JP2001075042A

JP2001075042A - 光偏向器

Info

Publication number: JP2001075042A
Application number: JP24770199A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sugano; 泰弘菅野; Mikio Okumura; 実紀雄奥村; Takayuki Izeki; 隆之井関
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】１軸回転方向の駆動手段で２軸方向に走査可
能とし、駆動手段の構成を簡単にする。【解決手段】ベース２０に一対の第１支持梁２４を介
して第１振動板２３を支持し、この第１振動板２３に第
１支持梁２４に直交する一対の第２支持梁２６を介して
第２振動板２５を支持し、第２振動板２５が一対の第１
支持梁２４の変形によって第１回転軸Ａを中心として揺
動自在に構成すると共に、一対の第２支持梁２６の変形
によって第２回転軸Ｂを中心として揺動自在に構成し、
振動板２５の形状は、全体としての重心位置Ｇが第１回
転軸Ａ及び第２回転軸Ｂの交点に位置すると共に、その
重心Ｇに対して点対称であり、且つ、第１回転軸Ａ及び
第２回転軸Ｂに対して線対称でない平行四辺形とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビーム等の
光を反射させて光偏向を行う光偏向器に関する。

【従来の技術】電子写真式複写機、レーザビームプリン
タ、バーコードリーダ等の光学機器の走査装置や、光デ
ィスクのトラッキング制御装置の光偏向装置や、レーザ
光をスキャニングして映像を投影する表示装置などには
光偏光器が使用されている。

【０００２】一般に、機械的に光偏向を行う光偏光器と
しては、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、揺動型反射鏡
（ガルバノミラー）等があるが、ガルバノミラー型のも
のはポリゴンミラー型のものに比べて機構が小型化で
き、又、最近の半導体プロセス技術ではシリコン基板を
用いたマイクロミラーの試作例なども報告されており、
さらに小型化、軽量化、低コスト化が期待できる。

【０００３】このようなガルバノミラー型の光偏向器の
２軸方向走査可能な従来例が図７に示されている。図７
において、光偏向器１のベース２上には平板状の振動体
３が固定されている。この振動体３は、方形状の外枠部
４と、この外枠部４の内部スペースに一対の第１支持梁
５を介して揺動自在に支持された方形枠体状の第１振動
部６と、この第１振動部６の更に内部スペースに一対の
第２支持梁７を介して揺動自在に支持された第２振動部
８とから構成されている。第１振動部６は一対の第１支
持梁５を第１回転軸Ａとして揺動し、第２振動部８は一
対の第２支持梁７を第２回転軸Ｂとして揺動し、第１振
動部６と第２振動部８とは互いに直交する方向に揺動す
る。第２振動部８の上面には光反射ミラー９が設けられ
ている。

【０００４】又、光偏向器１の駆動手段Ｄは、ベース２
上に配置された一対の第１電極１０と一対の第２電極１
１とを有する。一対の第１電極１０は第１振動部６の左
右揺動両側の裏面に対向する位置に配置され、又、一対
の第２電極１１は第２振動部８の左右揺動両側の裏面に
対向する位置に配置されている。この第１、第２電極１
０、１１の相手側の電極として第１、第２振動部６、８
が構成され、各第１電極１０と第１振動部６との間には
選択的に電圧を印加できるよう構成されている。又、各
第２電極１１と第２振動部８との間にも選択的に電圧を
印加できるよう構成されている。

【０００５】上記構成において、第１電極１０の一方と
第１振動部６との間に電圧が印加されたときには第１振
動部６が静電力により吸引されて第１振動部６が一対の
第１支持梁５を第１回転軸Ａとして回転し、又、第１電
極１０の他方と第１振動部６との間に電圧が印加された
ときには第１振動部６が静電力により吸引されて第１振
動部６が一対の第１支持梁５を第１回転軸Ａとして上記
の反対方向に回転する。従って、一対の第１電極１０に
交互に電圧を印加することによって第１振動部６が揺動
し、同様の理由により一対の第２電極１１に交互に電圧
を印加することによって第２振動部８が一対の第２支持
梁７を揺動中心軸Ｂとして第１振動部６に対して揺動す
る。この第２振動部７の光反射ミラー９に照射された光
は、第１、第２振動部６、８の揺動によって反射角がＸ
軸走査方向及びＹ軸走査方向に光偏向される。

【０００６】尚、上記従来例と略同一の技術が特開平６
−１８０４２８号公報に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例の２軸方向走査可能な光偏向器１では、光反射ミラ
ー９を形成した第２振動部８を第１回転軸Ａを中心とし
て揺動させる場合には一対の第１電極１０に、第２回転
軸Ｂを中心として揺動させる場合には別の一対の第２電
極１１にそれぞれ電圧を供給しなければならなかった。
つまり、各軸方向毎に駆動力を作用させる必要があった
ため、駆動手段Ｄの構成が複雑であるという問題があっ
た。尚、静電力以外の駆動力を作用させる場合にも同様
である。

【０００８】そこで、本発明は、前記した課題を解決す
べくなされたものであり、１軸回転方向の駆動手段で２
軸方向に走査でき駆動手段の構成を簡単にできる光偏向
器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光反
射ミラー面を有する振動板をベースに対して互いに直交
する第１回転軸及び第２回転軸を中心としてそれぞれ揺
動自在な２軸揺動構成とし、前記振動板は、全体として
の重心位置が前記第１回転軸及び第２回転軸の交点に位
置すると共に、いずれか一方の回転軸を境界として仕切
られる２つの領域の各重心位置が前記第１回転軸及び第
２回転軸に対して共にシフトした位置で、且つ、前記第
１回転軸及び第２回転軸の交点に対して点対称の位置に
なる重心構成としたことを特徴とする。

【００１０】請求項２の発明は、前記請求項１に記載の
光偏向器において、前記２軸揺動構成は、前記ベースに
一対の第１支持梁を介して第１振動板を支持し、この第
１振動板に前記第１支持梁に直交する一対の第２支持梁
を介して前記振動板を支持し、前記振動板が前記一対の
第１支持梁の変形によって第１回転軸を中心として揺動
すると共に、前記一対の第２支持梁の変形によって第２
回転軸を中心として揺動するものであることを特徴とす
る。

【００１１】請求項３の発明は、前記請求項１に記載の
光偏向器において、前記２軸揺動構成は、振動板の外側
位置に間隔を置いて平行に配置された一対の第１支持梁
を左右に設け、この４本の第１支持梁の各外端を前記ベ
ースに固定し、左右の一対の第１支持梁の互いの内端を
近接対向し、且つ、上下方向に撓み変形可能な自由端と
して構成し、この４本の第１支持梁の内端と前記振動板
との間を前記第１支持梁に直交し、且つ、前記振動板の
重心を通る軸に対して略対称に配置された第２支持梁で
それぞれ連結し、この各第２支持梁を捩じり変形及び撓
み変形可能に構成し、前記振動板が前記第１支持梁の自
由端の撓み変形と前記第２支持梁の撓み及び捩じり変形
とによって第１回転軸を中心として揺動すると共に、前
記第１支持梁の撓み変形と前記第２支持梁の撓み変形と
によって第２回転軸を中心として揺動するものであるこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項４の発明は、前記請求項１〜請求項
３のいずれかに記載の光偏向器において、前記重心構成
は、前記振動板の形状がその重心に対して点対称であ
り、且つ、前記第１回転軸及び第２回転軸に対して線対
称でないことによって構成したことを特徴とする。

【００１３】請求項５の発明は、前記請求項２又は請求
項４に記載の光偏向器において、前記第１振動板に第１
回転軸を中心とする回転モーメントを付与する駆動手段
を有し、この駆動手段が前記振動板の固有振動数を重畳
した信号で前記第１振動板を駆動することを特徴とす
る。

【００１４】請求項６の発明は、前記請求項３又は請求
項４に記載の光偏向器において、前記第１支持梁に自由
端を上下動させる駆動力を付与する駆動手段を有し、こ
の駆動手段が前記振動板の第１回転軸を中心とする揺動
の固有振動数、及び、前記振動板の第２回転軸を中心と
する揺動の固有振動数の少なくとも一方の固有振動数を
重畳した信号で前記第１支持梁を駆動することを特徴と
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１６】図１及び図２は本発明の第１実施形態を示
し、図１（Ａ）は光偏向器の平面図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）のＭ−Ｍ線断面図、図２（Ａ）は振動板の平面
図、図２（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ振動板に駆動揺動方
向とは別に回転モーメントが発生することを説明するた
めの振動板の概略左側面図である。

【００１７】図１（Ａ）、（Ｂ）において、光偏向器１
Ａのベース２０には一対の振動体支持部２０ａが立設さ
れ、この一対の振動体支持部２０ａ上に振動体２１が固
定されている。この振動体２１は、振動体支持部２０ａ
に固定される一対の固定部２２と、この一対の固定部２
２の内側スペースに配置された第１振動板２３と、この
第１振動板２３の重心を通る第１回転軸Ａ上の位置で第
１振動板２３と各固定部２２とを連結する一対の第１支
持梁２４と、前記第１振動板２３の開口部２３ａ内に配
置された振動板である第２振動板２５と、この第２振動
板２５の重心を通り、前記第１回転軸Ａに直交する第２
回転軸Ｂ上の位置で第２振動板２５と第１振動板２３と
を連結する一対の第２支持梁２６とから一体的に構成さ
れている。

【００１８】第２振動板２５は、一対の第１支持梁２４
が捩じり変形することによって第１振動板２３と共に第
１回転軸Ａを中心として揺動し、又、第２支持梁２６が
捩じり変形することによって揺動中心軸Ｂを中心として
揺動する。又、第２振動板２５の形状は、全体としての
重心位置Ｇが前記第１回転軸Ａ及び第２回転軸Ｂの交点
に位置すると共に、その重心に対して点対称であり、且
つ、第１回転軸Ａ及び第２回転軸Ｂに対して線対称でな
い形状、この第１実施形態では平行四辺形にて構成され
ている。

【００１９】そして、このような形状とすることによっ
て、第２振動板２５は、第２回転軸Ｂを境界として仕切
られる２つの領域Ｓ１、Ｓ２（図１（Ａ）、図２（Ａ）
では明確化のためにハッチングにて示す）の各重心位置
ｇ１、ｇ２が第１回転軸Ａ及び第２回転軸Ｂに対して共
にシフトした位置で、且つ、第１回転軸Ａ及び第２回転
軸Ｂの交点に対して点対称の位置になる重心構成となっ
ている。

【００２０】前記第２振動板２５の上面には光反射ミラ
ー面２７が設けられており、光反射ミラー面２７は例え
ば第２振動板２５の上面に光反射膜を施すことによって
作られる。

【００２１】光偏向器１Ａの駆動手段Ｄ１（図示せず）
は、ベース２０上に配置された一対の電極２８ａ、２８
ｂのみを有し、この一対の電極２８ａ、２８ｂは第１振
動板２３の左右揺動端部分に対向する下方位置にそれぞ
れ設けられている。この一対の電極２８ａ、２８ｂの相
手側電極として第１振動板２３が構成され、一対の電極
２８ａ、２８ｂのいずれか一方と第１振動板２３との間
には選択的に電圧を印加できるよう構成されている。

【００２２】上記構成において、図１（Ｂ）の実線で示
すように、一対の第１電極２８ａ、２８ｂが電圧無印加
の状態では第１振動板２３及び第２振動板２５は共に中
立位置に位置する。この状態にあって、一対の第１電極
２８ａ、２８ｂに交互に電圧が印加されると、第１振動
板２３の左右揺動端部分に交互に静電力が作用して第１
振動板２３が図１（Ｂ）の仮想線で示すように、一対の
第１支持梁部２４の捩じれにより第１回転軸Ａを中心と
して揺動する。この揺動によって第２振動板２５も第１
回転軸Ａを中心として共に揺動する。

【００２３】このような第２振動板２５の揺動に際して
第２振動板２５の双方の領域Ｓ１、Ｓ２にはその質量の
非対称性より回転モーメントＭ１、Ｍ２が作用する。こ
の回転モーメントＭ１、Ｍ２は各領域Ｓ１、Ｓ２の重心
位置ｇ１、ｇ２に外力Ｆが作用すると等価に考えること
ができる。具体的には、図２（Ａ）のＲ１回転方向に際
して一方の領域Ｓ１の重心位置ｇ１は第１回転軸Ａに対
して左側にシフトした位置（シフト量Ｄ１）であるため
下方の回転モーメントＭ１（＝Ｆ・Ｄ１）として作用
し、他方の領域Ｓ２の重心位置ｇ２は第１回転軸Ａに対
して右側にシフトした位置（シフト量Ｄ１）であるため
上方の回転モーメントＭ２（＝Ｆ・Ｄ１）として作用す
る。図２（Ａ）のＲ２回転方向に際しては、反対の関係
が成り立つ。尚、各重心ｇ１、ｇ２が第１回転軸Ａ上に
位置すればこのような回転モーメントは作用しない。そ
して、この回転モーメントＭ１、Ｍ２は各重心位置ｇ
１、ｇ２が点対称位置であるため互いに方向が逆で、且
つ、大きさが同じである。

【００２４】ここで、第２振動板２５は一対の第２支持
梁２６で支持されており、上記外力Ｆを第２回転軸Ｂに
対して考えた場合には、一方の領域Ｓ１の重心位置ｇ１
は第２回転軸Ｂに対して上側にシフトした位置（シフト
量Ｄ２）であり、他方の領域Ｓ２の重心位置ｇ２は第２
回転軸Ｂに対して下側にシフトした位置（シフト量Ｄ
２）であるので、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、互
いに逆方向で、且つ、大きさが同じ回転モーメントＭ３
（＝Ｆ・Ｄ２）、Ｍ４（＝Ｆ・Ｄ２）として作用するた
め、この回転モーメントＭ３、Ｍ４によって第２振動板
２５が第２回転軸Ｂを中心として揺動する。尚、各重心
ｇ１、ｇ２が第２回転軸Ｂ上に位置すればこのような回
転モーメントは作用しない。

【００２５】以上より、第１実施形態では、第１振動板
２３に第１回転軸Ａを中心とする回転モーメントを付与
して第１振動板２３を第１回転軸Ａを中心に揺動させる
と、第２振動板２５には第２回転軸Ｂを中心とする回転
モーメントが発生して第２回転軸Ｂを中心にも揺動する
ため、１軸回転方向の駆動手段Ｄ１で２軸方向に走査で
き駆動手段Ｄ１の構成を簡単にできる。

【００２６】また、駆動手段Ｄ１が第２振動板２５の固
有振動数を重畳した信号で第１振動板２３を駆動するよ
う構成すれば、第２振動板２５が共振により揺動する。
従って、第１振動板２３を小さく揺動させるだけで共振
により第２振動板２５が第２回転軸Ｂを中心として大き
く揺動するため、省電力化に供する。

【００２７】図３及び図４は本発明の第２実施形態を示
し、図３（Ａ）は光偏向器の斜視図、図３（Ｂ）はその
概略正面図、図４は光偏光器の平面図である。図３及び
図４において、光偏光器１Ｂのベース３０上には一定の
間隔を置いて左右一対の振動体支持部３０ａが一体的に
設けられ、この一対の振動体支持部３０ａの間の上面は
その前後両端部３０ｂに対しその中央部が凹部３０ｃと
して構成されている。このように構成されたベース３０
上に振動体３１が配置されている。

【００２８】この振動体３１は、一対の第１支持梁３２
ａ、３２ｂを有する左アーム体３２と、一対の第１支持
梁３３ａ、３３ｂを有する右アーム体３３と、振動板３
４と、４本の第２支持梁３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６
ｂとから一体的に構成されている。左アーム体３２は、
左外側端部が左方の振動体支持部３０ａに固定され、間
隔を置いて平行に内側に延長配置され、内側端部が自由
端である一対の第１支持梁３２ａ、３２ｂを有する。右
アーム体３３は、右外側端部が右方の振動体支持部３０
ａに固定され、間隔を置いて平行に内側に延長配置さ
れ、内側端部が自由端である一対の第１支持梁３３ａ、
３３ｂを有する。振動板３４は、４本の第１支持梁３２
ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂで囲まれたスペースに配置
される。４本の第２支持梁３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３
６ｂは、振動板３４と４本の第１支持梁３２ａ、３２
ｂ、３３ａ、３３ｂとの間を連結する。

【００２９】左右の一対の第１支持梁３２ａ、３２ｂ、
３３ａ、３３ｂは、互いに対向する内端が近接対向し、
別個独立に上下方向に撓み変形及び捩じり変形可能に構
成されている。各第２支持梁３５ａ、３５ｂ、３６ａ、
３６ｂは各第１支持梁３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ
に直交し、且つ、振動板３４の重心Ｇを通る第１回転軸
Ａに対して略対称位置に配置されている。第２支持梁３
５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂは、捩じり変形及び撓み
変形可能に構成されている。

【００３０】振動板３４は、第１実施形態と同様に平行
四辺形にて構成されている。振動板３４の上面には光反
射ミラー面３７が設けられており、光反射ミラー面３７
は例えば振動板３４の上面に光反射膜を施すことによっ
て作られる。

【００３１】光偏向器１Ｂの駆動手段Ｄ２は、ベース２
０上に配置された一対の電極３８ａ、３８ｂのみを有
し、この一対の電極３８ａ、３８ｂは第１支持梁３２
ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂの前後内端部分に対向する
下方位置にそれぞれ設けられている。この一対の電極３
８ａ、３８ｂの相手側電極として第１支持梁３２ａ、３
２ｂ、３３ａ、３３ｂが構成され、前方の電極３８ａ及
び前方の第１支持梁３２ａ、３３ａの間と、後方の電極
３８ｂ及び後方の第１支持梁３２ｂ、３３ｂの間とに選
択的に電圧を印加できるよう構成されている。又、図４
において、４０は電極引き出し線、４１は接続パッドで
ある。

【００３２】上記構成において、一対の電極３８ａ、３
８ｂが電圧無印加の状態では振動板３４は中立位置に位
置する。この状態にあって、一対の電極３８ａ、３８ｂ
に交互に電圧が印加されると、前方の第１支持梁３２
ａ、３３ａ及び前方の第２支持梁３５ａ、３６ａの組
と、後方の第１支持梁３２ｂ、３３ｂ及び後方の第２支
持梁３５ｂ、３６ｂの組とが交互に上下方向に撓み変形
及び捩じり変形して振動板３４が第２回転軸Ｂを中心と
して揺動する。

【００３３】このような振動板３４の揺動に際して振動
板３４の双方の領域Ｓ１、Ｓ２にはその質量の非対称性
より前記第１実施形態と同様に回転モーメントＭ１、Ｍ
２が作用し、この回転モーメントにより振動板３４は、
図３（Ｂ）に示すように、第１支持梁３２ａ、３２ｂ、
３３ａ、３３ｂの撓み及び捩じり変形及び第２支持梁３
５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂの撓み及び捩じり変形に
よって第１回転軸Ａを中心として揺動する。

【００３４】以上より、第２実施形態では、振動板３４
に第２回転軸Ｂを中心とする回転モーメントを付与して
振動板３４を第２回転軸Ｂを中心に揺動させると、振動
板３４には第１回転軸Ａを中心とする回転モーメントが
発生して第１回転軸Ａを中心にも揺動するため、１軸回
転方向の駆動手段Ｄ２で２軸方向に走査でき駆動手段Ｄ
２の構成を簡単にできる。

【００３５】また、駆動手段Ｄ２が振動板３４の第１回
転軸Ａを中心とする揺動の固有振動数を重畳した信号で
振動板３４を駆動するよう構成すれば、振動板３４が共
振により揺動する。従って、振動板３４を小さく揺動さ
せるだけで共振により振動板３４が第１回転軸Ａを中心
として大きく揺動するため、省電力化に供する。

【００３６】第２実施形態の変形例として、駆動手段Ｄ
２は、左側の一対の第１支持梁３２ａ、３２ｂの下方位
置と、右側の一対の第１支持梁３３ａ、３３ｂの下方位
置とに一対の電極を有し、この一対の電極に交互に電圧
を印加することによって振動板３４を第１回転軸Ａを中
心として揺動させるよう構成しても良い。すると、前記
と同様の理由により、振動板３４には第２回転軸Ｂを中
心とする回転モーメントが発生して第２回転軸Ｂを中心
にも揺動する。共振で揺動させる場合には、振動板３４
の第２回転軸Ｂを中心とする揺動の固有振動数を重畳し
た信号で振動板３４を駆動する。

【００３７】図５及び図６は本発明の第３実施形態を示
し、図５は光偏向器の斜視図、図６は光偏光器の平面図
である。図５及び図６において、この第３実施形態にあ
って前記第２実施形態と比較して光偏向器１Ｃの駆動手
段Ｄ３（図示せず）の構成のみが相違し、他の構成は同
一であるため、駆動手段Ｄ３の構成のみを説明し、その
他の構成は図面に同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００３８】即ち、光偏向器１Ｃの駆動手段Ｄ３は、４
本の第１支持梁３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂの上面
に固定されたＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３）等
からなる圧電体４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂを有す
る。各圧電体４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂに電圧が
印加されると、圧電材料が分極して各第１支持梁３２
ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂに撓み変形力を付与するも
のである。

【００３９】前方の圧電体４３ａ、４４ａ同士と後方の
圧電体４３ｂ、４４ｂ同士とを組として交互に電圧を印
加することによって振動板３４が第２回転軸Ｂを中心に
強制揺動し、この強制揺動により前記と同様な回転モー
メントが発生して振動板３４が第１回転軸Ａを中心とし
て揺動する。又、左側の一対の圧電体４３ａ、４３ｂ同
士と右側の一対の圧電体４４ａ、４４ｂ同士とを組とし
て交互に電圧を印加することによって振動板３４が第１
回転軸Ａを中心に強制揺動し、この強制揺動により前記
と同様な回転モーメントが発生して振動板３４が第２回
転軸Ｂを中心として揺動する。以上より、１軸回転方向
の駆動手段Ｄ３で２軸方向に走査でき駆動手段Ｄ３の構
成を簡単にできる。

【００４０】また、駆動手段Ｄ３が振動板３４の第１回
転軸Ａ又は第２回転軸Ｂを中心とする揺動の固有振動数
を重畳した信号で振動板３４を第２回転軸Ｂ又は第１回
転軸Ａを中心として強制揺動するよう構成すれば、振動
板３４が共振により揺動する。従って、振動板３４を小
さく揺動させるだけで共振により振動板３４が第１回転
軸Ａ又は第２回転軸Ｂを中心として大きく揺動するた
め、省電力化に供する。

【００４１】尚、駆動手段Ｄ３は、各第１支持梁３２
ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂの上下面にそれぞれ圧電体
を固定しこの上下一対の圧電体によってピエゾバイモル
フを構成したものとしても良い。そして、一対のピエゾ
バイモルフには互いに逆位相の電圧を周期的に印加する
よう構成する。このように構成すれば、より強い撓み変
形力を付与することができる。

【００４２】尚、前記第１、第２実施形態では、駆動手
段Ｄ１、Ｄ２が静電力によって振動板２５を強制揺動さ
せ、第３実施形態では、駆動手段Ｄ３が圧電力によって
振動体３４を強制揺動させるよう構成したが、駆動源は
これに限定されるものではなく、例えば電磁力等で駆動
させるものでも良い。

【００４３】尚、前記第１〜第３実施形態では、振動板
２５、３４の形状を平行四辺形として構成することによ
って振動板２５、３４の重心構成を所定のものとして構
成したが、振動板２５、３４の全体としての重心Ｇが第
１回転軸Ａ及び第２回転軸Ｂの交点に位置し、振動板２
５、３４の形状がその重心Ｇに対して点対称であり、且
つ、第１回転軸Ａ及び第２回転軸Ｂに対して線対称でな
い形状であれば良い。また、振動板２５、３４の重心構
成を所定のものとして構成するのに、振動板２５、３４
の形状ではなく質量可変等によって所定の重心構成を実
現しても良い。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、光反射ミラー面を有する振動板をベースに対し
て互いに直交する第１回転軸及び第２回転軸を中心とし
てそれぞれ揺動自在な２軸揺動構成とし、前記振動板
は、全体としての重心位置が前記第１回転軸及び第２回
転軸の交点に位置すると共に、いずれか一方の回転軸を
境界として仕切られる２つの領域の各重心位置が前記第
１回転軸及び第２回転軸に対して共にシフトした位置
で、且つ、前記第１回転軸及び第２回転軸の交点に対し
て点対称の位置になる重心構成としたので、振動板に第
１回転軸又は第２回転軸を中心とする回転モーメントを
付与して振動板を第１回転軸又は第２回転軸を中心に揺
動させると、振動板には駆動力を付与しない方の回転軸
を中心とする回転モーメントが発生してその回転軸を中
心にも揺動するため、１軸回転方向の駆動手段で２軸方
向に走査可能となり、駆動手段の構成を簡単にできる。

【００４５】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
の光偏向器において、前記２軸揺動構成は、前記ベース
に一対の第１支持梁を介して第１振動板を支持し、この
第１振動板に前記第１支持梁に直交する一対の第２支持
梁を介して前記振動板を支持し、前記振動板が前記一対
の第１支持梁の変形によって第１回転軸を中心として揺
動すると共に、前記一対の第２支持梁の変形によって第
２回転軸を中心として揺動するものであるので、第１振
動板に第１回転軸を中心とする回転モーメントを付与し
て振動板を第１回転軸を中心に揺動させると、振動板に
は第２回転軸を中心とする回転モーメントが発生して第
２回転軸を中心にも揺動するため、前記請求項１の発明
と同様な効果がある。

【００４６】請求項３の発明によれば、請求項１に記載
の光偏向器において、前記２軸揺動構成は、振動板の外
側位置に間隔を置いて平行に配置された一対の第１支持
梁を左右に設け、この４本の第１支持梁の各外端を前記
ベースに固定し、左右の一対の第１支持梁の互いの内端
を近接対向し、且つ、上下方向に撓み変形及び捩じり変
形可能な自由端として構成し、この４本の第１支持梁の
内端と前記振動板との間を前記第１支持梁に直交し、且
つ、前記振動板の重心を通る軸に対して略対称に配置さ
れた第２支持梁でそれぞれ連結し、この各第２支持梁を
捩じり変形及び撓み変形可能に構成し、前記振動板が前
記第１支持梁の自由端の撓み変形及び捩じり変形と前記
第２支持梁の撓み及び捩じり変形とによって第１回転軸
を中心として揺動すると共に、前記第１支持梁の撓み変
形と前記第２支持梁の撓み変形及び捩じり変形とによっ
て第２回転軸を中心として揺動するものであるので、第
１支持梁に第１回転軸又は第２回転軸を中心とする回転
モーメントを付与して振動板を第１回転軸又は第２回転
軸を中心に揺動させると、振動板には駆動力を付与しな
い方の回転軸を中心とする回転モーメントが発生してそ
の回転軸を中心にも揺動するため、前記請求項１の発明
と同様な効果がある。

【００４７】請求項４の発明によれば、請求項１〜請求
項３のいずれかに記載の光偏向器において、前記重心構
成は、前記振動板の形状がその重心に対して点対称であ
り、且つ、前記第１回転軸及び第２回転軸に対して線対
称でないことによって構成したので、請求項１〜請求項
３の発明の効果に加え、振動板の形状を所定の形状とす
れば良いため、設計変更が容易である、コストアップに
ならない等の利点がある。

【００４８】請求項５の発明によれば、請求項２又は請
求項４に記載の光偏向器において、前記第１振動板に第
１回転軸を中心とする回転モーメントを付与する駆動手
段を有し、この駆動手段が前記振動板の固有振動数を重
畳した信号で前記第１振動板を駆動するので、請求項２
又は請求項４の発明の効果に加え、第１振動板を小さく
揺動させるだけで共振により振動板が第２回転軸を中心
として大きく揺動するため、省電力化に供する。

【００４９】請求項６の発明によれば、請求項３又は請
求項４に記載の光偏向器において、前記第１支持梁に自
由端を上下動させる駆動力を付与する駆動手段を有し、
この駆動手段が前記振動板の第１回転軸を中心とする揺
動の固有振動数、及び、前記振動板の第２回転軸を中心
とする揺動の固有振動数の少なくとも一方の固有振動数
を重畳した信号で前記第１支持梁を駆動するので、請求
項３又は請求項４の発明の効果に加え、第１支持梁を小
さく揺動させるだけで共振により振動板が第１回転軸又
は第２回転軸を中心として大きく揺動するため、省電力
化に供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は光偏向
器の平面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＭ−Ｍ線断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施形態を示し、（Ａ）は振動板
の平面図、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ振動板に駆動揺動
方向とは別に回転モーメントが発生することを説明する
ための振動板の概略左側面図である。

【図３】本発明の第２実施形態を示し、（Ａ）は光偏向
器の分解斜視図、（Ｂ）は光偏向器の概略正面図であ
る。

【図４】本発明の第２実施形態を示し、光偏向器の平面
図である。

【図５】本発明の第３実施形態を示し、光偏向器の分解
斜視図である。

【図６】本発明の第３実施形態を示し、光偏向器の平面
図である。

【図７】従来例の光偏向器の分解斜視図である。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｃ光偏光器２０、３０ベース２３第１振動板２４、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ第１支持梁２５第２振動板（振動板）２６、３５ａ、３５ｂ、３６ａ、３６ｂ第２支持梁２７、３７光反射ミラー３４振動板Ａ第１回転軸Ｂ第２回転軸Ｇ重心Ｓ１、Ｓ２領域ｇ１、ｇ２領域の重心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井関隆之神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内Ｆターム(参考） 2H041 AA12 AB14 AC06 AZ03 2H045 AB13 AB38 BA18 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光反射ミラー面を有する振動板をベース
に対して、互いに直交する第１回転軸及び第２回転軸を
中心として、それぞれ揺動自在な２軸揺動構成とし、前記振動板は、全体としての重心位置が前記第１回転軸
及び第２回転軸の交点に位置すると共に、いずれか一方
の回転軸を境界として仕切られる２つの領域の各重心位
置が前記第１回転軸及び第２回転軸に対して共にシフト
した位置で、且つ、前記第１回転軸及び第２回転軸の交
点に対して点対称の位置になる重心構成としたことを特
徴とする光偏向器。
【請求項２】前記請求項１に記載の光偏向器におい
て、前記２軸揺動構成は、前記ベースに一対の第１支持梁を
介して第１振動板を支持し、この第１振動板に前記第１
支持梁に直交する一対の第２支持梁を介して前記振動板
を支持し、前記振動板が前記一対の第１支持梁の変形に
よって第１回転軸を中心として揺動すると共に、前記一
対の第２支持梁の変形によって第２回転軸を中心として
揺動するものであることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】前記請求項１に記載の光偏向器におい
て、前記２軸揺動構成は、振動板の外側位置に間隔を置いて
平行に配置された一対の第１支持梁を左右に設け、この
４本の第１支持梁の各外端を前記ベースに固定し、左右
の一対の第１支持梁の互いの内端を近接対向し、且つ、
上下方向に撓み変形可能な自由端として構成し、この４
本の第１支持梁の内端と前記振動板との間を前記第１支
持梁に直交し、且つ、前記振動板の重心を通る軸に対し
て略対称に配置された第２支持梁でそれぞれ連結し、こ
の各第２支持梁を捩じり変形及び撓み変形可能に構成
し、前記振動板が前記第１支持梁の自由端の撓み変形と
前記第２支持梁の撓み及び捩じり変形とによって第１回
転軸を中心として揺動すると共に、前記第１支持梁の撓
み変形と前記第２支持梁の撓み変形とによって第２回転
軸を中心として揺動するものであることを特徴とする光
偏向器。
【請求項４】前記請求項１〜請求項３のいずれかに記
載の光偏向器において、前記重心構成は、前記振動板の形状がその重心に対して
点対称であり、且つ、前記第１回転軸及び第２回転軸に
対して線対称でないことによって構成したことを特徴と
する光偏向器。
【請求項５】前記請求項２又は請求項４に記載の光偏
向器において、前記第１振動板に第１回転軸を中心とする回転モーメン
トを付与する駆動手段を有し、この駆動手段が前記振動
板の固有振動数を重畳した信号で前記第１振動板を駆動
することを特徴とする光偏向器。
【請求項６】前記請求項３又は請求項４に記載の光偏
向器において、前記第１支持梁に自由端を上下動させる駆動力を付与す
る駆動手段を有し、この駆動手段が前記振動板の第１回
転軸を中心とする揺動の固有振動数、及び、前記振動板
の第２回転軸を中心とする揺動の固有振動数の少なくと
も一方の固有振動数を重畳した信号で前記第１支持梁を
駆動することを特徴とする光偏向器。