(57)【要約】【課題】  微少回転角度送り及び高速回転駆動を可能にする回転型アクチュエータを提供する。【解決手段】電気機械エネルギー変換素子であるねじり変位型の圧電素子１１、圧電素子１１に連結された伝達部材１２、及び伝達部材の挿入穴１２ａに挿入され、回転可能に係合された係合部材１３、並びに係合部材１３に連結しているミラー（光反射部）１４から回転型アクチュエータを構成する。圧電素子１１を用いて回転型アクチュエータを構成すると、パルス電流１パルスあたりの回転角度が小さく、微小回転角度送り可能な回転型アクチュエータを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面部、下面部、及び前記上面部と前記下面部の間の側壁部を有し、前記上面部の法線方向と交叉する方向に分極処理され、前記側面部には前記分極方向と交差する方向に延長されている電極部が設けられている電気機械エネルギー変換素子と、
前記電気機械エネルギー変換素子の前記上面部又は前記下面部に連結された伝達部材と、
前記伝達部材に回転可能に係合された係合部材とを有する
ことを特徴とする回転型アクチュエータ。
【請求項２】
前記電極部はくし歯形状の第１電極部と第２電極部からなり、それぞれの電極部のくし歯部が交互に配置されて、これらのくし歯部が前記分極方向と交差する方向に延長されている請求項１記載の回転型アクチュエータ。
【請求項３】
前記電気機械エネルギー変換素子又は前記係合部材のいずれか一方が固定部に固定されている請求項１又は２記載の回転型アクチュエータ。
【請求項４】
前記電気機械エネルギー変換素子が一体成型された圧電素子である請求項１ないし３のいずれかに記載の回転型アクチュエータ。
【請求項５】
前記伝達部材の外周部と前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部とが連続面となっている請求項１ないし４のいずれかに記載の回転型アクチュエータ。
【請求項６】
前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部が前記伝達部材によって覆われている請求項１ないし５のいずれかに記載の回転型アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１ないし６記載の回転型アクチュエータの前記係合部材または前記電気機械エネルギー変換素子に光反射部が設けられた回転型光反射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡などの被駆動部材を回転駆動する小型の回転型アクチュエータ及びこの回転型アクチュエータを用いた回転型光反射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の回転型アクチュエータを構成するねじり変位型の圧電素子の斜視図である。この圧電素子１は、４個の扇形の圧電セラミックス板１ａ，１ａ，１ａ，１ａが接着剤によって張り合わされたものである。図１０の矢印で示されるように、圧電素子１の圧電セラミックス板１ａ，１ａ，１ａ，１ａはそれぞれの扇形の弧の方向に分極処理されている。圧電素子１の上下面に電極を設け、上下の電極間に直流電流を印加すると、扇形の圧電セラミックス板１ａには板面と平行な滑り歪みが発生する。図１０に示されるように４個の圧電セラミックス板１ａ，１ａ，１ａ，１ａが円盤状に接合されている場合、それぞれの圧電セラミックス板１ａ，１ａ，１ａ，１ａに発生する滑り歪みが合成されて、圧電素子の上下面がねじれるねじり歪みが発生する。
【０００３】
図１０に示されたような複数個の圧電セラミックス板を接着した圧電素子は、接着による特性のばらつきが大きく、また圧電素子の剛性が低く電気機械エネルギー変換効率が低いという問題を有していた。
【０００４】
特許文献１（特開平２−１６３９８２号公報）には、プレス成型法などを用いて一体成型された圧電素子の外周部に、図１１に示されるような斜め電極２ａ，２ｂを設けることによって圧電素子にねじり変位を発生させることが記載されている。
【０００５】
ところで、ねじり変位型の圧電素子を用いて、被駆動部材を回転させる回転型アクチュエータが特許文献２（特開平９−２８５１４８号公報）に記載されている。
【０００６】
図１２及び図１３は特許文献２に記載されている回転型アクチュエータの断面図である。
【０００７】
図１２に示される回転型アクチュエータ３は、円柱形のねじり変形素子３ａの一端部に連結部材３ｂが連結され、連結部材３ｂの挿入穴３ｂ１に固定部材３ｃの先端部が挿入されているものである。連結部材３ｂと固定部材３ｃは回転可能に摩擦係合されている。
【０００８】
ねじり変形素子３ａに急激に上昇する電圧が印加されてねじり変形素子３ａ，が急激にねじれると、連結部材３ｂが固定部材３ｃの摩擦力に打ち勝って回転する。次に、ねじり変形素子３ａが復元を緩やかに行うと、連結部材３ｂと固定部材３ｃが摩擦係合した状態が維持される。この結果、連結部材３ｂと固定部材３ｃが固定された状態でねじれ変形素子３ａが復元し、ねじれ変形素子３ａの他端部に結合している被移動体３ｄが固定部材３ｃに対して相対的に回転する。
【０００９】
また、図１３に示されるアクチュエータ４は、ねじり変形素子４ａの一端部が固定部４ｂに固定され、他端部に連結部材４ｃが連結されており、連結部材４ｃの先端部が回転部材４ｄの挿入穴４ｄ１に挿入されているものである。回転部材４ｄには被移動体４ｅが結合されている。連結部材４ｃと回転部材４ｄは回転可能に摩擦係合されている。
【００１０】
ねじり変形素子４ａに急激に上昇する電圧が印加されてねじり変形素子４ａ，が急激にねじれると、連結部材４ｃが回転部材４ｄの摩擦力に打ち勝って回転する。次に、ねじり変形素子４ａが復元を緩やかに行うと、連結部材４ｃと回転部材４ｄが摩擦係合した状態が維持される。この結果、連結部材４ｃと回転部材４ｄが固定された状態でねじれ変形素子４ａが復元し、回転部材４ｄの他端部に結合している被移動体４ｅが固定部４ｂに対して相対的に回転する。
【特許文献１】特開平２−１６３９８２号公報（第２頁、第５図）
【特許文献２】特開平９−２８５１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２には、ねじり変形素子３ａ，４ａに圧電セラミックス板１ａ，１ａ，１ａ，１ａが接着剤によって張り合わされた圧電素子（図１０）を用いることしか記載されておらず、接着による特性のばらつきが大きく、また圧電素子の剛性が低く電気機械エネルギー変換効率が低いという問題を有していた。
【００１２】
また、図１２に示される回転型アクチュエータは、連結部材３ｂの外周径がねじり変形素子３ａの外周径よりも大きいため、連結部材３ｂの回転モーメントが大きくなり、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率が低下するという問題があった。
【００１３】
反対に、図１３に示される回転型アクチュエータは、連結部材４ｃの外周径がねじり変形素子４ａの外周径よりも小さくなっている。ねじり変形素子４ａのねじり変位はねじり変形素子の外周部で最も大きくなる。しかし、図１３に示されるように、連結部材４ｃの外周部がねじり変形素子４ａの外周部よりも内径側に位置していると、ねじり変形素子の最大ねじれ変位を連結部材に伝達することができず、結果として、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率が低下するという問題が発生する。
【００１４】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、微小角度の高速な回転送りが可能で、しかも電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率が高い回転型アクチュエータ及びこの回転型アクチュエータを用いた回転型光反射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の回転型アクチュエータは、上面部、下面部、及び前記上面部と前記下面部の間の側壁部を有し、前記上面部の法線方向と交叉する方向に分極処理され、前記側面部には前記分極方向と交差する方向に延長されている電極部が設けられている電気機械エネルギー変換素子と、
前記電気機械エネルギー変換素子の前記上面部又は前記下面部に連結された伝達部材と、
前記伝達部材に回転可能に係合された係合部材とを有することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明では、ねじり変形を起こさせる電気機械エネルギー変換素子を前記上面部の法線方向と交叉する方向に分極処理し、前記電極部を前記側面部に前記分極方向と交差する方向に延長している。すなわち、前記電気機械エネルギー変換素子は前記側面部の斜め方向に分極し、前記電極部は前記斜め方向と交叉する方向、好ましくは直交方向、に延在している。本発明の電気機械エネルギー変換素子の電極に直流電流を印加すると、前記電気機械エネルギー変換素子の上面部にねじり歪みが発生する。そして、この電気機械エネルギー変換素子に電圧の立ち上がり速度と立ち下がり速度の異なるパルス電圧を印加することにより、前記係合部材を回転駆動することが出来る。
【００１７】
本発明の電気機械エネルギー変換素子を用いて回転型アクチュエータを構成すると、パルス電流１パルスあたりの回転角度が１０００分の１度と小さく、微小回転角度送り可能な回転型アクチュエータを提供することができる。
【００１８】
前記電極部は、例えば、くし歯形状の第１電極部と第２電極部からなり、それぞれの電極部のくし歯部が交互に配置されて、これらのくし歯部が前記分極方向と交差する方向に延長されているものである。
【００１９】
回転型アクチュエータの安定した回転駆動の為には、前記電気機械エネルギー変換素子又は前記係合部材のいずれか一方が固定部に固定されていることが好ましい。
また、前記電気機械エネルギー変換素子が一体成型された圧電素子であると、複数の圧電素子を接着剤を用いて張り合わせた圧電素子に比べて剛性が高くなり、高周波のパルス電流によって駆動することが可能になり、高速な回転駆動が可能になる。また、剛性の高い圧電素子は、電気信号印加に対する反応性が高く、電気機械エネルギー変換効率が高い。なお、複数の圧電素子を接着剤を用いて張り合わせる圧電素子は接着による特性のばらつきが大きいが、本発明ではそのような問題は生じない。
【００２０】
本発明では、前記伝達部材の外周部と前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部とが連続面となっていることが好ましい。
【００２１】
本発明のような回転型アクチュエータでは、前記電気機械エネルギー変換素子のねじり変位が、前記電気機械エネルギー変換素子の外周部で最も大きくなる。前記伝達部材の外周部と前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部とが連続面となっていると、電気機械エネルギー変換素子の最大ねじれ変位を伝達部材に伝達することが可能になり、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率を向上させることが可能になる。
【００２２】
さらに、前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部が前記伝達部材によって覆われていると、前記電気機械エネルギー変換素子の外周部のねじれ変位を前記伝達部材に効率的に伝達することができるので、さらに好ましい。
【００２３】
また、本発明の回転型アクチュエータの前記係合部材または前記電気機械エネルギー変換素子に光反射部を設けることにより、スキャナや内視鏡の光学駆動機構に用いる回転型光反射装置を構成することが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、本発明では、ねじり変形を起こさせる電気機械エネルギー変換素子を前記上面部の法線方向と交叉する方向に分極処理し、前記電極部を前記側面部に前記分極方向と交差する方向に延長している。本発明の電気機械エネルギー変換素子を用いて回転型アクチュエータを構成すると、パルス電流１パルスあたりの回転角度が小さく、微小回転角度送り可能な回転型アクチュエータを提供することができる。
【００２５】
また、前記電気機械エネルギー変換素子を一体成型された圧電素子とすることにより、圧電素子の剛性が高くなり、高周波のパルス電流によって駆動することが可能になる。すなわち、高速な回転駆動が可能になる。また、剛性の高い圧電素子は、電気信号印加に対する反応性が高く、電気機械エネルギー変換効率が高い。
【００２６】
本発明では、前記伝達部材の外周部と前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部とを連続面とすることにより、電気機械エネルギー変換素子の最大ねじれ変位を連結部材に伝達することが可能になり、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率を向上させることが可能になる。
【００２７】
さらに、前記電気機械エネルギー変換素子の前記側壁部が前記伝達部材によって覆われていると、前記電気機械エネルギー変換素子の外周部のねじれ変位を前記伝達部材に効率的に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は本発明の回転型アクチュエータの第１の実施の形態を示す分解斜視図であり、図２は図１に示された回転型アクチュエータを２−２線で切断し、矢印方向から見た断面図である。
【００２９】
図１に示される回転型アクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子であるねじり変位型の圧電素子１１、圧電素子１１に連結された伝達部材１２、及び伝達部材の挿入穴１２ａに挿入され、回転可能に係合された係合部材１３、並びに係合部材１３に連結しているミラー（光反射部）１４から構成されている。
【００３０】
圧電素子１１は円柱形状であり、上面部１１ｃ、下面部１１ｄ、及び上面部１１ｃと下面部１１ｄの間の側壁部１１ｅを有している。また、圧電素子１１は、上面部１１ｃの法線方向と交叉する方向（図示Ａ方向）に分極処理されており、側面部１１ｅには前記分極方向と交差する方向に延長されている電極部１１ａが設けられている。圧電素子１１の下面１１ｄは固定面１５に固定されている。
【００３１】
電極部１１ａはくし歯形状の第１電極部１１ａ１と第２電極部１１ａ２からなる。第１電極部１１ａ１のくし歯部１１ｂ１と第２電極部１１ａ２のくし歯部１１ｂ２が分極方向と直交する方向（図示Ｂ方向）に延長されている。また、第１電極部１１ａ１のくし歯部１１ｂ１と第２電極部１１ａ２のくし歯部１１ｂ２は、交互に配置されている。
【００３２】
実際には、まず圧電素子１１の側面部１１ｅの斜め方向に電極部１１ａを設け、この電極部１１ａに直流電流を印加することによって、くし歯部１１ｂ１及びくし歯部１１ｂ２間に電界を発生させて、くし歯部１１ｂ１及びくし歯部１１ｂ２の延長方向（図示Ｂ方向）と直交する方向（図示Ａ方向）に圧電素子１１を分極させる。
【００３３】
圧電素子１１の第１電極部１１ａ１と第２電極部１１ａ２間に直流電流を印加すると、圧電素子１１の上面部１１ｃにねじり歪みが発生する。そして、この圧電素子１１に電圧の立ち上がり速度と立ち下がり速度が異なるパルス電圧を印加することにより、係合部材を回転駆動させることが出来る。
【００３４】
圧電素子１１に図３（ａ）に示されるようなノコギリ波状のパルス電圧を印加した場合には、急激に上昇する電圧が印加されて圧電素子１１が図示Ｃ方向に急激にねじれると、伝達部材１２も係合部材１３との摩擦力に打ち勝って図示Ｃ方向に回転する。次に、印加電圧を緩やかに下降させて圧電素子１１を緩やかに復元させると、伝達部材１２と係合部材１３とが摩擦係合した状態を維持したまま図示Ｄ方向に回転する。この結果、ミラー１４が固定面１５に対して図示Ｄ方向に回転送りされることになる。
【００３５】
また、圧電素子１１に図３（ｂ）に示されるようなノコギリ波状のパルス電圧を印加した場合には、緩やかに上昇する電圧が印加されて圧電素子１１が図示Ｃ方向に緩やかにねじれると、伝達部材１２と係合部材１３とが摩擦係合した状態を維持したまま図示Ｃ方向に回転する。次に、印加電圧を急激に下降させて圧電素子１１を急激に復元させると、伝達部材１２が係合部材１３との摩擦力に打ち勝って図示Ｄ方向に回転する。圧電素子１１の復元時には係合部材１３は回転しない。従って、ミラー１４は固定面１５に対して図示Ｃ方向に回転送りされることになる。
【００３６】
圧電素子１１を用いて回転型アクチュエータを構成すると、パルス電流１パルスあたりの回転角度が１０００分の１度と小さく、微小回転角度送り可能な回転型アクチュエータを提供することができる。
【００３７】
さらに、本実施の形態では、伝達部材１２も圧電素子１１と同様の円柱形状であり、しかも、伝達部材１２の直径と圧電素子１１の直径が等しくなっている。従って、伝達部材１２の外周部１２ａと圧電素子１１の側壁部１１ｅとが連続面となる。
【００３８】
本発明のような回転型アクチュエータでは、圧電素子１１のねじり変位が、圧電素子１１の側壁部１１ｅの外周部１１ｅ１で最も大きくなる。伝達部材１２の外周部１２ｂと圧電素子１１の側壁部１１ｅの外周部１１ｅ１とが連続面となっていると、圧電素子１１の最大ねじれ変位を伝達部材１２に伝達することが可能になり、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率を向上させることが可能になる。
また、本実施の形態では、圧電素子１１は圧電性セラミック粉末を圧電素子１１の形状に一体成型したものであり、複数の圧電素子を接着剤を用いて張り合わせた圧電素子に比べて剛性が高くなり、高周波のパルス電流によって駆動することが可能になり、高速な回転駆動が可能になる。また、剛性の高い圧電素子１１は、電気信号印加に対する反応性が高く、電気機械エネルギー変換効率が高い。なお、複数の圧電素子を接着剤を用いて張り合わせる圧電素子は接着による特性のばらつきが大きいが、本実施の形態の圧電素子１１ではそのような問題は生じない。
【００３９】
なお、圧電素子１１に図２の点線に沿って貫通穴を形成し、この貫通穴の側面部に側壁部の外周部１１ｅ１に形成された電極部１１ａと対向する内部電極を設けたり、前記貫通穴の側面部の全面を覆う内部電極部を設けてもよい。
【００４０】
図４は本発明の回転型アクチュエータの第２の実施の形態を示す分解斜視図であり、図５は図４に示された回転型アクチュエータを５−５線で切断し、矢印方向から見た断面図である。
【００４１】
図４に示される回転型アクチュエータは、圧電素子であるねじり変位型の圧電素子２１に連結された伝達部材２２が、係合部材２３の挿入穴２３ａに挿入されて係合部材２３が回転可能に係合されている点で図１及び図２に示された回転型アクチュエータと異なっている。
【００４２】
圧電素子２１は円柱形状であり、上面部２１ｃ、下面部２１ｄ、及び上面部２１ｃと下面部２１ｄの間の側壁部２１ｅを有している。また、圧電素子２１は、上面部２１ｃの法線方向と交叉する方向（図示Ａ方向）に分極処理されており、側面部２１ｅには前記分極方向と交差する方向に延長されている電極部２１ａが設けられている。圧電素子２１の下面２１ｄは固定面２５に固定されている。
【００４３】
電極部２１ａはくし歯形状の第１電極部２１ａ１と第２電極部２１ａ２からなる。第１電極部２１ａ１のくし歯部２１ｂ１と第２電極部２１ａ２のくし歯部２１ｂ２が分極方向と直交する方向（図示Ｂ方向）に延長されている。また、第１電極部２１ａ１のくし歯部２１ｂ１と第２電極部２１ａ２のくし歯部２１ｂ２は、交互に配置されている。
【００４４】
圧電素子２１の側面部２１ｅの斜め方向に電極部２１ａを設け、この電極部２１ａに直流電流を印加することによって、くし歯部２１ｂ１及びくし歯部２１ｂ２間に電界を発生させて、くし歯部２１ｂ１及びくし歯部２１ｂ２の延長方向（図示Ｂ方向）と直交する方向（図示Ａ方向）に圧電素子２１を分極させる。
【００４５】
圧電素子２１の第１電極部２１ａ１と第２電極部２１ａ２間に直流電流を印加すると、圧電素子２１の上面部２１ｃにねじり歪みが発生する。そして、この圧電素子２１に電圧の立ち上がり速度と立ち下がり速度が異なるパルス電圧を印加することにより、係合部材を回転駆動することが出来る。
【００４６】
圧電素子２１に図３（ａ）に示されるようなノコギリ波状のパルス電圧を印加した場合には、急激に上昇する電圧が印加されて圧電素子２１が図示Ｃ方向に急激にねじれると、伝達部材２２も係合部材２３との摩擦力に打ち勝って図示Ｃ方向に回転する。次に、印加電圧を緩やかに下降させて圧電素子２２を緩やかに復元させると、伝達部材２２と係合部材２３とが摩擦係合した状態を維持したまま回転する。この結果、係合部材ミラー２４が固定面２５に対して図示Ｄ方向に回転送りされることになる。
【００４７】
また、圧電素子２１に図３（ｂ）に示されるようなノコギリ波状のパルス電圧を印加した場合には、緩やかに上昇する電圧が印加されて圧電素子２１が図示Ｃ方向に緩やかにねじれると、伝達部材２２と係合部材２３とが摩擦係合した状態を維持したまま図示Ｃ方向に回転する。次に、印加電圧を急激に下降させて圧電素子２１を急激に復元させると、伝達部材２２が係合部材２３との摩擦力打ち勝って回転する。圧電素子２１の復元時には係合部材２３は回転しない。従って、ミラー２４は固定面２５に対して図示Ｃ方向に回転送りされることになる。
【００４８】
圧電素子２１を用いて回転型アクチュエータを構成すると、パルス電流１パルスあたりの回転角度が１０００分の１度と小さく、微小回転角度送り可能な回転型アクチュエータを提供することができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、伝達部材２２も圧電素子２１と同様の円柱形状であり、しかも、伝達部材２２の直径と圧電素子２１の直径が等しくなっている。従って、伝達部材２２の外周部２２ａと圧電素子２２の側壁部２１ｅとが連続面となる。
【００５０】
本発明のような回転型アクチュエータでは、圧電素子２１ねじり変位が、圧電素子２１の側壁部２１ｅの外周部２１ｅ１で最も大きくなる。伝達部材２２の外周部２２ａと圧電素子２１の側壁部２１ｅとが連続面となっていると、圧電素子２１の最大ねじれ変位を伝達部材２２に伝達することが可能になり、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する効率を向上させることが可能になる。
また、本実施の形態では、圧電素子２１は圧電性セラミック粉末を圧電素子２１の形状に一体成型したものであり、複数の圧電素子を接着剤を用いて張り合わせた圧電素子に比べて剛性が高くなり、高周波のパルス電流によって駆動することが可能になり、高速な回転駆動が可能になる。また、剛性の高い圧電素子２１は、電気信号印加に対する反応性が高く、電気機械エネルギー変換効率が高い。なお、複数の圧電素子を接着剤を用いて張り合わせる圧電素子は接着による特性のばらつきが大きいが、本実施の形態の圧電素子２１ではそのような問題は生じない。
【００５１】
図６、図７、図８は本発明の他の実施の形態の回転型アクチュエータの断面図である。これらの回転型アクチュエータは図２に示された回転型アクチュエータと類似しており、いずれも伝達部材に設けられた挿入部に係合部材が挿入されるものであるが、伝達部材の形状がそれぞれ異なっている。
【００５２】
図６に示される回転型アクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子であるねじり変位型の圧電素子３１、圧電素子３１に連結された伝達部材３２、及び伝達部材の挿入穴３２ａに挿入され、回転可能に係合された係合部材３３、並びに係合部材３３に連結しているミラー（光反射部）３４から構成されている。図６に示される回転型アクチュエータは伝達部材３２の挿入穴３２ａが貫通穴となっている点で図１及び図２に示される回転型アクチュエータと異なっている。
【００５３】
圧電素子３１は図１及び図２の圧電素子１１と同様の構造をしており、図６に示される回転型アクチュエータも図１及び図２と同様の機構によってミラー３４が固定部３５に対して回転駆動する。
【００５４】
図７に示される回転型アクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子であるねじり変位型の圧電素子４１、圧電素子４１に連結された伝達部材４２、及び伝達部材の挿入穴４２ａに挿入され、回転可能に係合された係合部材４３、並びに係合部材４３に連結しているミラー（光反射部）４４から構成されている。図７に示される回転型アクチュエータは伝達部材４２の挿入穴４２ａが貫通穴となっており、さらに圧電素子４１の側壁部４１ａが伝達部材４２によって覆われている点で図１及び図２に示される回転型アクチュエータと異なっている。
【００５５】
圧電素子４１は図１及び図２の圧電素子１１と同様の構造をしており、図７に示される回転型アクチュエータも図１及び図２と同様の機構によってミラー４４が固定部４５に対して回転駆動する。
【００５６】
圧電素子４１の側壁部４１ａが伝達部材４２によって覆われている図７に示された回転型アクチュエータは、圧電素子４１の側壁部４１ａの外周部のねじれ変位を伝達部材４２に効率的に伝達することができる。
【００５７】
図８に示される回転型アクチュエータは、電気機械エネルギー変換素子であるねじり変位型の圧電素子５１、圧電素子５１に連結された伝達部材５２、及び伝達部材の挿入穴５２ａに挿入され、回転可能に係合された係合部材５３、並びに係合部材５３に連結しているミラー（光反射部）５４から構成されている。図７に示される回転型アクチュエータも伝達部材５２の挿入穴５２ａが貫通穴となっており、さらに圧電素子５１の側壁部５１ａが伝達部材５２によって覆われている。また、挿入穴５２ａの直径が圧電素子５１の直径より小さく、伝達部材５２が圧電素子の上面５１ｂも覆っている。
【００５８】
圧電素子５１は図１及び図２の圧電素子１１と同様の構造をしており、図８に示される回転型アクチュエータも図１及び図２と同様の機構によってミラー５４が固定部５５に対して回転駆動する。
【００５９】
圧電素子５１の側壁部５１ａが伝達部材５２によって覆われている図８に示された回転型アクチュエータは、圧電素子５１の側壁部５１ａの外周部のねじれ変位を伝達部材５２に効率的に伝達することができる。さらに、圧電素子５１の上面５１ｂの変位も回転駆動源とすることができるので電気エネルギーをより効率的に係合部材５３及びミラー５４の回転運動エネルギーに変換することができる。
【００６０】
なお、図１ないし図８に示された回転型アクチュエータでは係合部材１３、２３、４３、５３にミラー１４、２４、３４、４４、５４を連結した。ただし、係合部材１３、２３、４３、５３を固定面１５、２５、３５、４５、５５に固定し、圧電素子１１、２１、３１、４１、５１にミラー１４、２４、３４、４４、５４を連結した状態で、図３（ａ）（ｂ）に湿されたような波形のパルス電圧を圧電素子１１、２１、３１、４１、５１に印加するようにしてもよい。
【００６１】
図１ないし図８に示された実施の形態の回転型アクチュエータは、光学系駆動置に用いる回転型光反射装置の実施の形態でもある。
【００６２】
図９はレーザ照射装置の光学系駆動装置の概念図である。図９に示されるレーザ照射装置はレーザ照射装置６１、光学系駆動装置６５を構成要素としている。レーザ照射装置６１から出射されたレーザー光６２は回転型光反射装置６３、６４によって偏光され照射面６５に照射される。
【００６３】
回転型光反射装置６３、６４は、図１ないし図８に示された回転型アクチュエータを用いて構成でき、ミラー６４ａ、６４ｂを適宜回転させることにより、レーザ光６２を照射面６６の任意の位置に照射することできる。
【００６４】
このようなレーザ照射装置はスキャナ装置やホログラフィ装置、レーザ加工装置に応用可能である。また、図１ないし図８に示された回転型アクチュエータを内視鏡などの光学系駆動装置機構に用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施の形態の回転型アクチュエータを示す分解斜視図、
【図２】図１に示された回転型アクチュエータの断面図、
【図３】（ａ）、（ｂ）本発明の回転型アクチュエータの電気機械エネルギー変換素子に印加されるパルス電圧の波形の１例をしめすグラフ、
【図４】本発明の第２の実施の形態の回転型アクチュエータを示す分解斜視図、
【図５】図４に示された回転型アクチュエータの断面図、
【図６】本発明の第３の実施の形態の回転型アクチュエータを示す断面図、
【図７】本発明の第４の実施の形態の回転型アクチュエータを示す断面図、
【図８】本発明の第５の実施の形態の回転型アクチュエータを示す断面図、
【図９】本発明の回転型光反射装置の実施の形態を示す概念図、
【図１０】従来の圧電素子を示す斜視図、
【図１１】従来の圧電素子を示す斜視図、
【図１２】従来の回転型アクチュエータの断面図、
【図１３】従来の回転型アクチュエータの断面図、
【符号の説明】
【００６６】
１１、２１、３１、４１、５１ 圧電素子
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ 電極部
１２、２２、３２、４２、５２ 伝達部材
１３、２３、３３、４３、５３ 係合部材
１４、２４、３４、４４、５４ ミラー
【図１】
2006136063.tif 000003
【図２】
2006136063.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006136063.tif 000006
【図５】
2006136063.tif 000007
【図６】
2006136063.tif 000008
【図７】
2006136063.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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