JP2003195204A

JP2003195204A - 光偏向器及び光偏向器アレイ

Info

Publication number: JP2003195204A
Application number: JP2001390217A
Authority: JP
Inventors: Kenji Murakami; 賢治村上; Hiroshi Miyajima; 博志宮島
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-09
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP4036643B2; US6747786B2; US20030117687A1

Abstract

(57)【要約】【課題】回転軸方向に密に並べて配置することの可能な
光偏向器及び該光偏向器を用いた光偏向器アレイを提供
することである。【解決手段】対向基板２０に支持されて反射面を有する
可動板２５₁〜２５₃が、その長手方向を第１の方向と
して弾性体２６₁〜２６₃と２７₁〜２７₃の間に挟ま
れて取付けられる。上記可動板２５₁〜２５₃は、上記
第１の方向と直交する第２の方向を揺動軸として、対向
基板２０に対して揺動される。対向基板２０は、可動板
２５₁〜２５₃の反射面と反対側の面と対向し、該対向
基板には可動板２５₁〜２５₃が該可動板の最大偏向角
にて接触する第１の凸部２１が設けられる。上記可動板
２５₁〜２５₃は、上記弾性体２６₁〜２６₃及び２７
₁〜２７₃により駆動されて上記第１の凸部２１と接触
する第１及び第２の偏向位置とに揺動可能に駆動され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロマシン技
術を用いた光を偏向する光偏向器及び光偏向器アレイに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロマシン技術を用いた光偏
向器が注目されている。この技術は、例えば特開昭６０
−５７５１号公報に開示されている。これは、図６
（ａ）に示されるように、シリコンで作られた回転子部
２と、該回転子部２の回転軸上に設けられたねじりバー
３、４とを有し、回転子部２はねじれバー３、４を介し
て半導体プレート部１に接続されている。これら回転子
部２とねじれバー３、４そして半導体プレート部１は、
同一のシリコン基板から一体に作製されており、半導体
プレート部１が支持体として機能する。

【０００３】一方、回転子部２等を形成する基板の下部
には、駆動用電極が形成された基板（以下、電極基板と
記す）５が形成されている。電極基板５に於いては、回
転子部２とねじれバー３、４周りに環状の凹部６が形成
されており、回転子部２の回転軸上に位置する環状凹部
に島状部７が設けられている。

【０００４】また、該島状部６を軸対称に、２つの駆動
用の導電性素子（以下、駆動電極と記す）８、９が形成
されており、駆動電極８、９は環状凹部を超えて電極基
板５の端部まで形成されている。電極基板５と半導体プ
レート部１は接合され、光偏向装置としての構成をなし
ている。

【０００５】このように構成された光偏向装置は、２つ
の駆動電極８、９に印加された電圧による静電引力によ
って駆動する。したがって、両電極に印加された電圧差
によって、回転子部２の偏向角度は決定される。また、
回転子部２は、静電引力によって島状部７に接触し、島
状部７との接触面を回転の基点として偏向する。

【０００６】また、上述した公報には、光偏向装置を用
いた応用についても開示がなされている。図６（ｂ）に
示されるように、同一基板上の２つの回転子部１２、１
２′を回転軸に直行する方向に並列に形成した半導体プ
レート部１１を有する光偏向器と、第１の回転子部１２
で反射した光源１３からの光１４を、第２の回転子部１
２′に偏向するための固定ミラー１５を有する電極基板
５′とから成る光偏向装置が示されている。

【０００７】すなわち、この構成は、並列に形成された
２つの回転子部１２、１２′を利用することで、矢印１
６で示されるように偏向角を増大させることができる。

【０００８】また、上述した公報には、２つの回転子部
をその回転軸が直交するように配置した場合についても
述べている。この場合は、固定ミラーを介することによ
り、光を２次元に偏向することができる利点を持ってい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光偏向器では、半導体プレート部と接続するためのね
じれバー部が回転軸上にあるために、回転軸方向に隙間
なく回転子を並べることができない。したがって、回転
子を回転軸方向に密に並べた構成とする場合には、上述
した光偏向器は不向きである。

【００１０】例えば、特開２００１−１１６６９６号公
報に示されるような走査型光学装置に於ける微小光偏向
素子として用いる場合には、回転軸に平行な方向に回転
子部を隙間無く並べることが必要になる。これは、微小
光偏向素子が分光された光を任意の波長幅で複数の光検
出装置に導入することを目的としているためであり、隣
合う回転子部との間隔が広いと分光特性に悪影響を及ぼ
すからである。そして、上述した従来の光偏向器では、
回転軸方向に隙間無く回転子部を並べることはできない
ため、分光特性が悪化してしまうという課題を有してい
る。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、回転軸方向に密に並べて配置することの
可能な光偏向器を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明の他の目的は、回転軸方向に
密に並べて配置可能な光偏向器を用いた光偏向器アレイ
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、支持部材と、反射面を有する可動板と、一
端が上記支持部材に支持され、他端に上記可動板が取付
けられる少なくとも１つの弾性体と、上記一端と他端を
結ぶ第１の方向と直交する第２の方向を揺動軸として、
上記可動板を上記支持部材に対して揺動させる駆動手段
と、を具備し、上記支持部材は、上記可動板の上記反射
面と反対側の面と対向する対向基板を有し、該対向基板
には上記可動板が揺動される際の最大偏向角を規定すべ
く該可動板の最大偏向角に於いて上記可動板と接触する
接触部が設けられており、上記可動板は、上記駆動部材
により駆動力が印加されて上記接触部と接触する第１及
び第２の偏向位置とに揺動可能に駆動されることを特徴
とする。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光偏向器に於いて、上記接触部が、上記可動板の揺動
軸近傍に設けられた第１の接触部と、上記第１の接触部
の両脇に設けられた第２、第３の接触部から成ることを
特徴とする。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の光偏向器に於いて、上記第１、第２、第３の接触部
が、凸面の端部から成ることを特徴とする。

【００１６】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
乃至３に記載の光偏向器に於いて、上記弾性体が、上記
可動板の両端から上記支持部材に支持された２本の平行
バネと、上記２本の平行バネ内部に設けられて連結され
た２つの屈曲部と、上記屈曲部と上記支持部材の間に設
けられた上記２本の平行バネを連結する連結板と、から
成ることを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項２若しく
は３に記載の光偏向器に於いて、上記可動板が少なくと
も一面に導電面を有し、上記第１乃至第３の接触部は絶
縁物から成り、上記対向基板上に設けられて、上記第１
の接触部を境に上記対向基板と絶縁された２つの電極を
有することを特徴とする。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
に記載の光偏向器を、上記揺動軸に平行な上記第２の方
向に複数並べたアレイであることを特徴とする。

【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の光偏向器アレイに於いて、上記可動板の上記導電面が
全て電気的に導通していることを特徴とする。

【００２０】請求項１に記載の発明によれば、可動板を
支持する弾性体が揺動軸と直交する方向に形成されてい
るため、揺動軸方向に自由に利用可能な空間を作ること
ができる。したがって、揺動軸方向に本光偏向器を密に
並べることが可能となる。また、可動板に対向する対向
基板面に形成された接触面に可動板を接触させることに
よって、可動板の最大偏向角を一意に決めることができ
る。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、対向基板
に形成される接触部を揺動軸近傍とその両脇に設けるこ
とにより、可動板が揺動軸を中心に２方向に偏向する際
のそれぞれの最大偏向角を規定することができる。この
とき、揺動軸近傍に第１の接触部を形成することで、可
動板の偏向軸を略揺動軸上に合わせることができる。

【００２２】請求項３に記載の発明によれば、対向基板
に形成される接触部を凸面の端部を利用することによ
り、接触部を基本的に線接触にすることができる。接触
することにより最大偏向角を所望の仕様に合わせやすく
なるという利点を有する。

【００２３】請求項４に記載の発明によれば、２つの弾
性体によって可動板が支持されている場合、可動板が偏
向する際に弾性体は長手方向の側にも延びが生じる。こ
の延びを平板で吸収しようとすると、偏向に必要な駆動
力が非常に大きくなってしまう。この延びを吸収するた
め、２本の平行バネと屈曲バネの構成が効果がある。ま
た、上述した構成は、可動板を容易に揺動方向に振動し
やすくなる。そのため、連結板はこの方向の振動のしや
すさを抑え、且つ偏向方向の振動を行いやすくする目的
で設けられている。

【００２４】請求項５に記載の発明によれば、対向基板
に電極を形成することで、駆動力として静電引力を利用
することができる。

【００２５】更に、請求項６に記載の発明によれば、可
動板の揺動軸方向に自由な空間があるため、これを利用
して光偏向器を並べることにより、隙間無く密に複数の
光偏向器を並べた光偏向器アレイを作ることができる。

【００２６】そして、請求項７に記載の発明によれば、
静電引力を用いる場合、対向基板に設けられた電極を駆
動電極とし可動板に設けられた導電面をグラウンド面と
して用いる。これはアレイ化された場合も同様であり、
それぞれのグラウンド面は共通化されている方が制御の
面でも有利である。また、共通化することにより引出電
極を１つにすることができる。

【００２７】

【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。

【００２８】初めに、図１乃至図３を参照して、本発明
の第１の実施の形態について説明する。

【００２９】図１は、本発明の第１の実施の形態に於け
る光偏向器アレイの概略構成を示した図である。尚、図
１の構成は、第１の光偏向器から第３の光偏向器までが
示されており、第３の光偏向器のみが偏向しているもの
とする。

【００３０】図１に於いて、後述する可動板２５₁、２
５₂、２５₃と、弾性体２６₁、２６₂、２６₃及び弾
性体２７₁、２７₂、２７₃が、第１の方向を長手方向
として配置される。そして、これら可動板２５₁、２５
₂、２５₃と、弾性体２６₁、２６₂、２６₃及び弾性
体２７₁、２７₂、２７₃と対向する対向基板２０の上
面には、第１の凸部２１が、上記第１の方向と直交する
第２の方向（揺動軸Ｏ方向）に連続的に突出形成されて
いる。

【００３１】この第１の凸部２１の中央部には、第２の
凸部２２が、上記第２の方向に連続的に突出形成されて
いる。そして、この第２の凸部２２を挟んで第１の凸部
２１の上面部には、駆動電極２８、２８が設けられてい
る。

【００３２】また、上記対向基板２０の上方には、第１
の光偏光器２４₁、第２の光偏光器２４₂、第３の光偏
光器２４₃を構成する、上述した可動板２５₁、２
５₂、２５₃と、弾性体２６₁、２６₂、２６₃及び弾
性体２７₁、２７₂、２７₃とが配置される。上記可動
板２５₁、２５₂、２５₃は、弾性体２６₁、２６₂、
２６₃と弾性体２７₁、２７₂、２７₃の間に挟まれ
て、それぞれ取付けられている。

【００３３】尚、上記第１の凸部２１は、可動板２５₁
〜２５₃の外周より内側に形成されるものである。ま
た、第２の凸部２２は、上記可動板２５₁〜２５₃が、
図示矢印方向に回動可能なように、揺動軸Ｏのほぼ直下
に位置される。

【００３４】このような構成に於いて、可動板２５₁〜
２５₃の一面がグランド電位とすると、各電極に印加さ
れた電圧の電圧差によって可動板２５₁〜２５₃は偏向
する。電圧差を上げるに伴い、例えば、可動板２５
₁は、先ず第１の凸部２１に接触する。更に、可動板２
５₁が第１の凸部２１の端部に接触しながら第２の凸部
２２の端部に接触するまで偏向する。その後は、電圧差
を拡大しても偏向角は変化しない。

【００３５】したがって、本構成では、可動板２５₁〜
２５₃の最大偏向角は、対向基板２０に設けられた第１
の凸部２１の端部と第２の凸部２２の端部によって決定
されることになる。

【００３６】次に、図２を参照して、上述した光偏向器
の具体例について説明する。

【００３７】図２は上述した光偏向器の個々の詳細な構
成を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ′線に沿ったもので、静状態での断面図、（ｃ）は
（ａ）のＡ−Ａ′線に沿ったもので、駆動時の状態の断
面図、（ｄ）は可動部の対向基板に対向する面側を示し
た図、（ｅ）は可動部のミラー面側を示した図である。

【００３８】この光偏光器は、下部の対向基板２０と、
ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）
基板３６を用いて製作される。

【００３９】対向基板２０は、単結晶シリコンが基板と
して用いられている。シリコン基板を除去加工すること
で先ず第２の凸部２２が作製され、更に加工することで
第１の凸部２１が作製される。また、第２の凸部２２を
含む第１の凸部２１の上面部である第１の凸面２１ａ
は、可動板２５の第１の凸面２１ａに対向する面より
も、若干小さめに作られる。

【００４０】更に、対向基板２０の上部基板３６に対向
する全ての面には絶縁膜（図示せず）が成膜されてお
り、上部基板３６との絶縁が図られている。

【００４１】上記第１の凸面２１ａ、すなわち電極基板
面２０ｂには、第２の凸部２２を挟んで駆動電極２８が
設けられている。また、この第２の凸部２２の端面は、
第２の端部２２ｂとして形成されている。

【００４２】そして、第１の凸部２１の端部である第１
の端部２１ｂから対向基板２０の端部までの基板部２０
ａ上には配線面が形成されており、それぞれの駆動電極
２８から配線２９が形成されている。

【００４３】この配線２９は、駆動電極２８から延出さ
れて、第１の凸部２１の手前から形成されたテーパ状の
傾斜面２０ｃ上を通り、基板部２０ａ上の配線面に到達
する。このため、端部に於ける配線の段切れを防ぐこと
ができると同時に、可動板２５が第１の端部２１ｂに接
触した場合にも、ショートしないようになっている。更
に、上記配線２９は、例えばアルミ等の半導体プロセス
上親和性の高いものを選ぶと良い。

【００４４】対向基板２０の端部まで形成された配線２
９上には、引出電極３０が設けられる。この引出電極３
０は、厚膜の金属を成膜したもので、ワイヤボンディン
グ等で外部に配線を引出すことができる。また、上記引
出電極３０近傍で、且つ、配線２９を挟んだ両側には、
対向基板２０と接合する上部基板３６を支持するための
支持部３１が形成されている。

【００４５】この支持部３１上の接合面は、第２の凸部
２２の上面である第２の凸面２２ａと同一平面上であ
り、接合のために金、或いは金スズの合金により成膜さ
れている。この接合は、後述する上部基板３６のポリイ
ミド面に成膜された金属薄膜と、対向基板２０上の接合
面上に成膜された金属による金スズ接合によってなされ
るものである。したがって、導電接合部３４は導通す
る。

【００４６】上部基板３６はＳＯＩ基板を用いて作製さ
れるもので、ＳＯＩ基板３６の活性層により可動板２５
が形成される。上部基板３６は、更にポリイミドで作製
されたポリイミド層３５を有して成る。このポリイミド
層３５は、弾性体２６、２７以外にも、可動板２５の下
部から支持体３３に亘って形成されている。支持体３３
はＳＯＩ基板で形成されており、弾性体２６、２７を通
じて可動板２５を支持する。

【００４７】尚、上記支持体３３の上部はＳＯＩ基板層
３７により構成される。

【００４８】弾性体２６、２７は、図２（ｄ）及び
（ｅ）に示されるように、可動板２５の偏向面であるミ
ラー部４６或いはグラウンド（ＧＮＤ）電極部４０の長
手方向（第１の方向）それぞれに、２つの屈曲部４１及
び連結部４２を介して、板バネ４３が延出して形成され
ている。これらの板バネ４３は、例えば２つの窓部４４
が形成されており、これらの窓部４４の間で、且つ該板
バネ４３の延出方向と直交する方向に連結板４５が設け
られている。

【００４９】板バネ４３に窓部４４が形成されることに
より、該窓部４４が歪んで板バネ４３の長手方向への延
びが容易になる。これは、弾性体が単なる平板状に形成
された部材でば延びにくいので、このような構造として
いる。

【００５０】また、図２（ｄ）に示されるように、ポリ
イミド層３５の可動板が形成された面の裏面全面には、
金属薄膜が成膜されている。この金属は、接合等の条件
を考慮して、金或いは金スズ合金であることが望まし
い。

【００５１】尚、本構成は、大別すると、上述した上部
基板と対向基板から成り、それぞれが独立して作製さ
れ、最後に接合部で両者が接合されるようになってい
る。

【００５２】次に、このように構成された光偏光器の作
動原理について説明する。

【００５３】本構成は、２つの駆動電極２８に電圧が印
加され、可動板２５との間に静電引力が発生されること
によって可動板２５が偏向される。２つの駆動電極２８
に電圧差が与えられることにより、電圧の大きい方に可
動板２５は偏向される。

【００５４】偏向の仕方を詳細に見ると、電圧印加開始
時に、可動板２５は偏向しながらも対向基板２０側に全
体的に沈み込む。これは、対向基板２０の接合面に成膜
された金属層の厚み分だけ、可動板２５が第２の凸部２
２から離れているためである。

【００５５】更に、電圧が印加されることにより、可動
板２５は更に高電圧側に偏向され、ついには第１の凸部
２１の第１の端部２１ｂに接触する。この状態より、更
に電圧が印加されても、可動板２５の偏向角は変わらな
い。

【００５６】したがって、本構成の光偏向器単体として
の作用は、最大偏向角は第１の凸部２１の第１の端部２
１ｂと第２の凸部２２の第２の端部２２ｂに可動板２５
が接触することにより一意に決まることである。例え
ば、２値の偏向角しか用いられないような光デバイスと
して本光偏向器が用いられる場合には、単に最大偏向角
に必要な電圧が印加されるだけで、何ら制御機構を必要
とせず、常に安定した偏向角が得られるのである。

【００５７】ここで、２値の偏向角とは、例えば一方の
駆動電極側に最大偏向した場合と、他方の駆動電極側に
最大偏向した場合ということになる。

【００５８】また、弾性体２６、２７は、屈曲部４１と
連結板４５とを設けることで、可動板２５の駆動力を極
力小さくし、更に選択的に駆動方向以外の駆動方向の動
きを拘束する効果を有している。これは、以下の作用に
よる。

【００５９】可動板２５が偏向されるとき、弾性体２
６、２７の動きは可動板２５に依存されており、可動板
２５を支える２つの弾性体揺動軸を中心として対称な変
形が生じる。このとき、弾性体２６、２７は、上方或い
は下方に曲げ変形されるが、それと同時に揺動軸に直交
する方向（第１の方向）に引っ張られる。これは、弾性
体２６、２７が可動板２５を両側から支えているために
起こるもので、可動板２５の偏向角に必要な駆動力が増
大される原因となる。

【００６０】したがって、本構成の弾性体２６、２７の
引張りに対する剛性を下げるために、屈曲部４１が設け
られている。屈曲部４１は引張り力が働くと、連結部４
２の外側に形成されたクランク部が開くため、引張りに
対する弾性体２６、２７の剛性を下げることができる。

【００６１】また、上記屈曲部４１は、可動板２５の揺
動軸方向（第２の方向）に対する剛性を維持するために
最適な位置に設けられている。加えて、屈曲部４１と支
持体３３の間に連結板４５が設けられることにより、可
動板２５の揺動軸方向に対する剛性に対して、所望の駆
動方向に対する剛性を増すことができる。したがって、
本構成に於ける弾性体２６、２７は、外力等によって揺
動軸方向に振動することを抑えることができる。

【００６２】更に、可動板２５を支持する弾性体２６、
２７が、揺動軸Ｏの直交方向（第１の方向）に形成され
ているため、可動板２５の揺動軸方向の両側が自由に使
えるという利点もある。例えば、本構成を上述した特開
２００１−１１６６９６号公報に開示されているような
走査型光学装置に於ける微小光偏向素子として用いた場
合には、図３に示されるように、本光偏向器を揺動軸方
向に一列にアレイ化した光偏向器アレイとなる。

【００６３】図３に示されるように、揺動軸Ｏに対して
直交する方向に、複数個、この場合５つの光偏光器が配
置されている。

【００６４】上記特開２００１−１１６６９６号公報で
求められる微小光偏向素子は、光偏向器間の間隔が略ゼ
ロであることが望まれるが、本構成の光偏向器によれ
ば、その要求を満たすことができる。

【００６５】光偏光器をアレイ化した場合、それぞれの
可動板に形成された金属薄膜を電気的に導通させること
により、共通電極として用いることができる。これは静
電引力を用いた駆動方式に於いて、共通のグラウンドと
して用いることができることを示しており、図３に示さ
れるように、アレイの末端に形成されたグランド用の引
出電極１つだけで外部のグラウンドへと引出すことがで
きる。

【００６６】尚、上述した第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。

【００６７】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。

【００６８】図４は第２の実施の形態による光偏向器の
個々の詳細な構成を示すもので、（ａ）は上面図、
（ｂ）は静状態での断面図、（ｃ）は駆動時の状態の断
面図、（ｄ）は可動部のミラー面側を示した図である。

【００６９】この第２の実施の形態による光偏光器の構
成は、可動板２５が一方の側の弾性体４８の１つによっ
て支えられるカンチレバーの構成となっている。弾性体
４８が平板で形成されていることと、弾性体が１つだけ
で構成されていること以外は、上述した第１の実施の形
態と同様の構成であるので、同一の部分には同一の参照
番号を付して詳細な説明は省略する。

【００７０】本構成は、一方の側の弾性体４８の１つで
可動板２５を支持しているため、可動板２５が駆動する
ときに弾性体４８に発生する揺動軸方向に直交する方向
の引張りが発生しない。したがって、上述した第１の実
施の形態に示した屈曲部等が必要なく、平板で構成する
ことが可能になる。

【００７１】また、弾性体が１つしかないため、可動板
を同じだけ偏向させるのに必要な駆動力も小さくなり、
消費電力を抑えることができる。

【００７２】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。

【００７３】この第３の実施の形態としては、図５に示
されるように、駆動力として電磁力を用いる構成が考え
られる。

【００７４】図５は第３の実施の形態による光偏向器の
構成を示すもので、（ａ）は静状態での断面図、（ｂ）
は駆動時の状態の断面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は可
動部のミラー面側を示した図、（ｅ）は可動部の対向基
板に対向する面側を示した図である。

【００７５】対向基板５０は、その端部に支持部５１が
形成され、ほぼ中央部に第１の凸部５３が形成されてい
る。そして、この第１の凸部５３上であって後述する可
動板６１の揺動軸近傍に第２の凸部５４が形成されてい
る。上記第１の凸部５３は、上記可動板６１の端部より
多少内側に端部を有して形成されている。更に、第１の
凸部５３の端部は、端部接触部５３ａとして可動板６１
が偏向した際に接触する部分である。

【００７６】また、上記支持部５１の外側には、それぞ
れ揺動軸に直交する方向（第１の方向）に着磁された永
久磁石部５２が設けられている。これにより、光偏向器
全体に揺動軸に直交する磁束線６３が形成される。

【００７７】対向基板５０の可動板６１に対向する面に
は、絶縁膜が成膜されている。また、第２の凸部５４の
凸面と同一平面上に形成された支持部５１上の接触面に
は、この対向基板５０と後述する上部基板とが接合する
ための接合部５５が形成されている。この接合部５５
は、引出電極５６用の引出電極部５５ａと、上部基板に
形成された後述するコイル電極と電気的に導通をとりな
がら接合を行うための導電性接合膜５５ｂとにより形成
されている。

【００７８】上部基板は、可動板６１と、該可動板６１
を間に挟んで可動板６１と接合支持部６６とを支持する
２つの弾性体５７及び５８から成っている。該弾性体５
７及び５８を形成するのは、ポリイミド膜６２である。
ポリイミド膜６２は弾性体５７及び５８を構成すると共
に、可動板６１を通って２つの弾性体５７及び５８が接
続された状態で形成されている。

【００７９】ポリイミド膜６２の表面側は、可動板６１
の偏向面であるミラー部６４が形成されている。そし
て、このミラー部６１から端部に向けて、サポート梁部
６５を経て接合支持部６６が設けられている。

【００８０】一方、ポリイミド膜６２の裏面には、第１
のコイル電極５９から延出された電磁コイル６７が形成
されている。この電磁コイル６７は、可動板６１の揺動
軸よりも支持部側で周回され、第２のコイル電極６０に
接続される。電磁コイル６７の電力は、第１のコイル電
極５９及び第２のコイル電極６０を介して、引出電極５
６から得ることができる。

【００８１】尚、図５に於いて、電磁コイル３７は１周
のみ巻回されているが、複数回巻回する場合には、電磁
コイルの端部から第２のコイル電極まで陸橋配線によっ
て接続することで、周回する電磁コイルとの絶縁性を確
保する必要がある。

【００８２】このように構成された光偏光器の駆動方法
は、電磁コイル６７に電流を流すことで、永久磁石部５
２との間に発生するローレンツ力が用いられている。こ
のとき、電磁コイル６７に発生する力は、可動板６１を
対向基板５０側にもその反対側（図５（ａ）にて上側）
にも駆動させることができるが、必ず対向基板５０側に
力を発生させることにより、第１の凸部５３の端部と第
２の凸部５４の端部に可動板６１が接触し、上述した第
１の実施の形態と同様に、何ら制御機構を用いることな
く常に安定した最大偏向角を得ることができる。

【００８３】また、電磁型の駆動源を用いることによ
り、静電引力よりも大きな力を発生させることができる
ため、偏向角を大きくとることが必要な場合に大きな効
果がある。

【００８４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転軸方
向に密に並べて配置することの可能な光偏向器を提供す
ることができる。

【００８５】また、本発明によれば、回転軸方向に密に
並べて配置可能な光偏向器を用いた光偏向器アレイを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に於ける光偏向器ア
レイの概略構成を示した図である。

【図２】図１の光偏向器の個々の詳細な構成を示すもの
で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′線に沿
ったもので、静状態での断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−
Ａ′線に沿ったもので、駆動時の状態の断面図、（ｄ）
は可動部の対向基板に対向する面側を示した図、（ｅ）
は可動部のミラー面側を示した図である。

【図３】図２の構成の光偏向器を揺動軸方向に一列にア
レイ化した光偏向器アレイの構成を示した上面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態による光偏向器の個
々の詳細な構成を示すもので、（ａ）は上面図、（ｂ）
は静状態での断面図、（ｃ）は駆動時の状態の断面図、
（ｄ）は可動部のミラー面側を示した図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態による光偏向器の構
成を示すもので、（ａ）は静状態での断面図、（ｂ）は
駆動時の状態の断面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は可動
部のミラー面側を示した図、（ｅ）は可動部の対向基板
に対向する面側を示した図である。

【図６】従来の光偏向器の構成例を示した図である。

【符号の説明】

２０対向基板、２０ａ基板部、２０ｂ電極基板面、２０ｃ傾斜面、２１第１の凸部、２１ａ第１の凸面、２１ｂ第１の端部、２２第２の凸部、２２ａ第２の凸面、２２ｂ第２の端部、２４₁ 第１の光偏光器、２４₂ 第２の光偏光器、２４₃ 第３の光偏光器、２５、２５₁、２５₂、２５₃ 可動板、２６、２６₁、２６₂、２６₃、２７、２７₁、２
７₂、２７₃ 弾性体、２８駆動電極、２９配線、３０引出電極、３１支持部、３３支持体、３４導電接合部、３５ポリイミド層、３６上部基板、３７ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔ
ｏｒ）基板、４０グラウンド（ＧＮＤ）電極部、４１屈曲部、４２連結部、４３板バネ、４４窓部、４５連結板、４６ミラー部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部材と、反射面を有する可動板と、一端が上記支持部材に支持され、他端に上記可動板が取
付けられる少なくとも１つの弾性体と、上記一端と他端を結ぶ第１の方向と直交する第２の方向
を揺動軸として、上記可動板を上記支持部材に対して揺
動させる駆動手段と、を具備し、上記支持部材は、上記可動板の上記反射面と反対側の面
と対向する対向基板を有し、該対向基板には上記可動板
が揺動される際の最大偏向角を規定すべく該可動板の最
大偏向角に於いて上記可動板と接触する接触部が設けら
れており、上記可動板は、上記駆動部材により駆動力が印加されて
上記接触部と接触する第１及び第２の偏向位置とに揺動
可能に駆動されることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】請求項１に記載の光偏向器に於いて、上記接触部は、上記可動板の揺動軸近傍に設けられた第
１の接触部と、上記第１の接触部の両脇に設けられた第
２、第３の接触部から成ることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】請求項２に記載の光偏向器に於いて、上記第１、第２、第３の接触部は、凸面の端部から成る
ことを特徴とする光偏向器。
【請求項４】請求項１乃至３に記載の光偏向器に於い
て、上記弾性体は、上記可動板の両端から上記支持部材に支
持された２本の平行バネと、上記２本の平行バネ内部に
設けられて連結された２つの屈曲部と、上記屈曲部と上
記支持部材の間に設けられた上記２本の平行バネを連結
する連結板と、から成ることを特徴とする光偏向器。
【請求項５】請求項２若しくは３に記載の光偏向器に
於いて、上記可動板は少なくとも一面に導電面を有し、上記第１乃至第３の接触部は絶縁物から成り、上記対向基板上に設けられて、上記第１の接触部を境に
上記対向基板と絶縁された２つの電極を有することを特
徴とする光偏向器。
【請求項６】請求項１乃至５に記載の光偏向器を、上
記揺動軸に平行な上記第２の方向に複数並べたアレイで
あることを特徴とする光偏向器アレイ。
【請求項７】請求項６に記載の光偏向器アレイに於い
て、上記可動板の上記導電面は全て電気的に導通しているこ
とを特徴とする光偏向器アレイ。