ミラーチルトアクチュエーター
【課題】制御帯域が広く高効率なミラーチルトアクチュエーターを提供する。
【解決手段】ミラーホルダ３は、ミラー２を保持する。ミラーホルダ３は、台座に、少なくとも２方向に傾斜可能に保持される。駆動手段は、ミラーホルダ３を台座から傾斜させる。トーションバー４は、一端がミラーホルダ３の中央部に接続され、他端が台座に接続される。板バネ５ａ〜５ｄは、一端がミラーホルダ３の周辺部に接続され、他端が台座に接続される。板バネ５ａ〜５ｄは、ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する。
【解決手段】ミラーホルダ３は、ミラー２を保持する。ミラーホルダ３は、台座に、少なくとも２方向に傾斜可能に保持される。駆動手段は、ミラーホルダ３を台座から傾斜させる。トーションバー４は、一端がミラーホルダ３の中央部に接続され、他端が台座に接続される。板バネ５ａ〜５ｄは、一端がミラーホルダ３の周辺部に接続され、他端が台座に接続される。板バネ５ａ〜５ｄは、ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラーチルトアクチュエーターに関し、更に詳しくは、ミラーを搭載し光の指向方向を制御するミラーチルトアクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星間光通信は、宇宙空間における大容量通信方式として期待されている。宇宙空間は、光の散乱や吸収がほとんどなく、極めて良質な光伝送路である。宇宙空間では、数万ｋｍオーダーの長距離伝送を、増幅なしで実現できる。
【０００３】
衛星間光通信の成立には、双方のアンテナが厳密に相対する必要がある。アンテナには、１万分の１度オーダーの極めて小さな誤差範囲しか許されない。また、通信衛星の切り換えのため、アンテナは、相手のアンテナを高速で探索し、補足する必要がある。従って、光通信アンテナには、高精度追尾と高速捕捉の双方が求められている。
【０００４】
一般に、衛星間光通信のビーム指向装置は、指向方向を大まかに制御する粗捕捉追尾機構（Coarse Pointing Mechanism：ＣＰＭ）と、１万分の１度オーダーで精密に制御する精捕捉追尾機構（Fine Pointing Mechanism：ＦＰＭ）とで構成されている。ＣＰＭには、大型のジンバルミラーが用いられ、ＦＰＭには、小型のミラーチルトアクチュエーターが用いられている。
【０００５】
光通信アンテナの高速捕捉と高精度追尾とを満たすため、ＦＰＭのミラーチルトアクチュエーターには、広駆動帯域と高精度調整とが求められる。また、これと同時に、ＣＰＭ側の調整精度を軽減し、更にはＦＰＭ単独で高速捕捉を可能にするために、駆動角範囲の広さが求められている。
【０００６】
ＦＰＭには、その構成の容易さなどから、積層圧電素子を用いたミラーチルトアクチュエーターが用いられることが多い。しかし、圧電素子固有のストロークの短さから、ＦＰＭの駆動角範囲が極めて狭く、ＣＰＭに高い調整精度が要求された。
【０００７】
特許文献１には、上記の問題を解消するミラーチルトアクチュエーターが記載されている。図１５に、特許文献１のミラーチルトアクチュエーターの上面図を示し、図１６に、側面図を示す。ミラー１０１及びミラーホルダ１０２は、ミラーホルダ１０２の中心からＺ方向に伸びたトーションバー１０３、及び、ミラーホルダ１０２のＸＹ面からＺ方向に折り曲がった板バネ１０４を介して、台座１０５に固定されている。ミラーホルダ１０２からは、アーム１０６が伸びており、その端にコイル１０７ａ〜１０７ｄが設置されている。台座１０５には、コイル１０７ａ〜１０７ｄに対応して、永久磁石１０８ａ〜１０８ｄ、及び、距離変位センサ１０９ａ〜１０９ｄが設置されている。
【０００８】
ミラー１０１を傾ける際には、コイル１０７ａ〜１０７ｄに電流を流す。コイル１０７ａ〜１０７ｄに流れる電流と、永久磁石１０８ａ〜１０８ｄが生成する磁場との相互作用で、ミラーホルダ１０２がトーションバー１０３の固定端を中心にして傾く。より詳細には、コイル１０７ａとコイル１０７ｃとに電流を流すことで、ミラー１０１がθｘ方向に傾き、コイル１０７ｂとコイル１０７ｄとに電流を流すことで、ミラー１０１がθｙ方向に傾く。このとき、トーションバー１０３及び板バネ１０４が、ミラーホルダ１０２のＺ方向のずれを抑制する。
【０００９】
また、非特許文献１にも、上記の問題を解消するミラーチルトアクチュエーターが記載さえている。図１７に、非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターを示す。ミラー１１０及びミラーホルダ１１１は、トーションバー１１３、及び、ミラーホルダ１１１のＸＹ面からＺ方向に折り曲がった板バネ１１２を介して、台座１１６に固定されている。ミラーホルダ１１１の裏面には、２対のコイル１１４が設置され、コイル１１４の内部には、コイル１１４に対応した磁気回路１１８が挿入されている。特許文献１のミラーチルトアクチュエーター１００、及び、非特許文献１のミラーチルトアクチュエーター１１７は、電磁力を用いて駆動しているため、圧電素子を用いる場合に比して、広角駆動が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２８１９２５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】K. Aoki, et al, "Wide-range fine pointing mechanism for free-space laser communications," Free-Space Laser Communication and Active Laser Illumination III, SPIE Proceedings, Vol. 5160, pp. 495-506, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエータ１００は、ミラーホルダ１０２からアーム１０６が伸び、その先にコイル１０７ａ〜１０７ｄが設置されている。このため、ミラーチルトアクチュエーターのサイズが大型化するという問題がある。これに対し、非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエータ１１７は、コイル１１４がミラーホルダ１１１の裏面に設置されているため、ミラーチルトアクチュエーターを小型化できる。
【００１３】
しかし、非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーター１１７では、反共振を伴う不要共振モードが存在するという問題がある。図１８に、ミラーチルトアクチュエーター１１７における発生チルトの周波数特性の測定結果を示す。図１８を参照すると、４０Ｈｚ近傍にチルト共振モードが存在し、１００Ｈｚ近傍に反共振を伴う不要共振モードが存在する。このうち、チルト共振モードは制御が容易である。これに対し、不要共振モードは、並進方向の変位を伴うため、制御が困難である。
【００１４】
ミラーチルトアクチュエーター１１７では、制御が困難な不要共振モードが１００Ｈｚ近傍の低周波領域に存在するため、制御帯域が１００Ｈｚ以下に制限される。不要共振モードを高周波側に移す方策として、板バネの剛性を上げるという方策がある。板バネ１１２の剛性を上げれば、図１８に示すように、不要共振モードを高周波側に移すことができる。しかし、剛性を上げると、コイル電流あたりの駆動角の大きさ（発生チルト効率）が低下するという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、制御帯域が広く高効率なミラーチルトアクチュエーター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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明のミラーチルトアクチュエーターは、光を反射するミラーと、前記ミラーを保持するミラーホルダと、前記ミラーホルダを少なくとも２方向に傾斜可能に保持する台座と、前記ミラーホルダを前記台座から傾斜させる駆動手段と、一端が前記ミラーホルダの中央部分に接続されると共に他端が前記台座に接続されるトーションバーと、一端が前記ミラーホルダの周辺部に接続されると共に他端が前記台座に接続され、前記ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する複数の平板状の弾性部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のミラーチルトアクチュエーターは、制御帯域を広くとることができると共に、発生チルト効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のミラーチルトアクチュエーターを構成する可動部を示す斜視図。
【図２】図１に示す可動部に用いられる板バネの形状を示す上面図。
【図３】台座の概略を示す斜視図。
【図４】磁気回路の概略を示す斜視図。
【図５】板バネ、トーションバー、及び、磁気回路の実装状態を示す斜視図。
【図６】図１に示す可動部におけるチルト発生のメカニズムを示す図。
【図７】実装の変形を示す図。
【図８】板バネの第１の変形例を示す図。
【図９】図８に示す形状の板バネを用いた可動部を示す斜視図。
【図１０】板バネの第２の変形例を示す図。
【図１１】図１０に示す板バネを用いた可動部を示す斜視図。
【図１２】非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターにおける可動部を示す斜視図。
【図１３】有限要素法を用いて解析した発生チルトの周波数特性の解析結果を示すグラフ。
【図１４】図１２に示す可動部における不要共振モードの様子を示す図。
【図１５】特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターを示す上面図。
【図１６】特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターを示す側面図。
【図１７】非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターの外観を示す図。
【図１８】非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターにおける発生チルトの周波数特性の測定結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態のミラーチルトアクチュエーターにおける可動部を示している。可動部１は、ミラー２、ミラーホルダ３、トーションバー４、板バネ５ａ〜５ｄ、及び、コイル６ａ〜６ｄを含む。トーションバー４は、ミラーホルダ３の中心からＺ方向に伸びている。トーションバー４は、ピアノ線、コバルト合金などの耐力の高い合金で形成される。
【００２０】
板バネ５ａ〜５ｄは、平板状の弾性部材であり、ミラーホルダ３の外縁部から、ミラーホルダ３に沿って伸びている。板バネ５ａ〜５ｄは、屈曲部を少なくとも一箇所有する。コイル６ａ〜６ｄは、ソレノイドコイルである。コイル６ａ〜６ｄは、Ｘ軸周り、Ｙ軸周りで対になるように、ミラーホルダ３のミラー２の挿入面とは反対側の面に貼り付けられている。可動部１は、トーションバー４の接触面Ｆ１、及び、板バネ５ａ〜５ｄの接触面Ｆ２〜Ｆ５を介して、図示しない台座に固定される。
【００２１】
図２に、板バネ５ａ〜５ｄの形状を示す。４枚の板バネ５ａ〜５ｄは、同じ形状をしている。図２は、板バネ５ａ〜５ｄでは、屈曲部Ｂを三か所有している。板バネ５ａ〜５ｄは、ＸＹ平面に平行な薄型平板のバネである。板バネ５ａ〜５ｄの厚みは、２０μｍ〜２００μｍの範囲内にある。板バネ５ａ〜５ｄには、耐力の高い合金を用いる。具体的には、板バネ５ａ〜５ｄは、ステンレス鋼、ベリリウム銅、りん青銅、洋白、及び、ニッケル・銅合金、チタン・銅合金から成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む。
【００２２】
図３に、図１の可動部１を取り付ける台座の概略を示す。台座７は、固定台７ａ〜７ｈと、固定穴７ｉとを有する。固定台７ａ〜７ｄは、板バネ５ａ〜５ｄと台座７との接合部分である。固定台７ａ〜７ｄは、台座７のエッジ近傍に、各々の固定台が９０°の回転対称となる位置関係で存在する。
【００２３】
固定台７ｅ〜７ｈは、コイル６ａ〜６ｄを駆動するための磁気回路の固定台である。固定台７ｅ〜７ｈは、台座７の中心線上に、各々の固定台がＸ軸、Ｙ軸で対称になる位置関係で存在する。固定穴７ｉは、トーションバー４の固定穴である。固定穴７ｉは、台座７の中心に存在する。
【００２４】
図４に、コイル６ａ〜６ｄの駆動に用いる磁気回路を示す。磁気回路８ａ〜８ｄは、それぞれ固定台７ｅ〜７ｈに固定される。４つの磁気回路８ａ〜８ｄは、同形状・同構成である。コイル６ａ〜６ｄと、磁気回路８ａ〜８ｄとは、ミラーホルダ３を傾ける駆動手段を構成する。駆動手段は、複数対のコイルと、複数対の磁気回路とで構成され、ミラーホルダ３を少なくとも２方向に傾けることができる。
【００２５】
磁気回路８ａ〜８ｄは、断面がコの字型のヨーク９と、永久磁石１０とを有する。永久磁石１０は、ヨーク９の空隙部の片方の面に貼り付けられる。永久磁石１０は、その磁気モーメントＭの方向がヨーク９の空隙部の面に直交するように貼り付けられる。ヨーク９の永久磁石１０が貼り付けられていない側には、可動部１のコイル６ａ〜６ｄが挿入される。
【００２６】
図５に、台座７に、トーションバー４と板バネ５ａ〜５ｄと磁気回路８ａ〜８ｄとを実装した状態を示す。可動部１の板バネ５ａ〜５ｄは、固定台７ａ〜７ｄに固定され、トーションバー４は、固定穴７ｉに固定される。磁気回路８ａ〜８ｄは、永久磁石が台座７の中心側に向かうように固定される。磁気回路８ａ〜８ｄにおける磁気モーメントＭの方向は、台座７の中心から外側に向かう方向に揃っている。
【００２７】
図６に、チルト発生のメカニズムを示す。コイル６ａに、ミラー２から向かった右回り方向に電流を流す。また、コイル６ｃに、ミラー２から向かって左回り方向に電流を流す。コイル６ａに流す電流と、コイル６ｃに流す電流は、同じ電流値とする。磁気回路８ａ、８ｃの磁気モーメントＭは、中心から外側に向かう方向に設定している。このため、フレミングの法則に従って、コイル６ａに−Ｚ方向に力が働き、コイル６ｃには＋Ｚ方向に力が働く。このとき、トーションバー４がミラーホルダ３のＺ方向の並進を抑制するので、ミラー２（ミラーホルダ３）は、θｙ方向に回転する（傾く）。
【００２８】
また、コイル６ｂに、ミラー２から向かって右回り方向に電流を流し、コイル６ｄに、ミラー２から向かって左回り方向に、コイル６ｂと同じ量の電流を流す。この場合、上記と同様な作用で、コイル６ｂに−Ｚ方向に力が働き、コイル６ｄには＋Ｚ方向に力が働く。その結果、ミラー２がθｘ方向に回転する（傾く）。
【００２９】
なお、磁気回路の配置は、図５には限定されない。すなわち、各磁気回路で、磁気モーメントＭが中心に対して外側を向く配置には限定されない。図７に、磁気モーメントＭの方向を変えた変形例を示す。図７では、磁気回路８ａの磁気モーメントＭと磁気回路８ｃの磁気モーメントＭとを同じ方向に向けて配置している。また、磁気回路８ｂの磁気モーメントＭと磁気回路８ｄの磁気モーメントＭとを同じ方向に向けて配置している。磁気回路の配置を図７に示す配置とする場合は、コイル６ａとコイル６ｃとに同じ方向の電流を流すことで、ミラーをθｙ方向に傾けることができる。また、コイル６ｂとコイル６ｄとの同じ方向の電流を流すことで、ミラーをθｘ方向に傾けることができる。
【００３０】
図２では、板バネ５ａ〜５ｄが３か所の屈曲部Ｂを有していたが、板バネの形状は、これには限定されない。屈曲部Ｂは、直線状に折れ曲がった屈曲部には限定されず、曲線状（円弧状）に折れ曲がった屈曲部であってもよい。図８に、変形例（第１の変形例）の板バネの形状を示す。図８に示す板バネ１１ａ〜１１ｄは、ＸＹ面に平行な薄型薄板であり、円弧状の屈曲部を有している。図９に、図８に示す板バネ１１ａ〜１１ｄを用いた可動部１２を示す。この場合も、可動部１２の動作は、図６を用いて説明した動作と同様になる。
【００３１】
また、板バネの屈曲部は、１か所だけでもよい。図１０に、別の変形例（第２の変形例）の板バネの形状を示す。図１０に示す板バネ１３ａ〜１３ｄは、ＸＹ面に平行な薄型平板で、屈曲部Ｂを１か所有している。図１１に、図１０に示す板バネ１３ａ〜１３ｄを用いた可動部１４を示す。可動部１４では、板バネ１３ａ〜１３ｄの側面が、ミラーホルダ３に接触している。この場合も、可動部１４の動作は、図６を用いて説明した動作と同様になる。
【００３２】
本実施形態のミラーチルトアクチュエーターについて、発生チルトの周波数特性を、有限要素法を用いて解析した。解析では、図１に示す構成の可動部１（モデル１）、図９に示す構成の可動部１２（モデル２）、及び、図１１に示す構成の可動部１４（モデル３）について、発生チルトの周波数特性を求めた。また、比較例として、非特許文献１の構造のミラーチルトアクチュエーターの周波数特性も解析した。図１２に、非特許文献１の構造に基づく可動部（モデル４）を示す。図１２に示す比較例の可動部１６は、ミラーホルダ３が、ＸＹ面からＺ軸方向に折れ曲がる板バネ１５ａ〜１５ｄを用いて台座に取り付けられる点で、図１に示す本実施形態の可動部１と相違する。
【００３３】
下記表１に、解析条件を示す。
【表１】
表１に示す解析条件を用いて、モデル１〜モデル４までについて、発生チルトの周波数特性を解析した。
【００３４】
図１３は、発生チルトの周波数特性の解析結果を示している。図１３を参照すると、非特許文献１の構造であるモデル４では、１００Ｈｚ近傍でＳ字状の不要共振モードが存在していることがわかる。この不要共振モードは、図１８で示した実測結果の不要共振モードを再現したものである。これに対し、本実施形態の構成であるモデル１〜モデル３では、不要共振モードが１０００Ｈｚまで移動しており、広い制御帯域が確保できていることがわかる。また、発生チルトのゲインが、モデル４に比して落ちておらず、むしろ上昇している。このことは、モデル１〜モデル３では、発生チルトの効率が、非特許文献１の構造と同等以上であり、非特許文献１と同様な広角駆動と高精度制御とを確保できることを意味している。
【００３５】
以下に、上記効果がもたらされる理由について説明する。図１４は、非特許文献１の構造（モデル４）における不要共振モードの様子を示している。不要共振モードは、可動部１６の対角線軸Ｌ３軸上の振動である。可動部１６ではコイルがミラーホルダの裏面に設置されているため、可動部１６の重心と回転中心とがずれている。その結果、不要共振モードは、チルト変位だけでなく、制御困難な並進方向の変位が伴う。
【００３６】
図１４に示すように、不要共振モード時には、板バネ１５ａ〜１５ｄの領域Ａが大きく変形する。この変形は、板バネがＸＹ面からＺ方向へ折り曲がる部位の屈曲角の変化に伴って生じ、比較的小さな力で発生しうる。モデル４では、可動部１６のＬ３軸上の振動に対する剛性が弱いため、不要共振モード周波数が下がる。
【００３７】
一方、モデル１（可動部１）で用いられる板バネ５ａ〜５ｄ（図２）、モデル２（可動部１２）で用いられる板バネ１１ａ〜１１ｄ（図８）、及び、モデル３（可動部１４）で用いられる板バネ１３ａ〜１３ｄ（図１０）は、ＸＹ面からＺ方向に屈曲する部位を持たない。このため、可動部のＬ３軸上の振動に対する剛性が高く、不要共振モード周波数が上がる。一方で、ミラーチルト方向に対して、ＸＹ面内で屈曲する屈曲部があることで、剛性を低くできる。その結果、発生チルト効率の低下が抑えられる。
【００３８】
本発明のミラーチルトアクチュエーターは、最小構成として、ミラー２と、ミラーホルダ３と、台座７と、駆動手段（コイル６ａ〜６ｄ、磁気回路８ａ〜８ｄ）と、トーションバー４と、複数の平板状の弾性部材（板バネ５ａ〜５ｄ、１１ａ〜１１ｄ、又は、１３ａ〜１３ｄ）とを備える。トーションバー４は、一端がミラーホルダ３の中央部に接続されると共に他端が台座７に接続される。板バネは、一端がミラーホルダ３の周辺部に接続されると共に他端が台座７に接続される。板バネは、ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する。
【００３９】
ミラーホルダ３と台座７と接続する板バネは、ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１つ有している。板バネは、ミラー面からミラー面に垂直な方向に屈曲する部位を持たないため、可動部のミラー面方向の振動に対する剛性を高めることができる。その結果、不要共振モード周波数を高め、制御帯域を広げることができる。その一方で、板バネは、ミラー面と平行な面内で屈曲する屈曲部を有しているので、ミラーチルト方向の剛性を低くできる。つまり、本発明では、発生チルト効率の低下を抑制しつつ、制御帯域を広げることができるという効果を得ることができる。また、板バネを、ミラーホルダ３の外縁部から、ミラーホルダ３に沿って伸ばす構成とする場合、ミラーチルトアクチュエーターの小型化が可能である。
【００４０】
ここで、板バネは、ミラーホルダ３に装着したコイルへの電流供給用の配線を兼ねてもよい。つまり、板バネ５ａ〜５ｄ、１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄを、コイル駆動用の電流を流す配線として用いてもよい。板バネがコイルに電流を供給する配線を兼ねる構成では、台座７とミラーホルダ３との間に、別途配線を設ける必要がなくなる。また、板バネは弾性を有しているので、コイルへの電流供給を行う導線のフリクションに起因する制御性能の低下を防ぐことができる。また、アクチュエーター駆動時の繰り返し応力に起因する導線の損傷を防ぐこともできるという効果もある。
【００４１】
なお、上記実施形態では、可動側であるミラーホルダ３にコイル６ａ〜６ｄを配置し、固定側である台座７に磁気回路８ａ〜８ｄを配置するムービングコイル方式を採用したが、コイルと磁気回路の配置は逆でもよい。すなわち、可動側であるミラーホルダ３に磁気回路を配置し、固定側である台座７にコイルを配置するムービングマグネット方式を採用してもよい。ムービングマグネット方式を採用する場合は、ムービングコイル方式に比して、コイルで発生しミラーホルダ３に伝わる熱の量が少なくなるので、コイルからの熱に起因するミラー２の変形を抑制できる効果がある。
【００４２】
図２、図８、図１０に示す板バネの形状は、例示であって、板バネの形状は、これら形状に限定されるわけではない。例えば、板バネの幅は一定である必要はなく、必要に応じて、幅を調整してもかまわない。また、上記実施形態では、ミラーホルダ３と板バネの接触面のＺ方向の高さと、固定台７ａ〜７ｄと板バネとの接触面のＺ方向の高さとを一致させているが、必ずしもその必要はない。両接触面の高さをずらしたとしても、Ｌ３軸方向の振動に対する剛性は変わらないため、不要共振モード周波数が高域に保たれるという効果は変わらない。
【００４３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のミラーチルトアクチュエーターは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１２、１４：可動部
２：ミラー
３：ミラーホルダ
４：トーションバー
５ａ〜５ｄ、１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄ：板バネ
６ａ〜６ｄ、コイル
７：台座
７ａ〜７ｄ：固定台（板バネ用）
７ｅ〜７ｈ：固定台（磁気回路用）
７ｉ：固定穴（トーションバー用）
８ａ〜８ｄ：磁気回路
９：ヨーク
１０：永久磁石
１５ａ〜１５ｄ：板バネ
１６：可動部
１００：ミラーチルトアクチュエーター
１０１：ミラー
１０２：ミラーホルダ
１０３：トーションバー
１０４：板バネ
１０５：台座
１０６：アーム
１０７ａ〜１０７ｄ：コイル
１０８ａ〜１０８ｄ：永久磁石
１０９ａ〜１０９ｄ：距離変位センサ
１１０：ミラー
１１１：ミラーホルダ
１１２：板バネ
１１３：トーションバー
１１４：コイル
１１５：距離変位センサ
１１６：台座
１１７：ミラーチルトアクチュエーター
１１８：磁気回路
Ａ：板バネの変形領域
Ｂ：屈曲部
Ｆ１〜Ｆ５：台座との接触面
Ｌ３：対角線軸
Ｍ：磁気モーメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラーチルトアクチュエーターに関し、更に詳しくは、ミラーを搭載し光の指向方向を制御するミラーチルトアクチュエーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星間光通信は、宇宙空間における大容量通信方式として期待されている。宇宙空間は、光の散乱や吸収がほとんどなく、極めて良質な光伝送路である。宇宙空間では、数万ｋｍオーダーの長距離伝送を、増幅なしで実現できる。
【０００３】
衛星間光通信の成立には、双方のアンテナが厳密に相対する必要がある。アンテナには、１万分の１度オーダーの極めて小さな誤差範囲しか許されない。また、通信衛星の切り換えのため、アンテナは、相手のアンテナを高速で探索し、補足する必要がある。従って、光通信アンテナには、高精度追尾と高速捕捉の双方が求められている。
【０００４】
一般に、衛星間光通信のビーム指向装置は、指向方向を大まかに制御する粗捕捉追尾機構（Coarse Pointing Mechanism：ＣＰＭ）と、１万分の１度オーダーで精密に制御する精捕捉追尾機構（Fine Pointing Mechanism：ＦＰＭ）とで構成されている。ＣＰＭには、大型のジンバルミラーが用いられ、ＦＰＭには、小型のミラーチルトアクチュエーターが用いられている。
【０００５】
光通信アンテナの高速捕捉と高精度追尾とを満たすため、ＦＰＭのミラーチルトアクチュエーターには、広駆動帯域と高精度調整とが求められる。また、これと同時に、ＣＰＭ側の調整精度を軽減し、更にはＦＰＭ単独で高速捕捉を可能にするために、駆動角範囲の広さが求められている。
【０００６】
ＦＰＭには、その構成の容易さなどから、積層圧電素子を用いたミラーチルトアクチュエーターが用いられることが多い。しかし、圧電素子固有のストロークの短さから、ＦＰＭの駆動角範囲が極めて狭く、ＣＰＭに高い調整精度が要求された。
【０００７】
特許文献１には、上記の問題を解消するミラーチルトアクチュエーターが記載されている。図１５に、特許文献１のミラーチルトアクチュエーターの上面図を示し、図１６に、側面図を示す。ミラー１０１及びミラーホルダ１０２は、ミラーホルダ１０２の中心からＺ方向に伸びたトーションバー１０３、及び、ミラーホルダ１０２のＸＹ面からＺ方向に折り曲がった板バネ１０４を介して、台座１０５に固定されている。ミラーホルダ１０２からは、アーム１０６が伸びており、その端にコイル１０７ａ〜１０７ｄが設置されている。台座１０５には、コイル１０７ａ〜１０７ｄに対応して、永久磁石１０８ａ〜１０８ｄ、及び、距離変位センサ１０９ａ〜１０９ｄが設置されている。
【０００８】
ミラー１０１を傾ける際には、コイル１０７ａ〜１０７ｄに電流を流す。コイル１０７ａ〜１０７ｄに流れる電流と、永久磁石１０８ａ〜１０８ｄが生成する磁場との相互作用で、ミラーホルダ１０２がトーションバー１０３の固定端を中心にして傾く。より詳細には、コイル１０７ａとコイル１０７ｃとに電流を流すことで、ミラー１０１がθｘ方向に傾き、コイル１０７ｂとコイル１０７ｄとに電流を流すことで、ミラー１０１がθｙ方向に傾く。このとき、トーションバー１０３及び板バネ１０４が、ミラーホルダ１０２のＺ方向のずれを抑制する。
【０００９】
また、非特許文献１にも、上記の問題を解消するミラーチルトアクチュエーターが記載さえている。図１７に、非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターを示す。ミラー１１０及びミラーホルダ１１１は、トーションバー１１３、及び、ミラーホルダ１１１のＸＹ面からＺ方向に折り曲がった板バネ１１２を介して、台座１１６に固定されている。ミラーホルダ１１１の裏面には、２対のコイル１１４が設置され、コイル１１４の内部には、コイル１１４に対応した磁気回路１１８が挿入されている。特許文献１のミラーチルトアクチュエーター１００、及び、非特許文献１のミラーチルトアクチュエーター１１７は、電磁力を用いて駆動しているため、圧電素子を用いる場合に比して、広角駆動が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２８１９２５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】K. Aoki, et al, "Wide-range fine pointing mechanism for free-space laser communications," Free-Space Laser Communication and Active Laser Illumination III, SPIE Proceedings, Vol. 5160, pp. 495-506, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエータ１００は、ミラーホルダ１０２からアーム１０６が伸び、その先にコイル１０７ａ〜１０７ｄが設置されている。このため、ミラーチルトアクチュエーターのサイズが大型化するという問題がある。これに対し、非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエータ１１７は、コイル１１４がミラーホルダ１１１の裏面に設置されているため、ミラーチルトアクチュエーターを小型化できる。
【００１３】
しかし、非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーター１１７では、反共振を伴う不要共振モードが存在するという問題がある。図１８に、ミラーチルトアクチュエーター１１７における発生チルトの周波数特性の測定結果を示す。図１８を参照すると、４０Ｈｚ近傍にチルト共振モードが存在し、１００Ｈｚ近傍に反共振を伴う不要共振モードが存在する。このうち、チルト共振モードは制御が容易である。これに対し、不要共振モードは、並進方向の変位を伴うため、制御が困難である。
【００１４】
ミラーチルトアクチュエーター１１７では、制御が困難な不要共振モードが１００Ｈｚ近傍の低周波領域に存在するため、制御帯域が１００Ｈｚ以下に制限される。不要共振モードを高周波側に移す方策として、板バネの剛性を上げるという方策がある。板バネ１１２の剛性を上げれば、図１８に示すように、不要共振モードを高周波側に移すことができる。しかし、剛性を上げると、コイル電流あたりの駆動角の大きさ（発生チルト効率）が低下するという問題が生じる。
【００１５】
本発明は、制御帯域が広く高効率なミラーチルトアクチュエーター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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明のミラーチルトアクチュエーターは、光を反射するミラーと、前記ミラーを保持するミラーホルダと、前記ミラーホルダを少なくとも２方向に傾斜可能に保持する台座と、前記ミラーホルダを前記台座から傾斜させる駆動手段と、一端が前記ミラーホルダの中央部分に接続されると共に他端が前記台座に接続されるトーションバーと、一端が前記ミラーホルダの周辺部に接続されると共に他端が前記台座に接続され、前記ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する複数の平板状の弾性部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のミラーチルトアクチュエーターは、制御帯域を広くとることができると共に、発生チルト効率を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のミラーチルトアクチュエーターを構成する可動部を示す斜視図。
【図２】図１に示す可動部に用いられる板バネの形状を示す上面図。
【図３】台座の概略を示す斜視図。
【図４】磁気回路の概略を示す斜視図。
【図５】板バネ、トーションバー、及び、磁気回路の実装状態を示す斜視図。
【図６】図１に示す可動部におけるチルト発生のメカニズムを示す図。
【図７】実装の変形を示す図。
【図８】板バネの第１の変形例を示す図。
【図９】図８に示す形状の板バネを用いた可動部を示す斜視図。
【図１０】板バネの第２の変形例を示す図。
【図１１】図１０に示す板バネを用いた可動部を示す斜視図。
【図１２】非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターにおける可動部を示す斜視図。
【図１３】有限要素法を用いて解析した発生チルトの周波数特性の解析結果を示すグラフ。
【図１４】図１２に示す可動部における不要共振モードの様子を示す図。
【図１５】特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターを示す上面図。
【図１６】特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターを示す側面図。
【図１７】非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターの外観を示す図。
【図１８】非特許文献１に記載のミラーチルトアクチュエーターにおける発生チルトの周波数特性の測定結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態のミラーチルトアクチュエーターにおける可動部を示している。可動部１は、ミラー２、ミラーホルダ３、トーションバー４、板バネ５ａ〜５ｄ、及び、コイル６ａ〜６ｄを含む。トーションバー４は、ミラーホルダ３の中心からＺ方向に伸びている。トーションバー４は、ピアノ線、コバルト合金などの耐力の高い合金で形成される。
【００２０】
板バネ５ａ〜５ｄは、平板状の弾性部材であり、ミラーホルダ３の外縁部から、ミラーホルダ３に沿って伸びている。板バネ５ａ〜５ｄは、屈曲部を少なくとも一箇所有する。コイル６ａ〜６ｄは、ソレノイドコイルである。コイル６ａ〜６ｄは、Ｘ軸周り、Ｙ軸周りで対になるように、ミラーホルダ３のミラー２の挿入面とは反対側の面に貼り付けられている。可動部１は、トーションバー４の接触面Ｆ１、及び、板バネ５ａ〜５ｄの接触面Ｆ２〜Ｆ５を介して、図示しない台座に固定される。
【００２１】
図２に、板バネ５ａ〜５ｄの形状を示す。４枚の板バネ５ａ〜５ｄは、同じ形状をしている。図２は、板バネ５ａ〜５ｄでは、屈曲部Ｂを三か所有している。板バネ５ａ〜５ｄは、ＸＹ平面に平行な薄型平板のバネである。板バネ５ａ〜５ｄの厚みは、２０μｍ〜２００μｍの範囲内にある。板バネ５ａ〜５ｄには、耐力の高い合金を用いる。具体的には、板バネ５ａ〜５ｄは、ステンレス鋼、ベリリウム銅、りん青銅、洋白、及び、ニッケル・銅合金、チタン・銅合金から成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む。
【００２２】
図３に、図１の可動部１を取り付ける台座の概略を示す。台座７は、固定台７ａ〜７ｈと、固定穴７ｉとを有する。固定台７ａ〜７ｄは、板バネ５ａ〜５ｄと台座７との接合部分である。固定台７ａ〜７ｄは、台座７のエッジ近傍に、各々の固定台が９０°の回転対称となる位置関係で存在する。
【００２３】
固定台７ｅ〜７ｈは、コイル６ａ〜６ｄを駆動するための磁気回路の固定台である。固定台７ｅ〜７ｈは、台座７の中心線上に、各々の固定台がＸ軸、Ｙ軸で対称になる位置関係で存在する。固定穴７ｉは、トーションバー４の固定穴である。固定穴７ｉは、台座７の中心に存在する。
【００２４】
図４に、コイル６ａ〜６ｄの駆動に用いる磁気回路を示す。磁気回路８ａ〜８ｄは、それぞれ固定台７ｅ〜７ｈに固定される。４つの磁気回路８ａ〜８ｄは、同形状・同構成である。コイル６ａ〜６ｄと、磁気回路８ａ〜８ｄとは、ミラーホルダ３を傾ける駆動手段を構成する。駆動手段は、複数対のコイルと、複数対の磁気回路とで構成され、ミラーホルダ３を少なくとも２方向に傾けることができる。
【００２５】
磁気回路８ａ〜８ｄは、断面がコの字型のヨーク９と、永久磁石１０とを有する。永久磁石１０は、ヨーク９の空隙部の片方の面に貼り付けられる。永久磁石１０は、その磁気モーメントＭの方向がヨーク９の空隙部の面に直交するように貼り付けられる。ヨーク９の永久磁石１０が貼り付けられていない側には、可動部１のコイル６ａ〜６ｄが挿入される。
【００２６】
図５に、台座７に、トーションバー４と板バネ５ａ〜５ｄと磁気回路８ａ〜８ｄとを実装した状態を示す。可動部１の板バネ５ａ〜５ｄは、固定台７ａ〜７ｄに固定され、トーションバー４は、固定穴７ｉに固定される。磁気回路８ａ〜８ｄは、永久磁石が台座７の中心側に向かうように固定される。磁気回路８ａ〜８ｄにおける磁気モーメントＭの方向は、台座７の中心から外側に向かう方向に揃っている。
【００２７】
図６に、チルト発生のメカニズムを示す。コイル６ａに、ミラー２から向かった右回り方向に電流を流す。また、コイル６ｃに、ミラー２から向かって左回り方向に電流を流す。コイル６ａに流す電流と、コイル６ｃに流す電流は、同じ電流値とする。磁気回路８ａ、８ｃの磁気モーメントＭは、中心から外側に向かう方向に設定している。このため、フレミングの法則に従って、コイル６ａに−Ｚ方向に力が働き、コイル６ｃには＋Ｚ方向に力が働く。このとき、トーションバー４がミラーホルダ３のＺ方向の並進を抑制するので、ミラー２（ミラーホルダ３）は、θｙ方向に回転する（傾く）。
【００２８】
また、コイル６ｂに、ミラー２から向かって右回り方向に電流を流し、コイル６ｄに、ミラー２から向かって左回り方向に、コイル６ｂと同じ量の電流を流す。この場合、上記と同様な作用で、コイル６ｂに−Ｚ方向に力が働き、コイル６ｄには＋Ｚ方向に力が働く。その結果、ミラー２がθｘ方向に回転する（傾く）。
【００２９】
なお、磁気回路の配置は、図５には限定されない。すなわち、各磁気回路で、磁気モーメントＭが中心に対して外側を向く配置には限定されない。図７に、磁気モーメントＭの方向を変えた変形例を示す。図７では、磁気回路８ａの磁気モーメントＭと磁気回路８ｃの磁気モーメントＭとを同じ方向に向けて配置している。また、磁気回路８ｂの磁気モーメントＭと磁気回路８ｄの磁気モーメントＭとを同じ方向に向けて配置している。磁気回路の配置を図７に示す配置とする場合は、コイル６ａとコイル６ｃとに同じ方向の電流を流すことで、ミラーをθｙ方向に傾けることができる。また、コイル６ｂとコイル６ｄとの同じ方向の電流を流すことで、ミラーをθｘ方向に傾けることができる。
【００３０】
図２では、板バネ５ａ〜５ｄが３か所の屈曲部Ｂを有していたが、板バネの形状は、これには限定されない。屈曲部Ｂは、直線状に折れ曲がった屈曲部には限定されず、曲線状（円弧状）に折れ曲がった屈曲部であってもよい。図８に、変形例（第１の変形例）の板バネの形状を示す。図８に示す板バネ１１ａ〜１１ｄは、ＸＹ面に平行な薄型薄板であり、円弧状の屈曲部を有している。図９に、図８に示す板バネ１１ａ〜１１ｄを用いた可動部１２を示す。この場合も、可動部１２の動作は、図６を用いて説明した動作と同様になる。
【００３１】
また、板バネの屈曲部は、１か所だけでもよい。図１０に、別の変形例（第２の変形例）の板バネの形状を示す。図１０に示す板バネ１３ａ〜１３ｄは、ＸＹ面に平行な薄型平板で、屈曲部Ｂを１か所有している。図１１に、図１０に示す板バネ１３ａ〜１３ｄを用いた可動部１４を示す。可動部１４では、板バネ１３ａ〜１３ｄの側面が、ミラーホルダ３に接触している。この場合も、可動部１４の動作は、図６を用いて説明した動作と同様になる。
【００３２】
本実施形態のミラーチルトアクチュエーターについて、発生チルトの周波数特性を、有限要素法を用いて解析した。解析では、図１に示す構成の可動部１（モデル１）、図９に示す構成の可動部１２（モデル２）、及び、図１１に示す構成の可動部１４（モデル３）について、発生チルトの周波数特性を求めた。また、比較例として、非特許文献１の構造のミラーチルトアクチュエーターの周波数特性も解析した。図１２に、非特許文献１の構造に基づく可動部（モデル４）を示す。図１２に示す比較例の可動部１６は、ミラーホルダ３が、ＸＹ面からＺ軸方向に折れ曲がる板バネ１５ａ〜１５ｄを用いて台座に取り付けられる点で、図１に示す本実施形態の可動部１と相違する。
【００３３】
下記表１に、解析条件を示す。
【表１】
表１に示す解析条件を用いて、モデル１〜モデル４までについて、発生チルトの周波数特性を解析した。
【００３４】
図１３は、発生チルトの周波数特性の解析結果を示している。図１３を参照すると、非特許文献１の構造であるモデル４では、１００Ｈｚ近傍でＳ字状の不要共振モードが存在していることがわかる。この不要共振モードは、図１８で示した実測結果の不要共振モードを再現したものである。これに対し、本実施形態の構成であるモデル１〜モデル３では、不要共振モードが１０００Ｈｚまで移動しており、広い制御帯域が確保できていることがわかる。また、発生チルトのゲインが、モデル４に比して落ちておらず、むしろ上昇している。このことは、モデル１〜モデル３では、発生チルトの効率が、非特許文献１の構造と同等以上であり、非特許文献１と同様な広角駆動と高精度制御とを確保できることを意味している。
【００３５】
以下に、上記効果がもたらされる理由について説明する。図１４は、非特許文献１の構造（モデル４）における不要共振モードの様子を示している。不要共振モードは、可動部１６の対角線軸Ｌ３軸上の振動である。可動部１６ではコイルがミラーホルダの裏面に設置されているため、可動部１６の重心と回転中心とがずれている。その結果、不要共振モードは、チルト変位だけでなく、制御困難な並進方向の変位が伴う。
【００３６】
図１４に示すように、不要共振モード時には、板バネ１５ａ〜１５ｄの領域Ａが大きく変形する。この変形は、板バネがＸＹ面からＺ方向へ折り曲がる部位の屈曲角の変化に伴って生じ、比較的小さな力で発生しうる。モデル４では、可動部１６のＬ３軸上の振動に対する剛性が弱いため、不要共振モード周波数が下がる。
【００３７】
一方、モデル１（可動部１）で用いられる板バネ５ａ〜５ｄ（図２）、モデル２（可動部１２）で用いられる板バネ１１ａ〜１１ｄ（図８）、及び、モデル３（可動部１４）で用いられる板バネ１３ａ〜１３ｄ（図１０）は、ＸＹ面からＺ方向に屈曲する部位を持たない。このため、可動部のＬ３軸上の振動に対する剛性が高く、不要共振モード周波数が上がる。一方で、ミラーチルト方向に対して、ＸＹ面内で屈曲する屈曲部があることで、剛性を低くできる。その結果、発生チルト効率の低下が抑えられる。
【００３８】
本発明のミラーチルトアクチュエーターは、最小構成として、ミラー２と、ミラーホルダ３と、台座７と、駆動手段（コイル６ａ〜６ｄ、磁気回路８ａ〜８ｄ）と、トーションバー４と、複数の平板状の弾性部材（板バネ５ａ〜５ｄ、１１ａ〜１１ｄ、又は、１３ａ〜１３ｄ）とを備える。トーションバー４は、一端がミラーホルダ３の中央部に接続されると共に他端が台座７に接続される。板バネは、一端がミラーホルダ３の周辺部に接続されると共に他端が台座７に接続される。板バネは、ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する。
【００３９】
ミラーホルダ３と台座７と接続する板バネは、ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１つ有している。板バネは、ミラー面からミラー面に垂直な方向に屈曲する部位を持たないため、可動部のミラー面方向の振動に対する剛性を高めることができる。その結果、不要共振モード周波数を高め、制御帯域を広げることができる。その一方で、板バネは、ミラー面と平行な面内で屈曲する屈曲部を有しているので、ミラーチルト方向の剛性を低くできる。つまり、本発明では、発生チルト効率の低下を抑制しつつ、制御帯域を広げることができるという効果を得ることができる。また、板バネを、ミラーホルダ３の外縁部から、ミラーホルダ３に沿って伸ばす構成とする場合、ミラーチルトアクチュエーターの小型化が可能である。
【００４０】
ここで、板バネは、ミラーホルダ３に装着したコイルへの電流供給用の配線を兼ねてもよい。つまり、板バネ５ａ〜５ｄ、１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄを、コイル駆動用の電流を流す配線として用いてもよい。板バネがコイルに電流を供給する配線を兼ねる構成では、台座７とミラーホルダ３との間に、別途配線を設ける必要がなくなる。また、板バネは弾性を有しているので、コイルへの電流供給を行う導線のフリクションに起因する制御性能の低下を防ぐことができる。また、アクチュエーター駆動時の繰り返し応力に起因する導線の損傷を防ぐこともできるという効果もある。
【００４１】
なお、上記実施形態では、可動側であるミラーホルダ３にコイル６ａ〜６ｄを配置し、固定側である台座７に磁気回路８ａ〜８ｄを配置するムービングコイル方式を採用したが、コイルと磁気回路の配置は逆でもよい。すなわち、可動側であるミラーホルダ３に磁気回路を配置し、固定側である台座７にコイルを配置するムービングマグネット方式を採用してもよい。ムービングマグネット方式を採用する場合は、ムービングコイル方式に比して、コイルで発生しミラーホルダ３に伝わる熱の量が少なくなるので、コイルからの熱に起因するミラー２の変形を抑制できる効果がある。
【００４２】
図２、図８、図１０に示す板バネの形状は、例示であって、板バネの形状は、これら形状に限定されるわけではない。例えば、板バネの幅は一定である必要はなく、必要に応じて、幅を調整してもかまわない。また、上記実施形態では、ミラーホルダ３と板バネの接触面のＺ方向の高さと、固定台７ａ〜７ｄと板バネとの接触面のＺ方向の高さとを一致させているが、必ずしもその必要はない。両接触面の高さをずらしたとしても、Ｌ３軸方向の振動に対する剛性は変わらないため、不要共振モード周波数が高域に保たれるという効果は変わらない。
【００４３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明のミラーチルトアクチュエーターは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１２、１４：可動部
２：ミラー
３：ミラーホルダ
４：トーションバー
５ａ〜５ｄ、１１ａ〜１１ｄ、１３ａ〜１３ｄ：板バネ
６ａ〜６ｄ、コイル
７：台座
７ａ〜７ｄ：固定台（板バネ用）
７ｅ〜７ｈ：固定台（磁気回路用）
７ｉ：固定穴（トーションバー用）
８ａ〜８ｄ：磁気回路
９：ヨーク
１０：永久磁石
１５ａ〜１５ｄ：板バネ
１６：可動部
１００：ミラーチルトアクチュエーター
１０１：ミラー
１０２：ミラーホルダ
１０３：トーションバー
１０４：板バネ
１０５：台座
１０６：アーム
１０７ａ〜１０７ｄ：コイル
１０８ａ〜１０８ｄ：永久磁石
１０９ａ〜１０９ｄ：距離変位センサ
１１０：ミラー
１１１：ミラーホルダ
１１２：板バネ
１１３：トーションバー
１１４：コイル
１１５：距離変位センサ
１１６：台座
１１７：ミラーチルトアクチュエーター
１１８：磁気回路
Ａ：板バネの変形領域
Ｂ：屈曲部
Ｆ１〜Ｆ５：台座との接触面
Ｌ３：対角線軸
Ｍ：磁気モーメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射するミラーと、
前記ミラーを保持するミラーホルダと、
前記ミラーホルダを少なくとも２方向に傾斜可能に保持する台座と、
前記ミラーホルダを前記台座から傾斜させる駆動手段と、
一端が前記ミラーホルダの中央部分に接続されると共に他端が前記台座に接続されるトーションバーと、
一端が前記ミラーホルダの周辺部に接続されると共に他端が前記台座に接続され、前記ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する複数の平板状の弾性部材とを備えるミラーチルトアクチュエーター。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記ミラーホルダと前記台座との何れか一方に取り付けられたコイルと、他方に取り付けられた電磁石とを有し、前記コイルと前記電磁石との間に働く電磁力を用いて、前記ミラーホルダを傾斜させる、請求項１に記載のミラーチルトアクチュエーター。
【請求項３】
前記コイルが、前記ミラーホルダに取り付けられており、平板状の弾性部材が、前記コイルへ電流を供給する配線を兼ねる、請求項２に記載のミラーチルトアクチュエーター。
【請求項４】
前記平板状の弾性部材が板バネであり、該板バネが、ステンレス鋼、ベリリウム銅、りん青銅、洋白、ニッケル−銅合金、及び、チタン−銅合金から成る群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１乃至３の何れか一に記載のミラーチルトアクチュエーター。
【請求項１】
光を反射するミラーと、
前記ミラーを保持するミラーホルダと、
前記ミラーホルダを少なくとも２方向に傾斜可能に保持する台座と、
前記ミラーホルダを前記台座から傾斜させる駆動手段と、
一端が前記ミラーホルダの中央部分に接続されると共に他端が前記台座に接続されるトーションバーと、
一端が前記ミラーホルダの周辺部に接続されると共に他端が前記台座に接続され、前記ミラー面と平行な面内に延在し、かつ、屈曲部を少なくとも１か所有する複数の平板状の弾性部材とを備えるミラーチルトアクチュエーター。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記ミラーホルダと前記台座との何れか一方に取り付けられたコイルと、他方に取り付けられた電磁石とを有し、前記コイルと前記電磁石との間に働く電磁力を用いて、前記ミラーホルダを傾斜させる、請求項１に記載のミラーチルトアクチュエーター。
【請求項３】
前記コイルが、前記ミラーホルダに取り付けられており、平板状の弾性部材が、前記コイルへ電流を供給する配線を兼ねる、請求項２に記載のミラーチルトアクチュエーター。
【請求項４】
前記平板状の弾性部材が板バネであり、該板バネが、ステンレス鋼、ベリリウム銅、りん青銅、洋白、ニッケル−銅合金、及び、チタン−銅合金から成る群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１乃至３の何れか一に記載のミラーチルトアクチュエーター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−２３７２７３（Ｐ２０１０−２３７２７３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８２４３７（Ｐ２００９−８２４３７）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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