JPS61132919A - 光偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 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。

詳しくは、例えばレーザー光を急瞬に他方向へ偏向し、
空中に像を描くような場合等に適用できる光偏向装置に
関する。

〈従来技術〉 反射鏡を傾斜させる光偏向装置として、特公昭５２−４
０２１５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７図に示すよ
うに、電圧の印加によって湾曲するバイモルフ型圧電素
子ａの一端部を固定し、他端を反射鏡すの下部周端に連
結し、これにより該反射鏡すを支持するとともに、前記
湾曲により反射鏡すに傾斜を与えるようにしている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、かかる構成によると前記反射鏡す及び圧電素
子ａの支持は、該素子の端部の固定によってのみ施され
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すを
薄くして低荷重とする必要があるから、結局、該反射鏡
すも破損し易く取扱いが難しい、また反射鏡すの傾動は
、圧電素子ａに印加される電圧量、前記圧電素子ａの固
定部から反射鏡すの支持部までの距離及び反射＠ｂの重
さ等の種々の要因によっ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
す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。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上面に鏡面を備えた反射鏡を、周囲を保持さ
れた可撓性担持板で揺動可能に支持し、さらに前記可撓
性担持板を介して前記反射鏡を下方から点支持するとと
もに、その支点を通り、平面上にて直交するＸ軸及びＹ
軸上の該支点から離間した位置に、夫々電圧の印加によ
りＺ軸方向に伸縮する圧電積層体を配置して、該積層体
の変位端により前記反射鏡を下方から点支持してなるも
のである。

く作用〉 前記Ｘ軸及びＹ軸上の圧電積層体を夫々電気信号の発生
とともに、Ｚ軸方向へ歪を与えると、その変位端が移動
して、反射鏡は支点を中心として所定の方向へ三次元の
傾斜移動を生じる。

〈実施例〉 本発明の一実施例を添付図面について説明する。　　　
゛ 第１図について、１は筐体であって、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枠柱５によって連結して組付けられ
る。前記枠柱５には、ｗＳｚ図に示すように金属製の正
方形状の可撓性担持板６の四角から突出している足片６
ａの端部が挟持されている。該可撓性担持板６の支持は
非緊張状になされ、上下に移動し得る。また前記円孔４
内には反射鏡８が緩く嵌装されて、その下部の固定ポス
９を前記担持板６の上面に乗載され、該反射鏡８の鏡面
７を前記筐体１上面から露出している。前記担持板６下
面には当て板１０が当接し、該当て板１０から螺合した
螺子１１により前駆層て板１０．担持板６及び固定ボス
９を連結している。前駆層て板１０は、耐摩耗性の硬質
金属材料により形成されている。

尚、前駆層て板ｌＯは、後記する接触球１４゜工６と接
触する箇所のみ、耐摩耗性の硬質金属材料とした４Ｉ戒
としてもよい。

前記底板２の中心には支柱１３が上下方向に保持され、
該支柱１３の上端に設けた耐摩耗性の硬質金属材料から
なる接触球１４を前駆層て板１０の中心部下面に当てて
、前記反射鏡８を支持し。

その鏡面７を前記筐体１上面と路面−にしている、この
とき前記担持板６は幾分上方へ持上がり、前記反射鏡８
は浮き上がり状となる。

反射鏡８の中心支持は支柱１３によらないで、第５図に
示すように枠柱５により周囲を支持されて組付けられる
中板２０の中心に設けた接触球１４により点支持しても
よい。

前記可撓性担持板６の足片６ａには、第６図イ１口に示
すように適宜数の屈曲しわ１２を形成することができ、
この場合には足片６ａが変形し易くなり、後記する可撓
性担持板６の傾動を容易とし、その組付けが簡易となる
。

前記底板２には、前記支柱１３を中心として直交する同
一平面上のＸ軸、Ｙ軸の線上に位置させて、二本の柱状
圧電積層体１５ａ、１５ｂが上下方向に保持されている
。前記圧電積層体１５ａ。

１５ｂの上端には前記接触球１４と同様の耐摩耗性の硬
質金属材料からなる接触球１６（変位端）が設けられ、
前駆層て板１０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８１層体１５ａ、１５ｂは第３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。

前記実施例の作用を第３，４図について説明する。

圧’ａｍ層体１５ａ、１５ｂに信号電圧が印加していな
い状態では、前記反射鏡８は第３図のように、その鏡面
７を上板３上面と等しくしている。

前記反射鏡８に入射する光を所定量偏位させるには、圧
電積層体Ｌ５ａ、１５ｂの入力端子１８，１８間に所定
信号電圧を印加する。

これにより第４図に示すように、圧電ｍ屠体１５ａ（１
５ｂ）が伸張する。

このとき反射鏡８は可撓性担持板６を介して、その中心
下面を支柱１３の接触球１４によって点支持されており
、かつ前記可撓性担持板６は足片６ａの変形により傾斜
可能である。このため反射鏡８は該接触球１４を支点と
して圧電積層体１５ａ（１５ｂ）の伸張により前記信号
電圧に比例した角度だけ傾斜し、鏡面７は前記圧電積層
体１５ａ（１５ｂ）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。

前記圧電積層体１５ａ（１５ｂ）の伸張を解除すると、
前記足片６ａは第３図位置に復帰するバネ作用を生じ、
かつ反射鏡８の自重により、反射鏡８は圧電積層体１５
ａ（Ｌ５ｂ）の収縮に追動し原位置に復帰する。

而て圧電積層体１５ａの伸縮により鏡面７のＸ軸方向へ
の傾斜が制御され、圧電積層体１５ｂの伸縮により鏡面
７のＹ軸方向への傾斜が制御される。

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１反射鏡８
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、前記鏡面７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、高周波のノくシ
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
。

前記実施例は反射鏡８を可撓性担持板６及び当て板１０
．接触球１４で支持するようにしたから、その支持に際
して溶接部分がなく、組付けが容易であるとともに、反
射鏡８の頻繁な傾動によって、疲労を生じて支持が不充
分となる等のことはない利点がある。

く効果〉 本発明は前記の説明によって明らかにしたように、上面
に鏡面７を備えた反射鏡８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鏡面７を支
点を中心にして傾動させるようにしたから、前記鏡面７
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１５ａ、１５ｂの印加電圧を換
えることにより、高い位置精度をもって鏡面７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
。

【図面の簡単な説明】

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Ａ−Ａ線断面図、第３図は第２図Ｂ−Ｂ線断面図
、第４図は第２図Ｂ−Ｂ線断面の作動状態図、第５図は
反射鏡８の中心支持の他の手段を示す一部の縦断側面図
、第６図イ２口は屈曲しわ１２を設けた足片６ａの側面
図、第７図は従来装置の縦断側面図である。 １；筐体　２；底板　３：上板　５；枠柱６；担持板　
６ａ；足片　７；鏡面　８；反射鏡　１２；屈曲しわ　
１３；支柱　１４；接触球　１５ａ、１５ｂ；圧電積層
体　１６；接触球 出願人　　　　　日本特殊陶業株式会社代理人　弁理士
　松　浦　喜　多　男 第４０ 第５０ 第６回 第７０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上面に鏡面を備えた反射鏡を、周囲を保持された可撓性
   担持板で揺動可能に支持し、さらに前記可撓性担持板を
   介して前記反射鏡を下方から点支持するとともに、その
   支点を通り、平面上にて直交するＸ軸及びＹ軸上の該支
   点から離間した位置に、夫々電圧の印加によりＺ軸方向
   に伸縮する圧電積層体を配置して、該積層体の変位端に
   より前記反射鏡を下方から点支持したことを特徴とする
   光偏向装置