子の最先
端に固着してもよい。半円筒体、又は円筒体の方が半円
柱体又は円柱体に比べて軽量であり、バイモルフ型圧電
素子には好適である。
【００１４】図５及び図６は本発明の第３実施例を示
す。図１と同一符号は同一構成要素を示す。この例の特
徴ある構成は電歪素子が積層型圧電素子４０であって、
その上面中央に凸面鏡４３を第１実施例と同一の接着剤
により接着したことにある。積層アクチュエータである
圧電素子４０はたて８ｍｍ、よこ８ｍｍ、高さ１０ｍｍ
の直方体であり、凸面鏡４３は半径１．０ｍｍ、長さ７
ｍｍの半円柱体である。圧電素子４０は基体４４に第１
実施例と同一の接着剤により接着され、基体４４はボル
ト孔４４ａに挿通したボルト４５によりベース板４６に
固着される。圧電素子４０の外部電極４０ａ，４０ｂに
は、はんだ付けによりリード線４１，４２が接続され
る。信号発生回路４７が増幅回路４８を介してリード線
４１，４２に接続される。積層型圧電素子４０は第１実
施例と同じ電圧波形を回路４７及び４８からなる駆動回
路４９により与えられると、図の実線矢印に示す方向に
約１０μｍ変位するようになっている。
す。図１と同一符号は同一構成要素を示す。この例の特
徴ある構成は電歪素子が積層型圧電素子４０であって、
その上面中央に凸面鏡４３を第１実施例と同一の接着剤
により接着したことにある。積層アクチュエータである
圧電素子４０はたて８ｍｍ、よこ８ｍｍ、高さ１０ｍｍ
の直方体であり、凸面鏡４３は半径１．０ｍｍ、長さ７
ｍｍの半円柱体である。圧電素子４０は基体４４に第１
実施例と同一の接着剤により接着され、基体４４はボル
ト孔４４ａに挿通したボルト４５によりベース板４６に
固着される。圧電素子４０の外部電極４０ａ，４０ｂに
は、はんだ付けによりリード線４１，４２が接続され
る。信号発生回路４７が増幅回路４８を介してリード線
４１，４２に接続される。積層型圧電素子４０は第１実
施例と同じ電圧波形を回路４７及び４８からなる駆動回
路４９により与えられると、図の実線矢印に示す方向に
約１０μｍ変位するようになっている。
【００１５】光源１８からの光ビームａ0が圧電素子４
０の変位方向及び凸面鏡４３の長さ方向に対してそれぞ
れ直交して凸面鏡４３の鏡面を照射するように、基体４
４上の圧電素子４０を配置した後、図７の入射角θ1が
４５度及び８０度になるようにビームを照射し、圧電素
子を変位させたところ、最大偏向角は入射角θ1が４５
度の場合１．６度、入射角θ1が８０度の場合８．３度
であった。これらのことから入射角θ1が大きくなるに
従って偏向角が大きくなることが判明した。
０の変位方向及び凸面鏡４３の長さ方向に対してそれぞ
れ直交して凸面鏡４３の鏡面を照射するように、基体４
４上の圧電素子４０を配置した後、図７の入射角θ1が
４５度及び８０度になるようにビームを照射し、圧電素
子を変位させたところ、最大偏向角は入射角θ1が４５
度の場合１．６度、入射角θ1が８０度の場合８．３度
であった。これらのことから入射角θ1が大きくなるに
従って偏向角が大きくなることが判明した。
【００１６】なお、上記例では電歪素子として、バイモ
ルフ型圧電素子、積層型圧電素子を示したが、モノモル
フ型圧電素子その他公知の電歪素子を用いることもでき
る。またバイモルフ型圧電素子はパラレル型に限らず、
シリーズ型でもよい。また、発光手段として、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザを用いたが、光源はこれに限らず、他の照明ラ
ンプ等を用いてもよい。
ルフ型圧電素子、積層型圧電素子を示したが、モノモル
フ型圧電素子その他公知の電歪素子を用いることもでき
る。またバイモルフ型圧電素子はパラレル型に限らず、
シリーズ型でもよい。また、発光手段として、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザを用いたが、光源はこれに限らず、他の照明ラ
ンプ等を用いてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
効果を奏する。 駆動装置として、電動モータの代りに圧電素子を用
いることにより、駆動装置を小型化し、更に軽量化する
ことができる。 圧電・電歪素子は電動モータのような回転機構を有
しないため、機械的な振動が少なく、駆動源からの機械
ノイズを低減することができる。 圧電・電歪素子は電圧により駆動されるため、電動
モータのように電流によって駆動する装置に比べて消費
電力を抑えることができる。 従来の圧電積層体を用いた光偏向装置と比べて、て
こを利用しないのでより構造を簡単にすることができ
る。 凸面鏡の曲率半径又は光線の入射角θ1に応じて偏
向角を精度よく或いは大きくとることができ、また印加
電圧の変圧速度又は凸面鏡の曲率半径に応じて走査速度
を任意に設定できる。 上記〜のことから、レーザビームプリンタ等の従来
の光学スキャナを利用する各種装置には勿論のこと、そ
れ以外の電池で駆動可能な携帯用の装置にも本発明の光
学スキャナを利用することができる。
効果を奏する。 駆動装置として、電動モータの代りに圧電素子を用
いることにより、駆動装置を小型化し、更に軽量化する
ことができる。 圧電・電歪素子は電動モータのような回転機構を有
しないため、機械的な振動が少なく、駆動源からの機械
ノイズを低減することができる。 圧電・電歪素子は電圧により駆動されるため、電動
モータのように電流によって駆動する装置に比べて消費
電力を抑えることができる。 従来の圧電積層体を用いた光偏向装置と比べて、て
こを利用しないのでより構造を簡単にすることができ
る。 凸面鏡の曲率半径又は光線の入射角θ1に応じて偏
向角を精度よく或いは大きくとることができ、また印加
電圧の変圧速度又は凸面鏡の曲率半径に応じて走査速度
を任意に設定できる。 上記〜のことから、レーザビームプリンタ等の従来
の光学スキャナを利用する各種装置には勿論のこと、そ
れ以外の電池で駆動可能な携帯用の装置にも本発明の光
学スキャナを利用することができる。
【図１】本発明第１実施例光学スキャナの構成図。
【図２】そのバイモルフ型圧電素子の外観斜視図。
【図３】本発明第２実施例光学スキャナの要部側面図。
【図４】本発明第３実施例光学スキャナのバイモルフ型
圧電素子の外観斜視図。
圧電素子の外観斜視図。
【図５】本発明第４実施例光学スキャナの構成図。
【図６】その積層型圧電素子の外観斜視図。
【図７】本発明の圧電素子が変位したときの凸面鏡にお
ける入射ビームと反射ビームの関係を示す図。 １０ バイモルフ型圧電素子（電歪素子） １２，４４ 基体 １３，２３，３３，４３ 凸面鏡 １４，４９ 駆動回路 １８ 光源 ４０ 積層型圧電素子
ける入射ビームと反射ビームの関係を示す図。 １０ バイモルフ型圧電素子（電歪素子） １２，４４ 基体 １３，２３，３３，４３ 凸面鏡 １４，４９ 駆動回路 １８ 光源 ４０ 積層型圧電素子
フロントページの続き (72)発明者 田中 良明 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミツクス研究所 内
Claims (5)
- 【請求項１】 基体(12,44)に一端が固定され電圧の印
加により他端に変位を生じる電歪素子(10,40)と、 前記電歪素子(10,40)の他端に固着された凸面鏡(13,23,
33,43)と、 前記電歪素子(10,40)への印加電圧を調整可能な駆動回
路(14,49)と、 前記電歪素子(10,40)の変位方向と異なる方向から前記
凸面鏡(13,23,33,43)の鏡面に光ビームを照射する発光
手段(18)とを備えた光学スキャナ。 - 【請求項２】 電歪素子がバイモルフ型圧電素子(10)で
ある請求項１記載の光学スキャナ。 - 【請求項３】 電歪素子が積層型圧電素子(40)であっ
て、前記積層型圧電素子の変位方向に垂直な端部表面に
凸面鏡(43)が固着された請求項１記載の光学スキャナ。 - 【請求項４】 凸面鏡(13,23)の鏡面が球体表面の全部
又は一部である請求項１記載の光学スキャナ。 - 【請求項５】 凸面鏡(33,43)の鏡面が円筒体又は円柱
体表面の全部又は一部である請求項１記載の光学スキャ
ナ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147983A JPH0588103A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光学スキヤナ |
| GB9210380A GB2256501B (en) | 1991-05-23 | 1992-05-14 | An optical scanner |
| US07/883,600 US5253098A (en) | 1991-05-23 | 1992-05-14 | Optical scanner |
| DE4217068A DE4217068C2 (de) | 1991-05-23 | 1992-05-22 | Optischer Abtaster |
| FR929206530A FR2676833B1 (fr) | 1991-05-23 | 1992-05-22 | Scanner optique. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147983A JPH0588103A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光学スキヤナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0588103A true JPH0588103A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=15442517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3147983A Pending JPH0588103A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光学スキヤナ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5253098A (ja) |
| JP (1) | JPH0588103A (ja) |
| DE (1) | DE4217068C2 (ja) |
| FR (1) | FR2676833B1 (ja) |
| GB (1) | GB2256501B (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5266531A (en) * | 1991-01-30 | 1993-11-30 | Cordata Incorporated | Dynamic holographic display with cantilever |
| US5436753A (en) * | 1992-05-27 | 1995-07-25 | Opticon, Inc. | Vibrating mirror |
| JP3471156B2 (ja) * | 1995-05-30 | 2003-11-25 | シャープ株式会社 | イメージシフト機構および撮像装置 |
| US20020181069A1 (en) * | 2001-03-30 | 2002-12-05 | Gsi Lumonics Corporation | Free space optical switch |
| US7129601B2 (en) | 2001-03-30 | 2006-10-31 | Gsi Group Corporation | Apparatus for controlled movement of an element |
| US7136547B2 (en) * | 2001-03-30 | 2006-11-14 | Gsi Group Corporation | Method and apparatus for beam deflection |
| US7054851B2 (en) * | 2001-06-25 | 2006-05-30 | Siemens Medical Solutions Health Services Corporation | Communication data format for use in data storage and retrieval |
| US6567206B1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-05-20 | St. Clair Intellectual Property Consultants, Inc. | Multi-stage optical switching device |
| US7177494B1 (en) | 2005-01-14 | 2007-02-13 | St. Clair Intellectual Property Consultants, Inc. | Optical control device and method |
| FR3029265B1 (fr) * | 2014-11-27 | 2017-01-13 | Valeo Vision | Systeme d'eclairage pour vehicule automobile a moyens statiques de balayage de faisceau lumineux |
| FR3029267B1 (fr) * | 2014-11-27 | 2016-12-23 | Valeo Vision | Systeme d'eclairage pour vehicule automobile a balayage de faisceau lumineux |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1760383A (en) * | 1926-09-24 | 1930-05-27 | Adolph A Thomas | Apparatus for transmitting and amplifying electric impulses |
| US1980888A (en) * | 1928-09-22 | 1934-11-13 | Adolph A Thomas | Piezo-electric transmitter and recorder |
| US2920529A (en) * | 1952-05-23 | 1960-01-12 | Blythe Richard | Electronic control of optical and near-optical radiation |
| CH400606A (de) * | 1961-07-29 | 1965-10-15 | Visophone International Establ | Aufnahme- und Projektionsspiegel für Panoramabildaufnahme und Panoramabildprojektion unter in horizontaler Ebene liegenden Bildwinkeln bis zu 360G |
| DE1219707B (de) * | 1965-08-13 | 1966-06-23 | Siemens Ag | Optischer Zylinderspiegel |
| US3614677A (en) * | 1966-04-29 | 1971-10-19 | Ibm | Electromechanical monolithic resonator |
| US3544201A (en) * | 1968-01-02 | 1970-12-01 | Gen Telephone & Elect | Optical beam deflector |
| JPS5589805A (en) * | 1978-12-28 | 1980-07-07 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Light processing device |
| US4691212A (en) * | 1985-11-14 | 1987-09-01 | Xerox Corporation | Piezoelectric optical beam deflector |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3147983A patent/JPH0588103A/ja active Pending
-
1992
- 1992-05-14 US US07/883,600 patent/US5253098A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-14 GB GB9210380A patent/GB2256501B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-22 FR FR929206530A patent/FR2676833B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-22 DE DE4217068A patent/DE4217068C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5253098A (en) | 1993-10-12 |
| GB9210380D0 (en) | 1992-07-01 |
| FR2676833A1 (fr) | 1992-11-27 |
| GB2256501B (en) | 1994-09-21 |
| GB2256501A (en) | 1992-12-09 |
| DE4217068C2 (de) | 1995-12-07 |
| DE4217068A1 (de) | 1992-11-26 |
| FR2676833B1 (fr) | 1994-11-18 |
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