CN109313337B - 二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置 - Google Patents

二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置 Download PDF

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Abstract

二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置。二维光扫描镜装置具有：基板；以能够进行二维光扫描的方式支承在所述基板上的可动镜部；设置于所述可动镜部的硬质磁性薄膜；以及磁场产生装置，其至少包含驱动所述可动镜部的交流磁场产生装置，其中，所述硬质磁性薄膜在膜平面方向上具有磁化方向，所述磁场产生装置产生的磁场与所述硬质磁性薄膜的矫顽力的比为0.2以下。

Description

二维光扫描镜装置及其制造方法、二维光扫描装置以及图像 投影装置
技术领域
本发明涉及二维光扫描镜装置、该二维光扫描镜装置的制造方法、二维光扫描装置以及图像投影装置，例如，涉及用于扫描光束的反射镜装置的结构及其制造方法、使用该反射镜装置的二维光扫描装置以及图像投影装置。
背景技术
以往，作为在垂直的2个方向上扫描激光束等光束的装置，已知有各种各样的光扫描镜装置。其中，由于能够使装置小型化，所以MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微电子机械系统)镜装置被广泛使用。
在MEMS镜装置中，与驱动方式对应地已知有静电驱动型、压电驱动型、电磁驱动型等。其中，电磁驱动型MEMS光扫描镜装置利用磁场的力。
作为该电磁驱动型MEMS光扫描镜装置，提出有在扫描光的可动部分上形成线圈并以与来自外部的静磁场的劳伦兹力使镜在特定的角度范围内旋转的“可动线圈方式”(例如，参照专利文献1或者专利文献2)。此外，还提出有在扫描光的可动部分上形成磁性体并使用来自外部的与调制磁场之间的排斥力和吸引力使镜在特定的角度范围内旋转的“可动磁铁方式”(例如，参照专利文献3或者非专利文献1)。
现有技术文件
专利文献
专利文献1:日本特开2008-242207号公报
专利文献2:日本特开2016-012042号公报
专利文献3:日本特开2010-049259号公报
专利文献4:日本特开2013-195603号公报
专利文献5:美国专利申请公开2010/0073262号公报
非专利文献
非专利文献1：IEEE Photonics technology Letters,Vol.19,No.5,pp.330-332,March 1,2007
发明内容
发明要解决的课题
在上述电磁驱动型MEMS镜装置中，以后者的可动磁铁方式，需要在扫描光的可动部分上形成磁性体，但通常，由于磁性体的体积变大，除了镜以外还形成磁性体，因此，产生扫描光的可动部分的小型化变得困难的问题。此外，还产生与可动部分仅为镜的情况相比可动部分的结构变得复杂的问题。这些问题对于形成特别小型的MEMS镜装置来说是致命的问题。
本发明的目的在于使镜可动部的构造简单化并且小型化。
用于解决问题的手段
在一个方式中，二维光扫描镜装置具有：基板；可动镜部，其具有光扫描旋转轴，该可动镜部以能够进行二维光扫描的方式支承在所述基板上；硬质磁性薄膜，其设置于所述可动镜部；以及磁场产生装置，其至少包含驱动所述可动镜部的交流磁场产生装置，所述硬质磁性薄膜在膜平面方向上具有磁化方向，所述磁场产生装置产生的磁场与所述硬质磁性薄膜的矫顽力的比为0.2以下。
在其他方式中，二维光扫描镜装置的制造方法具有以下工序：在基板上形成硬质磁性薄膜的工序；对所述硬质磁性薄膜进行磁化的工序；以及对所述磁化后的硬质磁性薄膜进行加工从而形成可动镜部的工序。
并且，在其他方式中，二维光扫描装置具有：上述的二维光扫描镜装置；以及光源，其形成在基板上。
并且，在其他方式中，图像投影装置具有：上述的二维光扫描装置；二维光扫描控制部，对所述交流磁场产生装置施加二维光扫描信号，而对从所述光源射出的出射光二维地进行扫描；以及图像形成部，其将所述扫描的所述出射光投射到被投影面上。
发明效果
作为一个侧面，能够使镜可动部的构造简单化并且小型化。
附图说明
图1是本发明实施方式的二维光扫描镜装置的一例的概略立体图。
图2是反射部的结构例的说明图。
图3是反射部的其他结构例的说明图。
图4是反射部的另一其他结构例的说明图。
图5是以磁方式使可动镜部倾斜的方法的说明图。
图6是本发明实施方式的二维光扫描装置的一例的概略立体图。
图7是本发明实施方式的图像投影装置的概略结构图。
图8是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的概略立体图。
图9是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图10的(a)至(c)是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序的至中途的说明图。
图10的(d)至(f)是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序的图10的(c)以后的至中途的说明图。
图10的(g)至(i)是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序的图10的(f)以后的说明图。
图11是在实施例1中生成的Fe56Pt44薄膜的磁滞曲线。
图12是本发明的实施例2的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图13是本发明的实施例3的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图14是本发明的实施例4的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图15是本发明的实施例5的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图16是本发明的实施例6的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图17的(a)至(c)是本发明的实施例7的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序的至中途的说明图。
图17的(d)至(f)是本发明的实施例7的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序的图17的(c)以后的至中途的说明图。
图17的(g)至(i)是本发明的实施例7的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序的图17的(f)以后的说明图。
图18是本发明的实施例8的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图19是本发明的实施例9的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图。
图20是本发明的实施例10的二维光扫描装置的概略立体图。
图21是本发明的实施例11的二维光扫描装置的概略立体图。
图22是本发明的实施例12的二维光扫描装置的概略立体图。
具体实施方式
这里，参照图1至图7说明本发明实施方式的二维光扫描镜装置的一例。关于本发明，本发明人进行深刻研究的结果是得出如下结论：通过如以往那样使用磁性薄膜代替块状(bulk)磁性体作为磁性体，能够使镜可动部的构造简单化并且小型化。通过使用磁性薄膜，可使镜可动部轻量化，能够减小用于驱动的磁场。此外，为了补偿使用磁性薄膜的情况下的矫顽力的减少，通过使用矫顽力为规定值以上的硬质磁性薄膜、特别是至少包含交流磁场产生装置的磁场产生装置30产生的磁场与该矫顽力的比为0.2以下的硬质磁性薄膜、即、矫顽力的大小为磁场产生装置30产生的磁场的5倍(＝1/0.2)以上的硬质磁性薄膜，解决上述课题。
图1是本发明实施方式的二维光扫描镜装置的概略立体图，该二维光扫描镜装置具有：可动镜部10；以及磁场产生装置30，其至少包含驱动可动镜部10的交流磁场产生装置。可动镜部10具有：反射部20；旋转外框12，其用作为第1光扫描旋转轴的一对第1铰链11支承反射部20；以及非旋转外框14，其用设置在与第1铰链11垂直的方向上的作为第2光扫描旋转轴的一对第2铰链13支承旋转外框12。需要将第1铰链11和第2铰链13的高速旋转的频率确定为反射部20的固有旋转频率。该固有旋转频率由反射部20的形状、质量、旋转部的弹簧常数等决定，第1铰链11和第2铰链13的厚度大概为2μm～50μm，代表性厚度为10μm。
图2是反射部的结构例的说明图，图2的(a)是俯视图，图2的(b)是沿着将图2的(a)中的A-A′连结起来的点划线的剖视图。反射部20具有基板21和设置在基板21上的硬质磁性薄膜22。硬质磁性薄膜22表示矫顽力较大、退磁曲线的伸出较大、成为永磁铁的硬质磁性薄膜，这里，定义为矫顽力为10kA/m以上的硬质磁性薄膜，但在本发明中，只要为磁场产生装置30产生的磁场的5倍以上即可，例如，优选具有100kA/m以上的矫顽力的硬质磁性薄膜。下面，作为本发明的硬质磁性薄膜具有的保持力的优选例，使用“100kA/m以上”进行说明。
当使可动镜部10反复动作时，在高速旋转方向上作用的磁场力与驱动用外部磁场频繁地相互作用，因此，逐渐变小。另一方面，施加到低速旋转方向的磁场力不会那么发生劣化。因此，磁场方向相对于高速旋转方向从45°起逐渐变小，作为镜的特性发生劣化，但如果矫顽力为100kA/m以上，则在通常的使用状况下，能够抑制镜特性的劣化。因此，在二维动作的情况下，优选100kA/m以上的矫顽力。这里，通过使至少包含交流磁场产生装置的磁场产生装置30产生的磁场与矫顽力的比为0.2以下，由此即使使可动镜部10反复动作，也由于二维扫描所需的矫顽力与交流磁场之差足够大，所以反射镜特性几乎不会发生劣化。在实验中，仅使用交流磁场产生装置作为磁场产生装置30，在仅流过镜驱动用的交流电流的情况下，作为交流磁场产生装置的螺线管/线圈产生的磁场为2kA/m～20kA/m(相当于25高斯～250高斯)，交流磁场产生装置产生的磁场与二维扫描所需的矫顽力的比为0.2以下。
此外，矩形比越接近1，作为永磁铁的特性越好。如后所述，根据实际测量出的数据，矩形比＝剩余磁通密度Br/最大磁通密度Bm≒0.82，因此，当根据该值类推时，矩形比优选为0.7以上。
此外，这样的硬质磁性薄膜22的光反射率一般较高，因此，通过将硬质磁性薄膜22自身用作反射镜，无需在可动镜部10上额外设置硬质磁性薄膜22以外的构造物，可使可动镜部10可动部分的结构简单化，能够进行小型化。此外，硬质磁性薄膜22无需仅设置在图1中的反射部20上，也可以形成在旋转外框12和非旋转外框14上。当在旋转外框12上形成硬质磁性薄膜22时，绕低速扫描轴的旋转时由磁场产生的整体力变得更大，更容易旋转。
该硬质磁性薄膜22需要在膜平面方向上进行磁化，特别是，优选使硬质磁性薄膜的磁化的方向相对于第1铰链11为45°±30°的范围内的角度，该第1铰链11为可动镜部10的第1光扫描旋转轴。如果处于该角度的范围内，则能够进行双轴旋转扫描。另外，这里，使反射部20的形状为圆形，但也可以为椭圆形、正方形、长方形或者其它的多边形。
图3是反射部的其他结构例的说明图，图3的(a)是俯视图，图3的(b)是沿着将图3的(a)中的A-A′连结起来的点划线的剖视图。反射部20具有基板21、设置在基板21上的硬质磁性薄膜22、以及设置在硬质磁性薄膜22上的作为反射镜的反射膜23，对于要求更高的光反射率的情况是有用的。在该情况下，也仅通过设置反射膜23，就能够在不使可动镜部10的构造复杂的情况下进行小型化。
图4是反射部的另一其他结构例的说明图，图4的(a)是俯视图，图4的(b)是沿着将图4的(a)中的A-A′连结起来的点划线的剖视图。反射部20具有：基板21；硬质磁性薄膜22，其设置在基板21的一个面上；以及反射膜23，其设置在基板21的另一个面上。在该情况下，对于要求更高的光反射率的情况也是有用的，仅通过设置反射膜23，就能够在不使可动镜部10的构造复杂的情况下进行小型化。
作为交流磁场产生装置，典型的是螺线管/线圈，但也可以是在由软铁构成的铁芯上卷绕线圈而成的结构。关于螺线管/线圈，优选小型并且产生高磁场的螺线管/线圈，但其尺寸等没有限制。例如，在本次的实施时，制作出外径为5mm、高度为3mm且导线的卷绕数为800匝的螺线管/线圈、以及外径为2.46mm、内径为1.21mm且高度为1.99mm、导线的卷绕数为600匝的螺线管/线圈。另外，交流磁场产生装置不限于螺线管/线圈，只要能够产生足以使可动镜部10旋转的磁场即可，例如，可以采用形成为平面上的涡卷形状的平面螺旋管/线圈。
另外，作为可动镜部10整体的结构，可以由兼用作反射镜的金属玻璃形成旋转外框12和非旋转外框14，或者，也可以由SiO2膜等非磁性电介质膜形成。在该情况下，至少在非旋转外框14的下部存在基板21。作为基板21，典型的是单晶硅基板，但也可以使用玻璃基板、石英基板。
作为硬质磁性薄膜22，优选贵金属系磁性膜、特别是、以Fe和Pt为主成分的磁性材料、以Co和Pt为主成分的磁性材料、或者以Fe和Pd为主成分的磁性材料中的任意材料。硬质磁性薄膜22的厚度不受限制，较厚的硬质磁性薄膜产生的总磁通量的大小变大，因此，能够进一步减小在交流磁场产生装置中流过的电流。该硬质磁性薄膜22的厚度为10nm至与基板21相同的厚度左右。在该情况下，硬质磁性薄膜22可以隔着SiO2膜等非磁性绝缘膜而成为双层构造或者3层构造等多层构造，各层的膜厚可以是相同或不同的膜厚，此外，各层的组成可以是相同或不同的组成。关于成膜方法，只要能够获得目标的膜即可，没有特别限定，但可以举出蒸镀法、溅射法、镀覆法、涂覆法等。
作为反射膜23，可以为ZrCuAlNi等金属玻璃、Fe基金属玻璃、或者Al膜或Au膜、或者电介质多层膜，只要是反射光的，则可以为任意种类。此外，也可以在反射膜23的上表面、反射膜23与硬质磁性薄膜22之间、硬质磁性薄膜22与基板21之间以及基板21的底面上，形成例如SiO2膜作为保护膜。
另外，在将可动镜部10与产生入射到反射镜的光束的光源集成在同一基板上的情况下，优选在不对交流磁场产生装置施加光扫描信号的状态下，使可动镜部10的反射面相对于基板21的主面、即、相对于入射的光束在45°±30°的范围内倾斜。这样，作为使可动镜部10倾斜的方法，存在如下方法：预先相对于光束以机械的外部力使反射部20和旋转外框12倾斜规定的角度、例如45°，对第2铰链13照射缩窄后的激光束而对第2铰链13进行局部加热，使反射部20和旋转外框12保持倾斜45°的状态。
作为另一方法，也可以是，以磁的方式使可动镜部10倾斜。图5是以磁方式使可动镜部倾斜的方法的说明图。图5的(a)是通过直流偏置使可动镜部倾斜的情况的说明图。通过在交流磁场产生装置31中稳定地流过直流偏置电流，能够利用反射部20的磁化的N极与由直流偏置电流产生的交流磁场产生装置31的N极的反应，相对于光束倾斜45°。其结果，通过除了该直流电流以外还流过交流的信号，能够以倾斜的45°为中心使反射部20旋转。另外，在该情况下，将硬质磁性薄膜22的矫顽力设定为利用直流偏置电流产生的磁场与利用交流电流产生的磁场的合成磁场的5倍以上。
图5的(b)是利用永磁铁倾斜的情况的说明图。通过将永磁铁32配置在可动镜部10的下方，能够使可动镜部10倾斜。在该情况下，将硬质磁性薄膜22的矫顽力设定为永磁铁32产生的磁场与交流磁场产生装置31产生的磁场的合成磁场的5倍以上。另外，还能够包含图5的(a)的情况，采用图4所示的结构作为可动镜部，在反方向上倾斜45°而将光束反射到基板21的板侧。在该情况下，使用硬质磁性薄膜22自身作为反射膜，使用由金属玻璃膜等构成的反射膜23作为构成铰链的部件即可。
此外，通过使交流磁场产生装置31的中心轴从反射部20的中心部起沿着光束的光轴方向偏离规定间隔d，相比交流磁场产生装置31的中心轴与反射部20的中心部一致的情况，能够将直流电流的强度减少50％。例如，通过偏离d＝1mm，相比交流磁场产生装置31的中心轴与反射部20的中心部一致的情况，能够将直流电流的强度减少50％。
为了制作上述的二维光扫描镜装置，在基板21上形成硬质磁性薄膜22之后，在磁场中对硬质磁性薄膜22进行磁化，对磁化后的硬质磁性薄膜22进行加工从而形成可动镜部10即可。在该情况下，优选的是，在形成可动镜部20之后，对硬质磁性薄膜22进行磁化，以能够获得相对于可动镜部20的光扫描旋转轴在45°±30°的范围内的角度的磁化方向。
另外，由于沉积后的状态的硬质磁性薄膜的矫顽力较小，所以优选在磁化工序之前进行退火。退火温度范围设为在200℃～1100℃之间最佳即可。此外，优选在形成镜构造之前进行磁化工序。旋转外框12和反射部20分别仅用第2铰链13和第1铰链11支承，因此，当在磁化时施加必要的较大磁场时，会产生机械应力而损伤镜构造。
另外，为了容易地控制硬质磁性薄膜22的磁化方向，也可以在硬质磁性薄膜的下方设置取向控制膜作为衬底层。或者，也可以在未设置取向控制膜的情况下，进行在作为衬底的SiO2膜等上形成槽或者凹凸的纹理加工。
为了形成二维光扫描装置，针对上述的二维光扫描镜装置，在基板21上设置光源即可。或者，也可以在安装基板上安装上述的二维光扫描镜装置，并且，将光源安装于对二维光扫描镜装置照射激光束的位置。作为该情况下的上述光源，优选具有红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器、以及光合波器的光源，该光合波器对红色激光器、绿色激光器和蓝色激光器的输出光进行合波。或者，进一步添加黄色激光器作为光源时，能够生动地再现白色。并且，也可以单独使用红外线激光器，或者在上述的多色可见激光器的基础上使用红外线激光器。
图6是本发明实施方式的二维光扫描装置的一例的概略立体图，在形成有可动镜部10的基板21上设置光合波器41，使红色激光器42、绿色激光器43和蓝色激光器44与该光合波器41耦合即可。由于使可动镜部10小型化，所以在与产生光束的光源进行了一体化的情况下，也能够减小一体化后的整体的尺寸。特别是，在采用从半导体激光器、光合波器射出光束的光源的情况下，这些半导体激光器、光合波器形成在Si基板、金属板基板上即可，因此，通过在这些基板上形成光源和二维光扫描镜装置，具有还能够减小一体化后的整体的尺寸的效果。
为了形成图像投影装置，组合上述的二维扫描装置、对磁场产生装置30施加二维光扫描信号而对从光源射出的出射光二维地进行扫描的二维扫描控制部、以及将扫描的出射光投射在被投影面上的图像形成部即可。另外，作为图像投影装置，典型的是眼镜型视网膜扫描显示器(例如，参照专利文献4)。
图7是本发明实施方式的图像投影装置的概略结构图，作为图像投影装置，典型的是眼镜型视网膜扫描显示器(例如，参照专利文献4)。本发明实施方式的图像投影装置例如使用眼镜型的佩戴用具等佩戴于使用者的头部(例如，参照专利文献5)。
控制单元50具有控制部51、操作部52、外部接口(I/F)53、R激光器驱动器54、G激光器驱动器55、B激光器驱动器56和二维扫描驱动器57。控制部51例如由包含CPU、ROM、RAM的微型计算机等构成。控制部51根据从PC等外部设备经由外部I/F53而供给的图像数据，产生作为用于合成图像的要素的R信号、G信号、B信号、水平信号和垂直信号。控制部51向R激光器驱动器54发送R信号，向G激光器驱动器55发送G信号，向B激光器驱动器56发送B信号。此外，控制部51将水平信号和垂直信号发送到二维扫描驱动器57，控制施加到磁场产生装置30的电流，从而控制可动镜部10的动作。
R激光器驱动器54驱动红色激光器42，以产生与来自控制部51的R信号对应的光量的红色激光束。G激光器驱动器55驱动绿色激光器43，以产生与来自控制部51的G信号对应的光量的绿色激光束。B激光器驱动器56驱动蓝色激光器44，以产生与来自控制部51的B信号对应的光量的蓝色激光束。通过调整各色的激光束的强度比，能够合成具有期望的颜色的激光束。
红色激光器42、绿色激光器43和蓝色激光器44产生的各激光束在被合波器41合波之后，被可动镜部10二维地进行扫描。扫描出的合波激光束在凹面反射镜58反射而经由瞳孔59成像在视网膜60上。
在本发明的实施方式中，在可动镜部20中使用硬质磁性薄膜22、特别是具有对于二维扫描优选的100kA/m以上的矫顽力且磁场产生装置30产生的磁场与矫顽力的比为0.2以下的硬质磁性薄膜22，因此，能够在不使镜特性劣化的情况下，即使是薄膜也确保足够的磁场引起的旋转力，能够不使可动镜部20的构造复杂，实现小型化。此外，无需如上述的专利文献3、非专利文献1所示的可动磁铁方式那样，在镜的周边装配磁铁，能够使可动镜部的构造简单化，并且能够进行小型化。
实施例1
接着，参照图8至图13说明本发明的实施例1的二维光扫描镜装置。图8是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的概略立体图，该二维光扫描镜装置具有可动镜部70、和驱动可动镜部70的螺线管/线圈90。可动镜部70具有：反射部80；旋转外框82，其用一对铰链81支承反射部80；以及非旋转外框84，其用设置在与铰链81垂直的方向上的一对铰链83支承旋转外框82。
在该情况下，铰链81成为高速扫描用旋转轴，铰链83成为低速扫描用旋转轴。设置在反射部80上的由Fe-Pt薄膜构成的硬质磁性薄膜被磁化为，磁化方向相对于相互垂直的高速扫描用旋转轴和低速扫描用旋转轴成45°。这样，通过使磁化方向相对于两个扫描轴倾斜45°，能够利用单一的螺线管/线圈90进行双轴扫描。在该情况下，相对于各扫描轴倾斜了45°的可动镜部70的磁化引起的磁力线的与各扫描轴垂直的成分产生与螺线管/线圈90的磁场排斥或吸引，绕各扫描轴在固定的角度内往返振动。
这样，本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的特征在于仅通过磁力进行双轴扫描。如图中所示，流过螺线管/线圈90的交流电流使用将频率较小的低速扫描轴信号和频率较大的高速扫描信号重叠而得的交流。
这里，关于高速扫描，通过将该高速扫描的扫描频率调整为绕铰链81的固有旋转频率(由镜部分的形状、质量、旋转轴的弹簧常数等决定)附近，能够有效地使镜旋转，该铰链81为可动镜部70的旋转轴。另一方面，关于低速扫描，即使不一定与绕作为低速扫描用旋转轴的铰链83旋转的固有频率附近一致，也能够进行低速扫描。但是，也可以使用绕低速扫描用旋转轴旋转的固有频率附近。
这里，采用了用作为高速扫描用旋转轴的铰链81支撑反射部80、用作为低速扫描用旋转轴的铰链83支撑旋转外框82的构造，但相反地，也可以采用将铰链81作为低速扫描用旋转轴来支撑反射部80、将铰链83作为高速扫描用旋转轴来支撑旋转外框82的构造。
图9是本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图9的(a)是俯视图，图9的(b)是沿着将图9的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。使用Si基板71隔着SiO2膜72而设置Fe56Pt44薄膜74，由金属玻璃膜75形成反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84。另外，在与Fe56Pt44薄膜74接触的SiO2膜的相反侧的面上保留Si层，作为保持机械强度的镜下部基板76。
接着，参照图10的(a)至图10的(i)说明本发明的实施例1的二维光扫描镜装置的可动镜部的制造工序。首先，如图10的(a)所示，在大气中在1000℃下对厚度为500μm且主面为(100)面的硅基板71加热1小时，形成厚度为10nm～150nm的SiO2膜72、73。这里，SiO2膜72的膜厚为100nm。
接着，如图10的(b)所示，通过电子束加热蒸镀法，沉积厚度为142nm的Fe56Pt44薄膜74。接着，在真空中进行红外线照射并进行退火，由此，对Fe56Pt44薄膜74进行合金化。这里，设加热温度为650℃、加热时间为15分钟。接着，在Si基板71的<011>方向上施加磁场，对Fe56Pt44薄膜74进行磁化。另外，关于磁化，设磁场强度为5特斯拉、磁化时间为3分钟。
接着，如图10的(c)所示，使用离子研磨(milling)法将Fe56Pt44薄膜74加工为与图8所示的旋转外框82和反射部80对应的形状。这时，通过使铰链81、83的方向、即、镜部分的光扫描旋转轴与Si基板71的<010>方向一致，磁化方向与铰链81、83成45°。接着，如图10的(d)所示，使用缓冲HF对SiO2膜73进行蚀刻去除，仅在Si基板71的外周部保留该SiO2膜73。
接着，如图10的(e)所示，使用剥离(lift-off)法形成与反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84对应的形状的金属玻璃膜75。关于金属玻璃膜75，在0.4Pa的减压环境中使用溅射法将Zr75Cu30Al10Ni5成膜为10μm的厚度。另外，金属玻璃膜75的膜厚依赖于用反射部20的形状、质量、旋转部的弹簧常数等确定的固有旋转频率，大概为2μm～50μm，但这里为10μm。
接着，如图10的(f)所示，以与Fe56Pt44薄膜74的图案对应的方式，对Si基板71的底面侧进行蚀刻。接着，如图10的(g)所示，将SiO2膜73作为掩膜通过干蚀刻对Si基板71的底面侧进行蚀刻，而使SiO2膜72部分地露出。这时，在Fe56Pt44薄膜74的底面侧保留有100nm左右的Si层作为镜下部基板76。
接着，如图10的(h)所示，通过使用缓冲HF对SiO2膜72的露出部完全地进行蚀刻，使得铰链81、83仅成为金属玻璃膜75。接着，如图10的(i)所示，对Si基板71进行切割而切出二维光扫描镜装置，由此本发明的实施例1的二维扫描镜装置的可动镜部70的基本构造完成。
图11是在实施例1中生成的Fe56Pt44薄膜的磁滞曲线。如图11所示，面内方向矫顽力为800kA/m(10kOe左右)，剩余磁化为0.8特斯拉左右，即使使用薄膜，也获得了足够的矫顽力。此外，矩形比＝剩余磁通密度Br/最大磁通密度Bm≒0.82。
如图8所示，通过在该可动镜部70的下方设置螺线管/线圈90，形成二维光扫描镜装置。螺线管/线圈90的大小为外径5mm，高度3mm，导线的卷绕数为800匝。螺线管/线圈90使用粘接剂直接与可动镜部70的外周的Si基板71相接，以螺线管/线圈90的中心部与反射部的中心一致的方式使用粘接剂进行了固定安装。
对该二维光扫描镜装置实际照射激光束，将反射后的光投射到屏幕上，对光束的摆角进行了评价。其结果，以动作电压2V获得了纵向上30°且横向上5°的光束摆角。
调查了特性的外部环境和镜的反复使用的影响。选择外部气体温度和外部磁场作为具体的外部环境，求出相对于外部气体温度和外部磁场的特性的变化。其结果，即使外部温度上升，也不存在特性的变化。此外，作为外部磁场，即使在使理科教育用的条形磁铁(磁场的大小为50kA/m左右)与光镜装置接近之后，也未观察到特性的变化。另一方面，为了调查由镜的反复使用带来的影响，调查了使光扫描镜装置连续动作一个月之后的动作特性的变化。其结果，在连续动作一个月之后，对光束的摆角进行评价的结果也是，以动作电压2V获得纵向上30°、横向上5°的光束摆角，未观察到动作特性的劣化。
为了进行比较，评价了在形成与实施例1相同的Fe56Pt44薄膜之后不进行退火处理而生成的二维光扫描镜装置的特性。该情况下的矫顽力是10kA/m，但刚刚制作出光扫描镜装置之后的特性与进行退火处理且矫顽力为800kA/m的情况相同。但是，作为外部磁场，当在使理科教育用的条形磁铁(磁场的大小为50kA/m左右)接近二维光扫描镜装置之后测量特性时，在施加电压为2V时，获得了纵向上15°、横向上1°的光束摆角，但在该情况下，外部磁场的外部环境特性比对磁性薄膜进行退火而得的光扫描镜装置差。此外，关于使二维光扫描镜装置连续动作一个月之后的动作特性，也观察到动作特性的劣化。
并且，为了进行比较，评价了如下二维光扫描镜装置的特性，该二维光扫描镜装置是在形成与实施例1相同的Fe56Pt44薄膜之后进行退火处理，接着，在室温下照射180keV的20Ne+离子而制成的。该情况下的矫顽力为100kA/m。在施加电压为2V时，获得了纵向上30°、横向上5°的光束摆角，获得了与对磁性薄膜进行退火而得的光扫描镜装置相同的特性。此外，作为外部磁场，当在使理科教育用的条形磁铁(磁场的大小为50kA/m左右)接近光镜装置之后测量特性时，在施加电压为2V时，获得了纵向上30°、横向上5°的光束摆角，在该情况下，获得了与对磁性薄膜进行退火而得的光扫描镜装置相同的特性。关于使光扫描镜装置连续动作一个月之后的动作特性，也未观察到动作特性的劣化。
基于这些结果可知，如果磁性薄膜的矫顽力为100kA/m以上，则不存在由温度、外部磁场等一般的外部环境的变化和镜的反复使用带来的影响，明确了矫顽力对于实用的电磁驱动型光扫描镜的特性来说是重要的参数。此外，知晓了如实施例1所示的二维光扫描镜装置那样进行了小型化的情况下的具体必要矫顽力为100kA/m以上。
在实施例1中，使用硬质磁性膜作为磁性体，因此，即使是薄膜也能够确保足够的矫顽力和磁场引起的旋转力，其结果，能够在不使镜特性劣化的情况下，使可动镜部的构造简单化且小型化，能够使二维光扫描镜装置的整体尺寸小型化。
实施例2
接着，参照图12说明本发明的实施例2的二维光扫描镜装置，但除了替代Fe56Pt44薄膜而使用了Co80Pt20薄膜作为硬质磁性薄膜以外，都与上述的实施例1相同，因此，仅图示可动镜部的构造。图12是本发明的实施例2的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图12的(a)是俯视图，图12的(b)是沿着将图12的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。使用Si基板71隔着SiO2膜72而设置厚度为160nm的Co80Pt20薄膜77，由金属玻璃膜75形成反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84。另外，在与Co80Pt20薄膜77相接的SiO2膜的相反侧的面上设置有Si层作为镜下部基板76。
在形成该Co80Pt20薄膜77之后，在真空中，在温度670℃下进行了15分钟的退火处理。该Co80Pt20薄膜77的面内方向矫顽力为200kA/m左右。此外，剩余磁化为0.6特斯拉左右。此外，以磁场强度5特斯拉、磁化时间3分钟实施了对该Co80Pt20薄膜77的磁化。
与图8同样，在该实施例2的二维光扫描镜装置上设置有相同结构的螺线管/线圈。线圈的大小为外径5mm，高度3mm，导线的卷绕数为800匝。对该二维光扫描镜装置照射激光束，将反射后的光投射到屏幕上，评价了光束的摆角，而获得了与实施例1相同的效果。此外，作为外部磁场，当在使理科教育用的条形磁铁(磁场的大小为50kA/m左右)与二维光扫描镜装置接近之后测量特性时，观察到少许的劣化。此外，关于使二维光扫描镜装置连续动作一个月之后的动作特性，也处于虽然观察到动作特性的劣化但不妨碍实际使用的范围。基于这些结果可知，如果磁性薄膜的矫顽力为100kA/m以上，则不存在由温度、外部磁场等一般的外部环境的变化和镜的反复使用带来的影响。
实施例3
接着，参照图13说明本发明的实施例3的二维光扫描镜装置，但除了替代Fe56Pt44薄膜而使用了Co80Pd20薄膜作为硬质磁性薄膜以外，都与上述的实施例1相同，因此，仅图示可动镜部的构造。图13是本发明的实施例2的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图13的(a)是俯视图，图3的(b)是沿着将图13的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。使用Si基板71隔着SiO2膜72而设置厚度为150nm的Co80Pd20薄膜78，由金属玻璃膜75形成反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84。另外，在与Co80Pd20薄膜78相接的SiO2膜的相反侧的面上设置有Si层作为镜下部基板76。
在形成该Co80Pd20薄膜78之后，在真空中，在温度650℃下进行了15分钟的退火处理。该Co80Pd20薄膜78的面内方向矫顽力为160kA/m左右。此外，剩余磁化为0.5特斯拉左右。此外，以磁场强度5特斯拉、磁化时间3分钟实施了对该Co80Pd20薄膜78的磁化。
与图8同样，在该实施例3的二维光扫描镜装置上设置有相同结构的螺线管/线圈。线圈的大小为外径5mm，高度3mm，导线的卷绕数为800匝。对该二维光扫描镜装置照射激光束，将反射后的光投射到屏幕上，评价了光束的摆角，获得了与实施例1相同的效果。此外，作为外部磁场，当在使理科教育用的条形磁铁(磁场的大小为50kA/m左右)与二维光扫描镜装置接近之后测量特性时，观察到少许的劣化。此外，关于使二维光扫描镜装置连续动作一个月之后的动作特性，也处于虽然观察到动作特性的劣化但不妨碍实际使用的范围。基于这些结果也可知，如果磁性薄膜的矫顽力为100kA/m以上，则不存在由温度、外部磁场等一般的外部环境的变化和镜的反复使用带来的影响。
实施例4
接着，参照图14说明本发明的实施例4的二维光扫描镜装置，但作为硬质磁性薄膜，除了使Fe56Pt44薄膜为双层层叠构造以外都与上述的实施例1相同，因此仅图示可动镜部的构造。图14是本发明的实施例4的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图14的(a)是俯视图，图14的(b)是沿着将图14的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。
使用Si基板71隔着SiO2膜72而设置厚度为140nm的Fe56Pt44薄膜741、厚度为70nm的SiO2膜79和厚度为140nm的Fe56Pt44薄膜742，由金属玻璃膜75形成反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84。另外，在与Fe56Pt44薄膜741相接的SiO2膜的相反侧的面上设置有Si层作为镜下部基板76。
该情况下的面内方向矫顽力和剩余磁化与实施例1的情况大致相同，关于光束摆角获得了比实施例1更好的特性。另外，如实施例4那样，通过使硬质磁性薄膜为双层构造，在外部产生的磁场变大。
实施例5
接着，参照图15说明本发明的实施例5的二维光扫描镜装置，但作为硬质磁性薄膜，除了使Fe56Pt44薄膜为多层层叠构造以外都与上述的实施例1相同，因此仅图示可动镜部的构造。图15是本发明的实施例5的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图15的(a)是俯视图，图15的(b)是沿着将图15的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。
使用Si基板71而隔着SiO2膜72依次形成厚度为120nm的Fe56Pt44薄膜743、厚度为70nm的SiO2膜791、厚度为120nm的Fe56Pt44薄膜744、厚度为5nm的SiO2膜792和厚度为120nm的Fe56Pt44薄膜745。由金属玻璃膜75形成反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84。另外，在与Fe56Pt44薄膜741相接的SiO2膜的相反侧的面上设置有Si层作为镜下部基板76。
该情况下的面内方向矫顽力和剩余磁化与实施例1的情况大致相同，关于光束摆角获得了比实施例1更好的特性。并且，在隔着SiO2膜而使硬质磁性薄膜成为4层构造的情况下，也能够获得相同的特性。如实施例5那样，通过使硬质磁性薄膜为多层构造，外部产生的磁场变大。
实施例6
接着，参照图16说明本发明的实施例6的二维光扫描镜装置，但作为硬质磁性薄膜，除了Fe56Pt44薄膜的膜厚以外都与上述的实施例1相同，因此，仅图示可动镜部的构造。图16是本发明的实施例6的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图16的(a)是俯视图，图16的(b)是沿着将图16的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。
这里，设Fe56Pt44薄膜74的膜厚为88nm、210nm、460nm和580nm。膜厚越厚，用于获得与实施例1相同的光束摆角的驱动电压越下降，但基本特性与实施例1相同。
实施例7
接着，参照图17的(a)至图17的(i)说明本发明的实施例7的二维光扫描镜装置，但仅制造工序顺序不同，基本构造和制造方法7都与上述的实施例1相同，因此，仅说明制造工序。首先，如图17的(a)所示，在大气中，在1000℃下对厚度为0.4mm且主面为(100)面的硅基板71加热1小时，形成厚度为10nm～150nm的SiO2膜72、73。这里，SiO2膜72的膜厚为100nm。
接着，如图17的(b)所示，通过电子束加热蒸镀法，沉积厚度为142nm的Fe56Pt44薄膜74。接着，在真空中进行红外线照射并进行退火，由此，对Fe56Pt44薄膜74进行合金化。这里，设加热温度为650℃、加热时间为15分钟。接着，在Si基板71的<011>方向上施加磁场，对Fe56Pt44薄膜74进行磁化。另外，关于磁化，设磁场强度为5特斯拉、磁化时间为3分钟。
接着，如图17的(c)所示，使用离子研磨法将Fe56Pt44薄膜74加工为与图8所示的旋转外框82和反射部80对应的形状。这时，通过使铰链81、83的方向、即、镜部分的光扫描旋转轴与Si基板71的<010>方向一致，磁化方向与铰链81、83成45°。接着，如图17的(d)所示，用缓冲HF，将SiO2膜73蚀刻为与Fe56Pt44薄膜74和Si基板71的外周部对应的图案。
接着，如图17的(e)所示，使用剥离法形成与反射部80、铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84对应的形状的金属玻璃膜75。关于金属玻璃膜75，在0.4Pa的减压环境中使用溅射法将Zr75Cu30Al10Ni5成膜为10μm的厚度。
接着，如图17的(f)所示，将SiO2膜73作为掩膜对Si基板71的底面侧进行蚀刻，直到SiO2膜72部分地露出为止。接着，如图17的(g)所示，使用缓冲HF，去除保留在周边部的SiO2膜73以外的部分。
接着，如图17的(h)所示，将保留在周边部的SiO2膜73作为掩膜对Si基板71进行蚀刻，保留厚度为100μm的Si层作为镜下部基板76。接着，如图17的(i)所示，通过使用缓冲HF对SiO2膜72的露出部完全地进行蚀刻，使得铰链81、83仅为金属玻璃膜75。接着，对Si基板71进行切割而切出二维光扫描镜装置，由此，本发明的实施例7的二维扫描镜装置的可动镜部70的基本构造完成。
该实施例7的制造工序也不同，但最终构造为与上述的实施例1相同的构造，因此，也能够获得与上述的实施例1相同的特性。
实施例8
接着，参照图18说明本发明的实施例8的二维光扫描镜装置，但除了不像实施例1那样形成厚度为100nm左右的SiO2膜72而将Fe56Pt44薄膜74用作反射膜以外，都与上述的实施例1相同，因此，仅示出可动镜部的构造。图18是本发明的实施例8的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图18的(a)是俯视图，图18的(b)是沿着将图18的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。
如图18所示，在Si基板71上隔着极其薄的SiO2膜(省略图示)而设置Fe56Pt44薄膜74，对Si基板71的底面侧进行蚀刻，而保留与Fe56Pt44薄膜74的图案对应的部分及与铰链81、旋转外框82、铰链83和非旋转外框84对应的部分，将厚度为100μm的Si层作为镜下部基板76。在该情况下，也能够获得与上述的实施例1大致相同的特性。
实施例9
接着，参照图19说明本发明的实施例9的二维光扫描镜装置，但除了使用Fe56Pt44薄膜74作为反射膜以外都与上述的实施例1基本相同，因此，仅图示可动镜部的构造。图19是本发明的实施例9的二维光扫描镜装置的可动镜部的概略说明图，图19的(a)是俯视图，图19的(b)是沿着将图19的(a)中的A-A″连结起来的点划线的剖视图。反射部80的尺寸和可动镜部70整体的尺寸是任意的，但这里设反射部80的尺寸为500μm×300μm，可动镜部70的尺寸为2.7mm×2.5mm。
如图19所示，在Si基板71上隔着SiO2膜72而设置Fe56Pt44薄膜74，对Si基板71的底面侧进行蚀刻，以仅在非旋转外框84的外周部保留Si基板71。接着，对反射部80与旋转外框82之间的区域的SiO2膜72进行蚀刻去除，与铰链81对应的部分除外。在该情况下，也能够获得与上述的实施例1大致相同的特性。
实施例10
接着，参照图20说明本发明的实施例10的二维光扫描装置。图20是本发明的实施例10的二维光扫描装置的概略立体图。作为二维光扫描镜部，使用与上述的实施例1相同构造的二维光扫描镜装置。
首先，在厚度为500μm的Si基板101上使用火焰水解法形成厚度为15μm的SiO2膜102。接着，同样通过火焰水解法在SiO2膜102上形成厚度为2μm的SiO2-GeO2层(用折射率差Δn＝0.5％、Δn＝(n1-n2)/n1定义。n1：芯部的折射率、n2：包覆层的折射率)的膜。在该SiO2-GeO2层上通过使用接触掩膜的曝光法形成波导路宽度为2μm的光波导路图案104～106，以形成光合波器103。
接着，在光波导路图案104～106上，作为覆盖整体的保护层，同样通过火焰水解法形成厚度为20μm的SiO2膜(省略图示)作为上部包覆层。另外，红色用的光波导路图案104和蓝色用的光波导路图案106需要将光入射部弯曲成直角，因此，在弯曲的部分通过使用聚焦离子束法的蚀刻形成深度为30μm的深度沟槽，使得所引导的光在沟槽侧壁全反射，该聚焦离子束法使用Ga。接着，仅保留光合波器103的区域，通过蚀刻将其他部分的SiO2膜全部去除，使Si基板101成为裸露的状态。
接着，关于实施例1，通过图10的(a)至图10的(i)所示的工序形成二维光扫描镜部108。另外，该制造工艺的基本之处在于，使磁化后的全部工艺以200℃以下的温度进行，使得Fe56Pt44薄膜的永磁铁特性不会消失。另外，图中的标号107是SiO2膜。
接着，将红色半导体激光器芯片109、绿色半导体激光器芯片110和蓝色半导体激光器芯片111接合在Si基板101上，以使光分别入射到光波导路图案104～106。这时，将Si基板101蚀刻至规定的深度，以使红色半导体激光器芯片109、绿色半导体激光器芯片110和蓝色半导体激光器芯片111的激光器射出端与光波导路图案104～106的位置匹配。
接着，将驱动二维光扫描镜装置108的反射部的螺线管/线圈112配置于Si基板101的下侧，使用粘接剂而将螺线管/线圈112固定于Si基板101。这时，在不对螺线管/线圈112施加光扫描信号的状态下，使得反射部的镜面相对于与基板101的主面大致平行的光束倾斜45°。即，预先以机械的外部力设置为相对于光束倾斜45°，对由金属玻璃构成的铰链照射缩窄后的激光束(光束直径为70μm，输出为10mW)而对铰链进行局部加热，固定为倾斜了45°的状态。其结果，能够缓和铰链产生的应力，即使去除外部力，反射部也保持倾斜45°的状态。这时的机械的外部力可以使用探针(悬臂)来施加。该二维光扫描装置的尺寸的纵向为6mm，横向为3mm，高度为3mm，可实现超小型化。
也可以在不对螺线管/线圈112施加光扫描信号的状态时，通过在螺线管/线圈112中稳定地流过直流电流，使镜面相对于光束倾斜45°，使得镜面相对于光束最初从45°起倾斜。其结果，通过除了该直流电流以外还流过交流的信号，能够以倾斜的45°为中心使扫描镜旋转。
或者，也可以在螺线管/线圈112的附近配置永磁铁，使其相对于光束倾斜45°。在该情况下，仅通过在螺线管/线圈112中流过交流的信号，就能够以倾斜的45°为中心使扫描镜旋转。
在实施例10中，将光合波器和可动镜部一体地集成在Si基板上，因此，能够使二维光扫描装置的整体尺寸紧凑，优选用作眼镜型视网膜扫描显示器用的二维光扫描装置。
实施例11
接着，参照图21说明本发明的实施例11的二维光扫描装置，但除了螺线管/线圈的位置以外都与上述的实施例10相同，因此，仅图示螺线管/线圈附近。图21是本发明的实施例11的二维光扫描装置的螺线管/线圈附近的侧视图。将外径为5mm、高度为3mm且导线的卷绕数为800匝的螺线管/线圈112的中心轴配置成，从二维扫描镜部108的中心部起在激光束的方向上偏离1mm。
这样，通过使螺线管/线圈112的中心轴从二维扫描镜部108的中心部起在激光束的方向上偏离1mm，使得二维扫描镜部108的磁化的端部与螺线管/线圈112接近而相互作用变大。因此，相比螺线管/线圈112的中心轴与二维扫描镜部108的中心部一致的情况，能够将直流电流的强度减少50％。在该情况下，也通过除了直流电流以外还流过交流的信号，能够以倾斜的45°为中心使扫描镜旋转。另外，图21中的标号113、114、115分别是Fe56Pt44薄膜、金属玻璃膜和镜下部基板。
实施例12
接着，参照图22说明本发明的实施例12的二维光扫描装置。图22是本发明的实施例12的二维光扫描装置的概略立体图。作为二维光扫描镜部，使用与上述的实施例1相同构造的二维光扫描镜装置。
在安装基板120上安装具有螺线管/线圈133的二维光扫描镜装置130，并且，在对该二维光扫描镜装置130照射激光束的位置上安装光源装置140。该光源装置具有与上述的实施例10所示的二维光扫描装置中的光源部相同的构造。即，在Si基板141上隔着SiO2膜142而设置光波导路图案144～146，在该光波导路图案144～146上设置作为上部包覆层的SiO2膜(省略图示)，而形成光合波器143。接着，去除形成有光合波器143的区域以外的区域中的SiO2膜142，而使Si基板141露出。另外，图22中的标号131、132分别是Si基板和SiO2膜。
接着，将红色半导体激光器芯片147、绿色半导体激光器芯片148和蓝色半导体激光器芯片149接合在Si基板141上，以使光分别入射到光波导路图案144～146。这时，将Si基板141蚀刻至规定的深度，以使红色半导体激光器芯片147、绿色半导体激光器芯片148和蓝色半导体激光器芯片149的激光器射出端与光波导路图案144～146的位置匹配。
在本发明的实施例12中，将二维光扫描镜装置130和光源装置140形成在不同基板上，因此，在各自的制造工序中，热处理温度、蚀刻条件等的限制变少。另外，作为安装基板，可以是蓝宝石基板等绝缘性基板，也可以是金属基板，或者，还可以考虑二维光扫描镜装置130与光源装置140的电连接，使用印刷布线基板等。
这里，关于包含实施例1至实施例12的本发明的实施方式，标注以下的附录。
(附录1)一种二维光扫描镜装置，其具有：基板；可动镜部，其具有光扫描旋转轴，以能够进行二维光扫描的方式支承在所述基板上；硬质磁性薄膜，其设置于所述可动镜部；以及磁场产生装置，其至少包含驱动所述可动镜部的交流磁场产生装置，所述硬质磁性薄膜在膜平面方向上具有磁化方向，所述磁场产生装置产生的磁场与所述硬质磁性薄膜的矫顽力的比为0.2以下。
(附录2)根据附录1所述的二维光扫描镜装置，其中，所述硬质磁性薄膜为反射镜。
(附录3)根据附录1所述的二维光扫描镜装置，其中，该二维光扫描镜装置至少在所述硬质磁性薄膜的表面上具有作为反射镜的反射膜。
(附录4)根据附录1～3中的任意一项所述的二维光扫描镜装置，其中，所述可动镜部具有：反射部；旋转外框，其用一对第1铰链支承所述反射部；以及非旋转外框，其用设置在与所述第1铰链垂直的方向上的一对第2铰链支承所述旋转外框。
(附录5)根据附录4所述的二维光扫描镜装置，其中，所述旋转外框和所述非旋转外框由兼用作反射镜的金属玻璃形成。
(附录6)根据附录4所述的二维光扫描镜装置，其中，所述旋转外框和所述非旋转外框由非磁性电介质膜形成，并且，所述硬质磁性薄膜设置在所述反射部和所述旋转外框上。
(附录7)根据附录1～6中的任意一项所述的二维光扫描镜装置，其中，所述硬质磁性薄膜的矫顽力为100kA/m以上。
(附录8)根据附录1～7中的任意一项所述的二维光扫描镜装置，其中，所述硬质磁性薄膜是以Fe和Pt为主成分的磁性材料、以Co和Pt为主成分的磁性材料或者以Fe和Pd为主成分的磁性材料中的任意材料。
(附录9)根据附录1～8中的任意一项所述的二维光扫描镜装置，其中，所述硬质磁性薄膜的磁化方向相对于所述可动镜部的所述光扫描旋转轴为45°±30°的范围内的角度。
(附录10)根据附录1～9中的任意一项所述的二维光扫描镜装置，其中，在不对所述交流磁场产生装置施加光扫描信号的状态下，所述可动镜部的反射面相对于所述基板的主面在45°±30°的范围内倾斜。
(附录11)根据附录1～9中的任意一项所述的二维光扫描镜装置，其中，所述基板是单晶Si基板。
(附录12)一种二维光扫描镜装置的制造方法，具有：在基板上形成硬质磁性薄膜的工序；对所述硬质磁性薄膜进行磁化的工序；以及对磁化后的所述硬质磁性薄膜进行加工从而形成可动镜部的工序。
(附录13)根据附录12所述的二维光扫描镜装置的制造方法，其中，在对所述硬质磁性薄膜进行磁化的工序之前，还具有对所述硬质磁性薄膜进行退火的工序。
(附录14)一种二维光扫描装置，其具有附录1～13中的任意一项所述的二维光扫描镜装置；以及光源，其形成在所述基板上。
(附录15)一种二维光扫描装置，其具有：附录1～13中的任意一项所述的二维光扫描镜装置；安装基板，所述二维光扫描镜装置安装于该安装基板；以及光源，其安装在所述安装基板上的对所述二维光扫描镜装置照射激光束的位置上。
(附录16)根据附录14或者15所述的二维光扫描装置，其中，所述光源具有红色激光器、绿色激光器、蓝色激光器、以及对所述红色激光器、所述绿色激光器和蓝色激光器的输出光进行合波的光合波器。
(附录17)一种图像投影装置，其具有：附录14～16中的任意一项所述的二维光扫描装置；二维光扫描控制部，其对所述交流磁场产生装置施加二维光扫描信号，而对从所述光源射出的出射光二维地进行扫描；以及图像形成部，其将所述扫描的所述出射光投射到被投影面上。
标号说明
10：可动镜部；11：第1铰链；12：旋转外框；13：第2铰链；14：非旋转外框；20：反射部；21：基板；22：硬质磁性薄膜；23：反射膜；30：磁场产生装置；31：交流磁场产生装置；32：永磁铁；41：光合波器；42：红色激光器；43：绿色激光器；44：蓝色激光器；50：控制单元；51：控制部；52：操作部；53：外部I/F；54：R激光器驱动器；55：G激光器驱动器；56：B激光器驱动器；57：二维扫描驱动器；58：凹面反射镜；59：瞳孔；60：视网膜；70：可动镜部；71：Si基板；72、73：SiO2膜；74、741、742、743、744、745：Fe56Pt44薄膜；75：金属玻璃膜；76：镜下部基板；77：Co80Pt20薄膜；78：Co80Pd20薄膜；79、791、792：SiO2膜；80：反射部；81、83：铰链；82：旋转外框；84：非旋转外框；90：螺线管/线圈；101：Si基板；102：SiO2膜；103：光合波器；104～106：光波导路图案；107：SiO2膜；108：二维光扫描镜部；109：红色半导体激光器芯片；110：绿色半导体激光器芯片；111：蓝色半导体激光器芯片；112：螺线管/线圈；113：Fe56Pt44薄膜；114：金属玻璃膜；115：镜下部基板；120：安装基板；130：二维光扫描镜装置；131：Si基板；132：SiO2膜；133：螺线管/线圈；140：光源装置；141：Si基板；142：SiO2膜；143：光合波器；144～146：光波导路图案；147：红色半导体激光器芯片；148：绿色半导体激光器芯片；149：蓝色半导体激光器芯片。

Claims (10)

1.一种二维光扫描镜装置，其具有：
基板；
可动镜部，其具有光扫描旋转轴，该可动镜部以能够进行二维光扫描的方式被支承在所述基板上；
硬质磁性薄膜，其设置于所述可动镜部；以及
磁场产生装置，其至少包含驱动所述可动镜部的交流磁场产生装置，
所述硬质磁性薄膜在膜平面方向上具有磁化方向，
所述磁场产生装置产生的磁场与所述硬质磁性薄膜的矫顽力的比为0.2以下，所述硬质磁性薄膜的矫顽力为100kA/m以上。
2.根据权利要求1所述的二维光扫描镜装置，其中，
所述硬质磁性薄膜为反射镜。
3.根据权利要求1所述的二维光扫描镜装置，其中，
该二维光扫描镜装置至少在所述硬质磁性薄膜的表面上具有作为反射镜的反射膜。
4.根据权利要求1所述的二维光扫描镜装置，其中，
所述硬质磁性薄膜的磁化方向相对于所述可动镜部的所述光扫描旋转轴为45°±30°的范围内的角度。
5.根据权利要求1所述的二维光扫描镜装置，其特征在于，
在不对所述交流磁场产生装置施加光扫描信号的状态下，所述可动镜部的反射面相对于所述基板的主面在45°±30°的范围内倾斜。
6.一种二维光扫描镜装置的制造方法，具有：
在基板上形成硬质磁性薄膜的工序；
对所述硬质磁性薄膜进行退火的工序；
对退火后的所述硬质磁性薄膜进行磁化的工序；以及
对磁化后的所述硬质磁性薄膜进行加工从而形成可动镜部的工序，
其中，所述硬质磁性薄膜在膜平面方向上具有磁化方向，
驱动所述可动镜部的磁场产生装置产生的磁场与所述硬质磁性薄膜的矫顽力的比为0.2以下，所述硬质磁性薄膜的矫顽力为100kA/m以上。
7.一种二维光扫描装置，其具有：
权利要求1所述的二维光扫描镜装置；以及
光源，其形成在所述基板上。
8.一种二维光扫描装置，其具有：
权利要求1所述的二维光扫描镜装置；
安装基板，所述二维光扫描镜装置安装于该安装基板；以及
光源，其安装在所述安装基板上的对所述二维光扫描镜装置照射激光束的位置。
9.一种图像投影装置，其具有：
权利要求7所述的二维光扫描装置；
二维光扫描控制部，对所述交流磁场产生装置施加二维光扫描信号，而对从所述光源射出的出射光二维地进行扫描；以及
图像形成部，其将所述扫描的所述出射光投射到被投影面上。
10.一种图像投影装置，其具有：
权利要求8所述的二维光扫描装置；
二维光扫描控制部，对所述交流磁场产生装置施加二维光扫描信号，而对从所述光源射出的出射光二维地进行扫描；以及
图像形成部，其将所述扫描的所述出射光投射到被投影面上。
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