２次元位置決め装置およびそれを用いる可動レンズユニット
【課題】光導波路や光ファイバなどへの入射光を偏向する可動レンズの調芯を行うための２次元位置決め装置において、構成を簡略化し、かつ小型化する。
【解決手段】可動レンズ１１に、その２次元位置決め装置を備える可動レンズユニット１において、前記可動レンズ１１を、前後の蓋およびケースで挟み込んでｚ軸（光軸）方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する。一方、圧電素子３１ａ，３２ａと錘３１，３２ｂとから成る駆動部材３１，３２を前記可動レンズ１１にｘｙ平面上の直交する２方向から取付け、該圧電素子３１ａ，３２ａの伸張時と縮小時との速度差によって前記可動レンズ１１をｘｙ方向に変位させて位置決めを行う。したがって、前後の蓋およびケースは可動レンズ１１を挟み込むような構造でよく、また駆動部材も圧電素子と錘であり、構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【解決手段】可動レンズ１１に、その２次元位置決め装置を備える可動レンズユニット１において、前記可動レンズ１１を、前後の蓋およびケースで挟み込んでｚ軸（光軸）方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する。一方、圧電素子３１ａ，３２ａと錘３１，３２ｂとから成る駆動部材３１，３２を前記可動レンズ１１にｘｙ平面上の直交する２方向から取付け、該圧電素子３１ａ，３２ａの伸張時と縮小時との速度差によって前記可動レンズ１１をｘｙ方向に変位させて位置決めを行う。したがって、前後の蓋およびケースは可動レンズ１１を挟み込むような構造でよく、また駆動部材も圧電素子と錘であり、構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動レンズユニット、特に光導波路や光ファイバに対するレンズの調芯を行うために好適に用いられる２次元位置決め装置と、その２次元位置決め装置を搭載する前記可動レンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光通信などの分野では、半導体レーザが出射した光を光ファイバに正確に入射させるために、それらの間に偏向レンズを設け、この偏向レンズを該偏向レンズの光軸と直交方向に移動させてレンズの調芯を行う構成が、たとえば本件発明者らによる特許文献１および特許文献２などで提案されている。
【０００３】
一方、プロジェクタなどに用いられる光源において、ＲＧＢの３原色の内、半導体レーザが実用化されていない緑色光を作成するにあたって、赤外光をＳＨＧ(第二次高調波発生：Second harmonic generation)素子による光導波路に入射して半波長の前記緑色光を得るようにしたレーザモジュールが、本件出願人による特許文献３および特許文献４で提案されている。特にこのようなＳＨＧ素子を用いる場合には、該ＳＨＧ素子の変換効率が前記光導波路の径が小さくなる程向上するので、前記偏向レンズによる調芯にも、数十ｎｍ程度の微少な精度が要求される。
【０００４】
これらの特許文献１〜４において、前記偏向レンズの駆動には、本件出願人らが改良を続けてきたＳＩＤＭ(Smooth Impact Drive Mechanism（登録商標）)から成る超音波リニアアクチュエータが用いられている。その超音波リニアアクチュエータは、圧電素子の伸縮をロッド（駆動軸）に伝え、そのロッドに所定の摩擦力で係合している被駆動部材（移動体）を、前記圧電素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させるものである。たとえば、ロッドをゆっくりと伸張させることで、そのロッドに摩擦係合している被駆動部材も移動し、前記所定の摩擦力を超える程、ロッドを瞬時に縮小すると、被駆動部材が慣性のために伸張位置に取り残されるということを繰返し行うことで、前記被駆動部材を前記ロッドの軸方向に移動させるものである。そして、伸張を瞬時に、縮小をゆっくりと行うことで、前記被駆動部材の移動方向を前記とは逆転することができるようになっている。
【０００５】
このような超音波リニアアクチュエータは、通常のローレンツ力型のモータなどに比べて、構成が簡単で、しかも減速機構を用いずに負荷をダイレクトに駆動することができるという優れた特徴を備えているので、前記の偏向レンズによる調芯のために用いることが好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６６０９号公報
【特許文献２】特開２００８−４６４６７号公報
【特許文献３】特開２００８−２３３７２６号公報
【特許文献４】特開２００８−２３３７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記の調芯のためには、偏向レンズをｘｙ平面上で変位させる必要があり、該超音波リニアアクチュエータの場合、光軸ｚ方向にずれて（相互に間隔を開けて）、２つのアクチュエータが並ぶことになる。したがって、小型のアクチュエータであっても、モジュール全体に占めるアクチュエータの容積は大きく（主に、振動子とガイド軸を兼ねた駆動軸）、特にｚ軸方向に厚くなるという問題がある。一方、モジュールの小型化には、導波路に位置補正を必要としない機能を追加する方法もあるが、変換効率が低くなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、構成をさらに簡略化することができるとともに、小型化することができる２次元位置決め装置およびそれを用いる可動レンズユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の２次元位置決め装置は、被駆動部材と、前記被駆動部材を搭載し、該被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する支持台と、前記被駆動部材にｘｙ平面上の一方向から取付けられる第１の駆動部材と、前記被駆動部材に前記ｘｙ平面上において前記第１の駆動部材とは交差する他方向から取付けられる第２の駆動部材とを備え、前記第１および第２の駆動部材は、前記一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを有し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて前記被駆動部材の位置決めを行うことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、被駆動部材を、そのｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を行わせて調芯などを行う２次元位置決め装置において、支持台が前記被駆動部材を搭載し、前記ｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する一方、ｘｙ平面上の異なる２方向から前記被駆動部材に取付けられる第１の駆動部材および第２の駆動部材を設ける。そして、それら第１および第２の駆動部材を、一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを備えて構成し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて位置決めを行う。
【００１１】
したがって、支持台は被駆動部材を搭載し、該被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する、すなわちたとえば被駆動部材を前後で挟み込むような構造でよく、また第１および第２の駆動部材も圧電素子に錘で構成され、該２次元位置決め装置の構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【００１２】
また、本発明の２次元位置決め装置では、前記支持台は、前記被駆動部材を前記ｚ軸方向から挟み込む基台および蓋と、前記蓋と前記被駆動部材との間に介在されて、前記被駆動部材の前記ｚ軸方向への変位を規制する弾性部材とを備えて構成され、前記被駆動部材と前記基台および蓋との相互の対向面において、一方には環状の凸条が形成され、他方には前記凸条が緩やかに嵌り込む凹溝が形成されることで、前記被駆動部材の前記ｘｙ方向への変位が許容されることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、前記支持台を構成するにあたって、前記被駆動部材を前記ｚ軸方向から挟み込む基台および蓋と、前記蓋と前記被駆動部材との間に介在されて、前記被駆動部材の前記ｚ軸方向への変位を規制する（被駆動部材を基台に押圧して摩擦接触させる）弾性部材とによって、すなわち前記のように被駆動部材を前後で挟み込むような構造で構成する。さらに、被駆動部材のｘｙ方向に対する変位の規制は、前記基台および蓋との相互の対向面において、一方には環状（部分的に途切れていてもよい）の凸条を形成し、他方にはそれが緩やかに嵌り込む（すなわち前記凸条よりも大径の）凹溝を形成することで実現し、前記凸条と凹溝との隙間の範囲で被駆動部材の前記ｘｙ方向への変位を許容する。
【００１４】
したがって、前記被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向へは所定の摩擦力で、所定の範囲に変位を許容する機構を、簡単かつ小型の構成で実現することができる。すなわち、従来技術における直交座標系を構成するためのガイド軸を不要にすることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の２次元位置決め装置では、前記駆動素子は圧電素子であることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、前記第１および第２の駆動部材における駆動素子として、圧電素子を用いることで、手軽な材料で実現することができる。
【００１７】
また、本発明の２次元位置決め装置では、前記支持台は矩形に形成され、その２つの対角線上に前記第１および第２の駆動部材がそれぞれ配置されることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、支持台（筐体）が矩形に形成される場合に、直交配置などの前記ｘｙ平面上で被駆動部材に対して２方向から配置される前記第１および第２の駆動部材を、前記矩形の２つの対角線上にそれぞれ配置する。
【００１９】
したがって、伸縮を行う駆動素子と、その駆動素子の被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とから成る第１および第２の駆動部材を、支持台上（筐体内）でのスペースを有効に使用して配置することができ、該２次元位置決め装置をさらに小型化（幅および奥行き）することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の可動レンズユニットでは、前記の２次元位置決め装置を用い、前記被駆動部材は、レンズと、前記レンズを外囲し、前記支持台に搭載支持される鏡筒とを備えて構成され、前記第１および第２の駆動部材は、前記ｚ軸方向を光軸方向として、前記レンズの調芯を行うことを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、可動レンズユニットの調芯機構を簡略化することができるとともに、該可動レンズユニットを小型化、特に薄型化することができる。
【００２２】
また、本発明の可動レンズユニットでは、前記調芯は、光導波路または光ファイバに対して行われることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、光導波路または光ファイバの調芯を、簡単、かつ小型の構成で行うことができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の可動レンズユニットは、チップ部品に形成され、一端面に前記第１および第２の駆動部材のための電極パッドが形成されることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、上述のような可動レンズユニットをチップ部品に形成した場合、その一端面に前記第１および第２の駆動部材のための電極パッドを並べて形成しておくことで、前記光導波路や光ファイバならびに固定レンズなどが取付けられた基台や配線基板に、該可動レンズユニットを半田付けもしくはワイヤボンディングするだけで取付けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の２次元位置決め装置は、以上のように、被駆動部材を、そのｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を行わせて調芯などを行う２次元位置決め装置において、支持台が前記被駆動部材を搭載し、前記ｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する一方、ｘｙ平面上の異なる２方向から前記被駆動部材に取付けられる第１の駆動部材および第２の駆動部材を設け、それら第１および第２の駆動部材を、一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを備えて構成し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて位置決めを行う。
【００２７】
それゆえ、支持台は被駆動部材を前後で挟み込むような構造でよく、また第１および第２の駆動部材も圧電素子に錘で構成され、該２次元位置決め装置の構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【００２８】
また、本発明の可動レンズユニットは、以上のように、前記の２次元位置決め装置を用い、前記被駆動部材を、レンズとその鏡筒とによって構成し、前記第１および第２の駆動部材は、前記レンズの調芯を行う。
【００２９】
それゆえ、可動レンズユニットの調芯機構を簡略化することができるとともに、該可動レンズユニットを小型化、特に薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る２次元位置決め装置を用いる可動レンズユニットの斜視図である。
【図２】図１の可動レンズユニットを用いるレーザモジュールの概略的なレイアウト図である。
【図３】前記可動レンズユニットの内部構造を示す光軸の軸直角断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】前記２次元位置決め装置における２つの駆動部材の各駆動パターンに対する可動レンズの移動方向を説明するための図であり、前記２つの駆動部材を単独で駆動した場合の図である。
【図６】前記２次元位置決め装置における２つの駆動部材の各駆動パターンに対する可動レンズの移動方向を説明するための図であり、前記２つの駆動部材を同時に駆動した場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は本発明の実施の一形態に係る２次元位置決め装置を用いる可動レンズユニット１の斜視図であり、図２はその可動レンズユニット１を用いるレーザモジュール２の概略的なレイアウト図である。このレーザモジュール２は、たとえば前述のレーザプロジェクターにおける緑色発光のために用いられ、該レーザプロジェクターは、その緑色光と、図示しない赤および青のレーザダイオードからの光とを合わせて、フルカラーで投影を行う。このレーザプロジェクターは、たとえば携帯電話の端末装置などに実装可能なサイズであり、前記レーザモジュール２は微小部品である。
【００３２】
前記レーザモジュール２は、赤外光を出射するレーザダイオード３と、その出射光を平行光とする固定レンズ４と、その平行光を集光するとともに、前記偏向レンズとしての機能を有する可動レンズユニット１と、前記可動レンズユニット１からの光が入射され、波長変換を行った緑色光を出射するＳＨＧ素子５とを備えて構成され、これらの部品が図示しない基台や配線基板に一体に実装されて成る。
【００３３】
図３は前記可動レンズユニット１の内部構造を示す光軸（軸線ｚ）の軸直角断面（ｘｙ断面）図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面、すなわち前記光軸（軸線ｚ）の軸線方向断面図である。この可動レンズユニット１は、光導波路結合モジュールであり、可動レンズ１１に、その２次元位置決め装置を備えて構成される。被駆動部材である前記可動レンズ１１は、レンズ１２と、該レンズ１２を外囲する鏡筒１３とを備えて構成され、前記２次元位置決め装置は、後述するようにして、前記レンズ１２の調芯を行う。
【００３４】
前記可動レンズ１１は、基台であるレンズユニットケース２１に搭載支持され、該レンズユニットケース２１に対向して設けられるレンズユニット蓋２２との間で、前記ｚ軸方向から挟持される。前記レンズユニット蓋２２とこの可動レンズ１１の鏡筒１３との間には、該可動レンズ１１の前記ｚ軸方向への変位を規制する（前記鏡筒１３をレンズユニットケース２１に押圧して摩擦接触させる）弾性部材であるバネ２３が介在されている。たとえば、前記バネ２３のバネ力は１００ｇｆ程度であり、この場合、図４において、丸印で囲む摩擦接触部の摩擦係数が０．２程度とすると、摩擦力は２０ｇｆ程度になる。これらのレンズユニットケース２１、レンズユニット蓋２２およびバネ２３は、可動レンズ１１の支持台となる。
【００３５】
注目すべきは、前記可動レンズ１１とレンズユニットケース２１およびレンズユニット蓋２２との相互の対向面において、一方（図４の例ではレンズユニットケース２１およびレンズユニット蓋２２側）には環状の凸条２１ａ，２２ａが形成され、他方（図４の例では可動レンズ１１の鏡筒１３側）にはそれが緩やかに嵌り込む、すなわち前記凸条２１ａ，２２ａよりも大径の凹溝１３ａが形成されることである。これによって、前記可動レンズ１１の前記光軸（軸線ｚ）とは直交するｘｙ方向への変位が許容される。なお、前記凸条２１ａ，２２ａは、完全な円環状に形成されなくてもよく、部分的に途切れていたり、同じ円周上に配置される複数の突起として形成されていてもよい。その場合、前記凹溝１３ａも、前記変位を許容できる範囲の内径を有する凹所として形成されればよい。
【００３６】
こうして、前記可動レンズ１１のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向へは所定の摩擦力で、前記凸条２１ａ，２２ａと凹溝２３ａとの隙間の範囲で、可動レンズ１１の前記ｘｙ方向への変位を許容することができる機構を、簡単かつ小型の構成で実現することができる。すなわち、従来技術における直交座標系を構成するためのガイド軸を不要にすることができる。
【００３７】
上述のように構成される可動レンズユニット１において、また注目すべきは、本実施の形態では、前記可動レンズ１１の前記ｘｙ方向への変位を実現するにあたって、前記可動レンズ１１をｘｙ平面上の異なる２方向（図３の例ではｙ＝ｘの直線方向と、ｙ＝−ｘの直線方向）から前記可動レンズ１１に取付けられる第１の駆動部材３１および第２の駆動部材３２が設けられていることである。
【００３８】
そして、それら第１および第２の駆動部材３１，３２を、一方向（前記ｙ＝ｘの直線方向）および他方向（前記ｙ＝−ｘの直線方向）にそれぞれ伸縮自在の駆動素子３１ａ，３２ａと、該駆動素子３１ａ，３２ａの前記可動レンズ１１とは反対側に取付けられる錘３１ｂ，３２ｂとを備えて構成し、該駆動素子３１ａ，３２ａの伸張時と縮小時との速度差によって、前記可動レンズ１１を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて位置決めを行うようになっている。
【００３９】
前記駆動素子３１ａ，３２ａは、たとえば圧電素子から成る。その場合、第１および第２の駆動部材３１，３２の駆動原理は、前述のＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータと類似しており、圧電素子が固定（ＳＩＤＭ）であるか、被駆動部材に取付けられている（本実施の形態）かの違いである。このように駆動素子３１ａ，３２ａとして圧電素子を用いることで、手軽な材料で実現することができる。
【００４０】
図５および図６は、前記第１および第２の駆動部材３１，３２の各駆動パターンに対する可動レンズ１１の移動方向を説明するための図である。図５は前記第１および第２の駆動部材３１，３２を単独で動作させた場合を示し、図６は同時に動作させた場合を示す。先ず、図５で示すように、第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａをゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させると、前記可動レンズ１１は該第１の駆動部材３１側に引寄せられ、すなわち参照符号Ｆ１で示すように、前記ｙ＝ｘ線上を＋方向に移動する。これに対して、第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａをゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させると、前記可動レンズ１１は該第１の駆動部材３１に押出され、すなわち参照符号Ｆ２で示すように、前記ｙ＝ｘ線上を−方向に移動する。
【００４１】
同様に、第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａをゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させると、前記可動レンズ１１は該第２の駆動部材３２側に引寄せられ、すなわち参照符号Ｆ３で示すように、前記ｙ＝−ｘ線上をｙが＋方向に移動する。これに対して、第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａをゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させると、前記可動レンズ１１は該第２の駆動部材３２に押出され、すなわち参照符号Ｆ４で示すように、前記ｙ＝−ｘ線上をｙが−方向に移動する。
【００４２】
次に、図６で示すように、第１および第２の駆動部材３１の駆動素子３１ａ，３２ａを共にゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させると、前記可動レンズ１１は該第１および第２の駆動部材３１，３２側に引寄せられ、すなわち参照符号Ｆ１１で示すように、ｙ軸上を＋方向に移動する。これに対して、第１および第２の駆動部材３１，３２の駆動素子３１ａ，３２ａを共にゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させると、前記可動レンズ１１は該第１および第２の駆動部材３１，３２に押出され、すなわち参照符号Ｆ１２で示すように、前記ｙ軸上を−方向に移動する。
【００４３】
また、第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａはゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させ、かつ第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａはゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させる動作を同時に行うと、ｙ方向に対する力は相殺され、ｘ方向に対する力が加算されて、前記可動レンズ１１は参照符号Ｆ１３で示すように、ｘ軸上を＋方向に移動する。同様に、第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａはゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させ、かつ第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａはゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させる動作を同時に行うと、前記可動レンズ１１は参照符号Ｆ１４で示すように、ｘ軸上を−方向に移動する。
【００４４】
このように構成することで、前述の可動レンズ１１と、レンズユニットケース２１、レンズユニット蓋２２およびバネ２３、すなわち該可動レンズ１１の支持台との構造と合わせて、該可動レンズ１１を、そのｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を行わせて調芯を行う２次元位置決め装置を実現することができる。また、そのように支持台は、可動レンズ１１を搭載し、該可動レンズ１１のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する、すなわち可動レンズ１１を前後で挟み込むような構造でよく、また第１および第２の駆動部材３１，３２も圧電素子３１ａ，３２ａに錘３１ｂ，３２ｂで構成され、該２次元位置決め装置の構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【００４５】
前記各圧電素子３１ａ，３２ａは、配線３６Ｌ，３７Ｌ；３８Ｌ，３９Ｌを介して、端子３６，３７；３８，３９にそれぞれ接続されている。そして、これらの端子３６，３７；３８，３９は、該可動レンズユニット１が矩形のチップ部品に形成されることに対応して、一端面（図１の例では上面）に、電極パッドとして配列されている。このように構成することで、前記レーザダイオード３や固定レンズ４ならびにＳＨＧ素子５などが取付けられた基台や配線基板に、該可動レンズユニット１を半田付けするだけで取付けることができる。或いは、接着固定した後に、ボンディングによる配線を容易に行うことができる。
【００４６】
上述の例では、第１の駆動部材３１と第２の駆動部材３２とは、相互に直交する方向に配置されている（第１の駆動部材３１はｙ＝ｘ線上、第２の駆動部材３２はｙ＝−ｘ線上）けれども、必ずしも直交配置されていなくてもよく、或る程度の角度を持って交差するように配置されていればよい。しかしながら、上述のように支持台（レンズユニットケース２１）が矩形に形成される場合に、前記第１および第２の駆動部材３１，３２を、前記矩形の２つの対角線上にそれぞれ配置することで、支持台上（レンズユニットケース２１内）でのスペースを有効に使用して配置することができ、該２次元位置決め装置をさらに小型化（幅および奥行き）することができる。
【００４７】
また、第１の駆動部材３１および第２の駆動部材３２は、それぞれ前記ｙ＝ｘ線上およびｙ＝−ｘ線上に１つずつ設けられているけれども、その線上で、可動レンズ１１を挟んだ対向位置に、逆相で駆動される駆動部材をもう１つずつ設けるようにしてもよい。その場合、可動レンズ１１の駆動トルクを大きくすることができ、或いは１つ当りの第１および第２の駆動部材３１，３２を小型化することができるとともに、可動レンズ１１に対する該第１および第２の駆動部材３１，３２の重量バランスを均等にすることができる。
【００４８】
上述のように、光導波路結合モジュールである本実施の形態の可動レンズユニット１は、レンズ１２の調芯を行うので、ＳＨＧ素子５の変換効率を高く維持することができる。そして、その調芯の手法としては、前記レーザダイオード３からの出射光がガウシアン分布の場合、ＳＨＧ素子５からの出射光を図示しないフォトディテクタで受光し、その受光レベルが可動レンズ１１をｘ方向およびｙ方向にそれぞれ変位させたときにピークとなるように、前記電極３６，３７；３８，３９間への駆動信号を調整すればよい。
【００４９】
また、前記可動レンズ１１の支持台としては、該可動レンズ１１のｚ軸方向への変位が規制され、かつその支持台に対してｘｙ方向への変位の際に所定の摩擦力が発生するような構造であればよく、たとえば可動レンズ１１の案内面を有する基台に、該可動レンズ１１が磁気吸着されているような構造であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 可動レンズユニット
２ レーザモジュール
３ レーザダイオード
４ 固定レンズ
５ ＳＨＧ素子
１１ 可動レンズ
１２ レンズ
１３ 鏡筒
１３ａ 凹溝
２１ レンズユニットケース
２１ａ，２２ａ 凸条
２２ レンズユニット蓋
２３ バネ
３１ 第１の駆動部材
３１ａ，３２ａ 圧電素子
３１ｂ，３２ｂ 錘
３２ 第２の駆動部材
３６，３７；３８，３９ 端子
３６Ｌ，３７Ｌ；３８Ｌ，３９Ｌ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動レンズユニット、特に光導波路や光ファイバに対するレンズの調芯を行うために好適に用いられる２次元位置決め装置と、その２次元位置決め装置を搭載する前記可動レンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光通信などの分野では、半導体レーザが出射した光を光ファイバに正確に入射させるために、それらの間に偏向レンズを設け、この偏向レンズを該偏向レンズの光軸と直交方向に移動させてレンズの調芯を行う構成が、たとえば本件発明者らによる特許文献１および特許文献２などで提案されている。
【０００３】
一方、プロジェクタなどに用いられる光源において、ＲＧＢの３原色の内、半導体レーザが実用化されていない緑色光を作成するにあたって、赤外光をＳＨＧ(第二次高調波発生：Second harmonic generation)素子による光導波路に入射して半波長の前記緑色光を得るようにしたレーザモジュールが、本件出願人による特許文献３および特許文献４で提案されている。特にこのようなＳＨＧ素子を用いる場合には、該ＳＨＧ素子の変換効率が前記光導波路の径が小さくなる程向上するので、前記偏向レンズによる調芯にも、数十ｎｍ程度の微少な精度が要求される。
【０００４】
これらの特許文献１〜４において、前記偏向レンズの駆動には、本件出願人らが改良を続けてきたＳＩＤＭ(Smooth Impact Drive Mechanism（登録商標）)から成る超音波リニアアクチュエータが用いられている。その超音波リニアアクチュエータは、圧電素子の伸縮をロッド（駆動軸）に伝え、そのロッドに所定の摩擦力で係合している被駆動部材（移動体）を、前記圧電素子の伸張時と縮小時との速度差を利用して移動させるものである。たとえば、ロッドをゆっくりと伸張させることで、そのロッドに摩擦係合している被駆動部材も移動し、前記所定の摩擦力を超える程、ロッドを瞬時に縮小すると、被駆動部材が慣性のために伸張位置に取り残されるということを繰返し行うことで、前記被駆動部材を前記ロッドの軸方向に移動させるものである。そして、伸張を瞬時に、縮小をゆっくりと行うことで、前記被駆動部材の移動方向を前記とは逆転することができるようになっている。
【０００５】
このような超音波リニアアクチュエータは、通常のローレンツ力型のモータなどに比べて、構成が簡単で、しかも減速機構を用いずに負荷をダイレクトに駆動することができるという優れた特徴を備えているので、前記の偏向レンズによる調芯のために用いることが好適である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６６０９号公報
【特許文献２】特開２００８−４６４６７号公報
【特許文献３】特開２００８−２３３７２６号公報
【特許文献４】特開２００８−２３３７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記の調芯のためには、偏向レンズをｘｙ平面上で変位させる必要があり、該超音波リニアアクチュエータの場合、光軸ｚ方向にずれて（相互に間隔を開けて）、２つのアクチュエータが並ぶことになる。したがって、小型のアクチュエータであっても、モジュール全体に占めるアクチュエータの容積は大きく（主に、振動子とガイド軸を兼ねた駆動軸）、特にｚ軸方向に厚くなるという問題がある。一方、モジュールの小型化には、導波路に位置補正を必要としない機能を追加する方法もあるが、変換効率が低くなるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、構成をさらに簡略化することができるとともに、小型化することができる２次元位置決め装置およびそれを用いる可動レンズユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の２次元位置決め装置は、被駆動部材と、前記被駆動部材を搭載し、該被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する支持台と、前記被駆動部材にｘｙ平面上の一方向から取付けられる第１の駆動部材と、前記被駆動部材に前記ｘｙ平面上において前記第１の駆動部材とは交差する他方向から取付けられる第２の駆動部材とを備え、前記第１および第２の駆動部材は、前記一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを有し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて前記被駆動部材の位置決めを行うことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成によれば、被駆動部材を、そのｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を行わせて調芯などを行う２次元位置決め装置において、支持台が前記被駆動部材を搭載し、前記ｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する一方、ｘｙ平面上の異なる２方向から前記被駆動部材に取付けられる第１の駆動部材および第２の駆動部材を設ける。そして、それら第１および第２の駆動部材を、一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを備えて構成し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて位置決めを行う。
【００１１】
したがって、支持台は被駆動部材を搭載し、該被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する、すなわちたとえば被駆動部材を前後で挟み込むような構造でよく、また第１および第２の駆動部材も圧電素子に錘で構成され、該２次元位置決め装置の構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【００１２】
また、本発明の２次元位置決め装置では、前記支持台は、前記被駆動部材を前記ｚ軸方向から挟み込む基台および蓋と、前記蓋と前記被駆動部材との間に介在されて、前記被駆動部材の前記ｚ軸方向への変位を規制する弾性部材とを備えて構成され、前記被駆動部材と前記基台および蓋との相互の対向面において、一方には環状の凸条が形成され、他方には前記凸条が緩やかに嵌り込む凹溝が形成されることで、前記被駆動部材の前記ｘｙ方向への変位が許容されることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、前記支持台を構成するにあたって、前記被駆動部材を前記ｚ軸方向から挟み込む基台および蓋と、前記蓋と前記被駆動部材との間に介在されて、前記被駆動部材の前記ｚ軸方向への変位を規制する（被駆動部材を基台に押圧して摩擦接触させる）弾性部材とによって、すなわち前記のように被駆動部材を前後で挟み込むような構造で構成する。さらに、被駆動部材のｘｙ方向に対する変位の規制は、前記基台および蓋との相互の対向面において、一方には環状（部分的に途切れていてもよい）の凸条を形成し、他方にはそれが緩やかに嵌り込む（すなわち前記凸条よりも大径の）凹溝を形成することで実現し、前記凸条と凹溝との隙間の範囲で被駆動部材の前記ｘｙ方向への変位を許容する。
【００１４】
したがって、前記被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向へは所定の摩擦力で、所定の範囲に変位を許容する機構を、簡単かつ小型の構成で実現することができる。すなわち、従来技術における直交座標系を構成するためのガイド軸を不要にすることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の２次元位置決め装置では、前記駆動素子は圧電素子であることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成によれば、前記第１および第２の駆動部材における駆動素子として、圧電素子を用いることで、手軽な材料で実現することができる。
【００１７】
また、本発明の２次元位置決め装置では、前記支持台は矩形に形成され、その２つの対角線上に前記第１および第２の駆動部材がそれぞれ配置されることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成によれば、支持台（筐体）が矩形に形成される場合に、直交配置などの前記ｘｙ平面上で被駆動部材に対して２方向から配置される前記第１および第２の駆動部材を、前記矩形の２つの対角線上にそれぞれ配置する。
【００１９】
したがって、伸縮を行う駆動素子と、その駆動素子の被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とから成る第１および第２の駆動部材を、支持台上（筐体内）でのスペースを有効に使用して配置することができ、該２次元位置決め装置をさらに小型化（幅および奥行き）することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明の可動レンズユニットでは、前記の２次元位置決め装置を用い、前記被駆動部材は、レンズと、前記レンズを外囲し、前記支持台に搭載支持される鏡筒とを備えて構成され、前記第１および第２の駆動部材は、前記ｚ軸方向を光軸方向として、前記レンズの調芯を行うことを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、可動レンズユニットの調芯機構を簡略化することができるとともに、該可動レンズユニットを小型化、特に薄型化することができる。
【００２２】
また、本発明の可動レンズユニットでは、前記調芯は、光導波路または光ファイバに対して行われることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、光導波路または光ファイバの調芯を、簡単、かつ小型の構成で行うことができる。
【００２４】
さらにまた、本発明の可動レンズユニットは、チップ部品に形成され、一端面に前記第１および第２の駆動部材のための電極パッドが形成されることを特徴とする。
【００２５】
上記の構成によれば、上述のような可動レンズユニットをチップ部品に形成した場合、その一端面に前記第１および第２の駆動部材のための電極パッドを並べて形成しておくことで、前記光導波路や光ファイバならびに固定レンズなどが取付けられた基台や配線基板に、該可動レンズユニットを半田付けもしくはワイヤボンディングするだけで取付けることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の２次元位置決め装置は、以上のように、被駆動部材を、そのｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を行わせて調芯などを行う２次元位置決め装置において、支持台が前記被駆動部材を搭載し、前記ｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する一方、ｘｙ平面上の異なる２方向から前記被駆動部材に取付けられる第１の駆動部材および第２の駆動部材を設け、それら第１および第２の駆動部材を、一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを備えて構成し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて位置決めを行う。
【００２７】
それゆえ、支持台は被駆動部材を前後で挟み込むような構造でよく、また第１および第２の駆動部材も圧電素子に錘で構成され、該２次元位置決め装置の構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【００２８】
また、本発明の可動レンズユニットは、以上のように、前記の２次元位置決め装置を用い、前記被駆動部材を、レンズとその鏡筒とによって構成し、前記第１および第２の駆動部材は、前記レンズの調芯を行う。
【００２９】
それゆえ、可動レンズユニットの調芯機構を簡略化することができるとともに、該可動レンズユニットを小型化、特に薄型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の一形態に係る２次元位置決め装置を用いる可動レンズユニットの斜視図である。
【図２】図１の可動レンズユニットを用いるレーザモジュールの概略的なレイアウト図である。
【図３】前記可動レンズユニットの内部構造を示す光軸の軸直角断面図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面図である。
【図５】前記２次元位置決め装置における２つの駆動部材の各駆動パターンに対する可動レンズの移動方向を説明するための図であり、前記２つの駆動部材を単独で駆動した場合の図である。
【図６】前記２次元位置決め装置における２つの駆動部材の各駆動パターンに対する可動レンズの移動方向を説明するための図であり、前記２つの駆動部材を同時に駆動した場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は本発明の実施の一形態に係る２次元位置決め装置を用いる可動レンズユニット１の斜視図であり、図２はその可動レンズユニット１を用いるレーザモジュール２の概略的なレイアウト図である。このレーザモジュール２は、たとえば前述のレーザプロジェクターにおける緑色発光のために用いられ、該レーザプロジェクターは、その緑色光と、図示しない赤および青のレーザダイオードからの光とを合わせて、フルカラーで投影を行う。このレーザプロジェクターは、たとえば携帯電話の端末装置などに実装可能なサイズであり、前記レーザモジュール２は微小部品である。
【００３２】
前記レーザモジュール２は、赤外光を出射するレーザダイオード３と、その出射光を平行光とする固定レンズ４と、その平行光を集光するとともに、前記偏向レンズとしての機能を有する可動レンズユニット１と、前記可動レンズユニット１からの光が入射され、波長変換を行った緑色光を出射するＳＨＧ素子５とを備えて構成され、これらの部品が図示しない基台や配線基板に一体に実装されて成る。
【００３３】
図３は前記可動レンズユニット１の内部構造を示す光軸（軸線ｚ）の軸直角断面（ｘｙ断面）図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た断面、すなわち前記光軸（軸線ｚ）の軸線方向断面図である。この可動レンズユニット１は、光導波路結合モジュールであり、可動レンズ１１に、その２次元位置決め装置を備えて構成される。被駆動部材である前記可動レンズ１１は、レンズ１２と、該レンズ１２を外囲する鏡筒１３とを備えて構成され、前記２次元位置決め装置は、後述するようにして、前記レンズ１２の調芯を行う。
【００３４】
前記可動レンズ１１は、基台であるレンズユニットケース２１に搭載支持され、該レンズユニットケース２１に対向して設けられるレンズユニット蓋２２との間で、前記ｚ軸方向から挟持される。前記レンズユニット蓋２２とこの可動レンズ１１の鏡筒１３との間には、該可動レンズ１１の前記ｚ軸方向への変位を規制する（前記鏡筒１３をレンズユニットケース２１に押圧して摩擦接触させる）弾性部材であるバネ２３が介在されている。たとえば、前記バネ２３のバネ力は１００ｇｆ程度であり、この場合、図４において、丸印で囲む摩擦接触部の摩擦係数が０．２程度とすると、摩擦力は２０ｇｆ程度になる。これらのレンズユニットケース２１、レンズユニット蓋２２およびバネ２３は、可動レンズ１１の支持台となる。
【００３５】
注目すべきは、前記可動レンズ１１とレンズユニットケース２１およびレンズユニット蓋２２との相互の対向面において、一方（図４の例ではレンズユニットケース２１およびレンズユニット蓋２２側）には環状の凸条２１ａ，２２ａが形成され、他方（図４の例では可動レンズ１１の鏡筒１３側）にはそれが緩やかに嵌り込む、すなわち前記凸条２１ａ，２２ａよりも大径の凹溝１３ａが形成されることである。これによって、前記可動レンズ１１の前記光軸（軸線ｚ）とは直交するｘｙ方向への変位が許容される。なお、前記凸条２１ａ，２２ａは、完全な円環状に形成されなくてもよく、部分的に途切れていたり、同じ円周上に配置される複数の突起として形成されていてもよい。その場合、前記凹溝１３ａも、前記変位を許容できる範囲の内径を有する凹所として形成されればよい。
【００３６】
こうして、前記可動レンズ１１のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向へは所定の摩擦力で、前記凸条２１ａ，２２ａと凹溝２３ａとの隙間の範囲で、可動レンズ１１の前記ｘｙ方向への変位を許容することができる機構を、簡単かつ小型の構成で実現することができる。すなわち、従来技術における直交座標系を構成するためのガイド軸を不要にすることができる。
【００３７】
上述のように構成される可動レンズユニット１において、また注目すべきは、本実施の形態では、前記可動レンズ１１の前記ｘｙ方向への変位を実現するにあたって、前記可動レンズ１１をｘｙ平面上の異なる２方向（図３の例ではｙ＝ｘの直線方向と、ｙ＝−ｘの直線方向）から前記可動レンズ１１に取付けられる第１の駆動部材３１および第２の駆動部材３２が設けられていることである。
【００３８】
そして、それら第１および第２の駆動部材３１，３２を、一方向（前記ｙ＝ｘの直線方向）および他方向（前記ｙ＝−ｘの直線方向）にそれぞれ伸縮自在の駆動素子３１ａ，３２ａと、該駆動素子３１ａ，３２ａの前記可動レンズ１１とは反対側に取付けられる錘３１ｂ，３２ｂとを備えて構成し、該駆動素子３１ａ，３２ａの伸張時と縮小時との速度差によって、前記可動レンズ１１を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて位置決めを行うようになっている。
【００３９】
前記駆動素子３１ａ，３２ａは、たとえば圧電素子から成る。その場合、第１および第２の駆動部材３１，３２の駆動原理は、前述のＳＩＤＭ超音波リニアアクチュエータと類似しており、圧電素子が固定（ＳＩＤＭ）であるか、被駆動部材に取付けられている（本実施の形態）かの違いである。このように駆動素子３１ａ，３２ａとして圧電素子を用いることで、手軽な材料で実現することができる。
【００４０】
図５および図６は、前記第１および第２の駆動部材３１，３２の各駆動パターンに対する可動レンズ１１の移動方向を説明するための図である。図５は前記第１および第２の駆動部材３１，３２を単独で動作させた場合を示し、図６は同時に動作させた場合を示す。先ず、図５で示すように、第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａをゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させると、前記可動レンズ１１は該第１の駆動部材３１側に引寄せられ、すなわち参照符号Ｆ１で示すように、前記ｙ＝ｘ線上を＋方向に移動する。これに対して、第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａをゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させると、前記可動レンズ１１は該第１の駆動部材３１に押出され、すなわち参照符号Ｆ２で示すように、前記ｙ＝ｘ線上を−方向に移動する。
【００４１】
同様に、第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａをゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させると、前記可動レンズ１１は該第２の駆動部材３２側に引寄せられ、すなわち参照符号Ｆ３で示すように、前記ｙ＝−ｘ線上をｙが＋方向に移動する。これに対して、第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａをゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させると、前記可動レンズ１１は該第２の駆動部材３２に押出され、すなわち参照符号Ｆ４で示すように、前記ｙ＝−ｘ線上をｙが−方向に移動する。
【００４２】
次に、図６で示すように、第１および第２の駆動部材３１の駆動素子３１ａ，３２ａを共にゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させると、前記可動レンズ１１は該第１および第２の駆動部材３１，３２側に引寄せられ、すなわち参照符号Ｆ１１で示すように、ｙ軸上を＋方向に移動する。これに対して、第１および第２の駆動部材３１，３２の駆動素子３１ａ，３２ａを共にゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させると、前記可動レンズ１１は該第１および第２の駆動部材３１，３２に押出され、すなわち参照符号Ｆ１２で示すように、前記ｙ軸上を−方向に移動する。
【００４３】
また、第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａはゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させ、かつ第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａはゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させる動作を同時に行うと、ｙ方向に対する力は相殺され、ｘ方向に対する力が加算されて、前記可動レンズ１１は参照符号Ｆ１３で示すように、ｘ軸上を＋方向に移動する。同様に、第２の駆動部材３２の駆動素子３２ａはゆっくりと伸張させた後、瞬時に縮小させ、かつ第１の駆動部材３１の駆動素子３１ａはゆっくりと縮小させた後、瞬時に伸張させる動作を同時に行うと、前記可動レンズ１１は参照符号Ｆ１４で示すように、ｘ軸上を−方向に移動する。
【００４４】
このように構成することで、前述の可動レンズ１１と、レンズユニットケース２１、レンズユニット蓋２２およびバネ２３、すなわち該可動レンズ１１の支持台との構造と合わせて、該可動レンズ１１を、そのｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を行わせて調芯を行う２次元位置決め装置を実現することができる。また、そのように支持台は、可動レンズ１１を搭載し、該可動レンズ１１のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する、すなわち可動レンズ１１を前後で挟み込むような構造でよく、また第１および第２の駆動部材３１，３２も圧電素子３１ａ，３２ａに錘３１ｂ，３２ｂで構成され、該２次元位置決め装置の構成を簡略化することができるとともに、小型化、特に薄型化することができる。
【００４５】
前記各圧電素子３１ａ，３２ａは、配線３６Ｌ，３７Ｌ；３８Ｌ，３９Ｌを介して、端子３６，３７；３８，３９にそれぞれ接続されている。そして、これらの端子３６，３７；３８，３９は、該可動レンズユニット１が矩形のチップ部品に形成されることに対応して、一端面（図１の例では上面）に、電極パッドとして配列されている。このように構成することで、前記レーザダイオード３や固定レンズ４ならびにＳＨＧ素子５などが取付けられた基台や配線基板に、該可動レンズユニット１を半田付けするだけで取付けることができる。或いは、接着固定した後に、ボンディングによる配線を容易に行うことができる。
【００４６】
上述の例では、第１の駆動部材３１と第２の駆動部材３２とは、相互に直交する方向に配置されている（第１の駆動部材３１はｙ＝ｘ線上、第２の駆動部材３２はｙ＝−ｘ線上）けれども、必ずしも直交配置されていなくてもよく、或る程度の角度を持って交差するように配置されていればよい。しかしながら、上述のように支持台（レンズユニットケース２１）が矩形に形成される場合に、前記第１および第２の駆動部材３１，３２を、前記矩形の２つの対角線上にそれぞれ配置することで、支持台上（レンズユニットケース２１内）でのスペースを有効に使用して配置することができ、該２次元位置決め装置をさらに小型化（幅および奥行き）することができる。
【００４７】
また、第１の駆動部材３１および第２の駆動部材３２は、それぞれ前記ｙ＝ｘ線上およびｙ＝−ｘ線上に１つずつ設けられているけれども、その線上で、可動レンズ１１を挟んだ対向位置に、逆相で駆動される駆動部材をもう１つずつ設けるようにしてもよい。その場合、可動レンズ１１の駆動トルクを大きくすることができ、或いは１つ当りの第１および第２の駆動部材３１，３２を小型化することができるとともに、可動レンズ１１に対する該第１および第２の駆動部材３１，３２の重量バランスを均等にすることができる。
【００４８】
上述のように、光導波路結合モジュールである本実施の形態の可動レンズユニット１は、レンズ１２の調芯を行うので、ＳＨＧ素子５の変換効率を高く維持することができる。そして、その調芯の手法としては、前記レーザダイオード３からの出射光がガウシアン分布の場合、ＳＨＧ素子５からの出射光を図示しないフォトディテクタで受光し、その受光レベルが可動レンズ１１をｘ方向およびｙ方向にそれぞれ変位させたときにピークとなるように、前記電極３６，３７；３８，３９間への駆動信号を調整すればよい。
【００４９】
また、前記可動レンズ１１の支持台としては、該可動レンズ１１のｚ軸方向への変位が規制され、かつその支持台に対してｘｙ方向への変位の際に所定の摩擦力が発生するような構造であればよく、たとえば可動レンズ１１の案内面を有する基台に、該可動レンズ１１が磁気吸着されているような構造であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１ 可動レンズユニット
２ レーザモジュール
３ レーザダイオード
４ 固定レンズ
５ ＳＨＧ素子
１１ 可動レンズ
１２ レンズ
１３ 鏡筒
１３ａ 凹溝
２１ レンズユニットケース
２１ａ，２２ａ 凸条
２２ レンズユニット蓋
２３ バネ
３１ 第１の駆動部材
３１ａ，３２ａ 圧電素子
３１ｂ，３２ｂ 錘
３２ 第２の駆動部材
３６，３７；３８，３９ 端子
３６Ｌ，３７Ｌ；３８Ｌ，３９Ｌ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動部材と、
前記被駆動部材を搭載し、該被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する支持台と、
前記被駆動部材にｘｙ平面上の一方向から取付けられる第１の駆動部材と、
前記被駆動部材に前記ｘｙ平面上において前記第１の駆動部材とは交差する他方向から取付けられる第２の駆動部材とを備え、
前記第１および第２の駆動部材は、前記一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを有し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて前記被駆動部材の位置決めを行うことを特徴とする２次元位置決め装置。
【請求項２】
前記支持台は、前記被駆動部材を前記ｚ軸方向から挟み込む基台および蓋と、前記蓋と前記被駆動部材との間に介在されて、前記被駆動部材の前記ｚ軸方向への変位を規制する弾性部材とを備えて構成され、
前記被駆動部材と前記基台および蓋との相互の対向面において、一方には環状の凸条が形成され、他方には前記凸条が緩やかに嵌り込む凹溝が形成されることで、前記被駆動部材の前記ｘｙ方向への変位が許容されることを特徴とする請求項１記載の２次元位置決め装置。
【請求項３】
前記駆動素子は圧電素子であることを特徴とする請求項１または２記載の２次元位置決め装置。
【請求項４】
前記支持台は矩形に形成され、その２つの対角線上に前記第１および第２の駆動部材がそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の２次元位置決め装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の２次元位置決め装置を用い、
前記被駆動部材は、レンズと、前記レンズを外囲し、前記支持台に搭載支持される鏡筒とを備えて構成され、
前記第１および第２の駆動部材は、前記ｚ軸方向を光軸方向として、前記レンズの調芯を行うことを特徴とする可動レンズユニット。
【請求項６】
前記調芯は、光導波路または光ファイバに対して行われることを特徴とする請求項５記載の可動レンズユニット。
【請求項７】
チップ部品に形成され、一端面に前記第１および第２の駆動部材のための電極パッドが形成されることを特徴とする請求項５または６記載の可動レンズユニット。
【請求項１】
被駆動部材と、
前記被駆動部材を搭載し、該被駆動部材のｚ軸方向への変位を規制し、かつｘｙ方向への変位を許容する支持台と、
前記被駆動部材にｘｙ平面上の一方向から取付けられる第１の駆動部材と、
前記被駆動部材に前記ｘｙ平面上において前記第１の駆動部材とは交差する他方向から取付けられる第２の駆動部材とを備え、
前記第１および第２の駆動部材は、前記一方向および他方向にそれぞれ伸縮自在の駆動素子と、該駆動素子の前記被駆動部材とは反対側に取付けられる錘とを有し、該駆動素子の伸張時と縮小時との速度差によって、前記被駆動部材を前記一方向および他方向にそれぞれ変位させて前記被駆動部材の位置決めを行うことを特徴とする２次元位置決め装置。
【請求項２】
前記支持台は、前記被駆動部材を前記ｚ軸方向から挟み込む基台および蓋と、前記蓋と前記被駆動部材との間に介在されて、前記被駆動部材の前記ｚ軸方向への変位を規制する弾性部材とを備えて構成され、
前記被駆動部材と前記基台および蓋との相互の対向面において、一方には環状の凸条が形成され、他方には前記凸条が緩やかに嵌り込む凹溝が形成されることで、前記被駆動部材の前記ｘｙ方向への変位が許容されることを特徴とする請求項１記載の２次元位置決め装置。
【請求項３】
前記駆動素子は圧電素子であることを特徴とする請求項１または２記載の２次元位置決め装置。
【請求項４】
前記支持台は矩形に形成され、その２つの対角線上に前記第１および第２の駆動部材がそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の２次元位置決め装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の２次元位置決め装置を用い、
前記被駆動部材は、レンズと、前記レンズを外囲し、前記支持台に搭載支持される鏡筒とを備えて構成され、
前記第１および第２の駆動部材は、前記ｚ軸方向を光軸方向として、前記レンズの調芯を行うことを特徴とする可動レンズユニット。
【請求項６】
前記調芯は、光導波路または光ファイバに対して行われることを特徴とする請求項５記載の可動レンズユニット。
【請求項７】
チップ部品に形成され、一端面に前記第１および第２の駆動部材のための電極パッドが形成されることを特徴とする請求項５または６記載の可動レンズユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１８０４３７（Ｐ２０１１−１８０４３７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５５００（Ｐ２０１０−４５５００）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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