JPS61134726A - 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〉 充分な位置精度をもって、応答性よく偏向できる光偏向
装置は、特願昭５９−３４７８６号で提案されている。

このものは、上面に鏡面を備えた反射鏡を、下方から点
支持するとともに、前記反射鏡の下部に、平面上にて該
支点で直交するＸ軸及びＹ軸上の位置で、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。

本発明は、前記光偏向装置を改良し、かかる構成にあっ
て、光の変位を前記反射鏡の傾斜度に対応する変位以上
に増幅し得る構成を備えた光偏向装置の提供を目的とす
るものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 く問題点を解決するための手段〉 本発明は、反射鏡の上部に前記反射鏡と対面するように
固定鏡を配置し上面に鏡面を備えたものである。

く作用〉 前記Ｘ軸及びＹ軸」二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。このとき反射鏡に光が入射すると
、前記反射鏡と固定鏡開で反射を繰り返して後、光は前
記固定鏡を外れて放射される。

この際、第１図のように反射鏡の傾斜角をφとし、光偏
向装置への光の入射角をθ（一定）とし、かつ固定鏡へ
の反射回数をｎとすると、その放射角は ０±２φ（ｎ＋１） で表わされ、偏向角度は、２φ（ｎ＋１）である。ここ
で士は、反射鏡の傾斜方向により選定され、第１図のよ
うに左傾斜の場合には十となる。

これを前記固定鏡のない場合と比較すると、固定鏡のな
い場合の偏向角度は２φであるから、２φ（ｎ　＋　１
　）　／　２φ＝ｎ＋１となり、（ｎ＋１）倍拡大され
たこととなる。

このため、反射鏡の小さな角度変位によって、大きな角
度の放射角を得ることができる。

〈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２〜４図について、ｌ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」二板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、第３．４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６ａ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　　ｌれ、該
反射鏡８の鏡面７を前記筐体ｌ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１
０から螺合した螺子１１により前記当て板１０．担持板
６及び固定ポス９を連結している。前記当て板１０は耐
摩耗性の硬質金属材料により形成されている。

尚、前記当て板１０は、後記する接触球１４゜１６と接
触する箇所のみ、耐摩耗性の硬質金属材料とした構成と
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を前記当て板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ｌ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の中心支持の手段は、前記支柱１３以外にも種
々選択され得る。

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、
前記当て板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。

前記圧電積層体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。

次に本発明の要部について説明する。

前記上板３上には、所定間隔Ｓを置いて鏡保持板２０が
、その四隅下に配置した小枠柱２１によって指示される
。

前記鏡保持板２０には、大円孔２２が形成され、その孔
の中央に前記反射鏡８の中心と一致するように、支持桟
２３により支持されて円盤２４が配設される。前記円ｍ
２４の外径は、大円孔２２の内径よりも小さくし、円盤
２４周囲に環状孔２５が形成されるようにしている。ま
た前記円盤２４の下面には、固定鏡２６が固着され、前
記反射鏡８と対向している。

前記鏡保持板２０を、」―板３に簡易手段により保持し
て、脱着可能とすることもできる。

前記実施例の作用を第３図について説明する。

圧電積層体１５ａ、１５ｂに信号電圧が印加していない
状態では、前記反射鏡８は、その鏡面７を上板３上面と
面一または平行としている。

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１５ａ、Ｌ５ｂの入力端子１８．１８間に所定
信号電圧を印加する。これにより圧電積層体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。

かかる反射鏡８の傾斜により、所定位置の光源から発光
した光は環状孔２５を通過して、反射鏡８に反射し、か
つ前記固定鏡２６と反射鏡８間を所定回数往復して、環
状孔２５から放射する。

かかる放射した光は、所定スクリーン上に光点を描く。

前記圧電積層体１５ａ（１５ｂ）の伸張を解除すると、
前記足片６ａは原位置に復帰するバネ作用を生じ、反射
鏡８は圧電積層体１５ａ（１５ｂ）の収縮に追動し原位
置に復帰する。

而て圧電積層体１５ａの所定量伸縮により鏡面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。

このため、圧電積層体１５ａ、１５ｂへの夫々　　１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、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
周波のパルス光等に応答性良く自在に角度変位させるこ
とができ、スクリーン上に所要の像を描くことが可能と
なる。

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、反射
鏡８上に固定鏡２６を設けて、前記反射鏡８の傾斜角度
を拡倍し得るようにしたから、イ）従来構成で、放射角
度を大とするためには、前記圧電積層体による伸縮量を
大きくする必要があり、その最大伸張量には制限がある
ことから、圧電素子の枚数を増加する必要を生じて、装
置が大きくかつ高価となるが、本発明の適用により、固
定鏡２６を設けるのみで対応できる。

口）前記スクリーン上に像を描く場合に、固定鏡２６を
設けないものに比し、像を大きく描くことができる。

ハ）固定鏡２６を設けないものに比し、圧電積層体への
印加電圧を、さらに細かく制御することにより、同一ス
クリーン上に数倍の情報を描くことが可能となる。

二）前記固定鏡２６を脱着可能とすることにより、固定
鏡２６を除去した場合には小さな像を、取付けた場合に
はその拡大した像を描くことができ、その像の大きさを
選択することが可能となる。

等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す説明図、第２図は平面図、
第３図は第２図Ａ−Ａ線断面図、第４図は第３図Ｂ−Ｂ
線断面図である。 ｌ；筐体　２；底板　３：上板　６；担持板７：鏡面　
８；反射鏡　１３；支柱　１５ａ。 １５ｂ；圧電積層体　２０；鏡保持板　２５；環状孔　
２６；固定鏡 出願人　　　　　日本特殊陶業株式会社；　、ｌ　ｌ　
、、’、、’ 代理人　弁理士　松　浦　喜　多　男′１．・・ツ、゛
２、・；、ヂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上面に鏡面を備えた反射鏡を、下方から点支持するとと
   もに、前記反射鏡の下部に、平面上にて該支点で直交す
   るＸ軸及びＹ軸上の位置で、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光偏向装置に
   おいて、前記反射鏡の上部に前記反射鏡と対面するよう
   に固定鏡を配置したことを特徴とする光偏向装置