JP3132707B2 - Light beam deflector - Google Patents
Light beam deflectorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光ビーム偏向装置に関
し、空間を伝播する光ビームの偏向を、小型で簡単な構
造により行うことができるように工夫したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light beam deflecting device, which is devised so that a light beam propagating in space can be deflected by a small and simple structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】3次元空間を伝播する光ビームを任意の
方向に偏向するには、光ビーム偏向装置が用いられる。
従来の光ビーム偏向装置としては、図11や図12に示
すものが用いられている。2. Description of the Related Art A light beam deflector is used to deflect a light beam propagating in a three-dimensional space in an arbitrary direction.
As a conventional light beam deflector, those shown in FIGS. 11 and 12 are used.
【0003】図11に概略構成を示す偏向装置01で
は、回転体02の軸03にミラー04を斜めに備え、回
転体05の軸06にミラー07を斜めに備えている。し
かも軸03,06は平行にしていない。そして回転体0
2,05によりミラー04,07の角度を変えることに
より、入射光ビームBinをミラー04,07で、反射さ
せた反射ビームBout1,Bout2の方向を変えている。In a deflecting device 01 whose configuration is schematically shown in FIG. 11, a mirror 04 is provided obliquely on a shaft 03 of a rotating body 02, and a mirror 07 is provided obliquely on a shaft 06 of the rotating body 05. Moreover, the axes 03,06 are not parallel. And rotating body 0
By changing the angle of the mirror 04,07 by 2,05, the incident light beam B in a mirror 04,07 and changing the direction of the reflected beam B out1, B out2 which is reflected.
【0004】図12に概略構成を示す偏向装置010
は、特開昭62−184434号に記載されたものであ
る。この偏向装置010では、ミラー011をホルダー
012に備え、ホルダー012を軸013を介して回転
自在にホルダー014に備えている。更にホルダー01
4を軸015を介して回転自在に備えている。そして図
示しない駆動機構によりホルダー012,014を回転
させてミラー011の向きを変えて光ビームの偏向を行
なっている。[0004] A deflection device 010 whose schematic structure is shown in FIG.
Is described in JP-A-62-184434. In the deflecting device 010, a mirror 011 is provided on a holder 012, and the holder 012 is provided on a holder 014 rotatably via a shaft 013. Holder 01
4 is rotatably provided via a shaft 015. The holder 012 and 014 are rotated by a drive mechanism (not shown) to change the direction of the mirror 011 and deflect the light beam.
【0005】ところで図11に示す従来の光ビーム偏向
装置01では、構造が複雑で多くの部品点数を必要とす
る。また2枚のミラー04,07を用いる構成となって
いるため小型化するのに大きな制約があった。The conventional light beam deflector 01 shown in FIG. 11 has a complicated structure and requires many parts. In addition, since two mirrors 04 and 07 are used, there is a great restriction in downsizing.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】また図12に示す従来の
光ビーム偏向装置010では、軸方向及び位置の異なる
軸013と軸015に回転力を作用させなければならな
いため、駆動機構が複雑となり、小型化が困難であっ
た。Further, in the conventional light beam deflecting device 010 shown in FIG. 12, since a rotational force must be applied to the shafts 013 and 015 having different axial directions and positions, the driving mechanism becomes complicated. However, miniaturization was difficult.
【0007】本発明は、上記従来技術に鑑み、超小型で
安価な光ビーム偏向装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an ultra-compact and inexpensive light beam deflecting device in view of the above prior art.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決する本
発明の構成は、中実半球形状をなす光透過部材で形成し
た半球体と、この半球体の平面部に設けられて光ビーム
を反射する反射層と、板状の光透過部材で形成され光ビ
ームが入射される面と対向する面には前記半球体の球面
部に3点以上の点で接触して半球体を回転自在に支持す
る溝を有する基板と、前記溝に充填された光学オイル
と、前記半球体の平面部に対向して配置されて半球体を
回転させる駆動機構とで構成したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to a hemisphere formed by a light transmitting member having a solid hemisphere shape, and a light beam provided on a plane portion of the hemisphere to reflect a light beam. The surface of the reflective layer, which is formed of a plate-shaped light transmitting member and faces the surface on which the light beam is incident, contacts the spherical portion of the hemisphere at three or more points to rotatably support the hemisphere. A substrate having a groove formed therein, an optical oil filled in the groove, and a drive mechanism arranged to face the plane portion of the hemisphere and rotate the hemisphere.
【0009】また本発明の構成は、前記駆動機構が、先
端が前記半球体の平面部に接すると共に独立して移動す
ることにより半球体に回転力を付与する複数本の支持棒
を有することを特徴とする。Further, in the configuration of the present invention, the driving mechanism may include a plurality of support rods that apply a rotational force to the hemisphere by moving independently of each other while the tip contacts the flat portion of the hemisphere. Features.
【0010】また本発明の構成は、前記駆動機構が、前
記半球体の平面部に備えられて電荷が付与される第1の
電極と、第1の電極に対向した位置に配置され付与され
る電荷量が個別に調節されて第1の電極との間で静電力
を発生する複数の第2の電極を有することを特徴とす
る。Further, according to the structure of the present invention, the driving mechanism is provided and provided at a first electrode provided on a plane portion of the hemisphere and to which electric charge is applied, and at a position facing the first electrode. It is characterized in that it has a plurality of second electrodes whose charge amounts are individually adjusted to generate an electrostatic force with the first electrode.
【0011】また本発明の構成は、前記駆動機構が、前
記半球体の平面部に備えられた磁性体と、この磁性体に
接近・離反するよう独立して移動して前記磁性体との間
で磁力を発生する複数の磁石を有することを特徴とす
る。Further, according to the structure of the present invention, the drive mechanism may move between the magnetic body provided on the flat portion of the hemisphere and the magnetic body by independently moving so as to approach / separate from the magnetic body. And a plurality of magnets that generate magnetic force.
【0012】また本発明の構成は、前記半球体と前記基
板と前記光学オイルの屈折率が同じであることを特徴と
する。Further, in the configuration of the present invention, the hemisphere, the substrate, and the optical oil have the same refractive index.
【0013】また本発明の構成は、前記反射層がアルミ
ニウムであることを特徴とする。[0013] The structure of the present invention is characterized in that the reflection layer is made of aluminum.
【0014】[0014]
【作用】本発明では、駆動機構により半球体を回転させ
ると反射層の向きが変化し光ビームの偏向方向が変わ
る。半球体は基板の溝で支持するだけであり、構成は簡
単である。According to the present invention, when the hemisphere is rotated by the driving mechanism, the direction of the reflection layer changes and the deflection direction of the light beam changes. The hemisphere is simply supported by the groove of the substrate, and the configuration is simple.
【0015】[0015]
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0016】図1は本発明の第1実施例に係る光ビーム
偏向装置を示す。同図に示すように半球体1は中実半球
形状となっており、屈折率が1.4〜1.9の範囲の光
学ガラスや赤外線を透過するシリコンで形成している。
この半球体1の平面部1aには反射層2を設けている。
反射層2は、入射角度依存性がほとんどない金属膜で形
成している。FIG. 1 shows a light beam deflector according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hemisphere 1 has a solid hemispherical shape, and is formed of optical glass having a refractive index in the range of 1.4 to 1.9 or silicon transmitting infrared rays.
The reflecting layer 2 is provided on the plane portion 1a of the hemisphere 1.
The reflective layer 2 is formed of a metal film having almost no incident angle dependence.
【0017】基板3は板形状となっており、半球体1と
同じ材質の部材、つまり屈折率が1.4〜1.9の範囲
の光学ガラスや赤外線を透過するシリコンで形成してい
る。基板3の上面3aには円錐状の溝4を形成してい
る。前記半球体1は回転自在に溝4内に収められてお
り、半球体1の球面部1bと溝4の内面とが接触してい
る。この接触部は一つの円周(無限の点の集合と考える
ことができる)となっている。つまり溝4の内面の無数
の点で半球体1を接触・支持している。そして半球体1
の回転中心1cを平面部1aの中心と一致させている。The substrate 3 has a plate shape and is made of a member made of the same material as the hemisphere 1, that is, optical glass having a refractive index in the range of 1.4 to 1.9 or silicon transmitting infrared rays. On the upper surface 3a of the substrate 3, a conical groove 4 is formed. The hemisphere 1 is rotatably accommodated in the groove 4, and the spherical surface 1 b of the hemisphere 1 is in contact with the inner surface of the groove 4. This contact portion forms one circumference (which can be considered as a set of infinite points). That is, the hemisphere 1 is in contact with and supported at countless points on the inner surface of the groove 4. And hemisphere 1
The center of rotation 1c is aligned with the center of the plane portion 1a.
【0018】溝4内には光学オイル5を充填している。
この光学オイル5は、伝播する光ビームの波長に対して
吸収が少ないオイルであり、一般的には屈折率整合液を
用いる。この光学オイル5と半球体1と基板3の各屈折
率がすべて同じであると、溝4及び球面部1bでのフレ
ネル反射による迷光の発生を防止することができる。こ
の場合、光学オイル5との相性を考慮すると、半球体1
及び基板3の材質として上記シリコンよりも上記光学ガ
ラス(屈折率1.4〜1.9)を用いた方が、フレネル
反射による迷光の発生を防止しやすい。The groove 4 is filled with an optical oil 5.
The optical oil 5 is an oil that absorbs little with respect to the wavelength of the propagating light beam, and generally uses a refractive index matching liquid. If the refractive index of the optical oil 5, the hemisphere 1, and the substrate 3 are all the same, it is possible to prevent the generation of stray light due to Fresnel reflection at the groove 4 and the spherical portion 1b. In this case, considering the compatibility with the optical oil 5, the hemisphere 1
The use of the optical glass (refractive index: 1.4 to 1.9) as the material of the substrate 3 is easier to prevent the generation of stray light due to Fresnel reflection than that of the silicon.
【0019】駆動機構6は半球体1の上方で平面部1a
に対向して配置してある。詳細構造は他の実施例で説明
するが、この駆動機構6は、接触式又は非接触式で半球
体1に力を作用させて半球体6を回転させる。ここでい
う「回転」とは、半球体1の平面部1aを、基板3の上
面3aに対して傾動させることを意味している。The driving mechanism 6 has a flat portion 1a above the hemisphere 1.
Are arranged opposite to each other. Although the detailed structure will be described in another embodiment, the drive mechanism 6 rotates the hemisphere 6 by applying a force to the hemisphere 1 in a contact type or a non-contact type. Here, “rotation” means that the flat portion 1 a of the hemisphere 1 is tilted with respect to the upper surface 3 a of the substrate 3.
【0020】上記構成となっている光ビーム偏向装置に
おいて、基板3の下面3bから光ビームBinを斜めに入
射すると、この光ビームBinは基板3,光学オイル5及
び半球体1を透過して反射層2に達し、反射層2で反射
される。反射された光ビームBout は、半球体1,光学
オイル5及び基板3を透過し、基板3の下面3bから外
部に斜めに出射される。[0020] In the optical beam deflecting device has the above configuration, transmitted through the incident from the lower surface 3b of the substrate 3 a light beam B in an angle, the light beam B in the substrate 3, the optical oil 5 and hemisphere 1 To reach the reflective layer 2 and is reflected by the reflective layer 2. The reflected light beam B out passes through the hemisphere 1, the optical oil 5 and the substrate 3, and is emitted obliquely to the outside from the lower surface 3 b of the substrate 3.
【0021】駆動機構6により半球体1を回転させる
と、反射された光ビームBout の向きを、例えば図1中
で実線で示す向きから点線で示す向きに変更することが
できる。つまり光ビームの偏向ができるのである。When the driving mechanism 6 rotates the hemisphere 1, the direction of the reflected light beam B out can be changed, for example, from the direction shown by a solid line to the direction shown by a dotted line in FIG. That is, the light beam can be deflected.
【0022】前述したように本実施例では、半球体1の
回転中心1cと、平面部1aの中心とを一致させている
ため、半球体1の回転角が異なっても、光ビームBinを
反射させる点は常に平面部1aの中心に一致する。As described above, in the present embodiment, since the center of rotation 1c of the hemisphere 1 and the center of the plane portion 1a are coincident with each other, even if the rotation angle of the hemisphere 1 is different, the light beam Bin is not emitted. The point to be reflected always coincides with the center of the plane portion 1a.
【0023】更に駆動機構6は、平面部1aに対向する
位置に配置するため、光ビームBin,Bout の伝播の障
害にならない。Further, since the drive mechanism 6 is arranged at a position facing the flat portion 1a, it does not hinder the propagation of the light beams B in and B out .
【0024】また光ビームBinを反射する面は、反射層
2のうち平面部1aに接する面であるので、反射層2の
うち駆動機構6に対向する面が、酸化したり駆動機構6
の作用により膜破壊があっても、反射率が劣化すること
はない。即ち、反射層2のうち平面部1aに接する面
(光ビームの反射に寄与する面)は、外界に面すること
がないので酸化せず、また駆動機構6から力が直接作用
することはなく、面が荒れることがなく良好な反射機能
を保有しているのである。[0024] surface for reflecting the light beam B in the because it is the surface in contact with the flat portion 1a of the reflective layer 2, the surface facing the drive mechanism 6 of the reflective layer 2, oxide or drive mechanism 6
Even if the film is destroyed by the action of, the reflectance does not deteriorate. That is, the surface of the reflective layer 2 that is in contact with the plane portion 1a (the surface that contributes to the reflection of the light beam) is not oxidized because it does not face the outside, and no force is directly applied from the drive mechanism 6 Therefore, the surface has a good reflection function without being roughened.
【0025】図1に示す実施例では溝4の形状を円錐状
としたが溝形状はこれに限らず他の形状としてもよい。
例えば図2に示すように円柱状の円柱溝4aとしたり、
図3に示すように2つのディッチを交差した交差点溝4
bとしたり、図4に示すように半球状の半球溝4cとし
てもよい。In the embodiment shown in FIG. 1, the shape of the groove 4 is conical, but the shape of the groove is not limited to this and may be another shape.
For example, as shown in FIG. 2, a cylindrical groove 4a may be formed,
As shown in FIG. 3, an intersection groove 4 that crosses two diches
b or a hemispherical hemispherical groove 4c as shown in FIG.
【0026】次に本発明の第2実施例に係る光ビーム偏
向装置を、図5を参照して説明する。なお第1実施例と
同じ部分については説明を省略し、第2実施例に特有な
部分についてのみ説明する。第2実施例では半球体1及
び基板3は石英ガラスにより形成した。このうち半球体
1はボールレンズを研磨加工して形成したものである。
ボールレンズは直径300μm程度のものから入手可能
であり、本実施例では、光ビームとの相性を考慮して、
直径1500μmのものを研磨加工して半球体1を形成
した。一方、基板3の上面3aには、切削加工やモール
ド加工により円錐状の溝4を形成した。Next, a light beam deflector according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the same parts as in the first embodiment is omitted, and only the parts unique to the second embodiment will be described. In the second embodiment, the hemisphere 1 and the substrate 3 were formed of quartz glass. The hemisphere 1 is formed by polishing a ball lens.
The ball lens is available from those having a diameter of about 300 μm, and in this embodiment, in consideration of the compatibility with the light beam,
The hemisphere 1 was formed by polishing a material having a diameter of 1500 μm. On the other hand, a conical groove 4 was formed on the upper surface 3a of the substrate 3 by cutting or molding.
【0027】半球体1の平面部1aには有効径1000
μmの反射層12を設けた。この反射層12はアルミニ
ウムで形成したものである。アルミニウムは広い波長範
囲にわたって高い反射率を持っているため、反射層12
をアルミニウムで形成することにより、高帯域の光ビー
ム偏向装置を実現することができる。The effective diameter of the hemisphere 1 is 1000
A μm reflective layer 12 was provided. This reflection layer 12 is formed of aluminum. Aluminum has a high reflectivity over a wide wavelength range, so that the reflective layer 12
Is formed of aluminum, a high-bandwidth light beam deflecting device can be realized.
【0028】第2実施例の駆動機構100は、3本の支
持棒111,112,113を備え、半球体1の平面部
1aに対向して配置している。各支持棒111,11
2,113の直径は300μm程度であり、駆動機構1
00の底面図である図6に示すように、3本の支持棒1
11,112,113の先端が直径800μmの円周上
に位置するように、支持棒111,112,113を配
置した。そして各支持棒111,112,113を、電
磁アクチュエータにより独立して長手方向に移動できる
ようにした。The drive mechanism 100 of the second embodiment includes three support rods 111, 112, and 113, and is disposed so as to face the flat portion 1a of the hemisphere 1. Each support rod 111, 11
2 and 113 have a diameter of about 300 μm.
00, as shown in FIG.
The support rods 111, 112, and 113 were arranged such that the tips of 11, 112, and 113 were located on a circumference having a diameter of 800 μm. Each of the support rods 111, 112, and 113 can be independently moved in the longitudinal direction by an electromagnetic actuator.
【0029】電磁アクチュエータとしては、例えば図7
に示すように、2つのコイル121,122を持つソレ
ノイド120を用いた。そしてコイル121,122に
より生じる磁場が逆方向になるようにコイル電流を制御
すると、磁気の反発力により支持棒111(112,1
13)が突出し、コイル磁場が同方向になるようにコイ
ル電流を制御することにより支持棒111(112,1
13)が後退する。As the electromagnetic actuator, for example, FIG.
As shown in FIG. 5, a solenoid 120 having two coils 121 and 122 was used. When the coil current is controlled so that the magnetic fields generated by the coils 121 and 122 are in opposite directions, the support rod 111 (112, 1
13) protrudes and controls the coil current so that the coil magnetic field is in the same direction.
13) retreats.
【0030】上述した支持棒111,112,113の
先端を反射層12の上面に当てた状態で各支持棒11
1,112,113の突出長さを制御することにより半
球体1の回転角、ひいては光ビーム偏向角を変えること
ができる。Each of the support rods 111, 112, 113 is placed in a state where the tip of the support rod 111, 112, 113 is placed on the upper surface of the reflection layer 12.
The rotation angle of the hemisphere 1 and, consequently, the deflection angle of the light beam can be changed by controlling the projecting length of the projections 1, 112, 113.
【0031】なお第2実施例では、半球体1の回転中心
1cが位置ズレしないように、円錐状の溝4により半球
体1を支持しており、偏向角は2本の支持棒により一義
的に決る。このため偏向角を変えるときには、3本の支
持棒111,112,113のうち1本をフリーにす
る。このようにすることにより、偏向角の変化のため半
球体1を回転しても、駆動機構100や半球体1が損傷
するのを防止することができる。In the second embodiment, the hemisphere 1 is supported by the conical groove 4 so that the rotation center 1c of the hemisphere 1 does not shift, and the deflection angle is uniquely determined by the two support rods. Decided. Therefore, when changing the deflection angle, one of the three support rods 111, 112, 113 is set free. By doing so, even if the hemisphere 1 is rotated due to a change in the deflection angle, it is possible to prevent the drive mechanism 100 and the hemisphere 1 from being damaged.
【0032】次に本発明の第3実施例に係る光ビーム偏
向装置を、図8及び図9を参照して説明する。図8にお
いて1は半球体、2は反射層、3は基板、4は溝であ
り、これら部材は前述した実施例のものと同様である。Next, a light beam deflecting device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 8, 1 is a hemisphere, 2 is a reflective layer, 3 is a substrate, and 4 is a groove, and these members are the same as those in the above-described embodiment.
【0033】第3実施例で用いる駆動機構200は、静
電力を利用して半球体1を回転させるものである。その
構成を説明すると、反射層2の上にCr層を付与しこの
Cr層の上にAu層を付与して電極201を形成した。
また基板3の上面に対向して基板202を配置し、この
基板202のうち電極201の上方に位置する部分に孔
203を形成した。そして基板202の下面202bで
且つ孔203の周囲には、3分割した電極204a,2
04b,204cを配置した(図9参照)。これら電極
204a,204b,204cにはワイヤ205a,2
05b,205cを介して個別に電荷を与えることがで
きる。一方、基板202の上面202aには電極206
を形成した。そして超音波接合により、Au製のワイヤ
207の一端を電極201のAu層に接合し、ワイヤ2
07の他端を電極206に接合した。このため電極20
6,ワイヤ207を介して電極201に電荷を与えるこ
とができる。更に溝4内及び基板3,202間に光学オ
イル5を充填した。The driving mechanism 200 used in the third embodiment rotates the hemisphere 1 using electrostatic force. The electrode 201 was formed by providing a Cr layer on the reflective layer 2 and providing an Au layer on the Cr layer.
Further, a substrate 202 was arranged facing the upper surface of the substrate 3, and a hole 203 was formed in a portion of the substrate 202 located above the electrode 201. On the lower surface 202b of the substrate 202 and around the hole 203, the three divided electrodes 204a, 204
04b and 204c were arranged (see FIG. 9). These electrodes 204a, 204b, 204c are connected to wires 205a, 2
Electric charges can be individually applied through the lines 05b and 205c. On the other hand, an electrode 206 is provided on the upper surface 202a of the substrate 202.
Was formed. Then, one end of the Au wire 207 is bonded to the Au layer of the electrode 201 by ultrasonic bonding.
07 was joined to the electrode 206. Therefore, the electrode 20
6, charges can be applied to the electrode 201 via the wire 207. Further, the optical oil 5 was filled in the groove 4 and between the substrates 3 and 202.
【0034】上述した構成の駆動機構200では、電極
201に付与する電荷と電極204a,204b,20
4cに付与する電荷の極性を同一にすると、静電力によ
り電極201と電極204a,204b,204c間に
反発力が発生する。この場合、電極204a,204
b,204cに付与する電荷量を異ならせるよう制御す
ることにより前記反発力により半球体1を回転させるこ
とができる。なお静電力は、与える電荷量が多いほど、
また電極面積が広いほど強くなる。In the driving mechanism 200 having the above-described configuration, the electric charge applied to the electrode 201 and the electrodes 204a, 204b, 20
When the polarities of the electric charges applied to the electrodes 4c are the same, a repulsive force is generated between the electrode 201 and the electrodes 204a, 204b, 204c by the electrostatic force. In this case, the electrodes 204a, 204
The hemisphere 1 can be rotated by the repulsive force by controlling the amounts of charge applied to the b and 204c to be different. The more the amount of charge applied, the more the electrostatic force
Also, the strength increases as the electrode area increases.
【0035】この駆動機構200によれば、3つの電極
204a,204b,204cの電荷量をすべて同時に
制御することが可能であり、偏向角は、これら電極20
4a,204b,204c間に付与する電荷量に差分に
より決る。このため駆動機構200は、図5に示す支持
棒111,112,113により半球体を直接回転させ
る駆動機構100よりも、迅速な偏向角制御ができる。According to the driving mechanism 200, the electric charges of all the three electrodes 204a, 204b, and 204c can be simultaneously controlled, and the deflection angle can be controlled by these electrodes 20a, 204b, and 204c.
4a, 204b, and 204c are determined by the difference in the amount of charge applied between them. Therefore, the drive mechanism 200 can control the deflection angle more quickly than the drive mechanism 100 that directly rotates the hemisphere by the support rods 111, 112, and 113 shown in FIG.
【0036】次に本発明の第4実施例に係る光ビーム偏
向装置を、図10を参照して説明する。第4実施例で用
いる駆動機構300は、磁気の反発力を利用して半球体
1を回転させるものである。その構成を説明すると反射
層2の上に磁性膜301を付与し、この磁性膜301を
膜に垂直な方向に着磁する。更に磁性膜301に対し反
発するように、軸方向に着磁した3本の棒状磁石30
2,303,304を磁性膜301の上方に配置し、そ
れぞれの棒状磁石302,303,304を垂直方向に
移動できるようにする。更に例えば図7に示すようなソ
レノイドにより棒状磁石302,303,304を個別
独立して駆動できるようにしている。なお他の部分は第
1実施例と同様である。Next, a light beam deflecting device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The driving mechanism 300 used in the fourth embodiment rotates the hemisphere 1 by using a magnetic repulsive force. Explaining the structure, a magnetic film 301 is provided on the reflective layer 2, and the magnetic film 301 is magnetized in a direction perpendicular to the film. Further, three rod-shaped magnets 30 axially magnetized so as to repel the magnetic film 301.
2, 303, 304 are arranged above the magnetic film 301 so that the respective bar-shaped magnets 302, 303, 304 can be moved in the vertical direction. Further, for example, the bar-shaped magnets 302, 303, 304 can be individually and independently driven by a solenoid as shown in FIG. The other parts are the same as in the first embodiment.
【0037】上記駆動機構300では、各棒状磁石30
2,303,304の突出長さを制御することにより半
球体1の回転、即ち偏向角の調整ができる。In the drive mechanism 300, each rod-shaped magnet 30
The rotation of the hemisphere 1, that is, the deflection angle can be adjusted by controlling the protruding lengths of 2, 303 and 304.
【0038】上記各実施例の光ビーム偏向装置によれば
超小型で安価な光ビーム偏向装置を実現することがけい
る。よって本発明の光ビーム偏向装置を集積化して、マ
ルチビームに対応した安価な光ビーム偏向装置を実現す
ることができる。According to the light beam deflecting device of each of the above embodiments, it is possible to realize a very small and inexpensive light beam deflecting device. Therefore, by integrating the light beam deflecting device of the present invention, it is possible to realize an inexpensive light beam deflecting device compatible with multiple beams.
【0039】[0039]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、反射層を備え
た半球体を、基板に形成した溝で支持するという簡単な
構成により、半球体を回転させて反射層の偏向角を変え
ることができる。また回転体を回転させるには、駆動機
構は半球体の平面部に力を作用させるだけでよく、駆動
機構の構成も簡単になる。よって全体構成が簡単で安価
な光ビーム偏向装置を実現することができる。According to the first aspect of the present invention, the deflection angle of the reflection layer is changed by rotating the hemisphere with a simple configuration in which the hemisphere having the reflection layer is supported by the groove formed in the substrate. be able to. Further, in order to rotate the rotating body, the driving mechanism only needs to apply a force to the flat portion of the hemisphere, and the configuration of the driving mechanism is simplified. Therefore, an inexpensive light beam deflecting device having a simple overall configuration can be realized.
【0040】請求項2の発明によれば複数の支持棒が半
球体に接して半球体を回転させるため、正確・確実に半
球体を回転させること、つまり偏向角の調整ができる。According to the second aspect of the present invention, since the plurality of support rods are in contact with the hemisphere and rotate the hemisphere, the hemisphere can be accurately and reliably rotated, that is, the deflection angle can be adjusted.
【0041】請求項3や請求項4の発明によれば静電力
や磁力により非接触で半球体を回転させるため、半球体
や反射層を傷つけることがなくなり、更に応答性良く偏
向角の調整ができる。According to the third and fourth aspects of the present invention, the hemisphere is rotated in a non-contact manner by electrostatic force or magnetic force, so that the hemisphere and the reflection layer are not damaged, and the deflection angle can be adjusted with good responsiveness. it can.
【0042】請求項5の発明では、半球体、基板及び光
学オイルの屈折率を同じにしたのでフレネル反射による
迷光の発生を防止することができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the refractive indices of the hemisphere, the substrate, and the optical oil are the same, generation of stray light due to Fresnel reflection can be prevented.
【0043】請求項6の発明では、反射層をアルミニウ
ムで形成したため、広帯域の光ビーム偏向装置を実現す
ることができる。According to the sixth aspect of the present invention, since the reflection layer is formed of aluminum, a wide-band light beam deflecting device can be realized.
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】円柱溝を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing a cylindrical groove.
【図3】交差点溝を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing an intersection groove.
【図4】半球溝を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a hemispherical groove.
【図5】本発明の第2の実施例を示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図6】駆動機構を示す底面図。FIG. 6 is a bottom view showing a driving mechanism.
【図7】ソレノイドを示す構成図。FIG. 7 is a configuration diagram showing a solenoid.
【図8】本発明の第3実施例を示す構成図。FIG. 8 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図9】電極の配列を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing an arrangement of electrodes.
【図10】本発明の第4実施例を示す構成図。FIG. 10 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
【図11】従来の光ビーム偏向装置を示す構成図。FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional light beam deflecting device.
【図12】従来の光ビーム偏向装置を示す構成図。FIG. 12 is a configuration diagram showing a conventional light beam deflecting device.
1 半球体 1a 平面部 1b 球面部 1c 回転中心 2 反射層 3 基板 3a 上面 3b 下面 4 溝 4a 円柱溝 4b 交差点溝 4c 半球溝 5 光学オイル 6 駆動機構 12 反射層 100 駆動機構 111,112,113 支持棒 120 ソレノイド 121,122 コイル 200 駆動機構 201 電極 202 基板 203 孔 204a,204b,204c 電極 205a,205b,205c ワイヤ 206 電極 207 ワイヤ 300 駆動機構 301 磁性膜 302,303,304 棒状磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hemisphere 1a Flat part 1b Spherical part 1c Rotation center 2 Reflective layer 3 Substrate 3a Upper surface 3b Lower surface 4 Groove 4a Cylindrical groove 4b Intersection groove 4c Hemispheric groove 5 Optical oil 6 Drive mechanism 12 Reflection layer 100 Drive mechanism 111, 112, 113 Support Rod 120 Solenoid 121, 122 Coil 200 Drive mechanism 201 Electrode 202 Substrate 203 Hole 204a, 204b, 204c Electrode 205a, 205b, 205c Wire 206 Electrode 207 Wire 300 Drive mechanism 301 Magnetic film 302, 303, 304 Rod magnet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 昭憲 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−213294(JP,A) 特開 昭63−173013(JP,A) 特開 平7−72410(JP,A) 特開 平1−238609(JP,A) 特開 平4−199116(JP,A) 特開 平5−297306(JP,A) 実開 平4−67615(JP,U) 特表 昭62−502291(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/08 G02B 26/10 101 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Akinori Watanabe 1-6, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-4-213294 (JP, A) JP-A Sho 63-173013 (JP, A) JP-A-7-72410 (JP, A) JP-A-1-238609 (JP, A) JP-A-4-199116 (JP, A) JP-A-5-297306 (JP, A A) Japanese Utility Model Hei 4-67615 (JP, U) Special Table 62-502291 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 26/08 G02B 26/10 101
Claims (6)
た半球体と、この半球体の平面部に設けられて光ビーム
を反射する反射層と、板状の光透過部材で形成され光ビ
ームが入射される面と対向する面には前記半球体の球面
部に3点以上の点で接触して半球体を回転自在に支持す
る溝を有する基板と、前記溝に充填された光学オイル
と、前記半球体の平面部に対向して配置されて半球体を
回転させる駆動機構とで構成したことを特徴とする光ビ
ーム偏向装置。1. A hemisphere formed by a light transmitting member having a solid hemispherical shape, a reflecting layer provided on a plane portion of the hemisphere to reflect a light beam, and a light formed by a plate-shaped light transmitting member. A substrate having a groove that contacts the spherical portion of the hemisphere at three or more points and rotatably supports the hemisphere on a surface facing the surface on which the beam is incident; and an optical oil filled in the groove. A light beam deflecting device, comprising: a driving mechanism arranged to face the plane portion of the hemisphere and rotate the hemisphere.
面部に接すると共に独立して移動することにより半球体
に回転力を付与する複数本の支持棒を有することを特徴
とする請求項1記載の光ビーム偏向装置。2. The driving mechanism according to claim 1, wherein the driving mechanism has a plurality of support rods that apply a rotational force to the hemisphere by moving independently of each other at a tip thereof in contact with a plane portion of the hemisphere. 2. The light beam deflecting device according to 1.
備えられて電荷が付与される第1の電極と、第1の電極
に対向した位置に配置され付与される電荷量が個別に調
節されて第1の電極との間で静電力を発生する複数の第
2の電極を有することを特徴とする請求項1記載の光ビ
ーム偏向装置。3. The driving mechanism according to claim 1, wherein the driving mechanism includes a first electrode provided on a plane portion of the hemisphere, to which a charge is applied, and a charge amount provided at a position opposed to the first electrode, the charge being applied to the first electrode. The light beam deflecting device according to claim 1, further comprising a plurality of second electrodes that are adjusted to generate an electrostatic force between the first electrodes.
備えられた磁性体と、この磁性体に接近・離反するよう
独立して移動して前記磁性体との間で磁力を発生する複
数の磁石を有することを特徴とする請求項1記載の光ビ
ーム偏向装置。4. The driving mechanism generates a magnetic force between a magnetic body provided on a plane portion of the hemisphere and a magnetic body by independently moving so as to approach / separate from the magnetic body. The light beam deflecting device according to claim 1, comprising a plurality of magnets.
の屈折率が同じであることを特徴とする請求項1記載の
光ビーム偏向装置。5. The light beam deflector according to claim 1, wherein said hemisphere, said substrate, and said optical oil have the same refractive index.
特徴とする請求項1記載の光ビーム偏向装置。6. The light beam deflector according to claim 1, wherein said reflection layer is made of aluminum.
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