JP2001272626A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光スキャナに係
り、特に、光を偏向して光走査する光偏向装置や光走査
装置としての光スキャナに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanner, and more particularly, to an optical deflector for deflecting light and optically scanning the light, and an optical scanner as an optical scanner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、この種の光偏向（走査）装置
として、例えば、特許番号第１３３１７１５号（特公昭
６０−５７０５１号公報参照）に開示されている技術が
知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a light deflecting (scanning) device of this type, for example, a technique disclosed in Japanese Patent No. 1331715 (see Japanese Patent Publication No. 60-57051) is known.
【０００３】図７は、この従来の技術による光偏向（走
査）装置の要部の概略構成を説明するための斜視図であ
る。FIG. 7 is a perspective view for explaining a schematic configuration of a main part of an optical deflecting (scanning) apparatus according to the conventional technique.
【０００４】すなわち、この光偏向（走査）装置の要部
において、上下一対の部材の一方は、半導体プレート部
材１１とねじれバー部１２，１３及び光学的反射表面を
画成する回転子部１４を有し、もう一方の部材には一対
の平坦な電極部材１５，１６が配置されている。That is, in the main part of the light deflection (scanning) device, one of the upper and lower members is a pair of a semiconductor plate member 11, torsion bar portions 12, 13 and a rotor portion 14 defining an optical reflection surface. A pair of flat electrode members 15 and 16 are arranged on the other member.
【０００５】それらの電極部材１５，１６の一方と回転
子１４部の間に静電力を加え、ねじれバー部１２，１３
の長手軸まわりの角度変位を生ぜしめ、回転子１４部の
光学的反射表面部が移動するにつれて、その表面へ入射
される光線を偏向させることができる。An electrostatic force is applied between one of the electrode members 15 and 16 and the rotor 14 so that the torsion bar portions 12 and 13 are applied.
Can be deflected about the longitudinal axis of the rotator, and as the optically reflective surface of the rotor 14 moves, light rays incident on the surface can be deflected.
【０００６】また、二次元光走査装置としては、例え
ば、特開昭６０−１０７０１７号公報に開示されている
技術が知られている。As a two-dimensional optical scanning device, for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-107017 is known.
【０００７】図８は、この従来の技術による二次元光走
査装置としての光偏向素子の要部を示している。FIG. 8 shows a main part of an optical deflection element as a two-dimensional optical scanning device according to the prior art.
【０００８】ここで、図８の（ａ）は、この従来の技術
による二次元光走査装置としての光偏向素子の概略構成
を説明するための分解斜視図である。FIG. 8A is an exploded perspective view for explaining a schematic configuration of an optical deflection element as a two-dimensional optical scanning device according to the conventional technique.
【０００９】また、図８の（ｂ）は、この従来の技術に
よる二次元光走査装置としての光偏向素子の原理を説明
するための斜視図である。FIG. 8B is a perspective view for explaining the principle of an optical deflecting element as a two-dimensional optical scanning device according to the prior art.
【００１０】すなわち、この従来の技術による二次元光
走査装置としての光偏向素子において、一対の基板の一
方２１をジンバルバネ状に加工し、ジンバルバネを有す
る可動部２２はＸ軸方向２５及びＹ軸方向２６を中心軸
として、それぞれの方向に独立して振動する構造とす
る。That is, in the conventional optical deflecting device as a two-dimensional optical scanning device, one of a pair of substrates 21 is processed into a gimbal spring shape, and a movable portion 22 having a gimbal spring is moved in an X-axis direction 25 and a Y-axis direction. With a central axis of 26, the structure is configured to vibrate independently in each direction.
【００１１】また、もう一方の基板２０には、中央部に
設けた凹部の各辺に沿って少なくとも４箇所に電極２
７，２８，２９，３０が形成されている。The other substrate 20 has at least four electrodes 2 along each side of a concave portion provided at the center.
7, 28, 29, 30 are formed.
【００１２】ここで、可動部２２と電極２７，２９との
間に静電力による回転振動、及び可動部２２と電極２
８，３０との間の静電力による回転振動をそれぞれ突起
２３を中心として独立に発生させ、この二次元回転振動
を行う可動部２２上にミラー２４を形成することによ
り、二次元の光偏向走査が可能となる。Here, the rotational vibration caused by electrostatic force between the movable part 22 and the electrodes 27 and 29, and the rotation of the movable part 22 and the electrodes 2
Rotational vibrations due to electrostatic force between the first and second mirrors 8 and 30 are generated independently of each other around the projection 23, and a mirror 24 is formed on the movable portion 22 that performs the two-dimensional rotational vibration, thereby providing two-dimensional light deflection scanning. Becomes possible.
【００１３】また、可動部２２の中央部面上にミラー２
４と共に薄膜コイル３１を形成し、この薄膜コイル３１
に一定電流を与え、Ｘ方向の磁界３２及びＹ方向の磁界
３３をそれぞれ独立に変化させれば、可動部２２は電磁
力によってＸ軸２５及びＹ軸２６を中心軸としてそれぞ
れの方向に独立して回転振動し、二次元の光偏向走査が
可能となる。The mirror 2 is located on the central surface of the movable part 22.
4 together with a thin-film coil 31,
When a constant current is applied to the magnetic field 32 and the magnetic field 32 in the X direction and the magnetic field 33 in the Y direction are independently changed, the movable portion 22 becomes independent of the X axis 25 and the Y axis 26 in the respective directions by the electromagnetic force. Rotational vibration causes two-dimensional light deflection scanning.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の静電力を用いた光スキャナ技術では、光
学的振れ角度を大きくしようとすると、ミラーを形成し
ている反射板部の回転角度を大きくしなければならな
い。However, in the conventional optical scanner technology using electrostatic force as described above, in order to increase the optical deflection angle, the rotation angle of the reflection plate portion forming the mirror must be increased. Must be bigger.
【００１５】このことは、反射板部とそれに対向して設
けられた電極間の衝突を回避するために、反射板部とそ
れと対向した電極間の距離を遠ざける必要性が生じる。In this case, it is necessary to increase the distance between the reflector and the electrode facing the reflector in order to avoid collision between the reflector and the electrode provided opposite to the reflector.
【００１６】また、静電力は距離の２乗に反比例するこ
とから、反射板部とそれと対向した電極間の距離が離れ
るほど高電圧の印加が必要となる。Since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance, the higher the distance between the reflector and the electrode facing the reflector, the higher the application of a higher voltage.
【００１７】また、反射板の回転角度を大きくすること
は、ねじりバネに与える回転トルクを大きくする必要が
あり、このためには静電力増加としてより高電圧の印加
が必要となる。Increasing the rotation angle of the reflector requires an increase in the rotational torque applied to the torsion spring. For this purpose, it is necessary to apply a higher voltage to increase the electrostatic force.
【００１８】以上に述べた理由により、静電力を用いた
光スキャナでは、大きい光学的振れ角度を得ようとする
と、高電圧の印加が必要となるため、得ようとする光学
的振れ角に限度があった。For the reasons described above, an optical scanner using electrostatic force requires a high voltage to be applied to obtain a large optical deflection angle, so that the optical deflection angle to be obtained is limited. was there.
【００１９】また、従来の電磁力を用いた光スキャナ技
術では、光学的振れ角度を大きくしようとすると、反射
板に作用するローレンツ力を大きくする必要があり、そ
のためには反射板部に形成したコイル部に大きな電流を
流すか、もしくは周辺の磁力を大きくする対策が考えら
れる。In the conventional optical scanner technology using an electromagnetic force, it is necessary to increase the Lorentz force acting on the reflector in order to increase the optical deflection angle. Measures may be taken to apply a large current to the coil portion or to increase the surrounding magnetic force.
【００２０】しかしながら、後者では、磁力の発生源で
ある磁石の磁力に限度があることから、前者のコイル部
に大きな電流を流すことが唯一の方法と考えられ、この
ことは駆動電力の増加という結果になっていた。However, in the latter case, since there is a limit to the magnetic force of the magnet which is the source of the magnetic force, it is considered that the only method is to flow a large current through the former coil portion. The result was.
【００２１】本発明は、この点に着目し、低消費電力
で、且つ光学的な振れ角が大きな光スキャナを提供する
ことを課題とする。It is an object of the present invention to provide an optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle, focusing on this point.
【００２２】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１） 支持体と、上記支持体に
固定され、直線往復振動する圧電素子と、上記圧電素子
に接続された弾性体と、上記弾性体に接続され、上記弾
性体を介して上記圧電素子に駆動されることによって振
動する反射板とを有しており、上記圧電素子と上記弾性
部材とが連続的に接続されていることを特徴とする光ス
キャナが提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (1) a support, a piezoelectric element fixed to the support and reciprocating linearly vibrating, and connected to the piezoelectric element. An elastic body, and a reflector connected to the elastic body and vibrating by being driven by the piezoelectric element via the elastic body, wherein the piezoelectric element and the elastic member are continuously arranged. An optical scanner is provided that is connected.
【００２３】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２） 上記圧電素子は、複数個あり、各々
の圧電素子に走査周波数の交流電圧が印加されており、
各々の圧電素子に印加される上記交流電圧の位相は統一
されていないことを特徴とする（１）に記載の光スキャ
ナが提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (2) a plurality of the piezoelectric elements are provided, and an AC voltage having a scanning frequency is applied to each of the piezoelectric elements;
The optical scanner according to (1), wherein the phases of the AC voltages applied to the respective piezoelectric elements are not uniform.
【００２４】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３） 上記交流電圧は、互いに１８０度位
相が異なる２つの交流電圧であることを特徴とする
（２）記載の光スキャナが提供される。According to the present invention, in order to solve the above problem, (3) the optical scanner according to (2), wherein the AC voltage is two AC voltages having phases different from each other by 180 degrees. Is provided.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態による光スキャナの構成を示す斜視図で
ある。(First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical scanner according to a first embodiment of the present invention.
【００２７】この第１の実施の形態による光スキャナ
は、次のように構成されている。The optical scanner according to the first embodiment is configured as follows.
【００２８】すなわち、圧電素子としての２個の圧電振
動子１．ａ，１．ｂは、それぞれ、上部電極１．ａ．
１，１．ｂ．１と下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３との
間に圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２を挟んだ構造からな
る。That is, two piezoelectric vibrators 1. a, 1. b are upper electrodes 1.. a.
1,1. b. 1 and lower electrode 1. a. 3,1. b. 3 and the piezoelectric body 1. a. 2,1. b. 2 is sandwiched between them.
【００２９】そして、これらの形成法は、第１の弾性部
材２．ａ，２．ｂに対して、直接成膜法により、上部電
極１．ａ．１，１．ｂ．１、圧電体１．ａ．２，１．
ｂ．２、下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３の順序で形成
する。Then, these forming methods are based on the first elastic member 2. a, 2. b, the upper electrode 1. a. 1,1. b. 1. Piezoelectric body a. 2,1.
b. 2. Lower electrode a. 3,1. b. 3 are formed.
【００３０】ここで、直接成膜法とは、スパッタリング
法、ＣＶＤ法、メッキ法、ジェットプリンティング法
（以後ＪＰ法）などを指しており、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂと上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１とが連続
的に接続される構造になる成膜法であればよい。Here, the direct film forming method refers to a sputtering method, a CVD method, a plating method, a jet printing method (hereinafter referred to as a JP method), and the like.
a, 2. b and upper electrode 1. a. 1,1. b. 1 may be used as long as the film formation method has a structure in which the layers 1 and 2 are continuously connected.
【００３１】また、連続的とは、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂと上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１との間
に、他の材料、例えば、エポキシ、シリコーンなどの接
着材が含まれず、且つ、空間がなく第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂと上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１とが接続
されていることである。The term “continuous” means that the first elastic member 2.
a, 2. b and upper electrode 1. a. 1,1. b. 1 does not include any other material, for example, an adhesive such as epoxy or silicone, has no space, and is a first elastic member.
a, 2. b and upper electrode 1. a. 1,1. b. 1 is connected.
【００３２】上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１材として
は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔなどの一般的な圧電振動子に使用
される電極材の他にＲｕＯ2 、ＩｒＯ2 などの導電性酸
化物でもよい。Upper electrode a. 1,1. b. As one material, a conductive oxide such as RuO 2 or IrO 2 may be used in addition to an electrode material used for a general piezoelectric vibrator such as Au, Ag, and Pt.
【００３３】圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２は、ＰＺＴ
（Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを含んだ酸化物）などのセラミック
ス材であり、直接成膜法により、上部電極１．ａ．１，
１．ｂ．１と圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２の界面とが
連続的に接続される構造になされている。Piezoelectric body a. 2,1. b. 2 is PZT
(Oxide containing Pb, Zr, Ti) and the like. The upper electrode 1. a. 1,
1. b. 1 and piezoelectric body 1. a. 2,1. b. The two interfaces are continuously connected.
【００３４】ここで、特に、ＪＰ法による成膜を用いれ
ば、高速成膜で、且つ、所望の位置に所望の形状の圧電
振動子を形成することが可能となる。Here, in particular, if film formation by the JP method is used, it becomes possible to form a piezoelectric vibrator of a desired shape at a desired position at a high speed.
【００３５】下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３は、上部
電極１．ａ．１，１．ｂ．１と同様な材料を直接成膜法
により、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２と下部電極１．
ａ．３，１．ｂ．３が連続的に接続される構造となされ
ている。Lower electrode 1. a. 3,1. b. 3 is an upper electrode 1. a. 1,1. b. The same materials as in Example 1 were directly formed by a film forming method. a. 2,1. b. 2 and lower electrode 1.
a. 3,1. b. 3 are connected continuously.
【００３６】以上のような上部電極１．ａ．１，１．
ｂ．１、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２、下部電極１．
ａ．３，１．ｂ．３の形成法によれば、第１の弾性部材
２．ａ，２．ｂと圧電振動子１．ａ，１．ｂとが、連続
的に接続された構造となされている。The above upper electrode 1. a. 1,1.
b. 1. Piezoelectric body a. 2,1. b. 2. Lower electrode
a. 3,1. b. According to the method of forming the first elastic member 2. a, 2. b and piezoelectric vibrator a, 1. b are continuously connected.
【００３７】ここで、上述したように、上部電極１．
ａ．１，１．ｂ．１、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２、
下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３のすべての成膜をＪＰ
法によって行えば、それらを所望の位置に、所望の形状
で、短時間で形成することができることになる。Here, as described above, the upper electrode 1.
a. 1,1. b. 1. Piezoelectric body a. 2,1. b. 2,
Lower electrode 1. a. 3,1. b. All film formation of 3 is JP
According to the method, they can be formed at desired positions and in desired shapes in a short time.
【００３８】また、上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１と
して、高温で安定なＲｕＯ2 、ＩｒＯ2 などの導電性酸
化物を用いることにより、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．
２の形成時に、例えば、６００℃以上の高温雰囲気条件
が必要とされても、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂと圧
電体１．ａ．２，１．ｂ．２との間の相互拡散が起こら
ないために、高い機械的品質係数を持つ圧電振動子１．
ａ，１．ｂが得られるようになる。The upper electrode 1. a. 1,1. b. By using a conductive oxide such as RuO 2 or IrO 2 which is stable at a high temperature, a. 2,1. b.
For example, even if a high temperature atmosphere condition of 600 ° C. or more is required at the time of forming the first elastic member 2. a, 2. b and piezoelectric body 1. a. 2,1. b. 2 having a high mechanical quality factor because no interdiffusion occurs between them.
a, 1. b can be obtained.
【００３９】ここで、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２
は、図中Ｚ軸方向に振動する厚み縦振動モードになるよ
うに分極処理等が行われる。Here, the piezoelectric body 1. a. 2,1. b. 2
Is subjected to a polarization process or the like so as to be in a thickness longitudinal vibration mode that vibrates in the Z-axis direction in the figure.
【００４０】さらに、下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３
は、支持体５に接合させる。Further, the lower electrodes 1. a. 3,1. b. Three
Is bonded to the support 5.
【００４１】また、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂを反
射板４の両側にＹ軸方向一直線上に配置し、図中ＹＹ′
線を中心としてＸ軸対称形状となるように、それぞれの
第２の弾性部材３．ａ，３．ｂに第１の弾性部材２．ａ
及び第１の弾性部材２．ｂを接合させる。The second elastic member 3. a, 3. b are arranged on both sides of the reflection plate 4 in a straight line in the Y-axis direction,
Each of the second elastic members 3. has a shape symmetric with respect to the X axis about the line. a, 3. b is a first elastic member. a
And a first elastic member 2. b is joined.
【００４２】ここで、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ、
第２の弾性部材３．ａ，３．ｂは、金属、樹脂、半導体
などの弾性特性を有する部材であり、光スキャナの走査
周波数、振れ角度、反射板のサイズなどを考慮して、材
料、断面形状、サイズを決定することが望ましい。Here, the first elastic member 2. a, 2. b,
2. second elastic member a, 3. b is a member having elastic characteristics such as a metal, a resin, and a semiconductor, and it is desirable to determine the material, cross-sectional shape, and size in consideration of the scanning frequency of the optical scanner, the deflection angle, the size of the reflector, and the like.
【００４３】また、反射板４は、入射光、反射光特性を
考慮して好ましい反射膜をコーティングすることが望ま
しい。It is desirable that the reflection plate 4 be coated with a preferable reflection film in consideration of the characteristics of incident light and reflected light.
【００４４】次に、以上のように構成される第１の実施
の形態による光スキャナの動作を説明する。Next, the operation of the optical scanner according to the first embodiment configured as described above will be described.
【００４５】まず、厚み縦振動モードを有する２個の圧
電振動子１．ａ及び１．ｂに光スキャナの走査周波数に
合わせた交流電圧を印加することにより、これらの圧電
振動子１．ａ及び１．ｂはＺ軸方向に往復振動を始め
る。First, two piezoelectric vibrators 1 having a thickness longitudinal vibration mode. a and 1. b, by applying an AC voltage in accordance with the scanning frequency of the optical scanner. a and 1. b starts reciprocating vibration in the Z-axis direction.
【００４６】第１の弾性部材２．ａ，２．ｂの材料、形
状などに依存するが、圧電振動子１．ａ及び１．ｂの変
位量に対して第２の弾性部材３．ａ，３．ｂとの接合部
では、数倍〜数１０倍の変位量となる。First elastic member 2. a, 2. Although it depends on the material, shape, etc. of the piezoelectric vibrator 1.b. a and 1. 2. The second elastic member 3 with respect to the displacement amount of b. a, 3. At the junction with b, the displacement amount is several times to several tens times.
【００４７】従って、圧電振動子１．ａ及び１．ｂとし
て、約１０Ｖの電圧印加で、サブミクロンの変位量を示
す圧電振動子を用いたとしても、第２の弾性部材３．
ａ，３．ｂとの接合部では、数ミクロンの変位量とな
る。Therefore, the piezoelectric vibrator 1. a and 1. As the second elastic member 3.b, even when a piezoelectric vibrator showing a submicron displacement amount by applying a voltage of about 10 V is used.
a, 3. At the junction with b, the displacement amount is several microns.
【００４８】ここで、本第１の実施の形態の構造のよう
に、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂと圧電振動子１．ａ
及び１．ｂとを連続的に接続することにより、接着材な
どで接着接続した構造と比較して、振動を直接、ロスを
少なく第１の弾性部材２．ａ，２．ｂに効率よく伝搬で
きることになるので、圧電振動子１．ａ及び１．ｂをよ
り低電圧で駆動することが可能となる。Here, as in the structure of the first embodiment, the first elastic member 2. a, 2. b and piezoelectric vibrator a
And 1. b is continuously connected to the first elastic member 2. 1. a, 2. b, so that the piezoelectric vibrator 1. a and 1. b can be driven at a lower voltage.
【００４９】また、圧電振動子１．ａ及び１．ｂに、そ
れぞれ、位相が１８０度ずれた交流電圧を印加すること
により、第１の弾性部材２．ａ及び２．ｂの変位は、そ
れぞれ、Ｚ軸方向に対して反対方向となる。The piezoelectric vibrator 1. a and 1. b is applied to each of the first elastic members 2. a and 2. The displacement of b is in the opposite direction to the Z-axis direction.
【００５０】従って、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂと
第１の弾性部材２．ａ，２．ｂとの接合部には、第２の
弾性部材３．ａ，３．ｂを回転させようとする回転トル
クが加わることによって、第２の弾性部材３．ａ，３．
ｂはねじり振動を始めることになり、反射板４も回転往
復振動をはじめる。Therefore, the second elastic member 3. a, 3. b and the first elastic member 2. a, 2. b at the joint with the second elastic member 3.b. a, 3. b by the application of a rotational torque for rotating the second elastic member 3b. a, 3.
b starts torsional vibration, and the reflection plate 4 also starts rotating and reciprocating vibration.
【００５１】すなわち、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ
は、直線往復振動する圧電振動子１．ａ及び１．ｂによ
って駆動されて振動し、この第１の弾性部材２．ａ，
２．ｂの振動はさらに第２の弾性部材３．ａ，３．ｂを
介して反射板４に伝わり、これによって反射板４が駆動
されて振動する。That is, the first elastic member 2. a, 2. b
Is a piezoelectric vibrator that reciprocates linearly. a and 1. b, the first elastic member 2. a,
2. The vibration of the second elastic member 3.b. a, 3. The light is transmitted to the reflection plate 4 via b, whereby the reflection plate 4 is driven and vibrates.
【００５２】つまり、反射板４も第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂ及び第２の弾性部材３．ａ，３．ｂを介し
て、直線往復振動する圧電振動子１．ａ及び１．ｂによ
って駆動されて振動する。That is, the reflection plate 4 is also the first elastic member 2.
a, 2. 2. b and the second elastic member a, 3. b, a linearly reciprocating piezoelectric vibrator 1 a and 1. It is driven by b and vibrates.
【００５３】ここで、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂと
反射板４の材料、形状を光スキャナの走査周波数で共振
振動するように設計することにより、反射板４の回転変
位量をより大きくすることができ、入射光と反射光との
間の光学的振れ角度を大きくすることができる。Here, the second elastic member 3. a, 3. By designing the material and the shape of b and the reflecting plate 4 to resonate and vibrate at the scanning frequency of the optical scanner, the amount of rotational displacement of the reflecting plate 4 can be increased, and the distance between the incident light and the reflected light can be increased. The optical shake angle can be increased.
【００５４】従って、本第１の実施の形態の構造によれ
ば、低消費電力で、光学的振れ角度の大きい光スキャナ
を実現することが可能となる。Therefore, according to the structure of the first embodiment, an optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle can be realized.
【００５５】なお、この発明の第１の実施の形態の各構
成は、当然、各種の変形、変更が可能である。It is to be noted that each configuration of the first embodiment of the present invention can of course be variously modified and changed.
【００５６】例えば、圧電振動子は２個と限らず複数個
配置し、それぞれを独立した第１弾性部材と接合した構
造としてもよい。For example, the number of piezoelectric vibrators is not limited to two but may be plural, and each may be joined to an independent first elastic member.
【００５７】また、圧電振動子への交流電圧印加法とし
て、位相ずれを１８０度とせずに任意のずれ角としても
よい。As a method of applying an AC voltage to the piezoelectric vibrator, an arbitrary shift angle may be used instead of the phase shift of 180 degrees.
【００５８】さらには、図２及び図３にそれぞれ本第１
の実施の形態の変形例として示したように、第１の弾性
部材２．ａ，２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂの
接合部位置及び接合形状においても、光スキャナの走査
周波数、振れ角度、反射板４のサイズ及び耐久性などを
考慮した構造としてもよい。Further, FIGS. 2 and 3 respectively show the first embodiment.
As shown as a modification of the embodiment, the first elastic member 2. a, 2. b, second elastic member a, 3. Regarding the bonding position and the bonding shape of b, a structure in consideration of the scanning frequency of the optical scanner, the deflection angle, the size and durability of the reflection plate 4, etc. may be adopted.
【００５９】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態による光スキャナの構成を図４を用いて説
明する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the optical scanner according to the embodiment will be described with reference to FIG.
【００６０】この第２の実施の形態による光スキャナ
は、次のように構成されている。The optical scanner according to the second embodiment is configured as follows.
【００６１】すなわち、圧電素子としての２個の圧電振
動子１．ａ，１．ｂは、それぞれ、上部電極１．ａ．
１，１．ｂ．１と下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３との
間に圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２を挟んだ構造からな
る。That is, two piezoelectric vibrators 1. a, 1. b are upper electrodes 1.. a.
1,1. b. 1 and lower electrode 1. a. 3,1. b. 3 and the piezoelectric body 1. a. 2,1. b. 2 is sandwiched between them.
【００６２】そして、これらの形成法は、第１の弾性部
材２．ａ，２．ｂに対して、直接成膜法により、上部電
極１．ａ．１，１．ｂ．１、圧電体１．ａ．２，１．
ｂ．２、下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３の順序で形成
する。These forming methods are the same as those of the first elastic member 2. a, 2. b, the upper electrode 1. a. 1,1. b. 1. Piezoelectric body a. 2,1.
b. 2. Lower electrode a. 3,1. b. 3 are formed.
【００６３】ここで、直接成膜法とは、スパッタリング
法、ＣＶＤ法、メッキ法、ジェットプリンティング法
（以後ＪＰ法）などを指しており、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂと上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１とが連続
的に接続される構造になる成膜法であればよい。Here, the direct film forming method refers to a sputtering method, a CVD method, a plating method, a jet printing method (hereinafter referred to as a JP method), and the like.
a, 2. b and upper electrode 1. a. 1,1. b. 1 may be used as long as the film formation method has a structure in which the layers 1 and 2 are continuously connected.
【００６４】また、連続的とは、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂと上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１との間
に、他の材料、例えば、エポキシ、シリコーンなどの接
着材が含まれず、且つ、空間がなく第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂと上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１とが接続
されていることである。The term “continuous” means that the first elastic member 2.
a, 2. b and upper electrode 1. a. 1,1. b. 1 does not include any other material, for example, an adhesive such as epoxy or silicone, has no space, and is a first elastic member.
a, 2. b and upper electrode 1. a. 1,1. b. 1 is connected.
【００６５】上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１材として
は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔなどの一般的な圧電振動子に使用
される電極材の他にＲｕＯ2 、ＩｒＯ2 などの導電性酸
化物でもよい。Upper electrode 1. a. 1,1. b. As one material, a conductive oxide such as RuO 2 or IrO 2 may be used in addition to an electrode material used for a general piezoelectric vibrator such as Au, Ag, and Pt.
【００６６】圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２は、ＰＺＴ
（Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを含んだ酸化物）などのセラミック
ス材であり、直接成膜法により上部電極１．ａ．１，
１．ｂ．１と圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２の界面とが
連続的に接続される構造になされている。Piezoelectric body a. 2,1. b. 2 is PZT
(Oxide containing Pb, Zr, Ti) and the like. The upper electrode 1. a. 1,
1. b. 1 and piezoelectric body 1. a. 2,1. b. The two interfaces are continuously connected.
【００６７】ここで、特に、ＪＰ法による成膜を用いれ
ば、高速成膜で、且つ、所望の位置に所望の形状の圧電
振動子を形成することが可能となる。Here, in particular, if film formation by the JP method is used, it is possible to form a piezoelectric vibrator of a desired shape at a desired position at a high speed.
【００６８】下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３は、上部
電極１．ａ．１，１．ｂ．１と同様な材料を直接成膜法
により、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２と下部電極１．
ａ．３，１．ｂ．３とが連続的に接続される構造になさ
れている。Lower electrode 1. a. 3,1. b. 3 is an upper electrode 1. a. 1,1. b. The same materials as in Example 1 were directly formed by a film forming method. a. 2,1. b. 2 and lower electrode 1.
a. 3,1. b. 3 are connected continuously.
【００６９】以上のような上部電極１．ａ．１，１．
ｂ．１、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２、下部電極１．
ａ．３，１．ｂ．３の形成法によれば、第１の弾性部材
２．ａ，２．ｂと圧電振動子１．ａ、１．ｂとが、連続
的に接続された構造となされている。The above upper electrode 1. a. 1,1.
b. 1. Piezoelectric body a. 2,1. b. 2. Lower electrode
a. 3,1. b. According to the method of forming the first elastic member 2. a, 2. b and piezoelectric vibrator a, 1. b are continuously connected.
【００７０】ここで、上述したように、上部電極１．
ａ．１，１．ｂ．１、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２、
下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３のすべての成膜をＪＰ
法によって行えば、それらを所望の位置に、所望の形状
で、短時間で形成できることになる。Here, as described above, the upper electrode 1.
a. 1,1. b. 1. Piezoelectric body a. 2,1. b. 2,
Lower electrode 1. a. 3,1. b. All film formation of 3 is JP
According to the method, they can be formed at desired positions and in desired shapes in a short time.
【００７１】また、上部電極１．ａ．１，１．ｂ．１と
して、高温で安定なＲｕＯ2 、ＩｒＯ2 などの導電性酸
化物を用いることにより、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．
２の形成時に、例えば、６００℃以上の高温雰囲気条件
が必要とされても、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂと圧
電体１．ａ．２，１．ｂ．２との間の相互拡散が起こら
ないために、高い機械的品質係数を持つ圧電振動子１．
ａ，１．ｂが得られるようになる。The upper electrode 1. a. 1,1. b. By using a conductive oxide such as RuO 2 or IrO 2 which is stable at a high temperature, a. 2,1. b.
For example, even if a high temperature atmosphere condition of 600 ° C. or more is required at the time of forming the first elastic member 2. a, 2. b and piezoelectric body 1. a. 2,1. b. 2 having a high mechanical quality factor because no interdiffusion occurs between them.
a, 1. b can be obtained.
【００７２】ここで、圧電体１．ａ．２，１．ｂ．２
は、図中Ｚ軸方向に振動する厚み縦振動モードになるよ
うに分極処理等が行われる。Here, the piezoelectric body 1. a. 2,1. b. 2
Is subjected to a polarization process or the like so as to be in a thickness longitudinal vibration mode that vibrates in the Z-axis direction in the figure.
【００７３】さらに、下部電極１．ａ．３，１．ｂ．３
は、支持体５に接合させる。Further, the lower electrodes 1. a. 3,1. b. Three
Is bonded to the support 5.
【００７４】また、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂを第
３の弾性部材６の両側にＹ軸方向一直線上に配置し、図
中ＹＹ′線を中心としてＸ軸対称形状となるように、そ
れぞれの第２の弾性部材３．ａ，３．ｂに第１の弾性部
材２．ａ及び第１の弾性部材２．ｂを接合させる。The second elastic member 3. a, 3. b are arranged on both sides of the third elastic member 6 in a straight line in the Y-axis direction, and each of the second elastic members 3. a, 3. b is a first elastic member. a and the first elastic member 2. b is joined.
【００７５】さらに、第３の弾性部材６を外枠として、
その内部に反射板４の両側にＸ軸方向一直線上に配置
し、且つ反射板４の重心が図中ＸＸ′線以外に位置する
ように、第４の弾性部材７．ａ，７，ｂを第３の弾性部
材６に接合させる。Further, using the third elastic member 6 as an outer frame,
The fourth elastic member 7. a, 7 and b are joined to the third elastic member 6.
【００７６】ここで、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ、
第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、第３の弾性部材６、第
４の弾性部材７．ａ，７，ｂは、金属、樹脂、半導体な
どの弾性特性を有する部材であり、光スキャナの走査周
波数、振れ角度、反射板のサイズなどを考慮して、材
料、断面形状、サイズを決定することが望ましい。Here, the first elastic member 2. a, 2. b,
2. second elastic member a, 3. b, third elastic member 6, fourth elastic member 7. Reference numerals a, 7, and b denote members having elastic characteristics, such as metal, resin, and semiconductor, and determine the material, cross-sectional shape, and size in consideration of the scanning frequency of the optical scanner, the deflection angle, the size of the reflector, and the like. It is desirable.
【００７７】また、反射板４は、入射光、反射光特性を
考慮して好ましい反射膜をコーティングすることが望ま
しい。It is desirable that the reflection plate 4 be coated with a preferable reflection film in consideration of the characteristics of incident light and reflected light.
【００７８】次に、以上のように構成される第２の実施
の形態による光スキャナの動作を説明する。Next, the operation of the optical scanner according to the second embodiment configured as described above will be described.
【００７９】まず、厚み縦振動モードを有する２個の圧
電振動子１．ａ及び１．ｂに光スキャナの走査周波数に
合わせた交流電圧を印加することにより、これらの圧電
振動子１．ａ及び１．ｂはＺ軸方向に往復振動を始め
る。First, two piezoelectric vibrators 1 having a thickness longitudinal vibration mode. a and 1. b, by applying an AC voltage in accordance with the scanning frequency of the optical scanner. a and 1. b starts reciprocating vibration in the Z-axis direction.
【００８０】第１の弾性部材２．ａ，２．ｂの材料、形
状などに依存するが、圧電振動子１．ａ及び１．ｂの変
位量に対して第２の弾性部材３．ａ，３．ｂとの接合部
では、数倍〜数１０倍の変位量となる。First elastic member 2. a, 2. Although it depends on the material, shape, etc. of the piezoelectric vibrator 1.b. a and 1. 2. The second elastic member 3 with respect to the displacement amount of b. a, 3. At the junction with b, the displacement amount is several times to several tens times.
【００８１】従って、圧電振動子１．ａ及び１．ｂとし
て、約１０Ｖの電圧印加で、サブミクロンの変位量を示
す圧電振動子を用いたとしても、第２の弾性部材３．
ａ，３．ｂとの接合部では、数ミクロンの変位量とな
る。Therefore, the piezoelectric vibrator 1. a and 1. As the second elastic member 3.b, even when a piezoelectric vibrator showing a submicron displacement amount by applying a voltage of about 10 V is used.
a, 3. At the junction with b, the displacement amount is several microns.
【００８２】ここで、本第２の実施の形態の構造のよう
に、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂと圧電振動子１．ａ
及び１．ｂを連続的に接続することにより、接着材など
で接着接続した構造と比較して、振動を直接、ロスを少
なく第１の弾性部材２．ａ，２．ｂに効率よく伝搬でき
ることになるので、圧電振動子１．ａ及び１．ｂをより
低電圧で駆動することが可能となる。Here, like the structure of the second embodiment, the first elastic member 2. a, 2. b and piezoelectric vibrator a
And 1. b is continuously connected to the first elastic member 2. a, 2. b, so that the piezoelectric vibrator 1. a and 1. b can be driven at a lower voltage.
【００８３】また、圧電振動子１．ａ及び１．ｂに、そ
れぞれ、位相が１８０度ずれた交流電圧を印加すること
で、第１の弾性部材２．ａ及び２．ｂの変位は、それぞ
れ、Ｚ軸方向に対して反対方向となる。The piezoelectric vibrator 1. a and 1. b is applied to each of the first elastic members 2.b. a and 2. The displacement of b is in the opposite direction to the Z-axis direction.
【００８４】従って、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂと
第１の弾性部材２．ａ，２．ｂとの接合部には、第２の
弾性部材３．ａ，３．ｂを回転させようとする回転トル
クが加わることにより、第２弾性部材３．ａ，３．ｂは
ねじり振動を始めることになり、第３の弾性部材６も回
転往復振動を始める。Therefore, the second elastic member 3. a, 3. b and the first elastic member 2. a, 2. b at the joint with the second elastic member 3.b. a, 3. b is rotated, and the second elastic member 3. a, 3. b starts torsional vibration, and the third elastic member 6 also starts rotating and reciprocating vibration.
【００８５】ここで、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂと
第３の弾性部材６の材料、形状をＸ側走査周波数で共振
振動するように設計することにより、第３の弾性部材６
の回転変位量をより大きくすることができ、入射光と反
射光間のＸ軸方向の光学的振れ角度を大きくすることが
できる。Here, the second elastic member 3. a, 3. b and the material and shape of the third elastic member 6 are designed so as to resonate and vibrate at the X-side scanning frequency.
Can be further increased, and the optical deflection angle in the X-axis direction between the incident light and the reflected light can be increased.
【００８６】また、反射板４は回転往復振動している第
３の弾性部材６に対して相対運動を起こし、Ｚ軸方向の
振動成分が反射板に伝えられると、反射板４はＸＸ′軸
に対して左右非対称の質量を持つので、第４の弾性部材
７．ａ，７．ｂのＸＸ′軸を中心として反射板４に回転
モーメントが生じる。The reflecting plate 4 causes relative movement with respect to the third elastic member 6 which is vibrating in a reciprocating manner. When a vibration component in the Z-axis direction is transmitted to the reflecting plate, the reflecting plate 4 is moved to the XX 'axis. 6. The fourth elastic member 7. a, 7. A rotational moment is generated in the reflection plate 4 about the XX 'axis of b.
【００８７】従って、第４の弾性部材７．ａ、７．ｂに
回転トルクが加わることにより、第４の弾性部材７．
ａ，７．ｂがねじり振動を始めることになり、反射板４
も回転往復振動を始める。Therefore, the fourth elastic member 7. a, 7. b, the fourth elastic member 7.
a, 7. b starts torsional vibration, and the reflection plate 4
Also starts rotating reciprocating vibration.
【００８８】すなわち、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ
は、直線往復振動する圧電振動子１．ａ及び１．ｂによ
って駆動されて振動し、この第１の弾性部材２．ａ，
２．ｂの振動はさらに第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、
第３の弾性部材６、第４の弾性部材７．ａ，７．ｂを介
して反射板４に伝わり、これによって反射板４が駆動さ
れて振動する。That is, the first elastic member 2. a, 2. b
Is a piezoelectric vibrator that reciprocates linearly. a and 1. b, the first elastic member 2. a,
2. The vibration of the second elastic member 3.b. a, 3. b,
6. third elastic member 6, fourth elastic member 7. a, 7. The light is transmitted to the reflection plate 4 via b, whereby the reflection plate 4 is driven and vibrates.
【００８９】つまり、反射板４も、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、第３の弾
性部材６及び第４の弾性部材７．ａ，７．ｂを介して、
直線往復振動する圧電振動子１．ａ及び１．ｂによって
駆動されて振動する。That is, the reflection plate 4 is also provided with the first elastic member 2.
a, 2. b, second elastic member a, 3. b, third elastic member 6 and fourth elastic member 7. a, 7. via b
1. Piezoelectric vibrator that vibrates linearly a and 1. It is driven by b and vibrates.
【００９０】ここで、第４の弾性部材７．ａ，７．ｂと
反射板４の材料、形状をＹ側走査周波数で共振振動する
ように設計することにより、反射板４の回転変位量をよ
り大きくすることができ、入射光と反射光間のＹ軸方向
の光学的振れ角度を大きくすることができる。Here, the fourth elastic member 7. a, 7. By designing the material b and the material and the shape of the reflection plate 4 to resonate and vibrate at the Y-side scanning frequency, the amount of rotational displacement of the reflection plate 4 can be increased, and the Y-axis direction between the incident light and the reflected light can be increased. Can have a large optical deflection angle.
【００９１】従って、第２の実施の形態の構造によれ
ば、低消費電力で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して光学
的振れ角度の大きい２次元光スキャナを実現することが
可能となる。Therefore, according to the structure of the second embodiment, it is possible to realize a two-dimensional optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle in the X-axis direction and the Y-axis direction. .
【００９２】なお、この発明の第２の実施の形態の各構
成は、当然、各種の変形、変更が可能である。Incidentally, each configuration of the second embodiment of the present invention can of course be variously modified and changed.
【００９３】例えば、加振部としての加振装置は２個と
限らず複数個配置し、それそれを独立した複数個の第１
の弾性部材と接合するようにした構造としてもよい。For example, the number of the vibrating devices as the vibrating unit is not limited to two, but a plurality of the vibrating units are arranged, and each of the vibrating units is provided with a plurality of independent
The structure may be such that it is joined to the elastic member.
【００９４】また、２個の加振装置への交流電圧印加法
として、位相ずれを１８０度とせずに任意のずれ角とし
てもよい。As a method of applying an AC voltage to the two vibrating devices, the phase shift may be set to an arbitrary shift angle instead of 180 degrees.
【００９５】さらには、第１の弾性部材、第２の弾性部
材の接合部位置及び接合形状においても、光スキャナの
走査周波数、振れ角度、反射板のサイズ及び耐久性など
を考慮した構造とすることが好ましい。Further, the joint position and the joint shape of the first elastic member and the second elastic member are also structured in consideration of the scanning frequency of the optical scanner, the deflection angle, the size and the durability of the reflector, and the like. Is preferred.
【００９６】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態による光スキャナの構成を図５を用いて説
明する。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the optical scanner according to the embodiment will be described with reference to FIG.
【００９７】ここで、図５の（ａ），（ｂ），（ｃ）
は、それぞれ、図１に示した第１の弾性部材２．ａ，
２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ及び反射板４部
のＸ１Ｘ１′，Ｘ２Ｘ２′，Ｘ３Ｘ３′断面構造を示し
ている。Here, (a), (b) and (c) of FIG.
Are the first elastic members 2. a,
2. b, second elastic member a, 3. b and the X1X1 ', X2X2', X3X3 'cross-sectional structure of the reflector 4 portion.
【００９８】この第３の実施の形態による光スキャナ
は、次のように構成されている。The optical scanner according to the third embodiment is configured as follows.
【００９９】すなわち、第１の弾性部材２．ａ，２．
ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ及び反射板４は、例
えば、シリコン材からなる一体の半導体基板によって構
成されている。That is, the first elastic member 2. a, 2.
b, second elastic member a, 3. The b and the reflection plate 4 are formed of, for example, an integrated semiconductor substrate made of a silicon material.
【０１００】この場合、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ
より概ね厚みが薄くなる反射板４及び第２の弾性部材
３．ａ，３．ｂ、及び空隙８は水酸化カリウムなどを用
いたウェットエッチング法もしくはリアクティブイオン
エッチング装置、イオンミリング装置などを用いたドラ
イエッチング法などで精度よく形成することが可能であ
る。In this case, the first elastic member 2. a, 2. b
2. The reflection plate 4 and the second elastic member 3 whose thickness is reduced more or less. a, 3. The b and the gap 8 can be formed with high precision by a wet etching method using potassium hydroxide or the like, or a dry etching method using a reactive ion etching device, an ion milling device, or the like.
【０１０１】ここで、反射板４には、入射光、反射光特
性を考慮して好ましい反射膜をスパッタリング、蒸着、
ＣＶＤ法などで形成することが望ましい。Here, a reflecting film, which is preferable in consideration of incident light and reflected light characteristics, is formed on the reflecting plate 4 by sputtering, vapor deposition, or the like.
It is desirable to form by a CVD method or the like.
【０１０２】また、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ及び
第２の弾性部材３．ａ，３．ｂには、所望のスキャン特
性及び耐久性を得るために、シリコン酸化膜、シリコン
窒化膜などの絶縁膜を設けたり、ポリイミドなどの樹脂
を設けてもよい。The first elastic member 2. a, 2. 2. b and the second elastic member a, 3. For b, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film may be provided, or a resin such as polyimide may be provided in order to obtain desired scanning characteristics and durability.
【０１０３】さらに、この場合、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂ及び第２の弾性部材３．ａ，３．ｂには、絶
縁膜だけもしくは樹脂だけの部位を形成してもよい。Further, in this case, the first elastic member 2.
a, 2. 2. b and the second elastic member a, 3. In b, a portion made of only an insulating film or only a resin may be formed.
【０１０４】この第３の実施の形態による光スキャナの
他の構成は、前述した第１の実施の形態と同じなので説
明を省略するものとする。The other configuration of the optical scanner according to the third embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, and the description is omitted.
【０１０５】また、この第３の実施の形態による光スキ
ャナの動作も、前述した第１の実施の形態と同様なので
説明を省略するものとする。The operation of the optical scanner according to the third embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【０１０６】以上のような構成の第３の実施の形態によ
れば、低消費電力で、光学的振れ角度の大きい光スキャ
ナを実現することが可能となると共に、半導体加工プロ
セスを用いる作製なので小型の光スキャナを容易に得る
ことができる。According to the third embodiment having the above-described configuration, it is possible to realize an optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle, and it is manufactured using a semiconductor processing process. Can easily be obtained.
【０１０７】なお、この発明の第３の実施の形態の各構
成は、前述した第１の実施の形態と同様な各種の変形、
変更が可能である。Note that each configuration of the third embodiment of the present invention has various modifications similar to those of the above-described first embodiment.
Changes are possible.
【０１０８】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態による光スキャナの構成を図６を用いて説
明する。(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the optical scanner according to the embodiment will be described with reference to FIG.
【０１０９】ここで、図６の（ａ），（ｂ），（ｃ），
（ｄ）は、それぞれ、図４に示した第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、第３の弾
性部材６、及び反射板４部のＸ１Ｘ１′，Ｘ２Ｘ２′，
Ｘ３Ｘ３′，Ｘ４Ｘ４′断面構造を示している。Here, (a), (b), (c), and (c) of FIG.
(D) respectively shows the first elastic members 2.
a, 2. b, second elastic member a, 3. b, X1X1 ', X2X2',
The X3X3 'and X4X4' cross-sectional structures are shown.
【０１１０】この第４の実施の形態による光スキャナ
は、次のように構成されている。The optical scanner according to the fourth embodiment is configured as follows.
【０１１１】すなわち、第１の弾性部材２．ａ，２．
ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、第３の弾性部材
６、第４の弾性部材７．ａ，７．ｂ及び反射板４は、例
えば、シリコン材からなる一体の半導体基板によって構
成されている。That is, the first elastic member 2. a, 2.
b, second elastic member a, 3. b, third elastic member 6, fourth elastic member 7. a, 7. The b and the reflection plate 4 are formed of, for example, an integrated semiconductor substrate made of a silicon material.
【０１１２】この場合、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ
より概ね厚みが薄くなる反射板４及び第２の弾性部材
３．ａ，３．ｂ、第３の弾性部材６、第４の弾性部材
７．ａ，７．ｂ及び空隙８は、水酸化カリウムなどを用
いたウェットエッチング法もしくはリアクティブイオン
エッチング装置、イオンミリング装置などを用いたドラ
イエッチング法などで精度よく形成することが可能であ
る。In this case, the first elastic member 2. a, 2. b
2. The reflection plate 4 and the second elastic member 3 whose thickness is reduced more or less. a, 3. b, third elastic member 6, fourth elastic member 7. a, 7. The b and the space 8 can be formed with high precision by a wet etching method using potassium hydroxide or the like, or a dry etching method using a reactive ion etching device, an ion milling device, or the like.
【０１１３】ここで、反射板４には、入射光、反射光特
性を考慮して好ましい反射膜をスパッタリング、蒸着、
ＣＶＤ法などで形成することが望ましい。In this case, a preferable reflection film is formed on the reflection plate 4 by sputtering, vapor deposition, taking into consideration the characteristics of incident light and reflected light.
It is desirable to form by a CVD method or the like.
【０１１４】また、第１の弾性部材２．ａ，２．ｂ、第
２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、第３の弾性部材６及び第
４の弾性部材７．ａ，７．ｂには、所望のスキャン特性
及び耐久性を得るために、シリコン酸化膜、シリコン窒
化膜などの絶縁膜を設けたり、ポリイミドなどの樹脂を
設けてもよい。The first elastic member 2. a, 2. b, second elastic member a, 3. b, third elastic member 6 and fourth elastic member 7. a, 7. For b, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film may be provided, or a resin such as polyimide may be provided in order to obtain desired scanning characteristics and durability.
【０１１５】さらに、この場合、第１の弾性部材２．
ａ，２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ、第３の弾
性部材６及び第４の弾性部材７．ａ，７．ｂには、絶縁
膜だけもしくは樹脂だけの部位を形成してもよい。Further, in this case, the first elastic member 2.
a, 2. b, second elastic member a, 3. b, third elastic member 6 and fourth elastic member 7. a, 7. In b, a portion made of only an insulating film or only a resin may be formed.
【０１１６】この第４の実施の形態による光スキャナの
他の構成は、前述した第２の実施の形態と同じなので説
明を省略するものとする。The other configuration of the optical scanner according to the fourth embodiment is the same as that of the above-described second embodiment, so that the description is omitted.
【０１１７】また、この第４の実施の形態による光スキ
ャナの動作も、前述した第２の実施の形態と同様なので
説明を省略するものとする。The operation of the optical scanner according to the fourth embodiment is the same as that of the above-described second embodiment, and a description thereof will be omitted.
【０１１８】以上のような第４の実施の形態によれば、
低消費電力で、光学的振れ角度の大きい光スキャナを実
現することが可能となると共に、半導体加工プロセスを
用いる作製なので小型の光スキャナを容易に得ることが
できる。According to the fourth embodiment as described above,
An optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle can be realized, and a small optical scanner can be easily obtained because it is manufactured using a semiconductor processing process.
【０１１９】なお、この発明の実施の形態の各構成は、
前述した第２の実施の形態と同様な各種の変形、変更が
可能である。Note that each configuration of the embodiment of the present invention
Various modifications and changes similar to those of the above-described second embodiment are possible.
【０１２０】そして、上述したような実施の形態で示し
た本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至
３以外にも、以下に付記１乃至付記１４として示すよう
な発明が含まれている。[0120] In the present specification described in the above embodiments, in addition to claims 1 to 3 described in the claims, the inventions shown below as supplementary notes 1 to 14 are provided. include.
【０１２１】（付記１） 支持体と、上記支持体に固定
され、直線往復振動をする圧電素子と、上記圧電素子と
接続された第１の弾性部材と、上記第１の弾性部材と一
端が接続され、ねじり振動する第２の弾性部材と、上記
第２の弾性部材の他端と接続され、光を反射する反射板
とを有しており、上記圧電素子と上記第１の弾性部材と
が連続的に接続されていることを特徴とする光スキャ
ナ。(Supplementary Note 1) A support, a piezoelectric element fixed to the support and reciprocating linearly, a first elastic member connected to the piezoelectric element, and one end of the first elastic member and the first elastic member. A second elastic member connected and torsional vibrating; and a reflector connected to the other end of the second elastic member and reflecting light, wherein the piezoelectric element and the first elastic member are connected to each other. An optical scanner characterized by being continuously connected.
【０１２２】（付記２） 支持体と、上記支持体に固定
され、直線往復振動をする圧電素子と、上記圧電素子と
接続された第１の弾性部材と、上記第１の弾性部材と一
端が接続され、ねじり振動する第２の弾性部材と、上記
第２の弾性部材の他端と接続され、回動往復振動をする
第３の弾性部材と、上記第３の弾性部材を外枠とし、そ
の内部に一端が接続され、ねじり振動する第４の弾性部
材と、上記第４の弾性部材の他端と接続され、光を反射
する反射板とを有しており、上記圧電素子と上記第１の
弾性部材とが連続的に接続されていることを特徴とする
光スキャナ。(Supplementary Note 2) A support, a piezoelectric element fixed to the support and reciprocating linearly, a first elastic member connected to the piezoelectric element, and one end of the first elastic member and one end. A second elastic member that is connected and vibrates torsionally, a third elastic member that is connected to the other end of the second elastic member and vibrates in a reciprocating manner, and the third elastic member is an outer frame, One end is connected to the inside thereof, and a fourth elastic member torsionally oscillates; and a reflecting plate connected to the other end of the fourth elastic member to reflect light is provided. An optical scanner characterized by being continuously connected to one elastic member.
【０１２３】（付記３） 支持体と、上記支持体上に離
間して固定され、直線往復振動をする複数の圧電素子
と、上記複数の圧電素子間を橋渡しするように接続され
た第１の弾性部材と、光を反射可能な反射板と、上記第
１の弾性部材と上記反射板とを接続する棒状部材である
第２の弾性部材とを有しており、上記圧電素子の振動
が、上記第１の弾性部材及び上記第２の弾性部材を経由
して上記反射板に伝えられ、上記反射板を振動させるよ
うに構成したことを特徴とする光スキャナ。(Supplementary Note 3) A support, a plurality of piezoelectric elements spaced apart and fixed on the support and performing linear reciprocating vibration, and a first piezoelectric element connected to bridge the plurality of piezoelectric elements. An elastic member, a reflecting plate capable of reflecting light, and a second elastic member that is a rod-shaped member connecting the first elastic member and the reflecting plate, wherein the vibration of the piezoelectric element is: An optical scanner, wherein the light is transmitted to the reflection plate via the first elastic member and the second elastic member to vibrate the reflection plate.
【０１２４】（付記４） 支持体と、上記支持体上に離
聞して固定され、直線往復振動をする複数の圧電素子
と、上記複数の圧電素子間を橋渡しするように接続され
た第１の弾性部材と、上記第１の弾性部材に接続された
棒状の第２の弾性部材と、上記第２の弾性部材に接続さ
れた枠状の第３の弾性部材と、上記第３の弾性部材に接
続された棒状の第４の弾性部材と、上記第４の弾性部材
に接続され、光を反射可能な反射板とを有しており、上
記圧電素子の振動が、上記第１の弾性部材及び上記第２
の弾性部材及び第３の弾性部材及び第４の弾性部材を経
由して上記反射板に伝えられ、上記反射板を振動させる
ように構成したことを特徴とする光スキャナ。(Supplementary Note 4) A support, a plurality of piezoelectric elements which are fixed on the support and are reciprocally oscillated, and are connected so as to bridge between the plurality of piezoelectric elements. An elastic member, a rod-shaped second elastic member connected to the first elastic member, a frame-shaped third elastic member connected to the second elastic member, and the third elastic member A fourth elastic member connected to the fourth elastic member, and a reflecting plate connected to the fourth elastic member and capable of reflecting light, and the vibration of the piezoelectric element is controlled by the first elastic member. And the second
An optical scanner which is transmitted to the reflector via the elastic member, the third elastic member, and the fourth elastic member to vibrate the reflector.
【０１２５】（付記５） 上記圧電素子と上記第１の弾
性部材は媒介物を介さずに直接接触していることを特徴
とする付記４記載の光スキャナ。(Supplementary note 5) The optical scanner according to supplementary note 4, wherein the piezoelectric element and the first elastic member are in direct contact with each other without any intervening medium.
【０１２６】（付記６） 直線往復振動する圧電素子の
振動を弾性体を経由して反射板に伝え、上記反射板に回
動往復運動を惹起することを特徴とする光スキャナ。(Supplementary Note 6) An optical scanner characterized in that the vibration of a piezoelectric element that vibrates linearly and reciprocally is transmitted to a reflector via an elastic body to cause the reflector to rotate and reciprocate.
【０１２７】（付記７） 上記圧電素子と弾性体は媒介
物を介さずに直接接触していることを特徴とする付記６
記載の光スキャナ。(Supplementary Note 7) The supplementary note 6, wherein the piezoelectric element and the elastic body are in direct contact with each other without any intermediary.
An optical scanner as described.
【０１２８】（付記８） 支持体（５）に固定された圧
電振動子（１．ａ，１．ｂ）と、前記圧電振動子と接続
され、前記圧電振動子の直線往復振動によって駆動され
て振動する第１の弾性部材（２．ａ，２．ｂ）と、前記
第１の弾性部材と一方の端部と接続され、ねじり振動す
る第２の弾性部材（３．ａ，３．ｂ）と、前記第２の弾
性部材のもう一方の端部と接続され、光を反射するため
の薄板状の反射板（４）とを備えた光スキャナにおい
て、前記圧電振動子と前記第１の弾性部材とが連続的に
接続されていることを特徴とする光スキャナ。(Supplementary Note 8) A piezoelectric vibrator (1.a, 1.b) fixed to a support (5) is connected to the piezoelectric vibrator, and is driven by linear reciprocating vibration of the piezoelectric vibrator. A vibrating first elastic member (2.a, 2.b); a second elastic member (3.a, 3.b) connected to the first elastic member and one end and torsionally vibrating; And a thin plate-like reflector (4) connected to the other end of the second elastic member for reflecting light, wherein the piezoelectric vibrator and the first elastic An optical scanner characterized in that the members are continuously connected.
【０１２９】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第１の実施の形態が対応する。(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to the first embodiment.
【０１３０】上記構成中の圧電振動子（１．ａ，１．
ｂ）は、この実施の形態では、圧電体を上部電極と下部
電極で挟んだ構造になっている。The piezoelectric vibrator (1.a, 1..
b) has a structure in which a piezoelectric body is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode in this embodiment.
【０１３１】（作用効果）厚み縦振動モードを有する圧
電振動子１．ａ及び１．ｂに光スキャナの走査周波数に
合わせた交流電圧を印加することで、圧電振動子はＺ軸
方向に往復振動を始める。(Effects) Piezoelectric vibrator having thickness longitudinal vibration mode a and 1. By applying an AC voltage corresponding to the scanning frequency of the optical scanner to b, the piezoelectric vibrator starts reciprocating vibration in the Z-axis direction.
【０１３２】第１の弾性部材の材料、形状などに依存す
るが、圧電振動子の変位量に対して第２の弾性部材との
接合部では、数倍〜数１０倍の変位量となる。The displacement of the piezoelectric vibrator at the joint with the second elastic member is several times to several tens of times the displacement of the piezoelectric vibrator, depending on the material and shape of the first elastic member.
【０１３３】従って、約１０Ｖの電圧印加で、サブミク
ロンの変位量を示す圧電振動子を用いても第２の弾性部
材との接合部では、数ミクロンの変位量となる。Therefore, when a voltage of about 10 V is applied, even if a piezoelectric vibrator exhibiting a submicron displacement is used, the displacement at the junction with the second elastic member is several microns.
【０１３４】ここで、圧電振動子１．ａと１．ｂにそれ
ぞれ位相が１８０度ずれた交流電圧を印加することで、
第１の弾性部材１．ａと１．ｂの変位はそれぞれＺ軸方
向に対して反対方向となる。Here, the piezoelectric vibrator 1. a and 1. By applying an AC voltage having a phase difference of 180 degrees to b,
First elastic member 1. a and 1. The displacement of b is in the opposite direction to the Z-axis direction.
【０１３５】従って、第２の弾性部材と第１の弾性部材
との接合部には、第２の弾性部材を回転させようとする
回転トルクが加わることで、第２の弾性部材はねじり振
動を始めることになり、反射板も回転往復振動をはじめ
る。Therefore, a rotational torque for rotating the second elastic member is applied to the joint between the second elastic member and the first elastic member, so that the second elastic member generates torsional vibration. As a result, the reflector also starts rotating and reciprocating.
【０１３６】ここで、第２弾性部材と反射板の材料、形
状を光スキャナの走査周波数で共振振動するように設計
することで、反射板の回転変位量をより大きくすること
ができ、入射光と反射光間の光学的振れ角度を大きくす
ることができる。Here, by designing the material and shape of the second elastic member and the reflector so as to resonate and vibrate at the scanning frequency of the optical scanner, the amount of rotational displacement of the reflector can be further increased, and the incident light can be increased. The optical deflection angle between the reflected light and the reflected light can be increased.
【０１３７】さらには、圧電振動子と第１の弾性部材を
連続的に接続することにより、圧電振動子の振動を直
接、ロスを少なく第１の弾性部材に効率よく伝搬できる
ことになる。Further, by continuously connecting the piezoelectric vibrator and the first elastic member, the vibration of the piezoelectric vibrator can be efficiently transmitted directly to the first elastic member with little loss.
【０１３８】従って、本構造によれば、低消費電力で、
光学的振れ角度の大きい光スキャナを実現することが可
能となる。Therefore, according to this structure, low power consumption and
An optical scanner having a large optical shake angle can be realized.
【０１３９】（付記９） 支持体（５）に固定された圧
電振動子（１．ａ，１．ｂ）と、前記圧電振動子と接続
され、圧電振動子の直線往復振動によって駆動されて振
動する第１の弾性部材（２．ａ，２．ｂ）と、前記第１
の弾性部材と一方の端部と接続され、ねじり振動する第
２の弾性部材（３．ａ，３．ｂ）と、前記第２の弾性部
材のもう一方の端部と接続され、回転往復振動する第３
の弾性部材（６）と、前記第３の弾性部材を外枠とし、
その内部に一方の端部が接続され、ねじり振動する第４
の弾性部材（７．ａ，７．ｂ）と、前記第４の弾性部材
のもう一方の端部と接続され、光を反射するための薄板
状の反射板（４）を備えた光スキャナにおいて、前記圧
電振動子と前記第１の弾性部材とが連続的に接続されて
いることを特徴とする光スキャナ。(Supplementary Note 9) The piezoelectric vibrators (1.a, 1.b) fixed to the support (5) are connected to the piezoelectric vibrators, and are driven by linear reciprocating vibration of the piezoelectric vibrators to vibrate. A first elastic member (2.a, 2.b) that performs
A second elastic member (3.a, 3.b) connected to one of the elastic members and one end thereof and torsionally oscillated, and connected to the other end of the second elastic member and rotated reciprocally oscillated. Third
An elastic member (6) and the third elastic member as an outer frame;
One end is connected to the inside, and the fourth torsionally vibrates.
An optical scanner comprising an elastic member (7.a, 7.b) and a thin plate-like reflector (4) connected to the other end of the fourth elastic member for reflecting light. An optical scanner, wherein the piezoelectric vibrator and the first elastic member are continuously connected.
【０１４０】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第２の実施の形態が対応する。(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to the second embodiment.
【０１４１】上記構成中の圧電振動子１．ａ、１．ｂ
は、この実施形態では、圧電体を上部電極と下部電極で
挟んだ構造になっている。[0141] The piezoelectric vibrator having the above structure a, 1. b
Has a structure in which a piezoelectric body is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode in this embodiment.
【０１４２】（作用効果）厚み縦振動モードを有する圧
電振動子１．ａ及び１．ｂに光スキャナの走査周波数に
合わせた交流電圧を印加することで、圧電振動子はＺ軸
方向に往復振動を始める。(Function and Effect) Piezoelectric vibrator having thickness longitudinal vibration mode a and 1. By applying an AC voltage corresponding to the scanning frequency of the optical scanner to b, the piezoelectric vibrator starts reciprocating vibration in the Z-axis direction.
【０１４３】第１の弾性部材の材料、形状などに依存す
るが、圧電振動子の変位量に対して第２の弾性部材との
接合部では、数倍〜数１０倍の変位量となる。Although it depends on the material, shape and the like of the first elastic member, the displacement at the joint with the second elastic member is several times to several tens times the displacement of the piezoelectric vibrator.
【０１４４】従って、約１０Ｖの電圧印加で、サブミク
ロンの変位量を示す圧電振動子を用いても第２の弾性部
材との接合部では、数ミクロンの変位量となる。Therefore, when a voltage of about 10 V is applied, even if a piezoelectric vibrator showing a submicron displacement is used, the displacement at the junction with the second elastic member is several microns.
【０１４５】ここで、圧電振動子１．ａと１．ｂにそれ
ぞれ位相が１８０度ずれた交流電圧を印加することで、
第１の弾性部材１．ａと１．ｂの変位は、それぞれＺ軸
方向に対して反対方向となる。Here, the piezoelectric vibrator 1. a and 1. By applying an AC voltage having a phase difference of 180 degrees to b,
First elastic member 1. a and 1. The displacement of b is in the opposite direction to the Z-axis direction.
【０１４６】従って、第２の弾性部材と第１の弾性部材
との接合部には、第２の弾性部材を回転させようとする
回転トルクが加わることで、第２の弾性部材はねじり振
動を始めることになり、第３の弾性部材も回転往復振動
をはじめる。Therefore, a rotational torque for rotating the second elastic member is applied to the joint between the second elastic member and the first elastic member, so that the second elastic member generates torsional vibration. Then, the third elastic member also starts rotating and reciprocating.
【０１４７】ここで、第２の弾性部材と第３の弾性部材
の材料、形状をＸ側走査周波数で共振振動するように設
計することで、第３の弾性部材の回転変位量をより大き
くすることができ、入射光と反射光間のＸ軸方向光学的
振れ角度を大きくすることができる。Here, the material and shape of the second elastic member and the third elastic member are designed to resonate and vibrate at the X-side scanning frequency, so that the rotational displacement of the third elastic member is further increased. Accordingly, the optical deflection angle in the X-axis direction between the incident light and the reflected light can be increased.
【０１４８】また、反射板は回転往復振動している第３
の弾性部材に対して相対運動を起こし、Ｚ軸方向の振動
成分が反射板に伝えられると、反射板はＸＸ′軸に対し
て左右非対称の質量を持つので第４の弾性部材のＸＸ′
軸を中心として反射板に回転モーメントが生じる。Further, the reflecting plate is oscillating in a reciprocating manner.
When a vibration component in the Z-axis direction is transmitted to the reflector, the reflector has a mass asymmetrical with respect to the XX 'axis.
A rotational moment is generated in the reflector about the axis.
【０１４９】従って、第４の弾性部材に回転トルクが加
わることで、第４の弾性部材がねじり振動を始めること
になり、反射板も回転往復振動をはじめる。Accordingly, when a rotational torque is applied to the fourth elastic member, the fourth elastic member starts torsional vibration, and the reflection plate also starts to rotate and reciprocate.
【０１５０】ここで、第４の弾性部材と反射板の材料、
形状をＹ側走査周波数で共振振動するように設計するこ
とで、反射板の回転変位量をより大きくすることがで
き、入射光と反射光間のＹ軸方向光学的振れ角度を大き
くすることができる。Here, the material of the fourth elastic member and the reflection plate,
By designing the shape to resonate and vibrate at the Y-side scanning frequency, the amount of rotational displacement of the reflector can be increased, and the optical deflection angle in the Y-axis direction between incident light and reflected light can be increased. it can.
【０１５１】さらには、圧電振動子と第１の弾性部材を
連続的に接続することにより、圧電振動子の振動を直
接、ロスを少なく第１の弾性部材に効率よく伝搬できる
ことになる。Further, by continuously connecting the piezoelectric vibrator and the first elastic member, the vibration of the piezoelectric vibrator can be efficiently transmitted directly to the first elastic member with little loss.
【０１５２】従って、本構造によれば、低消費電力で、
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して光学的振れ角度の大きい
２次元光スキャナを実現することが可能となる。Therefore, according to this structure, low power consumption and
It is possible to realize a two-dimensional optical scanner having a large optical shake angle with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.
【０１５３】（付記１０） 前記第２の弾性部材と並行
に前記圧電振動子を２個配置し、それぞれの圧電振動子
の直線往復振動によって駆動されて振動する前記第１の
弾性部材の振動が前記第２の弾性部材に加わることを特
徴とする付記８または９に記載の光スキャナ。(Supplementary Note 10) Two piezoelectric vibrators are arranged in parallel with the second elastic member, and the vibration of the first elastic member that is driven and vibrated by the linear reciprocating vibration of each piezoelectric vibrator is controlled. 10. The optical scanner according to claim 8, wherein the optical scanner is added to the second elastic member.
【０１５４】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第１、第２の実施の形態が対応す
る。(Corresponding Embodiments of the Invention) Embodiments of the present invention correspond to the first and second embodiments.
【０１５５】（作用効果）付記８または９と同様であ
る。(Effects) This is the same as that in Appendix 8 or 9.
【０１５６】（付記１１） 前記２個の圧電振動子の振
動位相を１８０度ずらしたことを特徴とする付記１０に
記載の光スキャナ。(Supplementary Note 11) The optical scanner according to supplementary note 10, wherein the vibration phases of the two piezoelectric vibrators are shifted by 180 degrees.
【０１５７】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第１、第２の実施の形態が対応す
る。(Corresponding Embodiments of the Invention) Embodiments of the present invention correspond to the first and second embodiments.
【０１５８】（作用効果）付記８または９と同様であ
る。(Effects) This is the same as that in Appendix 8 or 9.
【０１５９】（付記１２） 前記第１の弾性部材、前記
第２の弾性部材、前記反射板を半導体基板で一体的に形
成したことを特徴とする付記８，１０，１１のいずれか
に記載の光スキャナ。(Supplementary Note 12) The supplementary note 8, 10, or 11, wherein the first elastic member, the second elastic member, and the reflector are formed integrally with a semiconductor substrate. Optical scanner.
【０１６０】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第３の実施の形態が対応する。(Corresponding Embodiment of the Invention) The embodiment relating to the present invention corresponds to the third embodiment.
【０１６１】（作用効果）付記８と同様な作用効果が得
られると共に、半導体加工プロセスを用いる作製なので
小型の光スキャナを容易に得ることができる。(Function and Effect) The same function and effect as those in Appendix 8 can be obtained, and a small-sized optical scanner can be easily obtained because of the manufacture using the semiconductor processing process.
【０１６２】（付記１３） 前記第１の弾性部材、前記
第２の弾性部材、前記第３の弾性部材、前記第４の弾性
部材、前記反射板を半導体基板で一体的に形成したこと
を特徴とする付記９，１０，１１のいずれかに記載の光
スキャナ。(Supplementary Note 13) The first elastic member, the second elastic member, the third elastic member, the fourth elastic member, and the reflector are integrally formed by a semiconductor substrate. The optical scanner according to any one of supplementary notes 9, 10, and 11, wherein
【０１６３】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第４の実施の形態が対応する。(Corresponding Embodiment of the Invention) An embodiment according to the present invention corresponds to the fourth embodiment.
【０１６４】（作用効果）付記９と同様な作用効果が得
られると共に、半導体加工プロセスを用いる作製なので
小型の光スキャナを容易に得ることができる。(Function and Effect) The same function and effect as those in Appendix 9 can be obtained, and a small-sized optical scanner can be easily obtained because of the manufacturing using the semiconductor processing process.
【０１６５】（付記１４） 前記圧電振動子の少なくと
も上部電極（１．ａ．１、１．ｂ．１）を導電性酸化物
としたことを特徴とする付記８乃至１３のいずれかに記
載の光スキャナ。(Supplementary note 14) The supplementary note 8 to 13, wherein at least the upper electrode (1.a.1, 1.b.1) of the piezoelectric vibrator is made of a conductive oxide. Optical scanner.
【０１６６】（対応する発明の実施の形態）この発明に
関する実施の形態は、第１乃至第４の実施の形態が対応
する。(Corresponding Embodiments of the Invention) Embodiments relating to the present invention correspond to the first to fourth embodiments.
【０１６７】（作用効果）付記８乃至１３と同様な作用
効果が得られると共に、上部電極の導電性酸化物は、圧
電体形成時の高温に対して安定な状態を保てるので、第
１の弾性部材と圧電体材の相互拡散を防止し、良好な圧
電特性を得ることができる。(Function / Effect) The same function / effect as those in Supplementary Notes 8 to 13 can be obtained, and the conductive oxide of the upper electrode can maintain a stable state with respect to the high temperature at the time of forming the piezoelectric body. Mutual diffusion between the member and the piezoelectric material can be prevented, and good piezoelectric characteristics can be obtained.
【０１６８】従って、より低消費電力で、より光学的振
れ角度の大きい光スキャナを実現することが可能とな
る。Therefore, it is possible to realize an optical scanner with lower power consumption and a larger optical deflection angle.
【０１６９】[0169]
【発明の効果】従って、以上説明したように、請求項１
に記載の本発明によれば、圧電素子と弾性部材とが連続
的に接続されているので、圧電素子の振動を直接、ロス
を少なく弾性部材に効率よく伝達できることにより、低
消費電力で、且つ光学的な振れ角度の大きい光スキャナ
を提供することができる。Therefore, as described above, claim 1 is as follows.
According to the present invention, since the piezoelectric element and the elastic member are continuously connected, the vibration of the piezoelectric element can be directly transmitted to the elastic member efficiently with little loss, thereby achieving low power consumption, and An optical scanner having a large optical deflection angle can be provided.
【０１７０】また、請求項２に記載の本発明によれば、
圧電素子と弾性部材とが連続的に接続されているので、
圧電素子の振動を直接、ロスを少なく弾性部材に効率よ
く伝達できるとともに、位相の異なる交流電圧が印加さ
れる圧電素子があるので、位相差を利用して直線振動を
ねじり運動に変換できることにより、低消費電力で、且
つ光学的な振れ角度の大きい光スキャナを提供すること
ができる。Further, according to the present invention described in claim 2,
Since the piezoelectric element and the elastic member are continuously connected,
Vibration of the piezoelectric element can be transmitted directly to the elastic member with little loss and efficiently, and since there is a piezoelectric element to which alternating voltage with different phase is applied, linear vibration can be converted to torsional motion using phase difference. An optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle can be provided.
【０１７１】また、請求項３に記載の本発明によれば、
圧電素子と弾性部材とが連続的に接続されているので、
圧電素子の振動を直接、ロスを少なく弾性部材に効率よ
く伝達できるとともに、圧電素子に印加される交流電圧
が互いに１８０度の位相差を有しているので、ねじり運
動を良好に惹起できることにより、低消費電力で、且つ
光学的な振れ角度の大きい光スキャナを提供することが
できる。According to the third aspect of the present invention,
Since the piezoelectric element and the elastic member are continuously connected,
Vibration of the piezoelectric element can be transmitted directly to the elastic member with little loss and efficiently, and the alternating voltage applied to the piezoelectric element has a phase difference of 180 degrees with each other, so that the torsional motion can be induced well, An optical scanner with low power consumption and a large optical deflection angle can be provided.
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による光ス
キャナの構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical scanner according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態の変形例に
よる光スキャナの構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an optical scanner according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態の変形例に
よる光スキャナの構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an optical scanner according to a modified example of the first embodiment of the present invention.
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態による光ス
キャナの構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration of an optical scanner according to a second embodiment of the present invention.
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態による光ス
キャナの要部の構成を示す図であって、図５の（ａ），
（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、図１に示した第１の弾性
部材２．ａ，２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，３．ｂ及
び反射板４部のＸ１Ｘ１′，Ｘ２Ｘ２′，Ｘ３Ｘ３′断
面構造を示している。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of an optical scanner according to a third embodiment of the present invention.
(B) and (c) respectively show the first elastic member 2. a, 2. b, second elastic member a, 3. b and the X1X1 ', X2X2', X3X3 'cross-sectional structure of the reflector 4 portion.
【図６】図６は、本発明の第４の実施の形態による光ス
キャナの要部の構成を示す図であって、図６の（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ、図４に示した第
１の弾性部材２．ａ，２．ｂ、第２の弾性部材３．ａ，
３．ｂ、第３の弾性部材６、及び反射板４部のＸ１Ｘ
１′，Ｘ２Ｘ２′，Ｘ３Ｘ３′，Ｘ４Ｘ４′断面構造を
示している。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a main part of an optical scanner according to a fourth embodiment of the present invention.
(B), (c), and (d) respectively show the first elastic member 2. a, 2. b, second elastic member a,
3. b, X1X of the third elastic member 6 and the reflector 4
1 ', X2X2', X3X3 ', and X4X4' sectional structures are shown.
【図７】図７は、従来の技術による光偏向（走査）装置
の要部を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a main part of a light deflecting (scanning) device according to a conventional technique.
【図８】図８は、従来の技術による二次元光走査装置の
要部を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a main part of a conventional two-dimensional optical scanning device.
１．ａ，１．ｂ…、圧電振動子（圧電素子）、 ２．ａ，２．ｂ…第１の弾性部材、 ３．ａ，３．ｂ…第２の弾性部材、 ４…反射板、 ５…支持体（基体）、 ６…第３の弾性部材、 ７ａ，７．ｂ…第４の弾性部材、 ８…空隙。 1. a, 1. b, piezoelectric vibrator (piezoelectric element); a, 2. b: first elastic member; a, 3. b: second elastic member, 4: reflector, 5: support (base), 6: third elastic member, 7a, 7. b: fourth elastic member, 8: void.
Claims (3)
子に駆動されることによって振動する反射板とを有して
おり、 上記圧電素子と上記弾性部材とが連続的に接続されてい
ることを特徴とする光スキャナ。1. A support, a piezoelectric element fixed to the support and reciprocating linearly, an elastic body connected to the piezoelectric element, and a piezoelectric element connected to the elastic body via the elastic body. An optical scanner comprising: a reflecting plate that vibrates when driven by an element; and wherein the piezoelectric element and the elastic member are continuously connected.
り、各々の圧電素子に印加される上記交流電圧の位相は
統一されていないことを特徴とする請求項１に記載の光
スキャナ。2. The method according to claim 1, wherein a plurality of the piezoelectric elements are provided, an AC voltage having a scanning frequency is applied to each of the piezoelectric elements, and a phase of the AC voltage applied to each of the piezoelectric elements is not uniform. The optical scanner according to claim 1, wherein:
異なる２つの交流電圧であることを特徴とする請求項２
記載の光スキャナ。3. The AC voltage according to claim 2, wherein the AC voltages are two AC voltages having phases different from each other by 180 degrees.
An optical scanner as described.
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272626A true JP2001272626A (en) | 2001-10-05 |
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Family Applications (1)
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7446911B2 (en) | 2002-11-26 | 2008-11-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
| US7733551B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-06-08 | Seiko Epson Corporation | Actuator, optical scanner and image-forming device |
| WO2012014666A1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 日本電気株式会社 | Optical scanning device and image display device |
| US8553306B2 (en) | 2007-03-15 | 2013-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical deflector and optical device |
| JP2019109448A (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | スタンレー電気株式会社 | Method for manufacturing optical deflector |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000082792A patent/JP2001272626A/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7446911B2 (en) | 2002-11-26 | 2008-11-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanning apparatus and image forming apparatus |
| US7733551B2 (en) | 2006-09-20 | 2010-06-08 | Seiko Epson Corporation | Actuator, optical scanner and image-forming device |
| US7884990B2 (en) | 2006-09-20 | 2011-02-08 | Seiko Epson Corporation | Actuator, optical scanner and image-forming device |
| US8035878B2 (en) | 2006-09-20 | 2011-10-11 | Seiko Epson Corporation | Actuator, optical scanner and image-forming device |
| US8553306B2 (en) | 2007-03-15 | 2013-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Optical deflector and optical device |
| WO2012014666A1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | 日本電気株式会社 | Optical scanning device and image display device |
| CN103038694A (en) * | 2010-07-29 | 2013-04-10 | 日本电气株式会社 | Optical scanning device and image display device |
| US9158108B2 (en) | 2010-07-29 | 2015-10-13 | Nec Corporation | Optical scanning device and image display device |
| JP2019109448A (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | スタンレー電気株式会社 | Method for manufacturing optical deflector |
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