JPH0266514A

JPH0266514A - 光偏向・走査器

Info

Publication number: JPH0266514A
Application number: JP21892988A
Authority: JP
Inventors: Nario Shibata; 柴田　就生
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-06

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】Ａ、産業上の利用分野本発明は、レーザ測寸器、レーザプリンタ、レーザＰＯ
Ｓスキャナなどに用いられ光を偏向あるいは走査する光
偏向・走査器に関する。

Ｂ、従来の技術従来の光偏向・走査器としては次のようなものが知られ
ている。

■光の回折を利用した音響光学式 ■光の屈折を利用した電気光学式 ■ガルバノメータにより反射面の向きを変化させるガル
バノメータ式 ■ミラーを回転する回転多面鏡式 ■ホログラムに作成した回折格子の回転を利用するホロ
グラムディスク式。

Ｃ０発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の■〜■の方式による光偏向・
走査器にはそれぞれ次のような欠点がある。

■、■の方式は高速で光を偏向・走査できるが、偏向角
度が小さく、大きな領域を対象とした光の入出力には適
さない。

■〜■の方式は偏向角度が大きくとれかつ解像度も高い
ので、現在、広く使用されている。しかし、■の方式は
、その駆動装置としてムービンコイルや音叉が用いられ
て高速走査に向かない。ムービンコイル式は光の偏向も
走査もできるが、音叉方式は光を偏向することができな
い。また、■の方式は、反射面の数と回転数とによって
走査周期が決まるため、高速走査は可能であるが、光を
偏向できない。さらに■の方式は、回転多面鏡方式と同
様にホログラムの回転数を高くすることにより高速走査
が可能であるが、やはり光を偏向できない。

本発明の技術的課題は、高速走査に対応できる駆動源を
備え、かつ光の偏向角度を大きくできる光偏向・走査器
を得ることにある。

００課題を解決するための手段一実施例を示す第１図により本発明を説明すると、光偏
向・走査器は、電歪素子１と、この電歪素子１の歪を拡
大する変位拡大機構３と、電歪素子１の歪に相応して反
射面３５１の向きが変わるように該変位拡大機構３に設
けられたミラー部３５とを具備することにより、上述し
た技術的課題を解決する。

Ｅ０作用電歪素子１の歪が変位拡大機構３で拡大され、ミラー部
３５の反射面の向きが変わる。電歪素子１の歪を一定値
にすれば、ミラー部３５に入射される光が所定方向に偏
向される。電歪素子１に周波電圧を印加すれば、ミラー
部３５が相応する周波数で揺動するから、電歪素子１の
動作周波数に応じて光を高速走査することが可能となる
。

なお、本発明の詳細な説明する上記り項およびＥ項では
、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが
、これにより本発明が実施例に限定されるものではない
。

Ｆ、実施例第１図に基づいて一実施例を説明する。

電歪素子１は、その駆動制御回路２からの駆動信号に相
応して歪み、伸縮運動する。駆動制御回路２は、所定電
圧値の直流電圧駆動信号や所定周波数、所定振幅の周波
電圧駆動信号を出力できるように構成される。変位拡大
機構３は、薄板状鋼板（例えば厚さ５ｍｍ）をエツチン
グなどにより加工して作製され、電歪素子１の歪みＥを
、第１段拡大レバー３１．第２段拡大レバー３２．第３
段拡大レバー３３．第４段拡大レバー３４により拡大し
、第４段拡大レバー３４の先端部から偏位量Ｄ（εＸｋ
：には拡大率であり、本例では約３０である。）の矢印
方向の直線変位をとり出す。第４段拡大レバー３４に薄
肉部を介して接続されたミラー支持部３ｄと基部３ａと
の間には薄肉部３ｂ、３ｃを介してミラー部３５が一体
に設けられ、第４段拡大レバー３４の先端の直線変位に
よりミラー部３５が薄肉部３ｃを支点として、矢印Ｂの
ように揺動する。

ミラー部３５は変位拡大機構３を作製する薄板状鋼板と
一体に例えば５ｖｗＸ５ｍｍの正方形形状に加工し、そ
の表面を研摩して反射面３５１を作製したり、コーテイ
ング膜によって反射面３５１を作製できる。あるいは、
変位拡大機構３とは別のミラーを貼着して反射面３５１
を作製してもよい。

ミラー部３５を変位拡大機構３に一体に作成すると、Ｉ
　ａ　／’容易で廉価にできる。しかも、別ものを貼着
する方式のように脱落する可能性もなく、信頼性も高い
。

さらに４はレーザ光源であり、駆動制御回路５からの駆
動信号により駆動制御され、レーザ光をミラー部３５に
向けて出射する。光変調器６は、図示しない制御回路か
らの変調信号によってレーザ光を変調してミラー部３５
に出射する。

このような構成の光偏向・走査器の動作を説明する。

例えば、レーザ駆動制御回路５からの駆動信号によって
レーザ光源４からレーザ光が連続発振される。そして、
そのレーザ光を光変調器６で変調してミラー部３５に入
射せしめる。一方、電歪素子駆動制御回路２からの周波
電圧駆動信号によって電歪素子１が所定周期で伸縮運動
すると、第４段拡大レバー３４の先端が変位量りで直線
変位し、ミラー部３５が矢印Ｂのように揺動する。これ
により、変調されたレーザ光が不図示の対象物体上を走
査する。

電歪素子駆動制御回路２から所定値の直流電圧駆動信号
を電歪素子１に印加すれば、電歪素子１の歪εに応じて
第４段拡大レバー３４が変位し、ミラー部３５が所定角
度で傾く。電圧値を一定に保持しておけば、ミラー部３
５の傾き角度は一定であり、上述したようにミラー部３
５に入射するレーザ光は、一定の角度方向に偏向する。

以上説明した光偏向・走査器において、電歪素子１の歪
量を１６〜２０μｍ、拡大率を約３０、ミラー部３５の
支点３ｂ、３ａ間距離を約１〜１．５Ｉとすれば、ミラ
ー部３５を従来の機械式光偏向・走査器と同様に約２０
〜３０度揺動させることができる。

光偏向・走査器を第２図に示すように構成してもよい。

電歪素子１がεだけ伸びると、右拡大レバー３６の薄肉
部３Ｒを支点としてレバーアーム３６ＡがＬ方向に揺動
し、左拡大レバー３７の薄肉部３Ｌを支点としてレバー
アーム３７ＡがＲ方向に揺動する。したがって、ミラー
部３５の反射面３５１が上向きに傾く。逆に、電歪素子
１がεだけ縮むと、右拡大レバー３６のレバーアーム３
６ＡがＲ方向に揺動し、左拡大レバー３７のレバーアー
ム３７ＡがＬ方向に揺動する。したがって、ミラー部３
５の反射面３５１が下向きに傾く。

この光偏向・走査器において、電歪素子１の歪量を１６
〜２０μｍ、拡大率を約１６、ミラー部３５の支点３ｂ
、３ａ間距離を１ｍとすれば、ミラー部３５を約９〜２
０度揺動させることができる。

なお、本発明は光偏向・走査器に関するものであるから
、ミラー部に入射する光の種類、変調の有無などは一切
問わない。また、変位拡大機構は実施例に限定されない
。

Ｇ０発明の効果本発明によれば、電歪素子の動作周波数に相応した周波
数でミラー部を揺動し、かつ、変位拡大機構により電歪
素子の歪を拡大しミラー部の揺動角度が大きくなるよう
にミラー部を変位拡大機構に設けたので、 ■光を高速に走査でき、 ■大きな光の偏向角度が得られ、 ■光の偏向も走査も自由に行なうことができる、新しい
光偏向・走査器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光偏向・走査器とその駆動制御回
路を示す全体構成図、第２図は光偏向・走査器の変形例
である。１：電歪素子２：電歪素子駆動制御回路３：変位拡大機構　　　３ａ：基部３ｂ、３ｃ：薄肉部　　　３ｄ：ミラー支持部４：レー
ザ光源５：レーザ駆動制御回路３５：ミラー部　　　　３５１：反射面第１図特許出願人　　株式会社島津製作所代理人弁理士　　　永　井　冬　紀

Claims

【特許請求の範囲】

電歪素子と、この電歪素子の歪を拡大する変位拡大機構
と、前記電歪素子の歪に相応して反射面の向きが変わる
ように該変位拡大機構に設けられたミラー部とを具備す
ることを特徴とする光偏向・走査器。