JPH11506223A - モザイク適応バイモルフ鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は制御可能な光学系に関し、天体望遠鏡、産業用レーザー装置、追跡及び案内の光学システムを含む種々の光学装置とシステムでの放射波面の静的及び動的制御の両方に用いられ得る。本発明の要点によればモザイク適応バイモルフ鏡は光学面の制御可能な変位の振幅と鏡の感度の増加をもたらす。これは鏡は表面を変形するために多層バイモルフ構造を用いることにより得られる。バイモルフ構造はスリーブ形状の筐体の底に結合された少なくとも２つの圧電板からなる圧電要素として作られる。筐体の内側の空洞は弾性的な封止剤により満たされる。加えて提案された構造は鏡の強度と信頼性を増加するために光学面の初期形状の品質と安定を向上するための鏡製造、組立、研磨への労力の投入を減少する。

Description

【発明の詳細な説明】 モザイク適応バイモルフ鏡 本発明の分野 本発明は制御可能な光学系に関し、天体望遠鏡、産業用レーザーシステム、追 跡及び案内の光学システムを含む種々の光学装置とシステムでの放射波面の静的 及び動的制御に用いられ得る。 本発明の背景 変形可能なバイモルフ鏡は知られており（Ｖ．Ｉ．Ｂｏｙｋｏｖ，Ｐ．Ｖ．Ｎ ｉｋｏｌａｅｖ，Ａ．Ｖ．Ｓｍｉｒｎｏｖ等によるＯｐｔｉｋｏ−ｍｅｋｈａｎ ｉｃｈｅｓｋａｙａ ｐｒｏｍｙｓｈｌｅｎｎｏｓｔ，１９８９，Ｎｏ． １０ ，ｐｐ．１０−１３参照）、直径６０ｍｍの鏡板からなり、直径１８ｍｍの７つ のそれぞれの圧電セラミック板を有し、それぞれは鏡板の背面に取り付けられる 。このバイモルフ鏡は以下のような欠点を有する：１）隣接板の間の空間で変形 を直接制御不可能にする鏡板の背面上の圧電セラミックの粗いつめこみ方；２） 光学的表面の制御可能な変位の小さな値；３）低感度（最大で１９．２μｍ／ｋ Ｖ）；４）光学表面形成の煩わしい処理；５）初期形状の低い品質及び安定性； ６）鏡の低い強度及び信頼性。 冷却された適応バイモルフ鏡はまた知られており（ＳＵ特許１８０８１５９を 参照）、スリーブ型の筐体と、冷却された反射板と、主及び付加的な圧電板と、 １８の独立な電極とからなる。鏡は反射体と主圧電板との間に配置され、それら の両方に強固に結合している付加的な圧電セラミック板が主板上で独立に用いら れ、それはその制御電極は他の電極と電気的な接触を有さないことを意味する。 この付加的な圧電板の目的は鏡の反射面の最初の形状を安定化し、 その電気機械的な履歴性を減少し、ある条件下で反射面の制御可能な変位の範囲 を延長することである。このバイモルフ鏡の反射面は各圧電セラミック板の変形 及びそれらの更なる重畳から生ずる曲げモーメントにより変形される；各圧電セ ラミック板は逆横（ｒｅｖｅｒｓｅ ｌａｔｅｒａｌ）方向圧電効果による反射 面に平行な方向で変形される。この鏡の多数の欠点は以下の通りである：鏡の金 属筐体上の電位の存在、鏡の金属筐体の制御可能な変形の小さな振幅（最大１１ ．２μｍ）、低い感度（最大３７．３μｍ／ｋＶ）、光学面形成のプロセスの煩 わしい過程、低い品質と初期形状の安定性、鏡の低い強度と信頼性。 他の変形可能なバイモルフ鏡は知られており（Ｓ．Ｇ．Ｌｉｐｓｏｎ，Ｅ．Ｎ ．Ｒｉｂａｋ，Ｃ．Ｓｃｈｗａｒｔｚ，Ｐｒｏｃ，ＳＰＩＥ，１９９４，ｖｏｌ ．２２０１，ｐ．７０３を参照）、直径１００÷１５０ｍｍの反射板と、大きさ が１００÷１５０ｍｍの６１の圧電性の円又は正方形の板で作られたモザイクと して反射板の背面に形成された圧電性制御層とからなる。この鏡の欠点は以下の 通りである：光学的表面の制御可能な変位の小さな値、光学表面形成の煩わしい 処理、初期形状の低い品質及び安定性と同様に鏡の低い強度及び信頼性。 変形可能な鏡はプロトタイプとして扱われることが知られており（ＳＵ発明者 証Ｎｏ．１４８５１８０を参照）、カバーを有するスリーブ型の筐体と、筐体底 部の外面上に作られた反射面と、反射面の境界内の筐体の内側に置かれたそれぞ れの圧電セラミック要素とからなり、円筒形の空洞内にそれぞれの空洞の中心の 突出を有する。圧電要素は鏡反射面の変形を引き起こす制御電圧の下で曲げられ る。突出は圧電要素の曲げで生ずる力が鏡板の後ろ側に印加される媒介として供 される。その鏡の各圧電要素が実際にバイモルフアクチュエーターであることを 強調する必要がある。この鏡の欠点は以下の通りである：１）反射表面の制御可 能な変位の小さな振幅（曲げで 生ずる力の小さな値を生ずる圧電要素の非常に小さな能動的剛性を生ずる）；２ ）低感度；３）光学表面形成の煩わしい処理；４）初期形状の低い品質及び安定 性；５）鏡の低い強度及び信頼性。 本発明の要約 本発明の技術的な目的は変形可能なバイモルフ鏡の光学的（反射）面の制御可 能な変位を増加し、その感度を増加することにある。これに加えて提案された設 計は鏡の製造の過程で組立及び研磨をより容易にするために光学的表面の初期形 状の品質及び安定性を向上し、鏡の強度及び信頼性を向上することを許容する。 上記の技術的な目的は筐体の底の外面上に形成されたカバー及び反射面を有す るスリーブ型の筐体とからなり、べつべつの圧電要素は反射面の境界内で筐体の 底の内側に結合され、各圧電要素は少なくとも２つの圧電板からなり、筐体の底 の内側に平行に直列に結合されるモザイク適応バイモルフ鏡により達成される。 圧電板はそれぞれは反対の表面が連続的な電極を設けられる。隣接する圧電セラ ミック板の分極ベクトルは反対の方向にむき、それらの同様な電極は電気的に接 続される。筐体は可変な厚さの底を有して一体に形成される。反射面は底のより 厚い中心部分上に形成される。筐体の底は冷却され、少なくとも一つの圧電要素 の隣接する圧電板は両方の板に共通の電極により相互に接続され、筐体の空洞は 弾性封止剤（シーラント）により満たされている。 類似物と比べてより大きいそれぞれの圧電要素に対するモザイク適応バイモル フ鏡の光学面の制御可能な変位の振幅は所定の圧電要素と反射板で作られた各局 部バイモルフ構造で生ずる各局部曲げモーメントの値の増加により得られる。こ れは以下の理由により生ずる： １）各圧電要素での各特別の圧電板の使用は更に要約される付加的な曲げモーメ ントを生ずる。 これは圧電要素の特徴的な設計から生じ、これは反対の表面に作ら れる連続的な電極を有する筐体の底の内面に平行に直列に結合される少なくとも ２つの圧電板からなり、故に圧電要素は多層である。 ２）各圧電要素からなる圧電板の変形は同期しており、同相である（即ち値と符 号が等しい）。これは圧電要素の特徴的な設計の結果であり、連続な全ての電極 は隣接する圧電板の分極ベクトルが反対に向けられ、それらの同様な電極が電気 的に接続される。 上記に加えてプロトタイプに比べて増加された各圧電要素に対するモザイク適 応バイモルフ鏡の制御可能な変位の振幅はその周辺の周りの反射板（筐体の底） の剛性の減少により得られる。故に反射板の結合はより弾力的になり、それは可 変の厚さの底を有し、そのより厚い中心部分は反射面を担持する一体に作られた 筐体の特徴的な設計の結果である。 上記の理由の第一は類似物の一つ、正確にいえば冷却されたバイモルフ鏡（Ｓ Ｕ特許Ｎｏ．１８０８１５９）に固有のものである。実際に鏡構造内で第二の圧 電セラミック板を使用するときにはその変形中の付加的な曲げモーメントは第一 の圧電セラミック板の変形中に生ずる曲げモーメントに付加されるものが生ずる 。しかしこの場合には２層バイモルフ構造内で生ずる全体の曲げモーメントの増 加（故に反射面の変形の振幅の増加）は生じない。何故ならば１の層のバイモル フ鏡から２層構造へゆくときに以下の３つの要因の競合が生ずるからである： １．新たな圧電板の存在により生ずる余分な曲げモーメントの存在する曲げモ ーメントへの付加； ２．２層鏡の場合ではこの曲げモーメントは反射面からのみならず第二の（新 たな）圧電板からの反作用を補正しなければならない故に、第一の圧電板の変形 により生ずる曲げモーメントの値での１層鏡との比較したときの減少； ３．板の両方の同時の変形による構造「第一（古い方）の圧電板−第二（新し い方）の圧電板」内で発生する余分な曲げモーメント の存在する曲げモーメントへの付加。 バイモルフ鏡の制御可能な光学面の変位振幅の増加に関して上記要因の第一は 正に働き、第二は負に働く。第三の要因の効果は構造「第一（古い方）の圧電板 −第二（新しい方）の圧電板」内で発生する余分な曲げモーメントが第一の（古 い）圧電セラミック板の変形により生ずるモーメントと同じ符号を有する場合に のみ正である。しかし第二の（新たな）圧電板が第一の（古い）圧電板の変形と 同じ符号を有し、値で超える場合にのみそれは可能である。他の全ての場合に対 して第三の要因の効果は両方の圧電板の変形が同じ符号であるが値が異なるとき でさえ負である。 １層鏡から２層鏡へ進むときに最初の２つの要因は基本的な性質であり、常に 存在し、故に第二の要因は除去することは決定的に不可能であることは上記から 明らかである。第三の要因の効果は鏡の動作中の時間の全ての瞬間で第二の圧電 板上の制御電圧が第一の板上の制御電圧と同じ符号であり、値で超える場合に正 に変わる。しかしその様な方法で２層鏡での圧電板の制御をなす全ての方法は非 常に不便である。実際に第一にこれらの方法全ては２つの電気的に独立した制御 チャンネルの利用を必要とする。第二に第二の圧電セラミック板上の制御電圧の 値は第一の圧電セラミック板上の制御電圧の値と常に比較され、これは鏡がダイ ナミックモードで動作するときには非常に不都合である。 ２層鏡から３層鏡へ、更に多層鏡へ移行するとき、全ての３つの上記の要因の 効果がより強くなり、即ち： １．バイモルフ構造の全体の剛性がより増加する故に存在する曲げモーメント に付加される余分な曲げモーメントが新たな圧電板毎により小さい； ２．多層鏡での各圧電板が反射面及び他の全ての圧電板の反作用を補正しなけ ればならない故に、最初のみならず全ての用いられている圧電板の変形により生 ずる曲げモーメントの値は減少する； ３．余分な曲げモーメントは隣接する圧電板の各対により構成される各バイモ ルフ構造で生ずるよう加算される。 ２層バイモルフ鏡との類推により多層鏡に対して圧電板の数の単なる増加によ り上記の目的（即ち振幅の増加）を得ることは不可能である。加えて（圧電板の すべての上の制御電圧が同じ極性で、その値が前のよりも各続く板に対してより 多いときに）第三の要因の正の効果を得ることは２層に対してより多層に対して の方がより困難であり、特にダイナミックモードで不可能である。故にほとんど 常に変形振幅への第三の要因の効果は負である。 本発明は隣接する板の各対の全ての結合がバイモルフでない特殊な設計による 第三の要因の完全な排除によりこの状況を克服する。これはそれぞれの圧電要素 でどの２つの隣接する圧電板も完全に均一に変形し、又は換言すると他の全ての ものが等しいときに同じ値の制御電圧が各圧電要素の各圧電板に印加されるとき に実現される。これはそれぞれの圧電要素の全ての圧電板の変形が同期し、同相 である理由であり、即ち上記のように第二の理由が問題の目的を導く。本発明の 対応する独自の特徴はそれぞれの圧電要素の全ての電極は連続に作られ、それぞ れの圧電要素の隣接する圧電板の極性ベクトルは反対向きであり、それらの類似 の電極は相互間で電気的に接続される。故に第一のもの（圧電要素がその対向す る面上の連続する電極を有する筐体の底の内面に平行に直列に結合される少なく とも２つの圧電板で作られ、故に圧電要素は多層構造である）と独自の特徴の組 合せのみがプロトタイプ及び類似物の両方と比較してそれぞれの圧電要素全てに 対して本発明の上記技術的な目的を達成可能である。 他方で第三の要因の効果が排除された場合でさえ第一の２つの要因間の競合が なお生ずる。それはそれぞれの圧電要素の感度の増加及び制御される変形の観点 からそれぞれの圧電要素の余分の圧電板の最適数の存在が決定される。即ち全て の余分な圧電板の圧電要素 への付加（上記で決定されるような方向決め及びカップリングを提供することさ え）は変形の振幅での増加ではなく、その減少をさえ導く。換言すると圧電要素 からなる圧電板の数の更なる増加は問題の技術的な目的を得ることの可能でない 所定の局部多層バイモルフ構造の局部剛性の増加のようなことを引き起こす。 本発明は以下のように各局部多層バイモルフ構造の局部剛性の増加がプロトタ イプ及び類似物と比較して鏡の筐体に反射板を結合することにより弾性的な可変 な角度に補正されることによりこの状況を克服する。このようにしてその周辺部 分の周囲での反射板（又は筐体の底）の剛性を減少するために充分であることが 明らかとなる。即ち上記のように、それは問題の技術的な目的を達成することを 許容する第三の理由である。ここで独自の特徴はスリーブは可変の厚さの底と一 体化されるよう設計され、反射面はより大きな厚さを有する底の中心部分に形成 される。 その増加は反射板の周辺部の周囲で剛性が減少することにより補償されること （そのより弾性的な結合により設けられる）は各局部多層バイモルフ構造の全て の局部剛性である。それは上記のことが鏡の周辺部分の周囲に配置されるものの みならずモザイク適応バイモルフ鏡の全ての圧電要素に当てはまることを意味す る。これはモザイク適応バイモルフ鏡の応答関数の実質的に局部的でない性質の 故に可能である。それは圧電要素のどの変形でも（その配置に独立に）与えられ た圧電要素の配置に対応する部分のみならず全体の反射板の変形が生ずる。しか し実際には反射面の変形の振幅の第三の限定された特性（スリーブに成型された 筐体は可変な厚さの底を有する一体として形成され、反射面は底のより厚い中心 部分上に形成される）はモザイク鏡の周辺圧電要素に対してより顕著である。特 にこれは種々の品質の圧電セラミック板を鏡の周辺及び内側圧電要素用に用いる ことを許容する。他の全てのことが同一ならば内側の圧電要素より周辺の圧電要 素に対してより多数の圧電板（圧電セラ ミックの層）を用いることが可能であることは明らかである。 上記技術目的（反射面変形の値を増加する）を得るための目的で提案された発 明の第三の限定された特性（スリーブに成型された筐体は可変な厚さの底を有す る一体として形成され、反射面は筐体の底のより厚い中心部分上に形成される） のみのプロトタイプの選択は不可能であることは注意すべきである。換言すれば この要素のみのプロトタイプでの使用は上記技術目的を導かない。その理由はプ ロトタイプ鏡の応答関数の局部的な性質にある。それはこの鏡では一つの圧電要 素単独の変形で与えられた圧電要素の配置に対応する反射面の領域のみが変形さ れることを意味する。それ故にこれらの局部変形の振幅は与えられた圧電要素の 配置の領域内の反射板の局部剛性により一義的に決定される。ここで変形領域の 特徴的な大きさが圧電要素の大きさにより決められず、反射板の裏面上への突出 の特徴的な大きさにより決められ、それを通して圧電要素の曲げで生ずる力が反 射板に伝達される。圧電要素と比較して突出の顕著に小さい大きさの故にプロト タイプの鏡の周辺圧電要素に対してでさえ反射板のより弾性的な結合の実現はこ れらの圧電要素の局部領域（どのような場合にも対応する突出の領域）で局部剛 性に影響し得ない。 故に全ての上記の独自の特徴の組合せのみがプロトタイプの鏡及び類似物の両 方に比べてモザイク適応バイモルフ鏡の光学面の制御可能な変位の振幅の顕著な 増加を保証する結果をもたらしえ、これは上記技術の目的を充分保証する結果を 得ることを意味する。上記の技術目的（変形振幅の増加）は鏡のそれぞれの圧電 要素全て及び圧電要素のパッケージ全体の両方に対して得られる。何故ならば重 ね合わせの原理が幾つかの（又は全ての）圧電要素の同時の変形に対して適用可 能であるからである。 換言すれば筐体と圧電要素の設計を特徴づける特性の組合せが反射面を担持す る要素及び圧電要素の全体の剛性の減少を許容し、そ れは鏡反射の顕著な制御可能変形の増加を許容する。反対に向けられた分極ベク トルを有する隣接する圧電板を利用することが知られているが（米国特許第４２ ５７６８６号）上記の全ての特徴を筐体と電極の配置の特徴的な形状の特徴と組 み合わせることのみが反射面と圧電要素を支持する要素の質量を減少と、上記全 要素の全体の剛性との間の補正を得ることを許容し、それは上記技術目的を得る ことを意味する。 バイモルフ鏡の感度は光学的表面変形の値と印加された制御電圧との間の比で ある。制御電圧がプロトタイプの鏡と比較して増加を示さないので各それぞれの 圧電要素及び圧電要素の全体のパッケージに対する制御可能な変位の振幅の増加 の直接の結果が提案されたモザイクバイモルフ鏡の全体的に（それは圧電要素の 全パッケージを意味する）、及び局部で（それぞれの圧電要素に対して）増加す る。各多層バイモルフ構造（各圧電要素）からなる圧電板の可能な最小の厚さが 設けられ、各圧電要素での板の数が比例して増加する場合には鏡感度の増加が就 中制御電圧の減少により得られる。 提案されたモザイクバイモルフ鏡の製造のプロセスへの労力の投入の減少はプ ロトタイプの鏡に比較して筐体設計の簡単化により得られ、即ち以下の要素を構 造から排除することによる；１）圧電要素を配置する空洞；２）これらの圧電要 素用の適合空間；３）鏡板の背面に印加される力を通過する空洞への突出。 提案されたモザイクバイモルフ鏡に対する組立手順は鏡の筐体への圧電要素の 取付の簡単化の故にプロトタイプの鏡に比較してより容易になる。実際に提案さ れた発明の最も簡単な場合として圧電要素は導電性接着剤により鏡板の裏面に糊 付けされる。一方でプロトタイプの鏡に対して以下が要求される；１）圧電要素 を対応する空洞に正確に配置する；２）円筒形（周辺）表面にわたりこれらの空 洞に圧電要素を固定する；３）ある方法で圧電要素を空洞の中央の突出に結合す る。上記の過程は圧電要素を鏡板の裏面に単に接着す るよりはるかに複雑であることは明らかである。これとは別に提案された発明は 、圧電要素のそれぞれに電圧を供給する著しく便利で簡単な配置を提供する。 モザイクバイモルフ鏡の光学面形成（研磨）の処理への労力の投入の減少及び その初期形状の品質の向上は可変厚さの底を有する一体に作られたスリーブ形状 の筐体を提供することにより得られ、反射面はより厚い底の中心部分で形成され る。本発明の上記特徴から生ずる直接の結果は以下の通りである： １．研磨処理中の鏡の光学面と研磨工具との間のより均一な接触； ２．ちょうど底側から筐体の壁である筐体の周辺部分が研磨プロセスの外に除 外される。 付加的な性能を得るために即ち提案されたモザイク鏡の高出力光学（レーザー ）システムでの動作可能性を提供するために鏡の反射板又は筐体の底が冷却され る。 モザイク適応バイモルフ鏡の他の特徴は少なくとも一つの圧電要素からなる隣 接する圧電板は共通電極により相互に接続されることである。それにより構造は より簡単で便利になる。実際にこの場合には２つの異なる圧電板の２つの電極の 代わりに１つの電極のみが板の結合の点に位置するよう用いられる。 本発明の更なる特徴は筐体の空洞は弾性封止物で満たされる。弾性封止物は研 磨プロセス中の反射面上の研磨工具の圧力を減衰し、故に光学面の切削工具との 接触をより均一にし、これは光学面形成のプロセスの労力集中を緩和し、その初 期形状の品質の向上を提供する。鏡の初期反射面の安定性と同様にその強度と信 頼性の増加は外側の衝撃、振動、鏡を利用するときの鏡の筐体に加わる他の負荷 の振動の弾性的封止物による減衰により得られる。鏡の信頼性は封止物が鏡の内 部構造を直接の損害から保護する故にまた増加する。これとは別に封止物の使用 は筐体の底をその初期位置へ戻すよう供 される。 図の説明 本発明の上記の利点は以下の実施例と図面の説明にからより明らかとなる。 図１はモザイク適応バイモルフ鏡の断面図であり、各圧電要素は３つの圧電板 からなる。 図２は制御層は７つの圧電要素からなる場合の制御圧電層の側から見た図であ る。 好適実施例の説明 提案された装置は反射板２と圧電板３からなる筐体１からなり、それぞれは制 御電極４と接続ワイヤ５と電気ワイヤ６と後ろ側カバー７と電気コネクタ８と弾 性的封止物９とを設けられる。図１の矢印は各圧電板に対する初期分極の方向を 示す。各圧電要素で圧電板の各対に対する隣接する似た電極は共通の実線で示さ れる。 モザイク適応バイモルフ鏡は以下のように動作する。制御電圧は電気ワイヤ６ と接続ワイヤ５と制御電極４により電気コネクタ８を介して各圧電要素の全ての 圧電板に印加される。電圧は異なる圧電要素に対して異なりうることは明らかで ある。全ての圧電板３は逆横方向圧電効果により変形される。図１での圧電板及 び電極４の配置の方向により、変形は一の圧電要素からなる全ての圧電板３に対 して等しい。換言すると各局部三層（故に多層）圧電構造はユニット即ち、等価 な厚さの単一の板として変形する。故に等価な厚さの板の選択された方向を有す る。故に圧電板３と電極４の配置の選択された方向で各局部多層圧電構造（又は 各圧電要素）はモノリシックな圧電板に等価である。 上記を勘案することにより各結合が反射板２を作り、局部多層圧電構造（単一 圧電要素）が２つのモノリシック板の結合に等価であ り、それらの一つは反射体であり、他方は圧電セラミックである。その様な結合 は半受動的なバイモルフ構造として知られている（例えばＫｏｋｏｒｏｗｓｋｉ Ｓ．Ａ．のＪ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．１９７９，ｖ．６９，Ｎ１，ｐ．１８ １ー１８７を参照）。故に局部多層圧電構造（即ちそれぞれの圧電要素）に印加 された電圧の下で鏡の反射面はある形で変形し、即ち、与えられた圧電要素の取 付位置で最大の変更を有する局部バイモルフ構造で発生する局部曲げモーメント により歪む。上記と対応して、全ての記載された特徴の組合せにより本発明によ り提案された技術的な解決策は全体のパッケージと同様に各別々の圧電要素に対 する鏡の光学面の制御可能な変位の振幅の顕著な増加の提供を保証する。 変形可能な鏡の感度は反射面の変形値の印加された制御電圧（単一の圧電要素 又はパッケージ全体）に対する比である故に上記の考察から提案されたモザイク 適応バイモルフ鏡で筐体及び圧電要素の設計を特徴づける特性の全ての組合せは また知られている類似物及びプロトタイプに比べて感度（局部及び全体の両方） の増加の保証を提供する。局部バイモルフ構造（別の圧電要素を意味する）が３ 以上の圧電板３は多層圧電要素を用いている場合には上記全ての説明はなお妥当 であり、圧電セラミック板３が向けられ、電極４が接続され、筐体１と反射板２ が上記図１のように設計されるように設けられる。 提案された鏡が高出力光学（レーザー）システムで動作することを可能にする 目的で、反射板（筐体の底）は冷却されうる。例えばそれは水又は他の冷却剤が 通過することを許容する反射面の直下に配置されたチャンネルのシステムからな る。チャンネルは図示されない。 本発明の最も簡単で便利な実施例はそれぞれの圧電要素からなる隣接する圧電 板が共通電極により接続されるときに得られる。実際にこの場合には多層圧電要 素が例えば電極の両方の表面上に取り付 けられた電極を有するそれぞれの圧電セラミック板の簡単な結合の代わりにプラ チナ上に薄い圧電フィルムを硬く付ける（ケーキング）ことにより作られる。こ の場合には圧電板はそれ自体制御電極は有さず、プラチナのスペーサはこの目的 のために供される。これに加えてケーキング中に生ずる圧電フィルムの熱処理は それらを硬い（が薄い）圧電板に変える。結果として圧電板は共通電極により結 合されるように見える多層圧電要素からなる。 鏡の筐体の空洞内を満たす弾性封止物の使用により生ずる利点は既に説明した 。液体封止物による筐体空洞の充填とそれの更なる乾燥の時に圧電要素の表面に 対するのと同様に筐体壁に対して接着が生ずることのみが残っている。それで封 止物は鏡製造又は使用プロセスで作用するどのような負荷の下でも反射面（筐体 の底）をその初期位置に戻す一種のバネのように動作する。 モザイク適応バイモルフ鏡の上記実施例の他の重要な利点は反射面の有用な変 形の振幅の減少なしに制御電圧の値を減少するためにそれぞれの圧電板３の厚さ の減少が可能であることであり、故に感度をまた更に増加することが可能である 。知られている類似物及びプロトタイプに対して単一の圧電板の厚さの下限が存 在する。何故ならばその剛性は反射面の最大偏向（サグ）を提供するのに充分に 大きくなければならないからである。他方でバイモルフ構造の全体の厚さはまた 下限を有する。何故ならばその剛性は光学面を形成し、鏡を研磨することが可能 なように供されなければならないからである。故に知られた類似物及びプロトタ イプに対して有効な性能を有する変形可能なバイモルフ鏡を得ることが可能な最 大の許容厚さが存在する。 上記から提案しているモザイク適応バイモルフ鏡に対してそれぞれの圧電板３ に対するどのような厚さの制限も存在しないことが明らかである。各局部圧電構 造（又はそれぞれの圧電要素）の剛性での可能な欠点は圧電要素からなる圧電板 ３の数の増加により容易に 補正可能であることは明らかである。故に提案された実施例は光学面の制御可能 な変位の大きな振幅を有する低電圧高感度多チャンネル適応バイモルフ鏡を製造 することを可能にする。 産業上の応用 図に示されたものを含む提案された装置は知られている材料及び技術過程を用 いた標準的な産業設備で実現可能である。鏡形成で用いられる圧電セラミック板 はまた標準的な工業製品である。 離散的な制御アクチュエータ（例えばＪ．−Ｐ．Ｇａｆｆａｒｄ，Ｐ．Ｊａｇ ｏｕｒｅｌ，Ｐ．ＧｉｇａｎのＰｒｏｃ，ＳＰＩＥ，１９９４，ｖｏｌ．２２０ １，ｐ．６８８−７０２を参照するにそれぞれ５２と２４９の圧電アクチュエー タからなるフランスの会社のＬａｓｅｒｄｏｔのＳＡＭ５２，ＳＡＭ２４９の変 形可能な鏡と比較して）からなる適応鏡と比較して、提案された装置は他の全て の特徴は同一で、少なくとも以下の利点を示す：顕著に少ない重さと大きさ、著 しく低いコスト。 特に本発明は例えば離れた光源の画質を改善する目的で（地球大気の擾乱を補 正することを意味する）天体望遠鏡のような高精度を有する光学的ビーム位相歪 みの動的補正（較正）を用いるどのような光学システム内でも用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．筐体の底の外面上のカバー及び反射面を有するスリーブ型の筐体と、反射面 の境界内で筐体の内側に配置されたそれぞれの圧電要素とからなるモザイク適応 バイモルフ鏡であって、各圧電要素は少なくとも２つの圧電板からなり、底の内 面に平行に直列に結合された連続的な電極をそれぞれは反対の表に設けられ、隣 る圧電板の分極ベクトルは反対の方向であり、それらの同様な電極は電気的に接 続され、筐体は可変な厚さの底を有して一体に形成され、そのより厚い中心部分 は反射面を支持することを特徴とする鏡。 ２．筐体の底は冷却される請求項１記載の鏡。 ３．少なくとも一つの圧電要素の隣る圧電板は共通の電極により接続される請求 項１又は２記載の鏡。 ４．筐体の空洞は弾性封止剤により満たされている請求項１乃至３のうちのいず れか一項記載の鏡。