JPH06503447A - 圧電作動機 - 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】 ＬｊｌＬｌｊ １１Ｂ鉦抹ＪＬ乞■ 関連データ 本発明は、以下の本願の出願人と同一の出願人による同時係属の米国出願に関す るものである。即ち、既に出願された米国出願第０７／４２９．９８７号、第０ ７／４４８．７４８号、第０７７４９４、５７９号、第０７７５０４．１２６号 、及び本願と同時に出願された米国出願第０７／７７９．３４５号、第０７７７ ７９．５４０号に関しており、各々が本願に参考資料として包含される。

本発明は、一般的に電気機作動機に関し、特に圧電装置が電気的エネルギーを機 械的作動に変換するような作動機に関する。

及ｊＪと１１ 作動されるミラーアレイは、米国出願第０７／４２９．９８７号及び第０７／４ ４８．７４８号に開示される如く、各ミラーからの反射光線が、スリント開孔を 通過する光束によって変調されるような光度が変調される一要素にとっては有用 である。これらに開示されるように、光束は開孔に対するミラーの配置方向によ って制御される。圧電作動機は、各作動機に付与される電気的信号に応答して、 各ミラーを作動させるためのものと開示されている。電気的信号は、所望の変調 程度に比例している０作動機のための制御回路については米国出願第０７１５０ ４．１２５号に開示されている。圧電作動機及びこれから形成されるミラーアレ イの例については米国出願第０７／４９４．５７９号に開示されている。

及ｊＪと１１ 本発明の目的は、このようなミラーアレイのための更に別の作動機を提供するこ とにある。

本発明によれば、圧電作動機は印加電圧の存在下で、互いに対し横方向にせん断 するように方向配置された一対の圧電部材を有する。ラックと類似した作用をす る移動部材及びビニオンと類似した作用をする回転部材を有するヒンジは、圧電 部材の上部に取り付けられており。

−移動部がそれぞれ一方の圧電部材に取り付けられている０回転部材から外径方 向外向きに取り付けられた被駆動部材は、圧電部材が横方向にせん断されると１ 円弧内を移動する。ミラーのような物体が、被駆動部材の末端によって担持され ると、次いで作動される。

本発明のこれら及び他の目的、利点並びに特徴は、添付の図面及び請求の範囲を 参照しつつ、以下の好適なる実施例の説明を読めば、当業者にとっては容易に明 白となろう。

の　な− 第１図は１本発明の原理に従って構成される作動機の横断面図である。

な　の詳細な− 図面を参照するに、ミラー１２の平面に対して傾斜運動を与えるためのミラー作 動機が示されている０作動機ｌＯは、基板１４と、一対の圧電部材１６ａ、１６ ｂと、ヒンジ１８とを有する。

また、圧電部材１６ａ、１６ｂの各々は、第１の側面２０ａ、２０ｂ、第２の側 面２２ａ、２２ｂ、上面２４ａ、２４ｂ及び下面２６ａ、２６ｂとを有する。下 面２６ａ、２６ｂは、基板１４に装着される。装着及び後述の各装着を行なうた めに、エポキシを使用することができる。好適な実施例において、圧電部材の各 々の第１の側面２０ａ、２０ｂは互いに対面しており、第２の側面２２ａ、２２ ｂはこれらの反対側にある。

圧電部材１６ａ、１６ｂの分極作用は、電圧がそれぞれの第１の側面２０ａ、２ ０ｂ及び第２の側面２２ａ、２２ｂの間に与えられると、各部材１６ａ、１６ｂ は電圧の陽性により決定される方向にせん断されるように選択される。各部材１ ６ａ、１６ｂの第１の側面２０ａ、２０ｂを対面するように配設することによっ て、同一の電圧の印加によって、各部材１６ａ、１６ｂの上面２４ａ、２４ｂは 、印加電圧の第１の極性に対し互いの方向にせん断され、又は第２の反対極性に 対し互いから離れる方向にせん断される。言うまでもなく、各部材１６ａ、１６ ｂに適切な電圧及び極性が共に適用された場合、圧電部材１６ａ、１６ｂの他の 配置方向及び分極作用が本発明の範囲以内であれば可能である０例えば。

部材１６ａ、１６ｂは、第１の部材１６ａの第１の側面２０ａが、第２の部材１ ６ｂの側面２０ｂに対面するように方向配置される。各部材１６ａ、１６ｂに対 する印加電圧は同一の結果を達成するよう、その時には各部材において反対極性 を有する。他の場合、圧電部材はせん断モードの反対陽性を有していると考えら れ、前方から後方へと配置された時には、前述のようにせん断を行うために、各 部材において同じ極性が必要となる。

このような電圧を印加するために、第１の金属化部材２８が従来技術により溶着 され、各部材１６ａ、１６ｂの第１の側面２０ａ、２０ｂを相互接合する。同様 に第２の金属化部材３０が、容筒２の側面２２ａ、２２ｂに適用される。第２の 金属化部材は、通常の接地電位に接続してもよい、第１の金属化部材２８に電圧 を印加することによって、各圧電部材１６ａ、１６ｂはせん断される。

ヒンジ１８は、一対の装着部材３２ａ、３２ｂと、一対の移動部材３４ａ、３４ ｂと１回転部材３６と、被駆動部材３８とを有する。各装着部材３２は、それぞ れの圧電部材１６ａ、１６ｂの上面２４ａ、２４ｂに取り付けられている０回転 部材３６は、各装着部材３２ａ、３２ｂ間に配設されており、各移動部材３４ａ 、３４ｂによってこれに取り付けられている。より特定的には、第１の移動部材 ３４ａは、その末端部４０ａが回転部材３６の上側部分４２に取り付けられてお り、第２の移動部材３４ｂは、その末端部４０ｂが回転部材３６の下側部分４４ に取り付けられている。被駆動部材３８は回転部材３６に取り付けられており、 回転軸から半径方向外向きに延びている。

被駆動部材の末端部４６は、ミラー１２が取り付けられている平面台４８を有す る。第３−４図に明らかに示すように、電圧の印加によって、前述のようにせん 断が生じ１回転部材３６の回転に応答して、ミラー１２の平面が傾動される。

前述のように、ヒンジ１８は移動部材３４ａ、３４ｂの可撓性を提供し、かつ回 転部材３６が回転することができるように選択された適切な物質を微細機械加工 することにより、一体的に形成することができる。前記物質は、被駆動部材３８ がこれに装着される物体の重量を支持することができる程の充分な剛性を有する ように選択される。多数のプラスチック又は金属合成品が適切である。他の場合 には、ヒンジ１８は部品から構成され、前記のように組み立てられる。

このような作動機１０のアレイは、個々にアドレス可能なように構成される。開 孔５０は、このような対からなるアレイの各一対の圧電部材１６ａ、１６ｂの中 間の基板１４に形成される。金属化部材５２が孔に充填されて、１！ＩＩの金属 化部材２８と電気的接触をする。米国上ｍ１１１０７１５０４．１２５号に開示 されるような基板１４の下面に取り付けられるアドレス可能な駆動装置５４が、 各金属化部材５２に電圧を印加する。アレイの各対における電圧は、米国上ＩＩ 　＊　０７／４２９．９８７号又は第０７／４４８．７４８号に開示される形式 の光変調投光装置のビクセル強度により形成することができる。容筒２の面２４ ａ、２４ｂの第２の金属化部材３０は、基板の上面で共通して相互接合される。

上述のように、ミラーアレイに特に有用な新規の圧電作動機が開示される。当業 者は、今やその多数を利用し、且つ本願に開示される発明の概念より逸脱するこ となく、前記実施例を変更することができる。従って本発明は、以下の請求の範 囲によってのみ、明確にされるものである。

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Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．物体の平面を傾けるための装置において、基板と、 一対の離隔した圧電部材と、 ヒンジとからなっており、 前記圧電部材の各々は、上面と、底面と、第１の側面と、第２の側面とを有して おり、前記底面は、前記基板に取り付けられており、前記圧電部材は、第１の側 面と第２の側面との間に印加された電圧によって、前記上面が前記印加電圧の極 性によって決定される方向に、横方向にせん断されるように選択された分極作用 を更に有しており、前記部材の各々の第１の側面は、前記各部材に対する印加電 圧によって、その各部材の上面が、前記電圧が第１の極性のときには互いの方向 に向かってせん断され、前記電圧が第１の極性とは反対の極性を有するときには 、前記部材の上面が互いから離れるように対面しており、 前記ヒンジは、一対の装着部材と、一対の移動部材と、回転部材と、被駆動部材 とを有しており、各装着部材は圧電部材それぞれの上面に取り付けられており、 前記回転部材は前記装着部材の間に配設されており、前記移動部材によってこれ に取り付けられており、前記第１の移動部材は、前記第１の装着部材から前記回 転部材の上側部分に延びており、前記第２の移動部材は、前記第２の装着部材か ら前記回転部材の下側部分に延びており、前記被駆動部材は回転部材に取り付け られており、その回転軸から半径方向外向きに延びており、前記被駆動部材は更 に、前記物体が取り付けられている台を有しており、かくて前記圧電部材のせん 断力により、前記物体が被駆動部材の末端によって担持されると、物体が傾動さ れるということを特徴とする装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記数の装置において、前記台が実質的に平面であること を特徴とする装置。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の装置において、前記台が前記回転軸の半径に対し て垂直であることを特徴とする装置。
4. ４．請求の範囲第１項に記載の装置において、前記第１の側面はこれに第１の金 属化部材を塗布されており、前記第２の側面はこれに第２の金属化部材を塗布さ れていることを特徴とする装置。
5. ５．ミラーアレイでミラーの平面を傾けるための作動ミラーアレイにおいて、 複数の貫通孔を有する基板と、 複数の対をなす離隔圧電部材と、 各対と関連する複数のヒンジとからなり、前記各対の圧電部材は、前記各孔の近 くに配設されており、前記各部材は、上面と、下面と、第１の側面と、第２の側 面とを有しており、前記下面は、前記基板に取り付けられており、前記圧電部材 は、前記第１の側面と第２の側面との間に印加される電圧によって、前記上面が 前記印加電圧の極性によって決定される方向へ、横方向にせん断されるように選 択された分極作用を有しており、前記各対の圧電部材の第１の側面は、その各部 材に対する印加電圧によって、その部材の上面が、前記電圧が第１の極性を有す る時は互いの方向に向かってせん断され、前記電圧が第１の極性とは反対の第２ の極性を有する時、前記上面が互いから離れる方向にせん断されるように対面し ており、前記各対の各部材の第１の側面は、これに近接した一開孔よりアドレス 可能であり、前記部材の全ての第２の側面は、共通して電気的に結合されており 、前記各ヒンジは、一対の装着部材と、一対の移動部材と、回転部材と、被駆動 部材とを有しており、前記各装着部材は前記圧電部材それぞれの上面に取り付け られており、前記回転部材は前記装着部材の間に配設されており、前記移動部材 によってこれに取り付けられており、前記第１の移動部材は、前記第１の装着部 材から前記回転部材の上側部分に延びており、前記第２の移動部材は、前記第２ の装着部材から前記回転部材の下側部分に延びており、前記被駆動部材は前記回 転部材に取り付けられており、その回転軸から半径方向外向きに延びており、か くて、各対の圧電部材のせん断力により、各ミラーが前記被駆動部材の末端によ って担持されると、このミラーが傾動されることを特徴とする作動ミラーアレイ 。
6. ６．請求の範囲第５項記載のミラーアレイにおいて、前記被駆動部材は、一個の ミラーが装着される平面台を有していることを特徴とするミラーアレイ。
7. ７．請求の範囲第６項記載のミラーアレイにおいて、前記台が前記回転軸の半径 に対して垂直であることを特徴とするミラーアレイ。
8. ８．請求の範囲第５項記載のミラーアレイにおいて、前記各対の部材の第１の側 面が、これに第１の金属化部材を塗布されており、これに近接した前記一開孔は 、前記第１の金属化部材と電気的接触をする金属をその内部に有しているので、 各対の部材にアドレスすることができ、更に、前記部材の全ての第２の側面はこ れに塗布され、共通して前記基板の上面に接続される第２の金属化部材を有して いることを特徴とするミラーアレイ。