特許ウォッチ

公開番号2025100834
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025070720,2021093379
出願日2025-04-22,2021-06-03
発明の名称光偏向器
出願人スタンレー電気株式会社
代理人個人
主分類G02B 26/10 20060101AFI20250626BHJP(光学)
要約【課題】ミラー部の振角効率が低下するのを抑制しつつ、1次モードの周波数(1次共振周波数)を大きくすること(高周波側にシフトさせること)ができる光偏向器を提供する。
【解決手段】光偏向器10であって、ミラー部2を第2支持部6に対して第2軸Xを中心に揺動させる少なくとも1つの第2アクチュエータ53、54を備え、前記第2アクチュエータは、前記第2軸の方向に配置された複数の圧電カンチレバー53A～53G、54A～54Gを含み、前記複数の圧電カンチレバーは、蛇腹形状に連結されており、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバー53G、54G以外の圧電カンチレバーのうち少なくとも1つの圧電カンチレバーの折り返し端と前記第2軸との間の距離D3は、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの折り返し端と前記第2軸との間の距離D2より短い。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ミラー部と、
第１軸を中心に揺動できるように前記ミラー部を支持する第１支持部と、
前記第１軸と交差する第２軸を中心に揺動できるように前記第１支持部を支持する第２支持部と、
前記ミラー部を前記第１支持部に対して前記第１軸を中心に揺動させる少なくとも１つの第１アクチュエータと、
前記第１支持部及び当該第１支持部に支持された前記ミラー部を前記第２支持部に対して前記第２軸を中心に揺動させる少なくとも１つの第２アクチュエータと、を備え、
前記第２アクチュエータは、前記第２軸の方向に配置された複数の圧電カンチレバーを含み、
前記複数の圧電カンチレバーは、各々の圧電カンチレバーが隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように蛇腹形状に連結されており、
前記圧電カンチレバーのうち前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーの自由端は、前記第１支持部に連結されており、
前記圧電カンチレバーのうち前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの自由端は、前記第２支持部に連結されており、
前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバー以外の圧電カンチレバーのうち少なくとも１つの圧電カンチレバーの折り返し端と前記第２軸との間の距離は、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの折り返し端と前記第２軸との間の距離より短く、
前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバー、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバー、及び前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーと前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーとの間の全ての圧電カンチレバーはそれぞれ前記第１軸に対して平行に延在する形状であり、
前記蛇腹形状の前記圧電カンチレバー同士を折り返すように連結する連結部は前記第２軸に対して平行に延伸した形状であり、
前記ミラー部と前記第１アクチュエータとを連結するトーションバーとをさらに有し、
前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーの自由端は、第２軸上に延びる連結部にて前記第１支持部に連結されており、
前記第１支持部は前記第２アクチュエータを介してのみ前記第２支持部とつながっている光偏向器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数の圧電カンチレバーのうち前記ミラー部に近い圧電カンチレバーほど、当該圧電カンチレバーの折り返し端と前記第２軸との間の距離が短い請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記第２支持部は、前記第１支持部、前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータを囲むように設けられ、かつ、前記複数の圧電カンチレバーの折り返し端が対向する複数の部分を含み、
前記複数の部分は、それぞれ、当該部分が対向する圧電カンチレバーの折り返し端近傍まで延びている請求項１に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記ミラー部から奇数番目の前記圧電カンチレバーの長さの合計と、前記ミラー部から偶数番目の前記圧電カンチレバーの長さの合計は等しい請求項１に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記第２支持部は、矩形の枠状部分と、前記枠状部分の内側において前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーとの接続部分から前記枠状部分の直行する２辺と接続されるよう広がる突出部とを有す請求項１に記載の光偏向器。
【請求項６】
前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーは前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーよりも前記第２軸の方向の幅が広いことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項７】
前記複数の圧電カンチレバーは前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーから前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーに向かって前記第２軸の方向の幅が狭くなっていくことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項８】
前記複数の圧電カンチレバーの折り返し端は前記ミラー部に向かって傾斜した直線に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項９】
前記圧電カンチレバー同士を折り返すように連結するすべての連結部の前記第１軸の方向の幅は、すべての前記複数の圧電カンチレバーの前記第２軸の方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項１０】
前記圧電カンチレバー同士を折り返すように連結するすべての連結部の前記第１軸の方向の幅は、前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーの前記第２軸の方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項７に記載の光偏向器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器に関し、特に、ミラー部の振角効率が低下するのを抑制しつつ、１次モードの周波数（１次共振周波数）を大きくすること（高周波側にシフトさせること）ができる光偏向器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
ミラー部と、このミラー部を揺動させるためアクチュエータとして、蛇腹形状に連結された複数の圧電カンチレバーを含むアクチュエータと、を備えた光偏向器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これに対して、本発明者らは、外部振動が光偏向器に加えられた場合であっても、当該外部振動により光偏向器が影響を受けるのを抑制するため、蛇腹形状に連結された圧電カンチレバー（複数）の長さを短くすることを検討した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－７７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らが検討したところ、蛇腹形状に連結された圧電カンチレバー（複数）の長さを短くすることにより、１次モードの周波数（１次共振周波数）を大きくすること（高周波側にシフトさせること）ができるものの、ミラー部の振角効率が大きく低下してしまうとういう課題を見出した。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ミラー部の振角効率が低下するのを抑制しつつ、１次モードの周波数（１次共振周波数）を大きくすること（高周波側にシフトさせること）ができる光偏向器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる光偏向は、ミラー部と、第１軸を中心に揺動できるように前記ミラー部を支持する第１支持部と、前記第１軸と交差する第２軸を中心に揺動できるように前記第１支持部を支持する第２支持部と、前記ミラー部を前記第１支持部に対して前記第１軸を中心に揺動させる少なくとも１つの第１アクチュエータと、前記第１支持部及び当該第１支持部に支持された前記ミラー部を前記第２支持部に対して前記第２軸を中心に揺動させる少なくとも１つの第２アクチュエータと、を備え、前記第２アクチュエータは、前記第２軸の方向に配置された複数の圧電カンチレバーを含み、前記複数の圧電カンチレバーは、各々の圧電カンチレバーが隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように蛇腹形状に連結されており、前記圧電カンチレバーのうち前記ミラー部から最も近い圧電カンチレバーの自由端は、前記第１支持部に連結されており、前記圧電カンチレバーのうち前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの自由端は、前記第２支持部に連結されており、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバー以外の圧電カンチレバーのうち少なくとも１つの圧電カンチレバーの折り返し端と前記第２軸との間の距離は、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの折り返し端と前記第２軸との間の距離より短い。
【０００８】
このような構成により、ミラー部の振角効率が低下するのを抑制しつつ、１次モードの周波数（１次共振周波数）を大きくすること（高周波側にシフトさせること）ができる。
【０００９】
１次モードの周波数（１次共振周波数）を大きくすること（高周波側にシフトさせること）ができるのは、ミラー部から最も遠い圧電カンチレバー以外の圧電カンチレバーのうち少なくとも１つの圧電カンチレバーの折り返し端と第２軸との間の距離を、前記ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの折り返し端と前記第２軸との間の距離より短くしたことによるものである。すなわち、これにより、ミラー部から最も遠い圧電カンチレバー以外の圧電カンチレバーのうち少なくとも１つの圧電カンチレバーの剛性が、ミラー部から最も遠い圧電カンチレバーの剛性より相対的に高くなることによるものである。
【００１０】
ミラー部の振角効率が低下するのを抑制することができるのは、ミラー部から遠い圧電カンチレバーほど、剛性が相対的に低くなる（屈曲変形しやすくなる）ことによるものである。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許