JP2000269579A - 微小位置調整装置、及び波長可変光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、小型かつ安価な微小位置調
整装置を提供すると共に、この微小位置調整装置を使用
した小型かつ安価な外部共振器型波長可変光源を提供す
ることである。 【解決手段】 位置調整装置１は、移動機構２の可動部
２ｂが、固定部２ｂ上を回動し、可動部２ｂ上に重着固
定された可動部保持部材７に連接された板バネ８には永
久磁石５と磁性吸着部材６が保持されている。一方、永
久磁石５に対向する位置には、ベース台４上に電磁石Ｂ
が設置され、磁性吸着部材６に対向する位置には、ピエ
ゾ素子３に連接された電磁石Ａが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光計測技術分野で
使用される波長可変光源の波長制御等を行うための微小
位置調整を行う微小位置調整装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信の大容量化に伴い、光ファ
イバ増幅器の広い波長帯域を効率良く使用できるＷＤＭ
(Wavelength Division Multiplexing)伝送技術が急速に
実用化されている。そのため、ＷＤＭシステムやＷＤＭ
に使用される光学素子の波長特性を正確に評価する必要
がでてきた。この評価には、回折格子を使用した外部共
振器型波長可変光源が多く使用されている。外部共振器
型波長可変光源は、広範囲（１００ｎｍ以上）の波長帯
で波長を設定できるが、波長特性を正確に評価するため
の波長分解能は、波長可変機構の位置調整精度で決ま
る。

【０００３】最近のＷＤＭシステム高密度化に伴って、
波長可変光源の波長分解能も高精度が要求されている。
しかし、波長可変光源を高精度に波長制御するために
は、波長可変機構として高精度に角度制御できる位置調
整装置が必要となり、高精度のモーターや減速機構で実
現している。しかし、高精度のモーターや減速機構が大
型となるため、波長可変光源を小型にできないといった
問題がある。

【０００４】図８に、従来の外部共振器型波長可変光源
１００の構成を示す。図８において、この波長可変光源
１００は、光増幅素子１０１、レンズ１１１〜１１３、
光アイソレータ１０２、出力ファイバ１０３、回折格子
１０４、ミラー１０５、波長可変手段としての位置調整
装置１０６、光増幅素子駆動回路１０７、波長可変駆動
回路１０８等から構成されており、光増幅素子駆動回路
１０７、波長可変駆動回路１０８以外は光学ベース台１
１０上に設置されている。

【０００５】光増幅素子１０１は、ファブリ・ペロ型半
導体レーザであり、回折格子１０４側面に無反射膜１０
１ａが施され、光増幅素子駆動回路１０７からの制御電
流に応じて、両端面から光を射出する。光増幅素子１０
１の無反射膜１０１ａ側端面からの射出光は、レンズ１
１１で平行光に変換され、回折格子１０４に入射する。

【０００６】レンズ１１１は、光増幅素子１０１の無反
射膜１０１ａ側の射出光軸上に配置され、光増幅素子１
０１の端面から射出される光を平行光に変換する。

【０００７】回折格子１０４は、入射される平行光の入
射角と入射光の波長によって決まる特定の反射角（回折
角）で光を反射するため、ミラー１０５との組み合わせ
によって波長選択反射器として機能する。

【０００８】このような、光増幅素子１０１と回折格子
１０４とミラー１０５の光学配置によって選択される波
長は、次式で示される。 λ＝ｄ／Ｍ×［sin(α)＋sin(β)］・・・（１）

【０００９】ここで、λは回折格子１０４で選択された
波長、ｄは回折格子１０４の溝間隔、Ｍは回折光の次
数、αは回折格子１０４の法線と光増幅素子１０１の射
出光軸との角度（回折格子１０４への入射角度）、βは
回折格子１０４の法線と回折格子１０４で回折した光の
反射光軸との角度（回折格子１０４からの反射角度）を
示している。

【００１０】ミラー１０５は、回転機構の回転部に保持
固定部品で配置固定され、（１）式で求められる回折格
子１０４からの回折光の内、ミラー１０５に垂直に入射
した波長の光のみを、入射光路と同一光路に反射して、
光増幅素子１０１に帰還させ、レーザ発振させる。ま
た、ミラー１０５に垂直入射しない波長の光は、入射光
路と異なった光路に反射されるため、光増幅素子１０１
に帰還されることはない。

【００１１】レンズ１１２は、光増幅素子１０１の無反
射膜１０１ａが施されていない側の射出光軸上に配置さ
れ、光増幅素子１０１の端面から射出される光を平行光
に変換する。平行光に変換された射出光は、光アイソレ
ータ１０２に入射される。

【００１２】光アイソレータ１０２は、出力ファイバ１
０３側からの反射光が光増幅素子１０１に戻らないよう
にするためのものであり、この光アイソレータ１０２を
透過した光は、レンズ１１３で集光され、出力光として
出力ファイバ１０３に入射される。

【００１３】波長可変手段は、移動機構として回転機構
を使用した位置調整装置１０６と、この位置調整装置１
０６上に設置されたミラー１０５とから構成されてい
る。

【００１４】位置調整装置１０６は、移動機構の可動部
を高精度に変位させるアクチュエータ（不図示）を有
し、波長可変駆動回路１０８からの信号に基づいて、こ
のアクチュエータによって可動部が変位する。アクチュ
エータとしては、各種モーターに減速機構が内蔵されて
おり、軸を長手方向に直進・後退させることによって、
マイクロメートルオーダーの制御が可能なもの等が使用
される。そして、アクチュエータの可動する先端部と、
ミラー１０５を保持している回転機構とが接続されてい
るため、先端部が可動することによって、ミラー１０５
の角度が変化し、所望の波長を得ることができる。従っ
て、位置調整装置１０６であるアクチュエータの位置調
整分解能で波長可変光源の波長分解能が決まることとな
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より微
小な位置調整を行おうとしても伝達機構（減速機構）の
バックラッシュ等によって正確な位置調整ができないと
いった問題がある。

【００１６】このため、より微小位置調整が要求される
位置調整装置は、可動部に高精度のエンコーダを取り付
けてモーター類にフィードバッグ制御を行う方法が使用
されている。しかし、位置調整装置の移動機構が大型に
なり、制御が複雑になるなどの問題がある。

【００１７】比較的簡単な構造でナノメートルオーダー
の位置調整とミリメートルオーダーの移動距離を同時に
得られる位置調整装置として、インチワーム方式があ
り、米国バーレー社からインチワームモーターとして製
品化されている。

【００１８】図９及び図１０は、バーレー社のカタログ
に記載されているインチワーム２００の構造と動作状態
を示す図であり、図９は、インチワーム２００の各動作
状態における断面を示す図であり、図１０は、インチワ
ーム２００の各動作状態におけるピエゾ素子２０１〜２
０３に印加された電圧波形を示す図である。

【００１９】図９において、インチワーム２００は、ピ
エゾ素子２０１〜２０３と、ピエゾ素子２０１〜２０３
に遊貫したシャフト２０４と、ピエゾ素子２０１〜２０
３に印加する電圧の制御装置（不図示）等から構成され
ている。また、ピエゾ素子２０１〜２０３は連接されて
おり、中央のピエゾ素子２０２は、制御装置から印加さ
れる所定の電圧によって図中左右方向に伸縮するように
構成さている。また、ピエゾ素子２０１及び２０３は、
ピエゾ素子２０２の両端部にそれぞれ連接されており、
所定の電圧が印加されることによってシャフト２０４を
保持・開放するように構成されている。

【００２０】次に、インチワーム２００の動作を図９及
び図１０を参照して説明する。まず、電源ＯＦＦ状態で
は、３個のピエゾ素子２０１〜２０３には電圧が印加さ
れておらず、シャフト２０４がフリー状態にある。

【００２１】次に、第１ステップにおいて、ピエゾ素子
２０１に電圧が印加されることによって、ピエゾ素子２
０１は縮小し、シャフト２０４の図中左側が保持固定さ
れる。

【００２２】第２ステップにおいて、ピエゾ素子２０１
への電圧が印加された第１ステップの状態からさらに、
ピエゾ素子２０２に電圧が印加されることによって、ピ
エゾ素子２０２はシャフト２０４の軸方向に伸長する。
その結果、ピエゾ素子２０１で保持固定されているシャ
フト２０４は、ピエゾ素子２０２が伸長した変位分、図
中左側に移動される。

【００２３】第３ステップにおいて、ピエゾ素子２０１
および２０２への電圧が印加された第２ステップの状態
からさらに、ピエゾ素子２０３に電圧が印加されること
によって、ピエゾ素子２０３は縮小し、シャフト２０４
の図中右側を保持固定する。

【００２４】第４ステップにおいて、ピエゾ素子２０１
の電圧のみがＯＦＦ状態に戻されることによって、ピエ
ゾ素子２０１は拡張し、シャフト２０４の図中左側の保
持を開放する。

【００２５】第５ステップにおいて、ピエゾ素子２０２
の電圧がＯＦＦ状態に戻されることによって、ピエゾ素
子２０２はシャフト２０４の軸方向に縮小する。その結
果、ピエゾ素子２０３によって保持固定されているシャ
フト２０４は、図中さらに左側に移動される。

【００２６】第６ステップにおいて、ピエゾ素子２０３
によってシャフト２０４が保持固定されている第５ステ
ップの状態からさらに、ピエゾ素子２０１に電圧が印加
されることによって、シャフト２０４の図中左側が保持
固定される。

【００２７】そして、第７ステップにおいて、ピエゾ素
子２０３の電圧がＯＦＦ状態に戻されることによって、
シャフト２０４の図中右側の保持が開放されるため、第
１ステップの状態となる。

【００２８】以上の第１〜第７のステップを連続して繰
り返すことによって、ピエゾ素子２０２が伸縮動作を繰
り返し、シャフト２０４を図中左側へ移動させることが
できる。また、ステップの順番を逆に動作させることに
よって、シャフト２０４を図中右側へ移動させることも
可能である。

【００２９】このようにインチワーム方式では、高精度
の微小位置調整が可能であるが、３個のピエゾ素子を必
要とするため、高価格になってしまう。さらに、ピエゾ
素子２０１とピエゾ素子２０３の内径を移動シャフト２
０４が移動するため、直進移動しか行えない等の問題が
ある。

【００３０】また、このインチワーム方式の改良型とし
て、ピエゾ素子２０１および２０３によって直接シャフ
トを保持固定するのではなく、締め付け機構を別個に設
け、この締め付け機構の締め付け・開放をピエゾ素子で
行うことによって、ガタの発生を無くす等の改良法が提
案されている。

【００３１】しかし、この改良型には、締め付け機構が
必要となるため、装置の小型化を実現することは困難で
ある。また、シャフト移動時の締め付け機構の拡張・変
形は、金属変形を伴うため、金属疲労などの発生の可能
性があり、長期信頼性が問題になる。さらに、移動シャ
フトの締め付け固定を緩めるには、ピエゾ素子が十分に
拡張される必要があるため、高い駆動電圧が必要であ
る。

【００３２】さらに、改良前の方法と同じく、締め付け
機構の内径を移動シャフトが移動するため、直進移動し
か行えないといった問題もある。

【００３３】以上のように、外部共振器型波長可変光源
の波長分解能を高くするためには高精度の微小位置調整
装置が必要であるが、従来においては、この微小位置調
整装置自体が大型で高価格になってしまうといった問題
があった。

【００３４】そこで、本発明の課題は、小型かつ安価な
微小位置調整装置を提供すると共に、この微小位置調整
装置を使用した小型かつ安価な外部共振器型波長可変光
源を提供することである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の微
小位置調整装置は、磁性吸着部材を有する可動部と、ベ
ース台に固定端部が固定され、所定の印加電圧に応じて
変位端部が変位するピエゾ素子と、このピエゾ素子の変
位端部に連接され、所定の印加電流によって磁束を発生
し、前記磁性吸着部材を吸着する電磁石と、前記電磁石
に印加する電流を制御して、前記電磁石への前記磁性吸
着部材の吸着・解放を行うとともに、前記ピエゾ素子に
印加する電圧を制御して、前記ピエゾ素子を変位させる
一連の動作を繰り返し行うことによって、前記可動部の
変位量を制御する変位制御手段と、を備えたことを特徴
としている。

【００３６】この請求項１記載の発明の微小位置調整装
置によれば、可動部は、磁性吸着部材を有しており、ピ
エゾ素子は、ベース台に固定端部が固定され、所定の印
加電圧に応じて変位端部が変位し、電磁石は、このピエ
ゾ素子の変位端部に連接され、所定の印加電流によって
磁束を発生して、前記磁性吸着部材を吸着し、変位制御
手段は、前記電磁石に印加する電流を制御して、前記電
磁石への前記磁性吸着部材の吸着・解放を行うととも
に、前記ピエゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピ
エゾ素子を変位させる一連の動作を繰り返し行うことに
よって、前記可動部の変位量を制御する。

【００３７】したがって、請求項１記載の発明によっ
て、１つのピエゾ素子で可動部を所望の変位量分、変位
させることができるため、微小位置調整装置の小型化・
低価格化を実現することができる。

【００３８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の微小位置調整装置において、前記可動部は、永久磁
石を更に有し、前記ベース台に設置され、電流が印加さ
れていない場合には前記永久磁石と吸着して前記可動部
の変位位置を保持する第２の電磁石を更に備え、前記変
位制御手段は、前記第２の電磁石に印加する電流を制御
することによって、前記可動部の変位位置の保持・解除
を行うことを特徴としている。

【００３９】この請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の微小位置調整装置において、前記可動部は、永
久磁石を更に有し、第２の電磁石は、前記ベース台に設
置され、電流が印加されていない場合には前記永久磁石
と吸着して前記可動部の変位位置を保持し、前記変位制
御手段は、前記第２の電磁石に印加する電流を制御する
ことによって、前記可動部の変位位置の保持・解除を行
う。

【００４０】したがって、請求項２記載の発明は、請求
項１記載の発明の効果に加えて、可動部の変位位置を永
久磁石が保持するため、変位位置の固定に際しては、ピ
エゾ素子への印加電圧及び電磁石への印加電流が必要な
く、省電力化を図ることができる。また、可動部の固定
時には、ピエゾ素子に電圧が印加されておらず、ピエゾ
素子の変位端部に連接された電磁石等による応力も係ら
ないため、ピエゾ素子の劣化を抑制し、信頼性の高い微
小位置調整装置を提供することができる。

【００４１】また、請求項３記載の発明の微小位置調整
装置は、第１と第２の永久磁石を有する可動部と、ベー
ス台に固定端部が固定され、所定の印加電圧に応じて変
位端部が変位するピエゾ素子と、このピエゾ素子の変位
端部に連接され、電流が印加されていない場合には前記
第１の永久磁石と吸着し、所定の電流が印加された場合
には前記第１の永久磁石を解放する第１の電磁石と、前
記ベース台に設置され、電流が印加されていない場合に
は前記第２の永久磁石と吸着し、所定の電流が印加され
た場合には前記第２の永久磁石を解放する第２の電磁石
と、前記第１と第２の電磁石に印加する電流を制御し
て、前記第１と第２の永久磁石の吸着・解放を行うとと
もに、前記ピエゾ素子に印加する電圧を制御して、前記
ピエゾ素子を変位させる一連の動作を繰り返し行うこと
によって、前記可動部の変位量を制御する変位制御手段
と、を備えたことを特徴としている。

【００４２】この請求項３記載の発明の微小位置調整装
置によれば、可動部は、第１と第２の永久磁石を有し、
ピエゾ素子は、ベース台に固定端部が固定され、所定の
印加電圧に応じて変位端部が変位し、第１の電磁石は、
このピエゾ素子の変位端部に連接され、電流が印加され
ていない場合には前記第１の永久磁石と吸着して、所定
の電流が印加された場合には前記第１の永久磁石を解放
し、第２の電磁石は、前記ベース台に設置され、電流が
印加されていない場合には前記第２の永久磁石と吸着し
て、所定の電流が印加された場合には前記第２の永久磁
石を解放し、変位制御手段は、前記第１と第２の電磁石
に印加する電流を制御して、前記第１と第２の永久磁石
の吸着・解放を行うとともに、前記ピエゾ素子に印加す
る電圧を制御して、前記ピエゾ素子を変位させる一連の
動作を繰り返し行うことによって、前記可動部の変位量
を制御する。

【００４３】したがって、請求項３記載の発明によっ
て、永久磁石２個で可動部２ｂを位置保持するため、保
持力が大きくなり、外部からの振動の影響を受け難く、
より実用的な位置調整装置を提供することができる。ま
た、永久磁石の代わりに磁性吸着部材を用いた構成と比
較すると、磁性吸着部材を用いた場合には、磁性吸着部
材の吸着に必要な吸引力を電磁石が発生する磁束によっ
て得るために、大きな電流が必要であるが、永久磁石を
用いた場合には、永久磁石を解放するために必要な電流
は小さく、かつ短期間で済む。このため、請求項３記載
の発明によって、省電力化を図った実用性の高い位置調
整装置を実現することができる。

【００４４】また、請求項４記載の発明の微小位置調整
装置は、ベース台に設置された磁性吸着部材と、所定の
印加電圧に応じて変位端部が変位するピエゾ素子の固定
端部を支持する可動部と、前記ピエゾ素子の変位端部に
連接され、所定の印加電流によって磁束を発生して前記
磁性吸着部材に吸着する電磁石と、前記電磁石に印加す
る電流を制御して、前記電磁石の前記磁性吸着部材への
吸着・解放を行うとともに、前記ピエゾ素子に印加する
電圧を制御して、前記ピエゾ素子を変位させる一連の動
作を繰り返し行うことによって、前記可動部の変位量を
制御する変位制御手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００４５】この請求項４記載の発明の微小位置調整装
置によれば、磁性吸着部材は、ベース台に設置され、可
動部は、所定の印加電圧に応じて変位端部が変位するピ
エゾ素子の固定端部を支持し、電磁石は、前記ピエゾ素
子の変位端部に連接され、所定の印加電流によって磁束
を発生して前記磁性吸着部材に吸着し、変位制御手段
は、前記電磁石に印加する電流を制御して、前記電磁石
の前記磁性吸着部材への吸着・解放を行うとともに、前
記ピエゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピエゾ素
子を変位させる一連の動作を繰り返し行うことによっ
て、前記可動部の変位量を制御する。

【００４６】したがって、請求項４記載の発明によっ
て、１つのピエゾ素子で可動部を所望の変位量分、変位
させることができるため、微小位置調整装置の小型化・
低価格化を実現することができる。また、可動部にピエ
ゾ素子および電磁石が支持・連接された構成であるた
め、ベース台に設置された磁性吸着部材の範囲内が、可
動部の変位範囲となり、磁性吸着部材を大きくしたり、
設置場所を変更等することによって、可動部の変位範囲
を容易に拡大・変更することができる実用性に優れた微
小位置調整装置を提供することができる。

【００４７】また、請求項５記載の発明のように、請求
項４記載の微小位置調整装置において、前記可動部は、
永久磁石と、電流が印加されていない場合には該永久磁
石の磁束によって前記磁性吸着部材に吸着して前記可動
部の変位位置を保持する第２の電磁石とを更に備え、前
記変位制御手段は、前記第２の電磁石に印加する電流を
制御することによって、前記可動部の変位位置の保持・
解除を行うように構成することとしてもよい。

【００４８】この請求項５記載の発明によれば、請求項
４記載の発明の効果に加えて、可動部の変位位置を永久
磁石が保持するため、変位位置の固定に際しては、ピエ
ゾ素子への印加電圧及び電磁石への印加電流が必要な
く、省電力化を図ることができる。また、可動部の固定
時には、ピエゾ素子に電圧が印加されておらず、ピエゾ
素子の変位端部に連接された電磁石等による応力も係ら
ないため、ピエゾ素子の劣化を抑制し、信頼性の高い微
小位置調整装置を提供することができる。

【００４９】また、請求項６記載の発明の微小位置調整
装置は、ベース台に設置された磁性吸着部材と、所定の
印加電圧に応じて変位端部が変位するピエゾ素子の該変
位端部を支持し、所定の印加電流によって磁束を発生し
て前記磁性吸着部材に吸着する第１の電磁石を有する可
動部と、前記ピエゾ素子の固定端部に連接する永久磁石
と、前記ピエゾ素子の固定端部に連接し、電流が印加さ
れていない場合には前記永久磁石の磁束によって前記磁
性吸着部材に吸着して前記ピエゾ素子の固定端部を保持
する第２の電磁石と、前記第１の電磁石及び前記第２の
電磁石に印加する電流を制御して、前記第１の電磁石及
び前記第２の電磁石の前記磁性吸着部材への吸着・解放
を行うとともに、前記ピエゾ素子に印加する電圧を制御
して、前記ピエゾ素子を変位させる一連の動作を繰り返
し行うことによって、前記可動部の変位量を制御する変
位制御手段と、を備えたことを特徴としている。

【００５０】この請求項６記載の発明の微小位置調整装
置によれば、磁性吸着部材は、ベース台に設置されてお
り、可動部は、所定の印加電圧に応じて変位端部が変位
するピエゾ素子の該変位端部を支持し、かつ所定の印加
電流によって磁束を発生して前記磁性吸着部材に吸着す
る第１の電磁石を有し、永久磁石は、前記ピエゾ素子の
固定端部に連接し、第２の電磁石は、前記ピエゾ素子の
固定端部に連接し、電流が印加されていない場合には前
記永久磁石の磁束によって前記磁性吸着部材に吸着して
前記ピエゾ素子の固定端部を保持し、変位制御手段は、
前記第１の電磁石及び前記第２の電磁石に印加する電流
を制御して、前記第１の電磁石及び前記第２の電磁石の
前記磁性吸着部材への吸着・解放を行うとともに、前記
ピエゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピエゾ素子
を変位させる一連の動作を繰り返し行うことによって、
前記可動部の変位量を制御する。

【００５１】したがって、請求項６記載の発明によっ
て、ピエゾ素子の固定端部が永久磁石等によって固定さ
れるため、ピエゾ素子の変位範囲内における可動部の変
位を常時制御することができる。このため、フィードバ
ック制御を行うことによってより精確な位置へ可動部を
変位させることができる、実用性に優れた微小位置調整
装置を提供することができる。

【００５２】また、請求項７記載の発明のように、請求
項１〜６のいずれか記載の微小位置調整装置において、
前記可動部は、回転軸を中心に回動変位することとして
構成してもよい。

【００５３】この請求項７記載の発明によれば、請求項
１〜６記載の発明の効果に加えて、可動部を所望の角度
変位させるといった、回動変位を行うことができるた
め、適用範囲の広い微小位置調整装置を提供することが
できる。

【００５４】また、請求項８記載の発明のように、請求
項１〜７のいずれか記載の微小位置調整装置において、
前記可動部は板バネが連接されている構成としてもよ
い。

【００５５】この請求項８記載の発明によれば、請求項
１〜７記載の発明の効果に加えて、可動部に板バネが連
接されているため、可動部の高さを調整、即ち、可動部
に保持された電磁石等と磁性吸着部材間の調整を容易に
行うことができる。

【００５６】請求項９記載の発明は、回折格子及びミラ
ーを用いた波長可変機構を有する波長可変光源におい
て、前記波長可変機構の前記回折格子又は前記ミラーの
角度を、前記請求項１〜８のいずれか記載の微小位置調
整装置を用いて調整することによって、波長可変を行う
ことを特徴としている。

【００５７】したがって、請求項９記載の発明によっ
て、波長可変機構における回折格子又はミラーの角度調
整を、前記請求項１〜８のいずれか記載の微小位置調整
装置によって行うため、可動部の高精度な位置調整によ
り、回折格子又はミラーの角度を高精度に制御すること
ができ、波長設定精度の高い実用性に優れた波長可変光
源を提供することができる。また、位置調整装置が小型
で低コストであるため、波長可変光源自体の大きさも小
型でかつ低コストとすることができる。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００５９】（第１の実施の形態）図１〜図２は、本発
明を適用した第１の実施の形態における位置調整装置１
（請求項１、２、８、９記載の微小位置調整装置に対応
する。）を示す図である。

【００６０】図１は本発明の第１の実施の形態における
位置調整装置１の全体構成を示す図であり、図１（ａ）
が平面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のｂ−ｂ´線矢視断
面図、図１（ｃ）が図１（ａ）のｃ−ｃ´線矢視断面図
である。

【００６１】図１において、位置調整装置１は、移動機
構２（可動部保持部材７及び板バネ８と併せて、請求項
１〜８記載の可動部に対応する。）、ピエゾ素子３（請
求項１〜６記載のピエゾ素子に対応する。）、ベース台
４（請求項１〜６記載のベース台に対応する。）、永久
磁石５（請求項１、２、４〜６記載の永久磁石、請求項
３記載の第２の永久磁石に対応する。）、電磁石Ａ（請
求項１、２、４、５記載の電磁石、請求項３、６記載の
第１の電磁石に対応する。）、電磁石Ｂ（請求項２、
３、５、６記載の第２の電磁石に対応する。）、磁性吸
着部材６（請求項１、２、４〜６記載の磁性吸着部材に
対応する。）、可動部保持部材７、板バネ８、ピエゾ素
子固定部材９、電磁石Ａ保持部材１０、ピエゾ素子駆動
回路（不図示。電磁石駆動回路と併せて、請求項１〜６
記載の変位制御手段に対応する。）、電磁石駆動回路
（不図示）から構成されている。

【００６２】移動機構２は、ベアリング等を備えた回転
機構であり、固定部２ａと可動部２ｂとから構成されて
おり、固定部２ａがベース台４上に固定配置され、可動
部２ｂは固定部２ａ上で回動する。また、可動部２ｂ上
には、可動部保持部材７が重着固定され、さらに可動部
保持部材７には板バネ８が連接されており、板バネ８の
変位に応じて可動部２ｂが回動するように構成されてい
る。

【００６３】ピエゾ素子３は、ベース台４上に垂設され
たピエゾ素子固定部材９に、その固定端部が固定支持さ
れており、ピエゾ素子３の変位端部３ａに電磁石Ａ保持
部材１０が連接され、電磁石Ａ保持部材１０上に電磁石
Ａが固定配置されている。また、ピエゾ素子３は、ピエ
ゾ素子駆動回路に接続されており、ピエゾ素子駆動回路
から印加される所定の電圧のＯＮ／ＯＦＦに応じて、ピ
エゾ素子３の変位端部３ａが図１（ａ）中のｃ−ｃ´線
軸方向に変位する伸縮動作を繰り返す。

【００６４】電磁石Ａは、励磁コイルがコア（磁心）周
囲に巻かれ、コイル線材が電磁石駆動回路に接続されて
おり、この電磁石駆動回路から入力される所定の電流に
よって磁束が発生する。また、電磁石Ａは、電磁石Ａの
コア先端部Ａａが板バネ８に保持された磁性吸着部材６
に対向するように配置されており、電磁石Ａが励磁され
た場合には、磁性吸着部材６を吸着するように構成され
ている。また、電磁石Ａは、ピエゾ素子３の変位端部３
ａに連接された電磁石Ａ保持部材１０上に固定されてい
るため、ピエゾ素子３が伸縮した場合には、その伸縮時
の変位量に応じてｃ−ｃ´線軸方向に変位する。

【００６５】電磁石Ｂは、励磁コイルがコア（磁心）周
囲に巻かれ、コイル線材が電磁石駆動回路に接続されて
いる。また、電磁石Ｂは、電磁石Ｂのコア先端部Ｂａが
板バネ８に保持された永久磁石５に対向するようにベー
ス台４上に設置された電磁石固定部材１１に固定配置さ
れており、電磁石駆動回路から入力される電流が流れて
いない状態、即ち、電磁石Ｂに磁束が発生していない場
合には、永久磁石５と吸着して、移動機構２が回転しな
いように、移動機構２の回転位置を保持する。また、電
磁石駆動回路から所定の電流が入力された状態、即ち、
電磁石Ｂが励磁され、磁束が発生した場合には、電磁石
Ｂは、永久磁石５と反発する極性の磁束を発生し、移動
機構２の保持を解放する。

【００６６】永久磁石５は、保持部材５ａを介して板バ
ネ８に保持されており、電磁石Ｂが励磁されていない場
合に、電磁石Ｂのコア先端部Ｂａに吸着固定する。

【００６７】磁性吸着部材６は、永久磁石５と同様に板
バネ８に保持され、強磁性体（鉄等）により構成されて
おり、電磁石Ａが励磁されている場合に、電磁石Ａの磁
束によって電磁石Ａのコア先端部Ａａに吸着固定され
る。

【００６８】板バネ８は、移動機構２の可動部２ｂに重
着固定されている可動部保持部材７に連接され、永久磁
石５及び永久磁石５の保持部材５ａと磁性吸着部材６を
保持するように構成されている。また、永久磁石５及び
永久磁石５の保持部材５ａは電磁石Ｂに対向する位置
に、磁性吸着部材６は電磁石Ａに対向する位置に設けら
れている。そして、電磁石ＡおよびＢに磁束が発生する
ことによって、永久磁石５および磁性吸着部材６がコア
先端部Ａａ、Ｂａに吸着され、若しくはコア先端部Ａ
ａ、Ｂａから解放されるが、この際、板バネ８が若干湾
曲することによって、コア先端部Ａａ、Ｂａと面接触
し、吸着に際して十分な保持力を得るように構成されて
いる。

【００６９】次に、図２を参照して位置調整装置１の動
作を説明する。図２は、位置調整装置１の各動作状態に
おける電磁石駆動回路から電磁石Ａ、Ｂへ入力される電
流波形、及びピエゾ素子駆動回路からピエゾ素子３へ印
加される電圧波形を示す図である。

【００７０】まず、初期状態においては、電磁石Ａ及び
Ｂには電流が流されておらず、ピエゾ素子３にも電圧が
印加されていない。そのため、電磁石Ｂのコア先端部Ｂ
ａに永久磁石５が吸着されて、移動機構２の可動部２ｂ
の回転位置が保持されている。

【００７１】次に、第１ステップにおいて、電磁石Ａに
電流が流され、電磁石Ａに磁束が発生する。その結果、
磁性吸着部材６は、電磁石Ａのコア先端部Ａａに吸着固
定される。

【００７２】第２ステップにおいて、電磁石Ａに電流が
流されている第１ステップの状態から、永久磁石５の磁
束に反発する磁束が発生するように、電磁石Ｂに電流が
流される。そのため、電磁石Ｂのコア先端部Ｂａに永久
磁石５の磁束で吸着固定されている状態が解放される。

【００７３】第３ステップにおいて、電磁石ＡおよびＢ
に電流が流されている第２ステップの状態から、ピエゾ
素子３に電圧が印加されるため、ピエゾ素子３は伸長
し、変位端部３ａが変位する。その結果、変位端部３ａ
に連接されている電磁石Ａも変位するため、電磁石Ａに
よって吸着固定されている移動機構２の可動部２ｂも、
その回転軸を中心に所定角度分、変位する。

【００７４】第４ステップにおいて、ピエゾ素子３に電
圧が印加され、変位端部３ａが変位している第３ステッ
プの状態から、電磁石Ｂの電流が遮断される。そのた
め、永久磁石５の磁束に反発していた電磁石Ｂの磁束が
消滅し、永久磁石５の磁束によって電磁石Ｂのコア先端
部Ｂａに永久磁石５が吸着固定される。

【００７５】第５ステップにおいて、ピエゾ素子３に電
圧が印加されている第４ステップの状態から、電磁石Ａ
の電流が遮断される。そのため、電磁石Ａの磁束が消滅
し、吸着固定されていた磁性吸着部材６は解放される。

【００７６】そして、第６ステップにおいて、ピエゾ素
子３への印加電圧が無くなる。その結果、ピエゾ素子３
は縮小し、変位端部３ａは元の位置に戻るため、初期状
態と同じ状態に戻る。しかし、移動機構２の可動部２ｂ
は、ピエゾ素子３の変位量だけ回転角（ｒａｄ）が変位
している。

【００７７】以上の第１ステップから第６ステップまで
を連続して繰り返すことによって、移動機構２の可動部
２ｂを所定量変位させることができ、ステップの順番を
逆にして動作させることによって、逆方向へ変位させる
ことも可能である。

【００７８】以上のように、第１の実施の形態における
位置調整装置１は、移動機構２の可動部２ｂが、固定部
２ａ上を回動し、可動部２ｂ上に重着固定された可動部
保持部材７に連接された板バネ８には永久磁石５と磁性
吸着部材６が保持されている。一方、永久磁石５に対向
する位置には、ベース台４上に電磁石Ｂが設置され、磁
性吸着部材６に対向する位置には、ピエゾ素子３に連接
された電磁石Ａが設けられている。

【００７９】したがって、電磁石Ａを励磁させることに
よって磁性吸着部材６等を介して可動部２ｂの回転位置
を保持し、さらにピエゾ素子３に電圧を印加させること
によって、ピエゾ素子３の伸長分、即ち、可動部２ｂを
所定角度分、回転させることができる。また、電磁石Ｂ
を励磁させていない状態には、永久磁石５等を介して可
動部２ｂの回転位置を保持し、電磁石Ｂを励磁させるこ
とによって、永久磁石５等を介した可動部２ｂの保持を
解放することができる。即ち、この電磁石Ａ、Ｂを励磁
させるための電流制御、及びピエゾ素子３の伸縮動作を
行わせるための電圧制御を繰り返し行うことによって、
可動部２ｂを所望の角度に変位させることができる。

【００８０】また、可動部２ｂの回転位置は、永久磁石
５によって電磁石Ｂのコア先端部Ｂａに吸着保持される
ため、回転位置の固定に際しては、ピエゾ素子駆動回路
と電磁石駆動回路の電源をＯＦＦとすることができ、可
動部２ｂを変位させる時にのみ電力が必要となるため、
位置調整装置１の省電力化を図ることができる。

【００８１】また、可動部２ｂの回転位置固定時には、
ピエゾ素子３に電圧が印加されておらず、さらに、ピエ
ゾ素子３の変位端部３ａには電磁石Ａ等による余分な応
力が係らないため、ピエゾ素子３の劣化を抑制すること
ができる。

【００８２】さらに、板バネ８に保持されている部品は
永久磁石５と磁性吸着部材６のみであるため、板バネ８
及び可動部保持部材７の小型化を図ることができ、位置
調整装置１自体の小型化を実現することができる。ま
た、可動部２ｂの保持手段が板バネ機構であるため、保
持部材の高さと電磁石ＡおよびＢのコア先端部Ａａ、Ｂ
ａの高さの調整が容易である。

【００８３】また、３個のピエゾ素子を使用した従来の
インチワーム方式の位置調整装置２００とは異なり、ピ
エゾ素子は１個で済むため、低価格化が実現できる。

【００８４】なお、本発明は、上記第１の実施の形態の
内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更可能であり、例えば、本実施の形態
においては、移動機構に回転機構を使用しているが、可
動部２ｂを固定部２ａ上を平行移動するものとして、移
動機構を直進機構とするように構成することも可能であ
る。

【００８５】また、永久磁石５と磁性吸着部材６との配
置を逆にした構成とすることも可能である。その場合に
は、ピエゾ素子３の変位端部３ａ側が永久磁石５によっ
て吸着固定されるため、ピエゾ素子３へ印加する電圧を
制御することによって、ピエゾ素子３の伸縮範囲内にお
ける可動部２ｂの変位を常時制御することができる。こ
のため、フィードバッグ制御を行ってより精確な位置へ
可動部２を変位させることができる。

【００８６】次に、本実施の形態における外部共振器型
波長可変光源２０（請求項９記載の波長可変光源に対応
する。）について説明するが、外部共振器型波長可変光
源２０の構成は、従来技術において説明した外部共振器
型波長可変光源１００の位置調整装置１０６に代えて位
置調整装置１を使用し、位置調整装置１の可動部２ｂに
重着固定された可動部保持部材７上にミラー１０５を載
設するだけであるので、各構成および動作の説明を省略
する。

【００８７】外部共振器型波長可変光源２０の波長可変
方法は、前述した位置調整装置１を使用するものであ
り、可動部２ｂの高精度な位置調整により、ミラー１０
５の角度を高精度に制御することができるため、波長設
定精度の高い波長可変光源を得ることができる。また、
位置調整装置１が小型で低コストとなるため、波長可変
光源２０自体の大きさも小型化かつ低コストとすること
ができる。なお、ミラー１０５でなく、回折格子１４を
可動部保持部材７上に載設する構成としてもよい。

【００８８】因みに、従来の外部共振器型波長可変光源
１００の光増幅素子１０１における波長可変範囲の最大
は、一般的に１００〜１５０ナノメートル程度であり、
ミラー１０５の角度が１度変化することにより、波長を
約２０ナノメートル変更することができる。従って、ミ
ラー１０５を載設した可動部２ｂの回転範囲は最大で５
度〜８度程度あることが外部共振器型波長可変光源にお
ける位置調整装置の必要条件となる。また、本実施の形
態における位置調整装置１のピエゾ素子３は、長さ２０
ミリメートル程度のものであり、１００Ｖの電圧印加に
対して１５ミクロン程度伸長するものである。

【００８９】（第２の実施の形態）次に、図３〜図４を
参照して第２の実施の形態における位置調整装置３０
（請求項３記載の微小位置調整装置に対応する。）につ
いて説明する。なお、本第２の実施の形態における位置
調整装置３０は、第１の実施の形態における位置調整装
置１と主要構成部品が同一であるため、第１の実施の形
態における位置調整装置１と同一の部品に対しては同一
符号を付すとともに、重複する説明を省略して、構成お
よび動作において異なる点を中心に説明する。

【００９０】図３は、本発明の第２の実施の形態におけ
る位置調整装置３０の全体構成を示す図であり、図３
（ａ）が平面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のｂ−ｂ´線
矢視断面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のｃ−ｃ´線矢視
断面図である。

【００９１】第２の実施の形態における位置調整装置３
０の構成は、第１の実施の形態における位置調整装置１
の磁性吸着部材６が保持されている部分に、新たな永久
磁石５Ａ（請求項３記載の第１の永久磁石に対応す
る。）が保持されている構成であり、第１の実施の形態
における位置調整装置１の永久磁石５の符号を永久磁石
５Ｂとして以下説明する。

【００９２】また、新たに構成した永久磁石５Ａは、保
持部材５Ａａを介して板バネ８に保持されており、電磁
石Ａが励磁されていない場合に、電磁石Ａのコア先端部
Ａａに吸着固定する。

【００９３】また、電磁石Ａに電磁石駆動回路から所定
の電流が入力された状態、即ち、電磁石Ａが励起され、
磁束が発生した場合には、電磁石Ａは、永久磁石５Ａと
反発する極性の磁束を発生し、永久磁石５Ａを解放す
る。

【００９４】次に、図４を参照して位置調整装置３０の
動作を説明する。図４は、位置調整装置３０の各動作状
態における電磁石駆動回路から電磁石Ａ、Ｂへ入力され
る電流波形、及びピエゾ素子駆動回路からピエゾ素子３
へ印加される電圧波形を示す図である。

【００９５】まず、初期状態において、電磁石Ａおよび
Ｂには電流が流されておらず、ピエゾ素子３にも電圧が
印加されていない。そのため、電磁石Ａおよび電磁石Ｂ
のコア先端部ＡａとＢａに永久磁石Ａおよび永久磁石Ｂ
が吸着されて、移動機構２の可動部２ｂが位置保持され
ている。

【００９６】次に、第１ステップにおいて、永久磁石Ｂ
の磁束に反発する磁束を発生するように、電磁石Ｂに電
流が流される。その結果、永久磁石Ｂは、電磁石Ｂのコ
ア先端部Ｂａから解放される。

【００９７】第２ステップにおいては、電磁石Ｂに電流
が流されている第１ステップの状態から、ピエゾ素子３
に電圧が印加されるため、ピエゾ素子３は伸長し、変位
端部３ａが変位する。その結果、変位端部３ａに連接さ
れている電磁石Ａも変位するため、電磁石Ａのコア先端
部Ａａに吸着固定されている移動機構２の可動部２ｂ
も、その回転軸を中心に所定角度分、変位する。

【００９８】第３ステップにおいては、電磁石Ｂに電流
が流され、ピエゾ素子３に電圧が印加され、変位端部３
ａが変位している第２ステップの状態から、電磁石Ｂの
電流が遮断される。そのため、永久磁石Ｂの磁束に反発
していた電磁石Ｂの磁束が消滅し、永久磁石Ｂの磁束に
よって電磁石Ｂのコア先端部Ｂａに永久磁石Ｂが吸着固
定され、可動部２ｂが所定角度変位した状態で固定され
る。

【００９９】第４ステップにおいては、ピエゾ素子３に
電圧が印加されている第２ステップの状態から、永久磁
石Ａの磁束に反発する磁束を発生するように、電磁石Ａ
に電流が流される。その結果、永久磁石Ａは、電磁石Ａ
のコア先端部Ａａから解放される。

【０１００】第５ステップにおいては、電磁石Ａに電流
が流され、ピエゾ素子３に電圧が印加されている第４ス
テップの状態から、ピエゾ素子３への印加電圧が無くな
る。その結果、ピエゾ素子３は縮小し、変位端部３ａは
元の位置へ戻る。

【０１０１】そして、第６ステップにおいては、電磁石
Ａに電流が流されている第５ステップの状態から、電磁
石Ａの電流が遮断される。そのため、電磁石Ａの磁束が
消滅し、永久磁石Ａが電磁石Ａのコア先端部Ａａに吸着
固定され、初期状態と同じ状態に戻る。しかし、移動機
構２の可動部２ｂは、ピエゾ素子３の変位量だけ回転角
が変位している。

【０１０２】以上のように、本第２の実施の形態におけ
る位置調整装置３０は、第１の実施の形態における位置
調整装置１の磁性吸着部材６の代わりに永久磁石Ａを備
えるように構成したため、第１の実施の形態における位
置調整装置１の効果に加えて、永久磁石２個で可動部２
ｂが位置保持されているため、保持力が大きくなり、外
部からの振動の影響を受け難く、より実用的な位置調整
装置を提供することができる。

【０１０３】また、位置調整装置３０は、電磁石Ａ、Ｂ
のコア先端部Ａａ、Ｂａから永久磁石Ａ、Ｂを解放する
ために、永久磁石Ａ、Ｂの磁束に反発する磁束を発生さ
せるように電磁石Ａ、Ｂに電流を流す必要がある。しか
し、永久磁石の代わりに磁性吸着部材を用いた構成と比
較すると、磁性吸着部材を用いた場合には、磁性吸着部
材の吸着に必要な吸引力を電磁石が発生する磁束によっ
て得るために、大きな電流が必要であるが、永久磁石を
用いた場合には、永久磁石を解放するのに必要な電流は
小さな電流で済む。さらに、図４に示されるように、電
磁石Ａに電流が流されている時間が短くて済む、などの
更なる省電力化を図ることができるため、実用性の高い
位置調整装置を実現することができる。

【０１０４】（第３の実施の形態）次に、図５〜図６を
参照して第３の実施の形態における位置調整装置４０
（請求項４、５、７、８記載の微小位置調整装置に対応
する。）について説明する。なお、本第３の実施の形態
における位置調整装置４０は、第１の実施の形態におけ
る位置調整装置１と主要構成部品が同一であるため、第
１の実施の形態における位置調整装置１と同一の部品に
対しては同一符号を付すとともに、重複する説明を省略
して、構成および動作において異なる点を中心に説明す
る。

【０１０５】図５は本発明の第３の実施の形態における
位置調整装置４０の全体構成を示す図であり、図５
（ａ）が平面図、図５（ｂ）が図５（ａ）のｂ−ｂ´線
矢視断面図、図５（ｃ）が図５（ａ）のｃ−ｃ´線矢視
断面図である。

【０１０６】図５において、位置調整装置４０は、移動
機構２の可動部２ｂに重着固定されている可動部保持部
材７側に、ピエゾ素子３と、電磁石ＡおよびＢと、永久
磁石５とが保持固定されている構成としている。即ち、
移動機構２の可動部２ｂ上には、可動部保持部材７が重
着固定され、さらに可動部保持部材７には板バネ８が連
接されている。また、板バネ８にはピエゾ素子保持部材
１４が固定されており、このピエゾ素子保持部材１４等
を介して、永久磁石５、ピエゾ素子３、電磁石Ａおよび
Ｂを板バネ８が保持されている。

【０１０７】ピエゾ素子３は、その固定端部がピエゾ素
子保持部材１４に固定支持され、変位端部３ａに電磁石
Ａ保持部材１０が連接されており、ピエゾ素子駆動回路
から印加される所定の電圧のＯＮ／ＯＦＦに応じて、変
位端部３ａが図５（ｂ）中のｂ−ｂ´線軸方向に変位す
る伸縮動作を繰り返す。そして、この伸縮動作に応じ
て、変位端部３ａに連接された電磁石Ａ保持部材１０及
び電磁石Ａが変位する。

【０１０８】電磁石Ａは、不図示の電磁石駆動回路から
入力される電流によって励磁され、発生した磁束によっ
て、電磁石Ａのコア先端部Ａａが、ベース台４上に設置
された磁性吸着部材６に吸着固定するように構成されて
いる。また、電磁石Ａは、電磁石Ａ保持部材１０によっ
て保持され、電磁石Ａ保持部材１０は、ピエゾ素子３の
変位端部３ａに連接されている。

【０１０９】電磁石Ｂは、ピエゾ素子保持部材１４によ
って保持されており、電磁石Ｂのコア一端部Ｂｂ（図５
（ｂ）中の電磁石Ｂ上部）には永久磁石５が固定されて
いる。そして、電磁石Ｂは、電磁石駆動回路から電流が
入力されていない場合に、コア他端部Ｂｃ（図５（ｂ）
中の電磁石Ｂ下部）が、永久磁石５の磁束によって磁性
吸着部材６に吸着固定するように構成されている。ま
た、電磁石Ｂに電磁石駆動回路から所定の電流が入力さ
れると、当該電流によって発生した磁束により永久磁石
５の磁束を打ち消して、磁性吸着部材６の吸着固定を解
放するように構成されている。

【０１１０】永久磁石５は、電磁石Ｂのコア一端部Ｂｂ
に固定され、電磁石Ｂのコアを通過する磁束によって、
ベース台４上に設置された磁性吸着部材６に電磁石Ｂの
コア他端部Ｂｃを吸着固定させる。

【０１１１】次に、図６を参照して位置調整装置４０の
動作を説明する。図６は、位置調整装置４０の各動作状
態における電磁石駆動回路から電磁石Ａ、Ｂへ入力され
る電圧波形、及びピエゾ素子駆動回路からピエゾ素子３
へ印加される電圧波形を示す図である。

【０１１２】まず、初期状態においては、電磁石Ａ及び
Ｂには電流が流されておらず、ピエゾ素子３にも電圧が
印加されていない。そのため、電磁石Ｂのコア一端部Ｂ
ｂに固定されている永久磁石５の磁束によって、電磁石
Ｂのコアを介して、電磁石Ｂのコア他端部Ｂｃがベース
台４上に設置されている磁性吸着部材６に吸着固定され
て、移動機構２の可動部２ｂの回転位置が保持されてい
る。

【０１１３】第１ステップにおいて、ピエゾ素子３に電
圧が印加されることによって、ピエゾ素子３が伸長し、
変位端部３ａは変位する。そのため、ピエゾ素子３の変
位端部３ａに連接された電磁石Ａ等も変位する。

【０１１４】第２ステップにおいて、ピエゾ素子３に電
圧が印加されている第１ステップの状態から、電磁石Ａ
に電流が流されるため、電磁石Ａに磁束が発生する。そ
のため、電磁石Ａのコア先端部Ａａは、ベース台４上に
設置された磁性吸着部材６に吸着固定する。

【０１１５】第３ステップにおいて、ピエゾ素子３に電
圧が印加され、電磁石Ａに電流が流されている第２ステ
ップの状態から、永久磁石５の磁束を相殺する磁束が発
生するように電磁石Ｂに電流が流される。そのため、電
磁石Ｂのコア他端部Ｂｃは、磁性吸着部材６から解放さ
れる。

【０１１６】第４ステップにおいて、電磁石ＡおよびＢ
に電流が流されている第３ステップの状態から、ピエゾ
素子３へ印加していた電圧が無くなる。そのため、ピエ
ゾ素子３は縮小するが、磁性吸着部材６に吸着固定され
た電磁石Ａによって、ピエゾ素子保持部材１４等の位置
が変位し、板バネ８等を介して移動機構２の可動部２ｂ
も、その回転軸を中心として、所定角度分、変位する。

【０１１７】第５ステップにおいて、電磁石ＡおよびＢ
に電流が流されている第４ステップの状態から、電磁石
Ｂの電流が遮断される。そのため、永久磁石５の磁束を
相殺していた磁束が消滅し、電磁石Ｂのコアを通過した
永久磁石５の磁束によって、電磁石Ｂのコア他端部Ｂｃ
がベース台４上に設置された磁性吸収部材６に吸着固定
する。

【０１１８】第６ステップにおいて、電磁石Ａに電流が
流されている第５ステップの状態から、電磁石Ａの電流
が遮断される。その結果、電磁石Ａのコア先端部Ａａが
ベース台４上に設置された磁性吸収部材６から解放さ
れ、初期状態と同じ状態に戻る。

【０１１９】以上の第１ステップから第６ステップまで
を繰り返すことによって、移動機構２の可動部２ｂを所
定量変位させることができ、ステップの順番を逆にして
動作させることによって、逆方向へ変位させることも可
能である。

【０１２０】以上のように、第３の実施の形態における
位置調整装置４０は、移動機構２の可動部２ｂ側にピエ
ゾ素子３、電磁石Ａ及びＢが取り付けられ、ベース台４
上には磁性吸着部材６のみを設置するように構成したた
め、第１の実施の形態における位置調整装置１の効果に
加えて、磁性吸着部材６の範囲内であれば、可動部２ｂ
をその回転軸を中心に、大きく変位させることが可能で
ある。

【０１２１】なお、本第３の実施の形態における位置調
整装置４０を使用して、第１の実施の形態において説明
した外部共振器型波長可変光源２０を構成することとし
てもよい。

【０１２２】図７は本第３の実施の形態における位置調
整装置４０を変形させた変形例である位置調整装置５０
（請求項６、７、８記載の微小位置調整装置に対応す
る。）の全体構成を示す図であり、図７（ａ）が平面
図、図７（ｂ）が図７（ａ）のｂ−ｂ´線矢視断面図、
図７（ｃ）が図７（ａ）のｃ−ｃ´線矢視断面図であ
る。上記第３の実施の形態の位置調整装置４０は、この
図７に示す位置調整装置５０のように構成することとし
てもよい。即ち、図７において、位置調整装置５０は、
ピエゾ素子３の変位端部３ａ側に板バネ８等を連接し、
固定端部側に永久磁石５及び電磁石Ｂを連接した構成で
あり、永久磁石５及び電磁石Ｂによってピエゾ素子３の
固定端部の回転位置を固定し、ピエゾ素子３の伸縮に応
じて、板バネ８等を介して可動部２ｂが所定角度分、変
位する。

【０１２３】したがって、位置調整装置５０は、永久磁
石５及び電磁石Ｂによって、ピエゾ素子３の固定端部が
磁性吸着部材６に固定されるため、ピエゾ素子３へ印加
する電圧を制御することによって、ピエゾ素子３の伸縮
範囲内における可動部２ｂの変位を常時制御することが
できる。このため、フィードバッグ制御を行うことによ
ってより精確な位置へ可動部２を変位させることができ
る。

【０１２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、１つのピ
エゾ素子で可動部を所望の変位量分、変位させることが
できるため、微小位置調整装置の小型化・低価格化を実
現することができる。

【０１２５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、可動部の変位位置を永久磁石
が保持するため、変位位置の固定に際しては、ピエゾ素
子への印加電圧及び電磁石への印加電流が必要なく、省
電力化を図ることができる。また、可動部の固定時に
は、ピエゾ素子に電圧が印加されておらず、ピエゾ素子
の変位端部に連接された電磁石等による応力も係らない
ため、ピエゾ素子の劣化を抑制し、信頼性の高い微小位
置調整装置を提供することができる。

【０１２６】請求項３記載の発明によれば、永久磁石２
個で可動部２ｂを位置保持するため、保持力が大きくな
り、外部からの振動の影響を受け難く、より実用的な位
置調整装置を提供することができる。また、永久磁石の
代わりに磁性吸着部材を用いた構成と比較すると、磁性
吸着部材を用いた場合には、磁性吸着部材の吸着に必要
な吸引力を電磁石が発生する磁束によって得るために、
大きな電流が必要であるが、永久磁石を用いた場合に
は、永久磁石を解放するために必要な電流は小さく、か
つ短期間で済む。このため、請求項３記載の発明によっ
て、省電力化を図った実用性の高い位置調整装置を実現
することができる。

【０１２７】請求項４記載の発明によれば、１つのピエ
ゾ素子で可動部を所望の変位量分、変位させることがで
きるため、微小位置調整装置の小型化・低価格化を実現
することができる。また、可動部にピエゾ素子および電
磁石が支持・連接された構成であるため、ベース台に設
置された磁性吸着部材の範囲内が、可動部の変位範囲と
なり、磁性吸着部材を大きくしたり、設置場所を変更等
することによって、可動部の変位範囲を容易に拡大・変
更することができる実用性に優れた微小位置調整装置を
提供することができる。

【０１２８】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明の効果に加えて、可動部の変位位置を永久磁石
が保持するため、変位位置の固定に際しては、ピエゾ素
子への印加電圧及び電磁石への印加電流が必要なく、省
電力化を図ることができる。また、可動部の固定時に
は、ピエゾ素子に電圧が印加されておらず、ピエゾ素子
の変位端部に連接された電磁石等による応力も係らない
ため、ピエゾ素子の劣化を抑制し、信頼性の高い微小位
置調整装置を提供することができる。

【０１２９】請求項６記載の発明によれば、ピエゾ素子
の固定端部が永久磁石等によって固定されるため、ピエ
ゾ素子の変位範囲内における可動部の変位を常時制御す
ることができる。このため、フィードバック制御を行う
ことによってより精確な位置へ可動部を変位させること
ができる、実用性に優れた微小位置調整装置を提供する
ことができる。

【０１３０】請求項７記載の発明によれば、請求項１〜
６記載の発明の効果に加えて、可動部を所望の角度変位
させるといった、回動変位を行うことができるため、適
用範囲の広い微小位置調整装置を提供することができ
る。

【０１３１】請求項８記載の発明によれば、請求項１〜
７記載の発明の効果に加えて、可動部に板バネが連接さ
れているため、可動部の高さを調整、即ち、可動部に保
持された電磁石等と磁性吸着部材間の調整を容易に行う
ことができる。

【０１３２】請求項９記載の発明によれば、波長可変機
構における回折格子又はミラーの角度調整を、前記請求
項１〜８のいずれか記載の微小位置調整装置によって行
うため、可動部の高精度な位置調整により、回折格子又
はミラーの角度を高精度に制御することができ、波長設
定精度の高い実用性に優れた波長可変光源を提供するこ
とができる。また、位置調整装置が小型で低コストであ
るため、波長可変光源自体の大きさも小型でかつ低コス
トとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態における位置調整装置１の全
体構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ´線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−
ｃ´線矢視断面図。

【図２】図１の位置調整装置１の各動作状態における電
磁石駆動回路から電磁石Ａ、Ｂへ入力される電流波形、
及びピエゾ素子駆動回路からピエゾ素子３へ印加される
電圧波形を示す図。

【図３】第２の実施の形態における位置調整装置３０の
全体構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ´線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−
ｃ´線矢視断面図。

【図４】図３の位置調整装置３０の各動作状態における
電磁石駆動回路から電磁石Ａ、Ｂへ入力される電流波
形、及びピエゾ素子駆動回路からピエゾ素子３へ印加さ
れる電圧波形を示す図。

【図５】第３の実施の形態における位置調整装置４０の
全体構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のｂ−ｂ´線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−
ｃ´線矢視断面図。

【図６】図５の位置調整装置４０の各動作状態における
電磁石駆動回路から電磁石Ａ、Ｂへ入力される電圧波
形、及びピエゾ素子駆動回路からピエゾ素子３へ印加さ
れる電圧波形を示す図。

【図７】図５の位置調整装置４０の変形例である位置調
整装置５０の全体構成を示す図であり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ´線矢視断面図、（ｃ）は
（ａ）のｃ−ｃ´線矢視断面図。

【図８】従来の外部共振器型波長可変光源１００の構成
を示す図。

【図９】従来のインチワーム２００の各動作状態におけ
る断面を示す図。

【図１０】図９のインチワーム２００の各動作状態にお
けるピエゾ素子２０１〜２０３に印加された電圧波形を
示す図。

【符号の説明】

１、３０、４０、５０ 位置調整装置 ２ 移動機構 ２ａ 固定部 ２ｂ 可動部 ３ ピエゾ素子 ３ａ 変位端部 ４ ベース台 ５ 永久磁石 ６ 磁性吸着部材 ７ 可動部保持部材 ８ 板バネ ９ ピエゾ素子固定部材 １０ 電磁石Ａ保持部材 １１ 電磁石Ｂ固定部材 Ａ 電磁石 Ｂ 電磁石 ２０、１００ 波長可変光源 １０１ 光増幅素子 １０２ 光アイソレータ １０３ 出力ファイバ １０４ 回折格子 １０５ ミラー １０６ 位置調整装置 １０７ 光増幅素子駆動回路 １０８ 波長可変駆動回路 １１１、１１２、１１３ レンズ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性吸着部材を有する可動部と、 ベース台に固定端部が固定され、所定の印加電圧に応じ
   て変位端部が変位するピエゾ素子と、 このピエゾ素子の変位端部に連接され、所定の印加電流
   によって磁束を発生し、前記磁性吸着部材を吸着する電
   磁石と、 前記電磁石に印加する電流を制御して、前記電磁石への
   前記磁性吸着部材の吸着・解放を行うとともに、前記ピ
   エゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピエゾ素子を
   変位させる一連の動作を繰り返し行うことによって、前
   記可動部の変位量を制御する変位制御手段と、 を備えたことを特徴とする微小位置調整装置。
2. 【請求項２】前記可動部は、永久磁石を更に有し、 前記ベース台に設置され、電流が印加されていない場合
   には前記永久磁石と吸着して前記可動部の変位位置を保
   持する第２の電磁石を更に備え、 前記変位制御手段は、前記第２の電磁石に印加する電流
   を制御することによって、前記可動部の変位位置の保持
   ・解除を行うことを特徴とする請求項１記載の微小位置
   調整装置。
3. 【請求項３】第１と第２の永久磁石を有する可動部と、 ベース台に固定端部が固定され、所定の印加電圧に応じ
   て変位端部が変位するピエゾ素子と、 このピエゾ素子の変位端部に連接され、電流が印加され
   ていない場合には前記第１の永久磁石と吸着し、所定の
   電流が印加された場合には前記第１の永久磁石を解放す
   る第１の電磁石と、 前記ベース台に設置され、電流が印加されていない場合
   には前記第２の永久磁石と吸着し、所定の電流が印加さ
   れた場合には前記第２の永久磁石を解放する第２の電磁
   石と、 前記第１と第２の電磁石に印加する電流を制御して、前
   記第１と第２の永久磁石の吸着・解放を行うとともに、
   前記ピエゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピエゾ
   素子を変位させる一連の動作を繰り返し行うことによっ
   て、前記可動部の変位量を制御する変位制御手段と、 を備えたことを特徴とする微小位置調整装置。
4. 【請求項４】ベース台に設置された磁性吸着部材と、 所定の印加電圧に応じて変位端部が変位するピエゾ素子
   の固定端部を支持する可動部と、 前記ピエゾ素子の変位端部に連接され、所定の印加電流
   によって磁束を発生して前記磁性吸着部材に吸着する電
   磁石と、 前記電磁石に印加する電流を制御して、前記電磁石の前
   記磁性吸着部材への吸着・解放を行うとともに、前記ピ
   エゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピエゾ素子を
   変位させる一連の動作を繰り返し行うことによって、前
   記可動部の変位量を制御する変位制御手段と、 を備えたことを特徴とする微小位置調整装置。
5. 【請求項５】前記可動部は、永久磁石と、電流が印加さ
   れていない場合には該永久磁石の磁束によって前記磁性
   吸着部材に吸着して前記可動部の変位位置を保持する第
   ２の電磁石とを更に備え、 前記変位制御手段は、前記第２の電磁石に印加する電流
   を制御することによって、前記可動部の変位位置の保持
   ・解除を行うことを特徴とする請求項４記載の微小位置
   調整装置。
6. 【請求項６】ベース台に設置された磁性吸着部材と、 所定の印加電圧に応じて変位端部が変位するピエゾ素子
   の該変位端部を支持し、所定の印加電流によって磁束を
   発生して前記磁性吸着部材に吸着する第１の電磁石を有
   する可動部と、 前記ピエゾ素子の固定端部に連接する永久磁石と、 前記ピエゾ素子の固定端部に連接し、電流が印加されて
   いない場合には前記永久磁石の磁束によって前記磁性吸
   着部材に吸着して前記ピエゾ素子の固定端部を保持する
   第２の電磁石と、 前記第１の電磁石及び前記第２の電磁石に印加する電流
   を制御して、前記第１の電磁石及び前記第２の電磁石の
   前記磁性吸着部材への吸着・解放を行うとともに、前記
   ピエゾ素子に印加する電圧を制御して、前記ピエゾ素子
   を変位させる一連の動作を繰り返し行うことによって、
   前記可動部の変位量を制御する変位制御手段と、 を備えたことを特徴とする微小位置調整装置。
7. 【請求項７】前記可動部は、回転軸を中心に回動変位す
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の微小
   位置調整装置。
8. 【請求項８】前記可動部は板バネが連接されていること
   を特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の微小位置調
   整装置。
9. 【請求項９】回折格子及びミラーを用いた波長可変機構
   を有する波長可変光源において、 前記波長可変機構の前記回折格子又は前記ミラーの角度
   を、前記請求項１〜８のいずれか記載の微小位置調整装
   置を用いて調整することによって、波長可変を行うこと
   を特徴とする波長可変光源。