JP2004102267A - 揺動装置、揺動装置を用いた光偏向器、及び光偏向器を用いた画像表示装置、画像形成装置、並びにその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型の揺動装置を提供することである。
【解決手段】揺動装置は、可動板102と、可動板102に接続している弾性支持部101と、弾性支持部101と接続している基板103と、コイル106とを有する。コイル106は基板103に配置されており、可動板102はコイル106が発生する磁界により弾性支持部101を中心に揺動する。
【選択図】図１

Description

　本発明は、ねじり中心軸の回りに揺動可能な可動板を有する揺動装置およびその製造方法に関する。さらには、そのような揺動装置を有する光偏向器、光走査装置、電子写真方式の画像形成装置、あるいはディスプレイのような投影型の画像表示装置に関する。

　図１４、１５に背景技術を説明する装置を図示する（特許文献１、２参照）。
　図１４は特許文献１に記載されている共振スキャナを示す斜視図である。符号８０１はシリコン基板、８０２は可動部、８０３は弾性支持部に相当するトーションバー、８０４はコイル、８０５は全反射ミラー、８０６、８０７は永久磁石である。この共振スキャナでは、シリコン基板８０１に、可動部８０２と、可動部８０２をシリコン基板８０１に対して角変位可能に軸支するトーションバー８０３が一体形成され、可動部８０２の周縁部に可動板駆動電流を通電可能なコイル８０４が敷設され、可動部８０２の中央に全反射ミラー８０５が設けられ、トーションバー８０３の軸方向と平行な可動部８０２の対辺のコイル８０４に静磁界を与える永久磁石８０６、８０７が、S極とN極が対面するように配置されている。また、この構成はガルバノミラーと呼ぶことができる。

図１５は特許文献２に記載されている走査ミラーを示す斜視図である。符号９０１は鏡面部、９０２は両支持部材、９０３は永久磁石、９０４は長方形の平板状をなしたガラス板、９０５は半導体基板、９０６はコイルである。この光偏向器では、可動板９０４の一方面上に鏡面部９０１が形成され、ガラス板９０４の他方面上に、両側の支持部材９０２において異極になるように着磁された永久磁石９０３が設けられ、永久磁石９０３に対面するように配置されたシリコン等の半導体基板９０５上に箔状のコイル９０６が渦巻き状に巻回して形成されている。
特開２００１−３０５４７１号公報 特開平０６−８２７１１号公報

図１４のような構成であると、永久磁石が全反射ミラーの脇に配置されるため装置が大型になる。また、図１５のような構成であると、コイルが下側に配置されるのでガラス板を大きく揺動させることができない。ガラス板を大きく揺動させるためにはコイルとガラス板とのギャップを大きくしなければならなくなり装置が大型になる。またコイルとガラス板のギャップを広くした状態でガラス板を大きく揺動させるためにはコイルに流す電流を大きくしなければならない。

よって、本発明の揺動装置は、可動板と、可動板に接続している弾性支持部と、前記弾性支持部と接続している基板と、コイルとを有する揺動装置であって、前記コイルは前記基板に配置されており、前記可動板は前記コイルが発生する磁界により前記弾性支持部を中心に揺動することを特徴とする。

また、本発明の揺動装置の製造方法は、可動板と、可動板に接続している弾性支持部と、前記弾性支持部と接続している基板と、コイルとを有する揺動装置の製造方法であって、前記コイルを前記基板に配置する工程を有し、前記可動板は前記コイルが発生する磁界により前記弾性支持部を中心に揺動することを特徴とする。

本発明は、小型の揺動装置を提供することができる。また本発明は、コイルに流す消費電力を減らすことができる。

（第１の実施の形態）
本発明は、可動板を揺動させるためのコイルが基板に配置されていることを特徴とする。その結果、揺動装置の小型化を実現できる。また可動板に永久磁石が設けられる形態において、コイルが永久磁石に近接して配置されるので電流を過剰にかける必要がない。そして可動板の揺動角度を大きくすることもできる。

図１は本実施形態に係る揺動装置を示す模式的斜視図である。図１（ａ）は永久磁石が設けられている側から図示した揺動装置の模式的斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’における模式的断面図である。符号101は弾性支持部であるトーションバー、102は可動板である走査ミラー、103は基板、106は永久磁石が配置されている側のコイルである平面コイル、105は合金磁石等の永久磁石、104は光反射面である反射鏡、107は反射鏡が配置されている側のコイルである平面コイル、そして109は絶縁層である。

トーションバー101は、走査ミラー102に対して一直線上に且つ走査ミラー102の重心を両側で支持するように位置する。このトーションバー101及び走査ミラー102は、基板103を除去加工して一体形成される。基板103には、例えば半導体基板を用いることができる。本実施形態では、基板103として厚さ200μｍの単結晶シリコン基板を用いている。そしてこの単結晶シリコン基板をＩＣＰ−ＲＩＥ装置（例えば、６０１Ｅ、ＡＬＣＡＴＥＬ社製）を用いて垂直エッチングすることにより、走査ミラー102とトーションバー101を単結晶シリコンからなる基板103と一体となるように形成している。

走査ミラー102の一方の側（面）にはアルミ等を蒸着することで反射鏡104が形成されている。この反射鏡104により入射してくる光を反射することができる。また他方の側（面）にはSmCo（サマリウムコバルト）等の希土類系の永久磁石、またはフェライト磁石、またはFeCoCr等の合金磁石がスパッタリング等により薄膜状に形成されている。この永久磁石105はトーションバー101のねじり中心軸に対して角度をなして（交差して）着磁されている。

コイルは、走査ミラー102及びトーションバー101が形成される基板103の両方の面にそれぞれ絶縁層109を介して、走査ミラー102及びトーションバー103を囲うように形成されている２つの平面コイル106、107である。本実施形態では平面コイル106、107は電気めっきにより形成している。絶縁層109は基板が導電部材あるいは単結晶シリコンのような半導体部材の場合、コイルと基板とを電気的に分離する上で、あるいはコイルに流れる電流が基板へ漏れるのを防ぐ上で好ましく配置されるものである。

基板103両面上に平面コイル106、107を形成する場合において、平面コイル106と平面コイル107が電気的に接続して、２層平面コイルとして形成しても良い。この場合、平面コイル106、107は、同一方向から見た時の巻き方向が逆になるような渦状で、且つこの渦巻きの中心が一致するように設けられ、平面コイル106の渦巻きの中心の端点と平面コイル107の渦巻きの中心の端点とが導電体により電気的に接続されることが好ましい。そしてこの場合は、１つの平面コイルで駆動と誘起電圧の検出を行う場合と同様に、平面コイルに対して通電しない期間を駆動信号に設け、その通電しない期間を誘起電圧の検出に用いることができる。

また平面コイル106と平面コイル107を電気的に接続しないで独立的に形成しても良い。この場合、何れか一方のコイル、例えば平面コイル106に通電して磁場を発生させ、図１（ｂ）の矢印108に示すように、走査ミラー102を一対のトーションバー101の回りで角変位（揺動）させることができる。そして、走査ミラー102の一方の面に形成された永久磁石105が角変位することで、もう１つの平面コイル107に生じる誘起電圧を検出することができる。この場合は、平面コイル107で誘起電圧の検出を専門的に行うので、駆動専門の平面コイル106に対する駆動信号に通電しない期間を設ける必要はない。また、平面コイル106と平面コイル107を共に駆動用に用いて、その内の１つを誘起電圧検出用にも用いる態様も採り得る。

誘起電圧の検出回路としては、例えば、図３に示すものがある。平面コイルの両端子をオペアンプ401と抵抗とコンデンサで構成する差動増幅回路の入力端子402、403へ接続して、誘起電圧Vθとして検出する。この誘起電圧Vθは、走査ミラー102の角速度に対応し、積分器にかけることで走査ミラーの変位角を検出できるので、この誘起電圧Vθを基に平面コイルの駆動電圧を制御する。

各面に形成される平面コイルはそれぞれ１層でも多層であってもよい。また、永久磁石105も走査ミラー102の両面に設けても良い。こうすれば、エネルギ効率をより高められる。この場合、一方の永久磁石105の表面を鏡面加工して反射鏡104として用いることもできる。

本実施形態に係る揺動装置としての光偏向器は、同一基板103に走査ミラー102、トーションバー101、平面コイル106、107が形成されているため小型化が可能である。また、走査ミラーに形成される永久磁石105と２つの平面コイル106、107との距離を近くして配置でき、しかも永久磁石105と平面コイルの１つとが実質的に面一に配置されるため、平面コイル（両方の平面コイルの場合もあるし、一方の平面コイルの場合もある）に通電して発生する磁場が永久磁石に対して効率良く働き、走査ミラーを大きく角変位させることができる。

また、走査ミラーが角変位する状態で平面コイル（この平面コイルは検出専用の場合もあるし、駆動用を兼ねる場合もある）に生じる誘起電圧の値が、永久磁石と平面コイルの距離が大きい時と比べて大きくなるので、誘起電圧を検出して駆動系にフィードバックして変位角を高精度に制御することもできる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る揺動装置は、凹部または貫通孔を有した別基板を有し、可動板が一体に配置されている基板と別基板とが重なって配置されていることを特徴とする。その他は第１の実施の形態と同じである。そのような構成にすることで小型化が実現でき、且つ可動板が別基板にぶつからない。

図２は本実施形態に係る揺動装置としての光偏向器の構成を模式的に説明するための分解模式図である。符号201は可動板としての走査ミラー、202は弾性支持部としてのトーションバー、203は基板、204は別基板としての基板、205は別基板に設けられている凹部または貫通孔、206、207はコイルである平面コイルである。平面コイルはそれぞれ基板203と別基板204とに設けられている。

平面コイル206は、走査ミラー201及びトーションバー202を形成した基板203の表面上に絶縁膜（不図示）を介して形成され、他方の平面コイル207は、別の基板204上に絶縁膜（不図示）を介して形成されている。基板204には凹部または貫通孔205が形成されており、平面コイル207はこの凹部または貫通孔205の周縁部に渦巻き状に形成される。凹部または貫通孔205の寸法（面内縦横方向の長さあるいは深さ方向の長さ）は、走査ミラー201及びトーションバー202を形成した基板203と平面コイル207を形成した基板204を近づけて配置し、走査ミラー201が角変位したときに、走査ミラー201とトーションバー202が平面コイル207を形成した基板204に干渉しない（ぶつからない）寸法であればよい。本図では、凹部または貫通孔205と、走査ミラー201及びトーションバー202を形成した結果得られている基板203の貫通孔とのサイズは略一致している。

基板204にシリコン単結晶基板を用いた場合には、異方性エッチング等により基板を加工することにより凹部または貫通孔205を得ることが可能である。また本実施形態においても、少なくとも１つの平面コイルに通電して磁場を発生させ、走査ミラー201を角変位させることができる。また、走査ミラー201の面に形成された永久磁石が角変位することで平面コイルに生じる誘起電圧を検出することができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る揺動装置は、対向する２つの別基板間に可動板を一体に有する基板が配置されており、これら別基板のそれぞれにコイルが配置されていることを特徴とする。それ以外は第１乃至第２の実施の形態の何れかと同じである。このような構成にすることで、小型化が実現でき、可動板を有する基板にコイルを設けなくてすむ。また更に、面内方向におけるコイルの位置を可動板を有する基板の面内に拘束されずに決定することができる。

図４は本実施形態に係る揺動装置としての光偏向器を示す模式的断面図である、断面方向は図１のＡ−Ａ’方向と同じである。符号501、504はコイルとしての平面コイル、502、505は別基板、503、506は貫通孔、507は絶縁膜、514は光反射面としての反射鏡、510は基板である。本実施形態において基板510は単結晶シリコン基板である。

２つの平面コイル501、504は、走査ミラー及びトーションバーを形成した基板510とは別の絶縁膜507付き単結晶シリコン基板502、505上に電気めっきにより夫々形成されているものである。一方のコイルは永久磁石とほぼ面一に配置することができる。

平面コイル501、504の中心部には結晶性異方性エッチングにより貫通孔503、506が夫々形成されている。組み合わせは、各平面コイルの表面に接着剤（不図示）を塗布し、基板510（図ではこの基板の両面にも絶縁膜507が形成されている）と張合わせる。この接着剤が絶縁層としても機能する。本実施形態では、平面コイル504は、走査ミラー及びトーションバーを形成した単結晶シリコン基板510上に完全に載っているが、他方の別基板に配置されている平面コイル501は一部が基板510の貫通孔の部分に対面している。

上下に平面コイル501、504を配置する本構成において、反射鏡514側に配置される平面コイル504を形成する基板505の貫通孔506の寸法は、入射光と入射光を走査ミラーで走査した光とを妨げないような寸法になっている。より具体的には、別基板505の貫通孔506は、反射鏡側で開口が小さく、反射鏡から離れた方が開口が広い形態であり、例えば図示されるようにテーパー形状であることが好ましい。

別基板502は可動板に近い側の開口は、可動板にぶつからない程度の大きさであればよい。また別基板502の貫通孔は貫通していない凹部であってもよい。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る揺動装置は、コイルの少なくともその一部が弾性支持部を横切って配置されていることを特徴とする。その結果、装置がより小型化になる。そしてそれ以外は第１乃至第３の実施の形態のいずれかと同じである。

図５は本実施の形態に係る揺動装置としての光偏向器の模式図である。図５（ａ）は揺動装置の上面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図５（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。符号１は基板、７はコイル、８は貫通孔、10は弾性支持部、11は可動板、12は光反射面であるミラー、13は永久磁石、14は電極パッドである。

図５（ａ）に示すように、コイルが途中で貫通孔上を弾性支持部を横切って配置されている。このような構成にすることでコイルを可動板に近づけることができる。可動板に永久磁石が設けられている場合、可動板を効果的に角変位（揺動）させることができる。コイルは渦巻状に基板に設けられている。渦巻きの両端部にはそれぞれ電極パッド14が配置されている。

図５（ｂ）に示すように、可動板11において永久磁石13が配置されている側の反対側にはミラー12が配置されている。コイル7は基板面のうち永久磁石13が配置されている側の面に配置されている。本図では基板とコイルとの間に基板面全面に絶縁部材（符号省略）を設けた構成を図示している。またコイル7直下の太い線で後述するシード電極層を図示している。

図５（ｃ）に示すように、コイル７は貫通孔を経て弾性支持部10を横切るように配置されている。本図においてコイル７と弾性支持部10との間には段差（スペース）が設けられている。このため両者は接触しない。段差（スペース）は基板面に対して若干盛り上がった形状である。

なお本実施形態において可動板11の大きさは、縦横1.2ｍｍ×1.5ｍｍであり、一方の弾性支持部10の長さ（長尺方向、つまり軸方向の長さ）は２ｍｍ、コイル７の配線幅は30μｍ、高さは50μｍである。このサイズは他の実施の形態でもほぼ同じである。

本実施形態において、電極パッド14の両方に電圧信号を印加することで、コイル内周部に磁界が生じ、この磁界が永久磁石13と相互作用して可動板11は弾性支持部10の周りを揺動する。電極パッドは先の実施の形態に係る揺動装置においても適用可能である。特に可動板11のねじれ振動の共振周波数と一致する交流電圧信号をコイル７に印加することで可動板11がねじれ共振運動し、可動板11の変位角乃至偏向角を大きくできる。このことも先の実施の形態に係る揺動装置においても適用可能である。

次に本実施形態に係る揺動装置、より具体的には光反射面であるミラーを有する光偏向器の作成方法について述べる。図６乃至８は本実施形態に係る揺動装置の作成工程を説明するための模式図である。図６は図５（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図を参照して作成工程を説明するための図、図７は図５（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図を参照して作成工程を説明するための図である。符号３は犠牲層、４はシード電極、５はモールド層、６はコイル層である。

本実施形態ではシリコン基板を基板に用いて、フォトリソグラフィとエッチングの手法により揺動装置を作成する。先ず、図６（ａ）及び図７（ａ）に示す様に、シリコン基板１の両面に熱酸化法により厚さ１μｍの絶縁層２を形成し、表面の絶縁層２をフォトリソグラフィーとエッチングの手法によりパターニングした後（絶縁層２は、基板１上の可動板11に相当する部分及び弾性支持部10に相当する部分を除いて形成される）、基板１の表面にスパッタリング法により、鉄とコバルトとクロムを含有する厚さ10μｍの永久磁石１３を基板１上の可動板11に相当する部分に形成する。

次に、図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示す様に、犠牲層３として感光性のポリイミド樹脂を３μｍの厚さで塗布し、フォトリソグラフィーの手法を用いてパターニングする（犠牲層３は、基板１上の可動板11に相当する部分及び弾性支持部10に相当する部分に形成される）。次に、基板１の表面に真空蒸着法を用いて、チタンを５ｎｍ、金を100ｎｍ成膜してシード電極層４を形成する。

次に、図６（ｄ）及び図７（ｄ）に示す様に、感光性を有するアクリル樹脂を70μｍの厚さで塗布し、フォトリソグラフィーの手法によりパターニングしてコイル形成用のモールド層５とする。次に、図６（ｅ）及び図７（ｅ）に示す様に、めっき液中に基板１を浸漬して、シード電極４とアノード電極との間に電圧を印加し、電気めっきによりシード電極層４が露出したモールド層５の部分に銅を厚さ50μｍ充填しコイル層６を形成する。

次に、基板１の裏面にスパッタリング法によりアルミニウムを200ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィーとエッチングの手法によりパターニングして基板１上の可動板11に相当する部分にミラー12を形成する。その後、図６（ｆ）及び図７（ｆ）に示す様に、基板１の裏面の絶縁層２をフォトリソグラフィーとエッチングの手法によりパターニングし（貫通孔８に相当する部分の絶縁層２が除かれる）、基板１の裏面から高密度プラズマを用いたドライエッチングにより、犠牲層３が露出するまで基板１をエッチングする。

最後に、図６（ｇ）及び図７（ｇ）に示す様に、酸素プラズマを用いたアッシングにより犠牲層３及びモールド層５を除去した後、アルゴンガスを用いたドライエッチングによりコイル７以外の部分のシード電極層４を除去し、貫通孔８、コイル７、弾性支持部10、及び可動板11を形成する。

本実施形態の作製方法によれば、１つの基板上にバッチプロセスを用いて複数の光偏向器を同時に作製することができる為、可動板を有する基板とコイルとを実装して１つのデバイスにする工程を省略することができ、コストダウンを達成することができた。また、本実施例により、小型で発生力が大きく、消費電力の小さく、かつ製造コストが小さい光偏向器を実現できた。

ところで、本実施形態では、コイル７が弾性支持部10を横切るコイル７の配線部が基板１面に対して若干盛り上がってコイル７と弾性支持部10の間にスペースが形成されているが、図８に示す様に、コイル７は全配線が基板１面と同レベルで形成され弾性支持部10の上面が基板１面から若干掘り下げられてコイル７と弾性支持部10の間にスペースが形成されてもよい。この場合は、図７（ｂ）の如く犠牲層３を形成する前に、弾性支持部10に相当する基板１の部分を若干エッチングして掘り下げ、その上に犠牲層３を基板１面のレベルまで塗布する様な工程を実行すればよい。

（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る揺動装置は、弾性支持部の断面形状がＸ字状であることを特徴とする。そのため、ねじれにくくたわみにくい揺動装置を提供することができる。あるいは、基板両面にコイルが配置されていることを特徴とする。そのため第４の実施の形態と比べて更に消費電力の小さな揺動装置を提供できる。それ以外は第４の実施の形態と同じである。

図９は本実施の形態に係る揺動装置としての光偏向器の模式図である。図９（ａ）は揺動装置の上面図、図９（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図９（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。図９（ｃ）からわかるように弾性支持部10の断面形状はＸ字状である。そのため揺動時にねじれにくくたわみにくい。

次に、本実施形態に係る揺動装置、より具体的には光反射面であるミラーを有する光偏向器の作成方法について述べる。図１０乃至１１は本実施形態に係る揺動装置の作成工程を説明するための模式図である。図１０は図９（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図を参照して作成工程を説明するための図、図１１は図９（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図を参照して作成工程を説明するための図である。本実施形態ではシリコン基板を基板に用いて、フォトリソグラフィとエッチングの手法により揺動装置を作成する。

まず、面方位（１００）を主面とする厚さ200μｍのシリコン基板１の両面に熱酸化法により厚さ１μｍの絶縁層２を形成し、両面の絶縁層２をフォトリソグラフィーとエッチングの手法によりパターニングする（図１０（ａ）及び図１１（ａ）参照）。

次に、低圧化学気相成長法を用いて基板１の両面にポリシリコンを３μｍの厚さで成膜し、フォトリソグラフィーの手法を用いてパターニングして犠牲層３とする（図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）参照）。続いて、基板１の両面に真空蒸着法を用いて、チタンを５ｎｍ、金を100ｎｍ成膜してシード電極層４を形成した後、基板１の両面に、感光性を有する化学増幅型のエポキシ樹脂を70μｍの厚さで塗布し、フォトリソグラフィーの手法によりパターニングしてモールド層５とする（図１０（ｃ）及び図１１（ｃ）参照）。

次に、めっき液中に基板１を浸漬してシード電極４とアノード電極との間に電圧を印加し、電気めっきによりモールド層５の空間部に銅を厚さ50μｍ充填してコイル層６を形成する（図１０（ｄ）及び図１１（ｄ）参照）。次に、Ｎメチル２ピロリドンを用いてモールド層５を除去した後、アルゴンガスを用いたドライエッチングによりコイル７以外の部分のシード電極層４を除去してコイル７を形成する（図１０（ｅ）及び図１１（ｅ）参照）。

次に、100℃に加熱した水酸化カリウム水溶液を用いて犠牲層３を除去した後、続けて100℃に加熱した水酸化カリウム水溶液を用いて基板１をエッチングすることにより貫通孔８、弾性支持部10、可動板11を形成する（図１０（ｆ）及び図１１（ｆ）参照）。水酸化カリウム水溶液はシリコン単結晶に対してエッチングの異方性が強く、（１１１）面と等価な面でほぼエッチングが停止する為、弾性支持部10の長手方向を（１１０）面と等価な面に対して平行になるように加工することで、図１１（ｆ）に示すように弾性支持部10の断面はＸ字形状となる。

次に、メタルマスクを用いた真空蒸着法により可動部11の裏面に厚さ200ｎｍのアルミニウムを成膜してミラー12を形成する。最後に、可動部11の表面に永久磁石13を接着する（図１０（ｇ）及び図１１（ｇ）参照）。

本実施形態では基板１両面のコイル７は互いに電気的に分離されているが、例えば内周同士を接続し、一本のコイルとして機能させても良い。その場合は、基板１表面側から見て２つの渦巻きの向きが逆になるように構成すれば、コイルの表面部分と裏面部分とで発生する磁場の向きを揃えることができる。

（第６の実施の形態）
　本発明の第６の実施の形態は、第１乃至第５のいずれかの揺動装置を有する投射型の画像表示装置に関する。図１２は第６の実施の形態に係る投射型の画像形成装置を示す模式図である。符号601は光偏向器、602は光源であるレーザー光源、603はレンズ群、604は書き込みレンズ群、そして605は投影面である。

本実施形態において光偏向器601は２つの光偏向器を用いている。一方は水平走査方向へ光を走査するための光偏向器、他方は垂直方向へ光を走査するための光偏向器である。つまり本実施形態では光を二次元的に偏向することができ（ラスタスキャンすることができ）、二次元の画像を表示することができる。少なくとも何れか一方の光偏向器として本発明の揺動装置である光偏向器を用いればよい。より具体的には水平方向の走査に用いる光偏向器として本発明の揺動装置である光偏向器を用いることが好ましい。そのようにすることで高速偏向を求められる水平方向用の光偏向器を提供することができる。その場合、光偏向器を共振運動させることが更に好ましい。

レーザー光源602から出光する光は二次元画像のそれぞれの画素を構成するための画像情報を有している。たとえば具体的には画素ごとに発光点滅したり、光強度を変えたりすることができる。投影面605は画像が投影される被投影面のことであり、本実施形態の画像表示装置に設けられていてもよいしあるいは別体でもよい。例えばスクリーンのようなものでもよいし、あるいは屋内屋外に存在する壁、あるいは人等の動物の網膜でもよい。

レンズ群603はレーザー光源602からの光を光偏向器に集光させるために必要であれば設けるレンズ群であり、レンズ１枚でもよい。書き込みレンズ群604は光偏向器から反射される光が通過するレンズであり、拡大あるいは所定位置に画像を表示する必要があれば設けるレンズ群であり、レンズ１枚でもよい。

（第７の実施の形態）
　本発明の第７の実施の形態は、第１乃至第５の実施の形態のいずれかの揺動装置を有する電子写真式画像形成装置に関する。図１３は第７の実施の形態に係る投射型の画像形成装置を示す模式図である。符号701は光偏向器、702は光源であるレーザー光源、703はレンズ群、704は書き込みレンズ群、そして706は感光体である。

レーザー光源702から出光した光はレンズ群703を経て光偏向器701で１次元に偏向走査され、書き込みレンズ群704をへて筒状の長尺方向を軸に回転する感光体表面を露光する。その結果、感光体表面に二次元潜像を得ることができる。得られた潜像から電子写真方式の画像形成技術により被画像形成面に画像を形成することができる。この技術を有している製品としてレーザービームプリンタや複写機を挙げることができる。

レーザー光源702から出光する光は二次元画像のそれぞれの画素を構成するための画像情報を有している。たとえば具体的には画素ごとに発光点滅したり、光強度を変えたりすることができる。レンズ群703はレーザー光源702からの光を光偏向器に集光させるために必要であれば設けるレンズ群であり、レンズ１枚でもよい。書き込みレンズ群704は光偏向器から反射される光が通過するレンズであり、拡大あるいは所定位置に画像を表示する必要があれば設けるレンズ群であり、レンズ１枚でもよい。

（第８の実施の形態）
　本発明の第７の実施の形態は、第１乃至第５の実施の形態のいずれかの揺動装置を有する光偏向器以外の装置に関する。第１乃至第５の実施の形態はいずれも可動板に光反射面であるミラーが設けられている形態を挙げた。これら各実施の形態では光反射面は可動板と別部材のものとして可動板に配置されていてもよいし、あるいは可動板そのものの面が加工あるいはそのまま光反射面として利用されていてもよい。

本実施形態では、この可動板の面が揺動することを利用して例えば角度変位センサーや電磁波、音波等を反射させる装置（不図示）として利用することができる。

本発明の揺動装置を説明する図である。 本発明の揺動装置を説明する図である。 本発明の揺動装置の誘起電圧を検出するための回路の具体的構成例を示す図である。 本発明の揺動装置を説明する図である。 本発明の揺動装置を説明する図である。 本発明の揺動装置の作製工程を示す断面図である。 本発明の揺動装置の作製工程を示す断面図である。 本発明の揺動装置を説明する図である。 本発明の揺動装置を説明する図である。 本発明の揺動装置の作製工程を示す断面図である。 本発明の揺動装置の作製工程を示す断面図である。 本発明の揺動装置を画像表示装置に適用した図である。 本発明の揺動装置を電子写真方式の画像形成装置に適用した図である。 背景技術を示す図である。 背景技術を示す図である。

符号の説明

　　101、202　　トーションバー
　　102、201　　走査ミラー
　　103、203、510　　基板
　　104、514　　反射鏡
　　105　　永久磁石
　　106、107、206、207、501、504　　平面コイル
　　108　　角変位方向
　　109、507　　絶縁層
　　204、502、505　　他の基板
　　205、503、506　　凹部または貫通孔
　　401　　オペアンプ
　　402、403　　入力端子
　　601、701　　光偏向器
　　602、702　　レーザー光源
　　603、703　　レンズ群
　　604、704　　書き込みレンズ群
　　605　　投影面
706　　感光体
　　１　　基板
　２　　絶縁層
　３　　犠牲層
　　４　　シード電極層
　　５　　モールド層
　　６　　コイル層
　　７　　コイル
　　８　　貫通孔（開口部）
　　10　　トーションバー（弾性支持部）
　　11　　可動板
　　12　　ミラー
　　13　　永久磁石
　　14　　電極パッド

Claims (20)

1. 可動板と、可動板に接続している弾性支持部と、前記弾性支持部と接続している基板と、コイルとを有する揺動装置であって、
   前記コイルは前記基板に配置されており、
   前記可動板は前記コイルが発生する磁界により前記弾性支持部を中心に揺動することを特徴とする揺動装置。
2. 前記可動板には永久磁石が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の揺動装置。
3. 前記コイルは前記基板の表面と裏面のそれぞれに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
4. 前記基板の前記表面に配置されている前記コイルと前記基板の前記裏面に配置されている前記コイルとは互いに電気的に分離していることを特徴とする請求項３に記載の揺動装置。
5. 前記基板の前記表面に配置されている前記コイルと前記基板の前記裏面に配置されている前記コイルとは電気的に接続していることを特徴とする請求項３に記載の揺動装置。
6. 前記コイルは前記基板と絶縁層を介して少なくとも一部が接触していることを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
7. 前記コイルの少なくとも一方は、絶縁層を形成した別の基板上に形成され且つ前記基板上に付着するように配置されており、前記別の基板は、可動板及び弾性支持部との干渉を避ける為の、凹部あるいは貫通孔の何れか一方を有することを特徴とする請求項３に記載の揺動装置。
8. 前記別の基板は単結晶シリコン基板で、前記凹部あるいは前記貫通孔の何れか一方は異方性エッチングにより形成されるものであることを特徴とする請求項７に記載の揺動装置。
9. 前記永久磁石が角変位することにより前記コイルに生じる誘起電圧を検出する誘起電圧検出手段を有することを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
10. 前記コイルは少なくともその一部が前記弾性支持部を横切って配置されていることを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
11. 前記基板は単結晶シリコン基板であることを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
12. 前記弾性支持部の断面形状はＸ字形状であることを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
13. 前記可動板に光反射面を有する光偏向器として構成されていることを特徴とする請求項２に記載の揺動装置。
14. 請求項１３に記載の光偏向器と、光源とを有し、前記光源からの光を前記光偏向器により走査することを特徴とする光走査装置。
15. 請求項１４に記載の光走査装置を有し、前記光走査装置により前記走査される光を、回転する感光体表面に照射することで前記感光体の前記表面に潜像を得ることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
16. 請求項１４に記載の光走査装置を有し、前記前記光走査装置により前記走査される光を別の光走査装置により走査方向と交差する副走査方向に走査することで二次元画像を投影することを特徴とする画像表示装置。
17. 可動板と、可動板に接続している弾性支持部と、前記弾性支持部と接続している基板と、コイルとを有する揺動装置の製造方法であって、
    前記コイルを前記基板に配置する工程を有し、
    前記可動板は前記コイルが発生する磁界により前記弾性支持部を中心に揺動することを特徴とする揺動装置の製造方法。
18. 前記基板は単結晶シリコン基板であることを特徴とする請求項１７に記載の揺動装置の製造方法。
19. 前記基板を結晶異方性エッチングにより加工することで前記可動板と前記弾性支持部とを一度に得る工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の揺動装置の製造方法。
20. 基板に犠牲層を設ける工程を有し、前記コイルを前記基板に配置する工程は、前記コイルの一部を前記犠牲層上に配置する工程を有し、前記コイルを前記基板に配置する工程の後、前記犠牲層を除去する工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の揺動装置の製造方法。