压电致动器、驱动装置、定位装置和激光模块的制作方法

专利名称：压电致动器、驱动装置、定位装置和激光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电致动器、驱动装置、定位装置和激光模块。
背景技术：
在专利文献1中记载了这样的装置，即通过透镜等光学部件(移动体)将来自激 光振荡器等发光部的激光集中于光纤之类的受光部件的芯部而进行传导的激光装置。在 专利文献1中，通过以一定的振幅使光学部件微小振动，测定光纤中的激光的强度(检测 输出)，检测激光的芯偏移量，使光学部件移动到使激光的受光强度最大的位置的称为摆动 (wobbling)方法，使激光对光纤进行调芯定位。以使用了压电致动器的驱动装置按摩擦驱动方式驱动光学部件的情况下，有时由 于驱动方向导致光学部件的移动量存在偏差。此时，仅以微小量使光学部件前进时的移动 量和仅以微小量使其后退时的移动量不同，距离根据激光的强度变化而计算出的光学部件 的激光的强度为最大的位置的偏移量会产生误差。对这样的误差而言存在如下问题直至 完成正确的调芯为止而需要重复多次的摆动，或在驱动量相对于摆动中的检测输出的变化 量大时，产生摆动中无法消除的光学部件的偏移。而且，在压电致动器中，存在若在微小区域中重复滑动变位则驱动轴的摩擦接触 部会异常磨损，而使驱动特性产生变化这样的问题。并且，在压电致动器中，虽通过使驱动电压的振幅变小能够减少驱动电压每1个 脉冲的驱动量，但若驱动电压的振幅变小到某种程度会无法得到滑动变位，因此存在无法 得到微小变位的问题。专利文献1 日本特开2003-338795号公报专利文献2 日本特开平6-265759号公报

发明内容
正是鉴于上述问题，本发明目的在于提供一种能够实现无误差的微动的压电致动 器、驱动装置、定位装置以及可正确调芯的激光模块。为了解决上述课题，本发明的压电致动器具有层叠型压电元件，其交替地层叠了 伸缩层和电极层；驱动轴，其一端被固定于所述压电元件的伸缩方向的端部；移动体，其摩 擦卡合于所述驱动轴；轴环，其粘结于所述压电元件的外周，所述轴环以从垂直于所述压电 元件的所述伸缩方向的截面中心观察，对所述伸缩层的限制力为不均衡的方式粘结于多个 所述伸缩层。根据该构成，通过压电元件的静态(缓慢)的伸缩，对压电元件的伸缩层而言，轴 环限制力小的部分较大伸缩而轴环限制力较大部分则较小伸缩。由此，与轴环粘结的伸缩 层不均衡地伸缩而使驱动轴倾斜。而且，通过压电元件的伸缩即使轴环和粘结剂变形也能 够使驱动轴倾斜。通过这样的驱动轴的倾斜，能够使移动体旋转移动而在驱动方向上仅以 余弦的变化量产生微小的移动。该移动不随着移动体的滑动变位因此不会产生移动量的偏差和驱动轴的磨损。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述轴环与所述伸缩层的外周的一部分 为非粘结。根据该构成，在非粘结部分由于轴环不限制伸缩层，所以对伸缩层的限制力的不 均衡变大，能够促进由压电元件的不均衡的变形所导致的驱动轴的倾斜，由此导致的移动 体的变位量也会增大。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述轴环通过杨氏模量不同的粘结剂部 分地粘结于所述伸缩层。根据该构成，使限制力变得不均衡而能够使驱动轴倾斜，并且即使通过对伸缩层 的限制力弱的杨氏模量低的粘结剂来粘结轴环和压电元件，通过将轴环固定于壳体等，也 能够大范围地保持压电元件的外周。因此，即使采用轴环保持压电元件的结构，也可以降低 在外部冲击等中压电元件脱离的危险性。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述压电元件的外周形状是矩形，所述外 周的一条边与所述轴环粘结。根据该构成，通过非粘结的一条边和对置粘结的一条边的变形之差而使驱动轴倾 斜，因此可有效地使驱动轴倾斜，可减少每个产品的偏差。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述压电元件的外周形状是矩形，所述外 周的三条边与所述轴环粘结。根据该构成，由于一条边为非粘结，所以基于轴环的限制力变得不均衡，能够使驱 动轴倾斜，由于三条边粘结所以通过轴环能够牢固地支承压电元件。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述压电元件的外周形状是圆形，所述轴 环粘结于所述压电元件的大约半周。根据该构成，接受压电元件的形状是圆筒形，因此容易形成轴环的形状。 而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述轴环从所述压电元件的截面中心观 察至少一部分被开放。根据该构成，粘结剂难于进入轴环的开放部分，能够形成非粘结部而限制力能够 无偏差地不均衡。而且，能够从轴环的开放部组装压电元件，而便于制造。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述轴环具有嵌合所述压电元件和所述 驱动轴的孔。根据该构成，压电元件和驱动轴嵌合于轴环，因此容易通过轴环保持压电元件和 驱动轴，能够降低安装引起的驱动轴姿势的偏差。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述轴环支承所述压电元件与所述驱动 轴的接合部。根据该构成，若通过轴环保持压电元件则轴环不仅能够保持压电元件还能保持驱 动轴。因此，当作用使驱动轴倾斜之类的外力时，使驱动轴倾斜的力不仅分散在压电元件和 驱动轴之间的接合面上，还分散在轴环和驱动轴的接合面上，因此提高了压电致动器的耐 冲击强度。而且，在本发明的压电致动器中，也可使所述移动体的作用点在所述压电元件的 截面中心观察在基于所述轴环的限制力成为最不均衡的方向上偏离所述驱动轴。
根据该构成，压电元件的变形引起的从驱动轴的摇动中心观察的移动体的作用点 的位置从最初开始相对于驱动轴的轴向具有角度，因此与驱动轴的摇动角度对应的余弦的 变化率大，能够由轴环较小的变形得到充分的变位。而且，在本发明的驱动装置具有所述的压电致动器中的任一个；以及驱动电路， 该驱动电路能够施加使所述压电致动器的所述驱动轴对所述压电致动器的所述压电元件 非对称地往复移动的周期性移动驱动电压，以使所述移动体滑动移动；以及能够施加使所 述驱动轴缓对所述压电致动器的所述压电元件慢地移动的静动驱动电压，以使所述移动体 不进行滑动移动。根据该构成，通过施加静动驱动电压使驱动轴倾斜，可不伴随移动而使移动体变 位。 而且，在本发明的驱动装置中，也可使所述静动驱动电压是比所述移动驱动电压 频率低的周期性的电压。根据该构成，通过静动驱动电压使驱动轴往复移动能够以一定的微小量使移动体 前后变位。通过由该静动驱动电压得到的移动体的正确的微小变位所对应的测定值来调节 移动驱动电压的输出，能够高精度地驱动移动体。而且，本发明的定位装置具有所述驱动装置中的任一个；以及变位检测单元，其 在所述驱动装置的所述移动体位于规定位置时表示最大值，并输出越远离所述规定位置变 得越小的变位输出，所述驱动装置的所述驱动电路具有控制单元，该控制单元基于通过所 述静动驱动使所述移动体移动时的所述变位输出的变化，以所述变位输出成为最大的方式 确定所述移动驱动电压的施加量。根据该构成，变位输出大致按照高斯分布时，正负的静动驱动时的变位输出的偏 差与变位输出为最大的位置的偏离大致为正比例，因此能够预测变位输出为最大的位置来 定位移动体。而且，本发明的激光模块具有所述定位装置和接收激光并输出的受光部件，所述 定位装置的所述变位检测单元是检测所述受光部件的输出的传感器，所述定位装置的所述 移动体是使所述激光对所述受光部件进行定位的光学部件。根据该构成，当激光的光轴与受光部件的受光中心一致时的输出为最大，因此能 够对激光进行调芯来使输出最大化。发明效果根据本发明，将压电元件和驱动轴的接合部的外周部分地与轴环粘结，因此在使 压电元件静态伸长或收缩时，轴环相对压电元件的接合部和非接合部上的轴环的伸缩量不 同，使驱动轴倾斜，由此使移动体转动，相对于驱动轴不滑动移动而发生变位。


图1是本发明的第一实施方式的激光模块的概略构成图。图2是图1的激光模块的压电致动器的概略图。图3是图2的压电致动器的轴向截面图。图4是图2的压电致动器的轴直角截面图。图5是图1的激光模块的框图。
图6是图1的激光模块的驱动电路的电路图。图7是表示图2的压电致动器的静动驱动电压施加时的概略图。图8是表示图1的激光模块的驱动电路的输出波形和移动体的变位的曲线图。图9是表示伴随图1的激光模块的移动体变位的变位输出的曲线和相位检测输出 的曲线图。图10是表示通过图1的激光模块的摆动来进行调芯的原理的图。图11是本发明的第二实施方式的压电致动器的轴向截面图。图12是图11的压电致动器的轴直角截面图。图13是图11的压电致动器的正的静动驱动电压施加时的变位分布图。图14是图11的压电致动器的负的静动驱动电压施加时的变位分布图。图15是本发明的第三实施方式的压电致动器的轴向截面图。图16是图15的压电致动器的轴直角截面图。图17是图15的压电致动器的正的静动驱动电压施加时的变位分布图。图18是图15的压电致动器的负的静动驱动电压施加时的变位分布图。图19是本发明的第四实施方式的压电致动器的轴直角截面图。图20是本发明的第五实施方式的压电致动器的概略图。图21是本发明的第六实施方式的压电致动器的概略图。图22是本发明的第七实施方式的压电致动器的概略图。图23是图22的压电致动器的轴直角截面图。图24是本发明的第八实施方式的压电致动器的概略图。图25是本发明的第九实施方式的压电致动器的概略图。图26是本发明的第十实施方式的压电致动器的概略图。附图标记的说明1-激光模块；2-激光二极管；3X轴调芯透镜；4Y轴调芯透镜；5_第二高频发生元 件(受光部件)；7-X轴驱动电路；8-X轴压电致动器；9-Y轴驱动电路；10-Y轴压电致动器； 12-功率监视器(传感器)；13-控制电路；14-压电元件；15-驱动轴；16-移动体；17-轴 环；21-控制装置；G-粘结剂；P-光学中心(作用点)。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的第一实施方式的激光模块1的构成。激光模块1具有产生 红外颜色的激光的激光二极管2 ；能够引导激光在X方向移动的X轴调芯透镜3和能够在 与X方向正交的Y方向移动的Y轴调芯透镜4 ；作为接收激光后生成半波长的绿色激光的 受光部件即二次谐波发生元件(Second Harmonic Generation) 5 ；射出二次谐波发生元件5 的输出的射出透镜6。X轴调芯透镜3和Y轴调芯透镜4分别被从X轴驱动电路7施加驱 动电压的X轴致动器8和从Y轴驱动电路9施加驱动电压的Y轴驱动器10驱动。而且，激 光模块1具有对二次谐波发生元件5的输出光进行分光的分束器11 ；将已分光的二次谐 波发生元件5的输出光的输出水平变换为电压信号(变位输出)的由光电二极管那样的传 感器构成的功率监视器(检测单元)12 ；根据功率监视器12的变位输出控制X轴驱动电路7和Y轴驱动电路9的动作的控制电路13。二次谐波发生元件5的受光部的口径是1 3 y m左右。X轴调芯透镜3和Y轴调 芯透镜4以与二次谐波发生元件5的受光部相同程度的直径的方式对激光进行聚光，并且 将激光的光轴芯与二次谐波发生元件5的受光部的中心对准。在激光的光轴与二次谐波发 生元件5的中心一致的情况下，激光的能量全部输入到二次谐波发生元件5中，因此二次谐 波发生元件5的输出变为最大，功率监视器12的变位输出也为最大。图2表示使X轴调芯透镜3移动的X轴致动器(压电致动器)8的构成。X轴致 动器8具有压电元件14，其是在X方向上交替地层叠伸缩层14a和电极层14b，根据施加 的电压在X方向上收缩的层叠型的压电元件；一端固定于压电元件14，并在X方向上延伸 的驱动轴15 ；与驱动轴15摩擦卡合，并保持X轴调芯透镜3的移动体16 ；轴环17，其与压 电元件14和驱动轴15的接合部的外周接合，并支承压电元件14和驱动轴15。X轴调芯透 镜3被支承于移动体16的侧方，作为移动体16的作用的中心位置即X轴调芯透镜3的光 学中心(作用点)P偏离压电元件14和驱动轴15的截面中心被保持。Y轴致动器10与X 轴致动器8具有相同的构成，仅是配置的方向不同。图3表示X轴致动器8的Y方向截面(A)和与X方向和Y方向正交的Z方向的截 面(B)，图4表示从压电元件14侧在X方向观察X轴致动器8的样子。压电元件14和驱动 轴15具有矩形的外周(截面)形状，对置的端面通过粘结剂G接合。轴环17具有嵌合压 电元件14和驱动轴15的矩形的嵌合孔17a，通过粘结剂G将压电元件14和驱动轴15的外 周与嵌合孔17a的内壁接合。但是，在压电元件14和驱动轴15的外周的一条边没有涂敷 粘结剂G。S卩、压电元件14和驱动轴15的外周的三条边与轴环17接合，但一条边没有与轴 环17接合。粘结剂G例如使用环氧系粘结剂那样的杨氏模量大的难于弹性变形的粘结剂。由 此，轴环17通过粘结剂G保持压电元件14的外周，限制伸缩层14a来限制X方向的尺寸变 位。在X轴致动器8中，从压电元件14的伸缩方向的中心轴(垂直于伸缩方向的截面中 心)来看，相对于压电元件14的两个伸缩层14a，轴环17对该两个伸缩层14a的限制力在 图4中以下方弱(都没有)，侧方及上方强的方式不均衡地接合。从压电元件14和驱动轴 15的截面中心来看，图3、4中的未图示的X轴调芯透镜3的光学中心(作用点)P位于没有 涂敷粘结剂G的轴环17的非粘结一侧。图5表示控制电路13的构成。控制电路13具有放大功率监视器12的变位输出 的放大器18 ；除去放大后的变位输出中的噪声成分的低通滤波器19 ；将变位输出变换为数 字的A/D变换器20 ；由微处理器构成的控制装置21，其是为了以激光的光轴调芯于二次谐 波发生元件5的方式使X轴调芯透镜3和Y轴调芯透镜4移动，以数字变换后的变位输出 为基础来控制X轴驱动电路7和Y轴驱动电路9的动作的控制装置。图6表示X轴驱动电路7的详细内容。X轴驱动电路7是具有将压电元件14的两 个电极分别连接于电压Vcc(V)的电源的开关SW1、SW2，和将压电元件14的两电极分别接 地的开关SW3、SW4的桥接电路。四个开关SW1、SW2、SW3、SW4例如由晶体管构成，通过从控 制装置21输出的控制信号使其导通/截止。控制装置21通过打开开关SW1、SW4，并关闭 开关SW2、SW3，就能将+Vcc(V)的电压施加于压电元件14，通过关闭开关SW1、SW4，并打开 开关SW2、SW3，就能将-Vcc(V)的电压施加于压电元件14。而且，Y轴驱动电路9也具有与X轴驱动电路7相同的构成。图7表示当将+Vcc(V)的电压连续地施加于压电元件14时的X轴压电致动器8的 变形。压电元件14若被施加正电压则在X方向延伸。但是，通过伸缩层14的粘结剂G被 轴环17限制(接合)的部分仅能够在粘结剂G可弹性变形的范围内伸张。另一方面，相同 的伸缩层14a的未被轴环17限制的部分自由地且较大地伸张。因此，压电元件14自身弯 曲地变形伸张。压电元件14变形伸张如图所示使压电元件14的端面倾斜，使驱动轴15的 前端在非接合部的方向(Y方向)倾斜。通过该驱动轴15的倾斜使X轴调芯透镜3摇动， 但X轴调芯透镜3的光学中心P在X方向上仅变位从压电元件14和驱动轴15的接合部来 看的摇动的余弦(cos)的变化量(dX)。因此，相对于X轴调芯透镜3的光学中心P从最初 开始在Y方向的偏离来说，由驱动轴15的倾斜导致的X方向的变位较大。图8表示X轴驱动电路7施加于X轴致动器8的驱动电压的波形。X轴驱动电路 7被控制装置21控制，输出例如频率100Hz、占空比50%的长周期的静动驱动电压和例如 频率360kHz、占空比70% (或30% )的短周期的移动驱动电压。当X轴致动器8被施加 长周期的静动驱动电压时，驱动轴15在Y方向倾斜，移动体16与驱动轴15摩擦卡合后在 X方向上产生微小变位。而且，当在X轴致动器8中被施加了短周期的移动驱动电压时，在 占空比是70%的情况下驱动轴15缓慢地向正方向移动，并迅速向负方向移动，因此移动体 16相对驱动轴15在正方向滑动移动。而且，在移动驱动电压的占空比是30%的情况下，驱 动轴15缓慢地向负方向移动并迅速地向正方向移动，因此移动体16相对驱动轴15在负方 向滑动移动。如图9所示，相对于被移动体16保持的X轴调芯透镜3的变位，功率监视器12的 变位输出为高斯分布。在变位输出为峰值的位置附近，对应于正负的静动驱动电压的功率 监视器12的变位输出的差(相位检波输出)对激光的二次谐波发生元件5的芯偏离量大 致成正比例。因此，如图10所示，通过对基于正负的静动驱动电压的功率监视器12的变位 输出的差乘以规定的系数，使移动体16移动到功率监视器12的变位输出为最大的位置，因 此能够计算出应施加于X轴致动器8的移动驱动电压的脉冲数。在此，通过将移动驱动电压设定为相对于压电元件14和驱动轴15在X方向的压 缩的共振频率的70%左右的占空比为约70%或30%的矩形波，容易使移动体部件16相对 驱动轴15滑动变位。而且，通过将静动驱动电压设定为比相对于压电元件14和驱动轴15 在Y方向的弯曲的共振频率低的频率的占空比为50%的一周期的矩形波，能够使移动体16 向X方向前后一度一度地，精密地进行微小变位与静动驱动电压的振幅对应的固定量。另外，将基于压电元件14和驱动轴15在Y方向上的弯曲的横摆的共振频率设定 为比由X方向的压缩引起的纵摆的共振频率充分的小，例如设定在1/100左右，静动驱动电 压的频率相比移动驱动电压的频率非常的低，使移动体16相对驱动轴15不发生滑动变位。这样，激光模块1与通过X轴致动器8将激光对二次谐波发生元件5在X方向进 行调芯一样，通过Y轴致动器10将激光对二次谐波发生元件5在Y方向也进行调芯。并且，图11和图12表示本发明的第二实施方式的激光模块1的X轴致动器8的 构成。本实施方式的激光模块1除了图示的X轴致动器8和与X轴致动器8具有大致相同 构成的Y轴致动器10以外，与第一实施方式相同，因此省略重复的说明。本实施方式的X 轴致动器8的轴环17形成为与压电元件14和驱动轴15的接合部的三条边接触，开放一条边的二字形。本实施方式中，压电元件14和驱动轴15的一面开放，因此即使使用浸透性高的粘结剂G，非接合部上粘结剂G也不会进入，能够可靠地保留非接合部。因此，能够如设计那样 区分轴环17的接合部和非接合部，通过施加静动驱动电压使驱动轴15正确地向Y方向倾 斜。而且，致动器8能够从轴环17的开放部插入安装压电元件14和驱动轴15，将便于制造。图13和图14表示本实施方式的X轴压电致动器8的静动驱动电压所产生的在Y 方向的变位的模拟结果。图13是将+3V施加于压电元件14的情况，图14是将-3V施加于 压电元件14的情况。另外，在这些图中，根据模拟的情况，是将驱动轴15的前端配置在上 方。而且，在图中，深颜色表示的部分是Y方向上的正变位，浅颜色表示的部分是Y方向上 的负变位。在本实施方式中，驱动轴15的前端部在Y方向上的变位在图13中是+5. 6nm，在 图14中是-5. 6nm。图15和图16表示本发明的第三实施方式的X轴致动器8的构成。本实施方式的 X轴致动器8是在第二实施方式的致动器中不粘结压电元件14的侧部的部件。即、在本实 施方式中，压电元件14仅在矩形外周形状中的一侧与轴环17粘结，其他的三条边未与轴环粘结。图17和图18表示基于本实施方式的X轴压电致动器8的静动驱动电压的Y方向 的变位。图17是将+3V施加于压电元件14的情况，图18是将-3V施加于压电元件14的 情况。在本实施方式中，驱动轴15的前端部在Y方向的变位在图17中为+9. 7nm，在图18 在为-9. 7nm。S卩、与通过轴环17限制了矩形形状的压电元件14的侧边的第二实施方式相 比，通过不限制矩形形状的压电元件14的侧边，能够使驱动轴15的倾斜及由此导致的X轴 调芯透镜3的变位变大。但是，在第三实施方式中，与第二实施方式相比由于轴环17对压电元件14的保持 力较小，所以需要注意相对来自外部的冲击等粘结剂G剥离而使压电元件14容易从轴环17 中脱离，耐冲击性下降。图19表示补充第三实施方式的耐冲击性的本发明的第四实施方式的X轴致动器 8的构成。在本实施方式中，通过轴环17将矩形形状的压电元件14的上边利用杨氏模量 大的例如环氧系的粘结剂Gl保持，将矩形形状的压电元件14的侧边利用杨氏模量小的例 如硅系的粘结剂G2保持。杨氏模量小的粘结剂G2对压电元件14的限制力弱，容许伸缩层 14a的伸缩，因此不妨碍驱动轴15的倾斜及由此导致的X轴调芯透镜3的变位。但是，杨氏 模量小的粘结剂G2在X轴致动器8被作用了冲击时，能够保持压电元件14不从轴环17中 脱离。进而，图20和图21表示本发明的第五实施方式的X轴致动器8的构成。本实施 方式的轴环17做成仅接触压电元件14和驱动轴15的接合部的一条边的棱柱状。因此，矩 形的压电元件14和驱动轴15的接合部仅一条边接合于轴环17。驱动轴15的前端在与轴 环17接合的方向上倾斜，因此若在压电元件14和驱动轴15与轴环17接合的一侧，X轴调 芯透镜3的光学中心P偏移的话，则通过正的静动驱动电压使光学中心P向远离压电元件 14的方向移动。假如，X轴调芯透镜3的光学中心P向压电元件14和驱动轴15未与轴环 17接合的一侧偏移的话，则通过正的静动驱动电压，光学中心P向接近压电元件14的方向移动。进而，图22表示本发明的第六实施方式的X轴致动器8的构成。在本实施方式 中，层叠构造型的压电元件14和驱动轴15形成为圆柱状，在轴环17上形成有嵌合压电元 件14和驱动轴15的圆形的嵌合孔17a。轴环17和压电元件14的大约半周通过杨氏模量 高的粘结剂Gl粘结，剩下的大约半周通过杨氏模量低的粘结剂G2粘结。在本实施方式的构成中，通过轴环17以从截面中心观察不均勻的方式限制压电 元件14的尺寸变位，能够使压电元件14的畸变变形，可使驱动轴15倾斜。
即使使用这样的圆柱型的压电元件14的情况下，也可如图23所示的本发明的第 七实施方式的X轴致动器8那样使轴环17与压电元件14的外周的一部分非粘结。而且， 也可以与压电元件14的外周形状无关，使用杨氏模量不同的三种以上的粘结剂。而且，通 过使粘结剂的层的厚度部分地不同，也可使轴环17对压电元件14的限制力实质上不均衡。并且，在本发明中，也可如图24和图25所示的本发明的第八是实施方式和第九实 施方式的X轴致动器8那样，轴环17保持压电元件14的任意的位置。但是，若轴环17保 持压电元件14的位置远离驱动轴15，则需要注意由于施加了移动驱动电压时的压电元件 14的伸缩，作用于轴环17和粘结剂G上的驱动轴15、移动体16和调芯透镜3的惯性导致 的反作用力会增大。而且，也可如图26所示的本发明的第十实施方式那样，压电致动器8不借助轴环 17固定于壳体等，优选通过锤18使与压电元件14的驱动轴15相反侧的端部固定于壳体 等。此时，根据压电元件14的两侧端面的相对角度确定驱动轴15的倾斜角度，因此比将轴 环17固定于壳体等的情况，驱动轴15的倾斜角度增大。即、在本实施方式中，能够使透镜 3的光学中心P在Y方向上的变位量变大。
权利要求
一种压电致动器，其特征在于，具有层叠型压电元件，其交替地层叠了伸缩层和电极层；驱动轴，其一端被固定于所述压电元件的伸缩方向的端部；移动体，其摩擦卡合于所述驱动轴；及轴环，其粘结于所述压电元件的外周，所述轴环以从垂直于所述压电元件的所述伸缩方向的截面中心观察，对所述伸缩层的限制力为不均衡的方式粘结于多个所述伸缩层。
2.根据权利要求1所述的压电致动器，其特征在于， 所述轴环与所述伸缩层的外周的一部分为非粘结。
3.根据权利要求1或2所述的压电致动器，其特征在于，所述轴环通过杨氏模量不同的粘结剂部分地粘结于所述伸缩层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电致动器，其特征在于，所述压电元件的外周形状是矩形，所述外周的一条边与所述轴环粘结。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的压电致动器，其特征在于，所示压电元件的外周形状是矩形，所述外周的三条边与所述轴环粘结。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的压电致动器，其特征在于，所述压电元件的外周形状是圆形，所述轴环粘结于所述压电元件的大约半周。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压电致动器，其特征在于， 从所述压电元件的截面中心观察，所述轴环至少一部分被开放。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的压电致动器，其特征在于， 所述轴环具有嵌合所述压电元件及所述驱动轴的孔。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的压电致动器，其特征在于， 所述轴环支承所述压电元件与所述驱动轴的接合部。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的压电致动器，其特征在于，从所述压电元件的截面中心观察，所述移动体的作用点在所述轴环的限制力为最不均 衡的方向上偏离所述驱动轴。
11.一种驱动装置，其特征在于，具有权利要求1至10中任一项所述的压电致动器；以及驱动电路，其能够施加使所述压电致动器的所述驱动轴相对于所述压电致动器的所述 压电元件非对称地往复移动的周期性移动驱动电压，以使所述移动体滑动移动；以及能够 施加使所述驱动轴相对于所述压电致动器的所述压电元件缓慢地移动的静动驱动电压，以 使所述移动体不进行滑动移动。
12.根据权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，所述静动驱动电压是比所述移动驱动电压频率低的周期性的电压。
13.一种定位装置，其特征在于，具有 权利要求11或12所述的驱动装置；以及变位检测单元，其在所述驱动装置的所述移动体位于规定位置时表示出最大值，并输 出越远离所述规定位置变得越小的变位输出，所述驱动装置的所述驱动电路具有控制单元，该控制单元基于通过所述静动驱动使所述移动体移动时的所述变位输出的变化，以所述变位输出成为最大的方式确定所述移动驱 动电压的施加量。
14. 一种激光模块，其特征在于，具有权利要求13所述的定位装置和接收激光并输出的受光部件，所述定位装置的所述变位检测单元是检测所述受光部件的输出的传感器， 所述定位装置的所述移动体是使所述激光对所述受光部件进行定位的光学部件。
全文摘要
一种压电致动器，其具有层叠型压电元件(14)，其交替地层叠了伸缩层(14a)和电极层(14b)；驱动轴(15)，其一端被固定于压电元件(14)；移动体，其摩擦卡合于驱动轴(15)，将轴环(17)使用杨氏模量不同的粘结剂部分地粘结于压电元件(14)的多个伸缩层(14a)的外周，或以与伸缩层(14a)的外周一部分非粘结的方式通过粘结剂(G)部分地粘结，从而若从垂直于压电元件(14)的截面中心观察，相对于轴环(17)的伸缩层(14a)的限制力为不均衡，则通过使压电元件(14)不均衡地伸缩变形，使驱动轴(15)倾斜，从而可使移动体微动。
文档编号H02N2/00GK101868909SQ200880117318
公开日2010年10月20日 申请日期2008年11月19日 优先权日2007年11月21日
发明者柴谷一弘 申请人:柯尼卡美能达精密光学株式会社