JP2005266074A - Optical scanner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フレーム内に配置された反射板を捩じれ変形可能な連結部を介して回動自在に支持し、反射板に入射した光の反射光軸を可変できるようにした光スキャナにおいて、外力による連結部の損傷を防止するための技術に関する。 The present invention relates to an optical scanner in which a reflection plate arranged in a frame is rotatably supported via a connecting portion that can be twisted and deformed, and a reflection optical axis of light incident on the reflection plate can be changed. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technique for preventing damage to a connecting portion caused by the above.
例えば、可変波長光源には、レーザダイオードから出射された光を回折格子で回折し、その回折光を光スキャナの反射板によって回折格子へ反射させ、その反射光に対する回折光をレーザダイオードに戻して、レーザダイオードを外部共振モードで発振させ、回折格子に対する反射板の角度を変えることで、共振波長を可変している。 For example, in a variable wavelength light source, light emitted from a laser diode is diffracted by a diffraction grating, the diffracted light is reflected to the diffraction grating by a reflection plate of an optical scanner, and the diffracted light corresponding to the reflected light is returned to the laser diode. The resonance wavelength is varied by oscillating the laser diode in the external resonance mode and changing the angle of the reflection plate with respect to the diffraction grating.
また、光スペクトルアナライザでは、入射光を回折格子で回折し、その回折光を光スキャナの反射板によって回折格子へ反射させ、その反射光に対する回折光を受光素子で受光して、回折格子に対する反射板の角度に応じた波長の光の強度を求め、回折格子に対する反射板の角度を変えることで、波長毎の光の強度を求めている。 In the optical spectrum analyzer, incident light is diffracted by a diffraction grating, the diffracted light is reflected to the diffraction grating by the reflection plate of the optical scanner, and the diffracted light corresponding to the reflected light is received by the light receiving element and reflected by the diffraction grating. The intensity of light having a wavelength corresponding to the angle of the plate is obtained, and the intensity of light for each wavelength is obtained by changing the angle of the reflecting plate with respect to the diffraction grating.
このような目的で使用される光スキャナは、近年では、半導体基板等の共有結合結晶体基板のエッチング処理で形成されている場合が多い。 In recent years, optical scanners used for such purposes are often formed by etching a covalently bonded crystal substrate such as a semiconductor substrate.
図11は、共有結合結晶体基板のエッチング処理で形成された従来の光スキャナ10の基本構造を示している。
FIG. 11 shows a basic structure of a conventional
この光スキャナ10は、上板11a、下板11b、側板11c、11dによって矩形に形成されたフレーム11の内側に矩形の反射板12が配置され、フレーム11の上板11aの内縁の中間部から反射板12の上辺縁の中間部との間と、フレーム11の下板11bの内縁の中間部から反射板12の下辺縁の中間部との間が、連結部13、14によって連結された構造を有している。
In this
連結部13、14は、捩じれ方向の可撓性をもつように細く形成されているため、図示しない駆動部によってフレーム11の表面に直交する方向の力を反射板12の端部に与えることで、反射板12を連結部13、14の中心線を軸にして回動させることができ、反射板12に入射する光をその回動に応じて異なる反射角で出射することができる。
Since the connecting
このような構造の光スキャナ10では、その細く形成された連結部13、14が、捩じれ方向だけでなく、フレーム11の表面に沿った方向や、その表面に直交する方向へ撓んだり伸縮する可撓性を有している。
In the
このため、例えば図12の(a)のように、光スキャナ10全体に下方から外力Fが急激に加わると、慣性によって反射板12が下方へ移動して、連結部13が引っ張られ、連結部14が縮む。
For this reason, for example, as shown in FIG. 12A, when the external force F is suddenly applied to the entire
また、例えば図12の(b)のように、光スキャナ10全体に左側方から外力Fが急激に加わると、慣性により反射板12が左方へ移動して、連結部13、14が斜め方向に引っ張られる。
Further, for example, as shown in FIG. 12B, when the external force F is suddenly applied to the entire
また、例えば図12の(c)のように、光スキャナ10に左下隅から外力Fが急激に加わると、反射板12の左端が下方に移動し、右端が上方に移動して、連結部13、14が湾曲する。
Further, for example, as shown in FIG. 12C, when the external force F is suddenly applied to the
また、例えば図13の(a)のように、光スキャナ10全体に背面側から外力Fが急激に加わると、反射板12が後方に移動して、連結部13、14が後方へ引っ張られる。また、図13の(b)のように、光スキャナ10の上部に背面側から外力Fが急激に加わると、反射板12の上部が後方に移動して連結部13が後方に引っ張られ、反射板12の下部が前方に移動して、連結部14が前方に引っ張られる。
Further, for example, as shown in FIG. 13A, when an external force F is suddenly applied to the entire
また、例えば図14のように、光スキャナ10に左端前方から外力Fが急激に加わると、反射板12の左端が前方に移動し、右端が後方に移動して、連結部13、14が捩じれ変形する。
Further, for example, as shown in FIG. 14, when the external force F is suddenly applied to the
このように光スキャナ10の連結部13、14は、急激な外力Fの印加に対して変形し、その外力が小さい場合には、自身の弾性復帰力で元の状態に戻ることができるが、大きな外力が加わると、変形したままの状態になったり、折れてしまう。
As described above, the connecting
なお、上記した外力Fは、光スキャナ10に対して直接的に印加される力だけでなく、運搬中などにおける急激な速度変化、即ち加速度(回転方向の加速度も含む)によって間接的に印加される力の場合もある。
The external force F described above is not only applied directly to the
したがって、上記構造の光スキャナ10では、上記のような外力を受けたときに連結部13、14が過度に変形しないように規制する必要がある。
Therefore, in the
この連結部13、14の過度の変形を規制する従来技術として、次の特許文献1には、図15に示すように、フレーム11の一面側に、反射板12の中央上部と中央下部にオーバラップする規制部15a、15b、反射板12の四隅にオーバラップする規制部15c〜15fを設け、これらの各規制部15a〜15fをフレームの背面側にも設けて、反射板12の前後方向の所定距離以上の移動を規制し、さらに、反射板12の両側方に規制部15g、15hを設け、反射板12の両端の上方および下方に規制部15i〜15lを設けて、反射板12の上下左右方向の所定距離以上の移動を規制する技術が開示されている。
As a prior art for restricting the excessive deformation of the connecting
しかしながら、上記のように反射板12の移動を規制する技術では、規制部の数が合計で18個も必要となり、構造が複雑化するという問題があった。
However, the technology for restricting the movement of the reflecting
また、上記した従来技術では、反射板の動きを規制することで、間接的に連結部の過度の変形を防ぐ構造であるため、連結部の予期しない変形を防ぐことができない場合があった。 Moreover, in the above-described conventional technology, since the structure prevents the excessive deformation of the connecting portion indirectly by restricting the movement of the reflecting plate, the unexpected deformation of the connecting portion may not be prevented.
また、反射板12の両端側に規制部15c〜15hを近接して設けているために、反射板12を高速に往復掃引させる際に、これらの規制部により両端に大きな空気抵抗が生じ、安定な掃引が行なえず、また、駆動に大きな電力を必要とするという問題があった。
In addition, since the restricting portions 15c to 15h are provided close to both ends of the
また、反射板12の表面側の中央上部、下部および四隅部に規制部がオーバラップする構造であるので、反射板12の有効な反射面が狭くなってしまい、光の入射角や反射角度範囲が限定されるという問題があった。
In addition, since the restricting portion overlaps the central upper portion, the lower portion, and the four corners on the surface side of the
本発明は、これらの問題を解決して、簡単な構造で、連結部の過度の変形をより確実に防ぐことができ、安定に且つ少ない電力で駆動でき、光の入射角や反射角度範囲が限定されない光スキャナを提供することを目的としている。 The present invention solves these problems, can prevent the excessive deformation of the connecting portion more reliably with a simple structure, can be driven stably and with less power, and has a light incident angle and reflection angle range. It aims to provide an optical scanner that is not limited.
前記目的を達成するために、本発明の請求項1の光スキャナは、
フレーム(21)と、
前記フレームの内側に配置された反射板(40)と、
前記フレームの内縁の対向する位置からそれぞれ内方に延びて前記反射板の外縁との間をそれぞれ連結し、捩じれ方向の可撓性を有する一対の連結部(45、46)とを備え、該一対の連結部の捩れ変形により前記フレームに対する前記反射板の角度を可変する光スキャナにおいて、
前記フレームの一面側から一方の連結部に対して所定の隙間をもって該一方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該一方の連結部の前記フレームの一面側への所定距離以上の移動を規制する第1規制部(23e)と、
前記フレームの一面側から他方の連結部に対して所定の隙間をもって該他方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該他方の連結部の前記フレームの一面側への所定距離以上の移動を規制する第2規制部(23f)と、
前記フレームの反対面側から一方の連結部に対して所定の隙間をもって該一方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該一方の連結部の前記フレームの反対面側への所定距離以上の移動を規制する第3規制部(24e)と、
前記フレームの反対面側から他方の連結部に対して所定の隙間をもって該他方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該他方の連結部の前記フレームの反対側への所定距離以上の移動を規制する第4規制部(24f)とを設けたことを特徴としている。
In order to achieve the object, an optical scanner according to
A frame (21);
A reflector (40) disposed inside the frame;
A pair of connecting portions (45, 46) extending inward from opposing positions on the inner edge of the frame and connecting to the outer edge of the reflector, respectively, and having flexibility in the torsional direction; In an optical scanner that varies the angle of the reflector with respect to the frame by torsional deformation of a pair of connecting portions,
Extending in the direction of the reflector plate with a predetermined gap from one side of the frame to the one connecting part and overlapping with the one connecting part, the one connecting part being more than a predetermined distance to the one surface side of the frame A first restricting portion (23e) for restricting movement;
Extending in the direction of the reflector plate with a predetermined gap from the one surface side of the frame and overlapping the other connecting portion, and having a predetermined distance or more to the one surface side of the frame of the other connecting portion. A second restricting portion (23f) for restricting movement;
Extending in the direction of the reflector from the opposite surface side of the frame in a state of overlapping the one connection portion with a predetermined gap with respect to the one connection portion, and a predetermined distance from the one connection portion to the opposite surface side of the frame A third restricting portion (24e) for restricting the above movement;
Extending in the direction of the reflector from the opposite surface side of the frame to the other connecting portion with a predetermined gap and overlapping with the other connecting portion, a distance equal to or longer than the predetermined distance from the other connecting portion to the opposite side of the frame And a fourth restricting portion (24f) for restricting the movement of the head.
また、本発明の請求項2の光スキャナは、請求項1の光スキャナにおいて、
前記反射板の外縁で且つ、前記一方の連結部の近傍で該一方の連結部の両側の位置から前記フレーム方向に突設された第1突起部(41)および第2突起部(42)と、
前記反射板の外縁で且つ、前記他方の連結部の近傍で該他方の連結部の両側の位置から前記フレーム方向に突設された第3突起部(43)および第4突起部(44)と、
前記フレームの内縁から、前記反射板の前記第1突起部と第2突起部の外縁にそれぞれ所定の隙間をあけた状態で前記反射板方向に延び、前記第1突起部と第2突起部の前記フレームの表面に沿った面内での所定以上の移動を規制する第5規制部(22e)、第6規制部(22f)と、
前記フレームの内縁から、前記反射板の前記第3突起部と第4突起部の外縁にそれぞれ所定の隙間をあけた状態で前記反射板方向に延び、前記第3突起部と第4突起部の前記フレームの表面に沿った面内での所定以上の移動を規制する第7規制部(22g)、第8の規制部(22h)とを備えたことを特徴としている。
The optical scanner according to
A first projecting portion (41) and a second projecting portion (42) projecting in the frame direction from positions on both sides of the one connecting portion at the outer edge of the reflecting plate and in the vicinity of the one connecting portion; ,
A third projecting portion (43) and a fourth projecting portion (44) projecting in the frame direction from positions on both sides of the other connecting portion at the outer edge of the reflecting plate and in the vicinity of the other connecting portion; ,
The inner edge of the frame extends in the direction of the reflector with a predetermined gap between the outer edge of the first and second protrusions of the reflector, and the first and second protrusions A fifth restricting portion (22e) for restricting a predetermined movement or more in a plane along the surface of the frame, a sixth restricting portion (22f),
The inner edge of the frame extends in the direction of the reflector with a predetermined gap between the outer edge of the third protrusion and the fourth protrusion of the reflector, and the third protrusion and the fourth protrusion. A seventh restricting portion (22g) and an eighth restricting portion (22h) for restricting a predetermined movement or more in a plane along the surface of the frame are provided.
このように本発明の光スキャナでは、連結部に重なり合うように延びた第1〜第4の規制部によって、連結部の前後方向の所定距離以上の移動を直接規制しているので、少ない規制部で連結部の過度な変形を確実に防ぐことができる。 As described above, in the optical scanner of the present invention, the first to fourth restricting portions extending so as to overlap the connecting portion directly restrict the movement of the connecting portion in the front-rear direction by a predetermined distance. Thus, excessive deformation of the connecting portion can be surely prevented.
また、反射板に突出部を設け、その突出部のフレームの面に沿った方向の所定距離以上の移動を、第5〜第8規制部によって規制しているため、少ない規制部で連結部の過度な変形を防ぐことができ、構造が簡単化できる。また、反射板の各突出部を連結部の近傍に設けているので、反射板を高速に往復掃引する場合でも、空気抵抗が小さくて済み、安定な掃引が行なえ、少ない電力で回転駆動することができる。 In addition, since the reflecting plate is provided with a protruding portion, and the movement of the protruding portion in the direction along the frame surface is controlled by the fifth to eighth restricting portions, the number of restricting portions of the connecting portion is reduced. Excessive deformation can be prevented and the structure can be simplified. In addition, since each protrusion of the reflector is provided in the vicinity of the connecting part, even when the reflector is reciprocally swept at high speed, the air resistance is small, stable sweep can be performed, and rotation drive can be performed with low power. Can do.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1、図2は、本発明を適用した光スキャナ20の外観を示し、図3は、これを分解した図を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show the appearance of an
これらの図に示しているように、光スキャナ20は、矩形枠状のフレーム21と、フレームの内側に配置された反射板40と、反射板40を回動自在に支持する一対の連結部45、46を有しており、図3に示しているように、中板22、前板23、後板24を重ね合わせて一体化された構造を有している。
As shown in these drawings, the
中板22は、互いに平行な上板22a、下板22bの両端間が側板22c、22dによって連結されてフレーム21の一部をなす矩形枠に形成されており、その内側には、矩形の反射板40が同心状に配置されている。反射板40の少なくとも一面側は光を反射する反射面40aを形成している。
The
中板22の上板22aの内縁の中間部と反射板40の上辺縁の中間部との間は連結部45を介して連結されている。また、中板22の上板22aの内縁と対向する下板22bの内縁の中間部と反射板40の下辺縁の中間部との間は、連結部45と一直線上に並ぶ連結部46を介して連結されている。
The intermediate portion of the inner edge of the upper plate 22 a of the
連結部45、46は、捩じれ方向の可撓性をもつ細さに形成されており、反射板40は、連結部45、46の捩じれ変形により、中板22の枠部に対して回動できるように支持されている。
The connecting
反射板40の上辺縁には、所定幅で外方(上板22a方向)に延びた突出片41、42が、連結部45の近傍で且つ連結部45を挟む対称な位置に形成されている。
On the upper edge of the
また、反射板40の下辺縁にも、突出片41、42と同一幅で外方(下板22b方向)に延びた突出片43、44とが、連結部46の近傍で且つ連結部46を挟む対称な位置に形成されている。これらの突出片41〜44は、この実施形態の第1〜第4の突出部を形成するものであり、その幅は連結部45、46の幅より十分広く形成されている。
In addition, projecting
中板22には、その上板22a、下板22bの内縁から反射板40に形成された各突出片41〜44の外寄りの側方にそれぞれ近接するように延びた規制片22e〜22hが設けられている。
The
これらの規制片22e〜22hは、この実施形態の第5〜第8の規制部を形成するものであり、各規制片22e〜22hと突出片41〜44との隙間は、例えば数10μmに設定され、その隙間以上の突出片41〜44のフレーム表面に沿った方向の移動を規制している。 These restricting pieces 22e to 22h form the fifth to eighth restricting portions of this embodiment, and the gaps between the restricting pieces 22e to 22h and the projecting pieces 41 to 44 are set to several tens of micrometers, for example. The movement of the projecting pieces 41 to 44 beyond the gap in the direction along the frame surface is restricted.
各規制片22e〜22hの内縁には、図4に示すように、半円状に突出する突起が形成されており、この突起により、各突出片41〜44との間に上記した狭い隙間を形成している。 As shown in FIG. 4, projections projecting in a semicircular shape are formed on the inner edges of the respective regulation pieces 22 e to 22 h, and the narrow gaps described above are formed between the projection pieces 41 to 44 by the projections. Forming.
なお、中板22のうち、反射板40、突出片41〜44、連結部45、46、規制片22e〜22hの部分は、枠形成部(上板22a、下板22b、側板22c、22d)より薄く形成されている。
Of the
一方、中板22の一面側(前面側)に配置されている前板23と、反対面(背面側)に配置されている後板24は、中板22の上板22a、下板22b、側板22c、22dにそれぞれの上板23a、24a、下板23b、24b、側板23c、23d、24c、24dを重ね合わせて、所定厚さのフレーム21を形成している。
On the other hand, the
前板23の上板23a側の内縁中央には、連結部45に対して所定の隙間をもって重なり合う状態で反射板40方向に延び、連結部45のフレーム21の一面側(前面側)への所定距離以上の移動を規制する規制片23e(第1規制部)が設けられている。
At the center of the inner edge of the
同様に、前板23の下板23b側の内縁中央には、連結部46に対して所定の隙間をもって重なり合う状態で反射板40方向に延び、連結部46のフレーム21の一面側への所定距離以上の移動を規制する規制片23f(第2規制部)が設けられている。
Similarly, in the center of the inner edge of the
また、後板24の上板24a側の内縁中央には、連結部45に対して所定の隙間をもって重なり合う状態で反射板40方向に延び、連結部45のフレーム21の反対面側(背面側)への所定距離以上の移動を規制する規制片24e(第3規制部)が設けられ、同様に、後板24の下板24b側の内縁中央には、連結部46に対して所定の隙間をもって重なり合う状態で反射板40方向に延び、連結部46のフレーム21の反対面側への所定距離以上の移動を規制する規制片24f(第4規制部)が設けられている。
Further, at the center of the inner edge of the
これらの各規制片23e、23f、24e、24fの幅は、連結部45、46およびその両側の突出片41〜44、各規制片22e〜22hと重なり合う広さを有しており、その先端は反射板40にオーバラップしている。
The width of each of the restricting
また、各規制片23e、23f、24e、24fの内面側(連結部45、46側)には、連結部45、46の中心線に向かってテーパ状に突出するテーパ部30、31が設けられている。このテーパ部30、31の先端と連結部45、46との隙間は10μm前後となるように設定されている。
Further,
つまり、この光スキャナ20は、フレーム21の内側の反射板40を回動自在に支持する一対の連結部45、46の前後方向(フレーム21の面と直交する方向)への所定以上の移動を、4つの規制片23e、23f、24e、24fのテーパ部30、31によって直接規制している。
That is, the
また、その一対の連結部45、46の両側近傍で、反射板40の外縁からフレーム22の方向に突出する突出片41〜44に対して、フレーム22の内縁に突設した各規制片22e〜22hを近接させて、フレームの面に沿った方向の移動を規制している。
Further, in the vicinity of both sides of the pair of connecting
このため、少ない規制部で連結部45、46の過度の変形を確実に防止できる。
また、各規制部は、連結部45、46の近傍に集中して設けられているので、反射板40を往復回動させる場合に生じる空気抵抗を小さくでき、高速動作が可能となる。
For this reason, the excessive deformation | transformation of the
In addition, since the restricting portions are concentrated in the vicinity of the connecting
次に、この光スキャナ20の製造方法の一例を図5〜図8に基づいて説明する。なお、図5〜図8は、光スキャナ20の上部の連結部45、規制片22e、22f、突出片41、42を横切る破断面を示している。
Next, an example of a method for manufacturing the
図5は、中板22部分の製造工程を示すものであり、始めに基板材料として上層100aと下層100bとを絶縁層(SiO2)100cを挟み、かつ両面がマスク層(SiO2)100d、100eで覆われたSOI基板100を用意する(工程1a)。
FIG. 5 shows a manufacturing process of the
そして、マスク層100dをパターニングした後、ドライエッチングを行うことにより、中板22の上板22a、下板22b、側板22c、22dの一部および各規制片22e〜22h、反射板40、突出片41〜44、連結部45、46となる部分を形成する(工程1b)。
Then, after patterning the mask layer 100d, by performing dry etching, a part of the upper plate 22a, the lower plate 22b, the side plates 22c and 22d of the
次に、マスク層100eをパターニングした後、ウエットエッチングにより、中板22の上板22a、下板22b、側板22c、22dの一部を形成し(工程1c)、表面の絶縁層を除去し(工程1d)、最後に、光を反射し、かつ導電性を有するチタン、白金、金等の金属膜101を蒸着して(工程1e)、中板22を完成させる。
Next, after patterning the mask layer 100e, the upper plate 22a, the lower plate 22b, and the side plates 22c and 22d are partially formed by wet etching (step 1c), and the surface insulating layer is removed (step 1c). Step 1d) Finally, a
また、前板23の工程は、図6に示すように、前記同様に、上層200a、下層200b、絶縁層(SiO2)200c、マスク層200d、200eからなるSOI基板200を用意し(工程2a)、マスク層200dをパターニングした後、ドライエッチンングによって、前板23の上板23a、下板23b、側板23c、23dおよび各規制片23e、23fの一部となる部分を形成する(工程2b)。
As shown in FIG. 6, the
次に、マスク層200eをパターニングした後、ウエットエッチンングによって、前板23の上板23a、下板23b、側板23c、23dおよび各規制片23e、23fのテーパ部30となる部分を形成する(工程2c)。
Next, after patterning the mask layer 200e, the upper plate 23a, the lower plate 23b, the side plates 23c and 23d of the
そして、中間の絶縁層200cを除去し、かつ絶縁膜201で覆う処理を行い(工程2d)、上板23a、下板23b、側板23c、23dの背面側(図で下面側)に、チタン、白金、金,錫など、半田付け用の金属膜202を蒸着する(工程2e)。
Then, the intermediate insulating layer 200c is removed and a process of covering with the insulating
なお、この前板23から、反射板40に対して静電的な外力を与える場合には、図5の点線で示しているように、側板23c、23dの幅を内方へ拡げ、その背面側の絶縁層201上に電極用の金属膜203を蒸着する。
When an electrostatic external force is applied from the
また、後板24の工程は、図7に示しているように、上層300a、下層300b、絶縁層(SiO2)300c、マスク層300d、300eからなるSOI基板300を用意し(工程3a)、パターニングにより、マスク層300d、300eのうち、後板24の上板24a、下板24b、側板24c、24dおよび各規制片24e、24fの形成部分を残す(工程3b)。
In addition, as shown in FIG. 7, the
次に、ウエットエッチンングによって、上板24a、下板24b、側板24c、24d、各規制片24e、24fのおよびそのテーパ部31を形成する(工程3c)。
Next, the upper plate 24a, the lower plate 24b, the side plates 24c and 24d, the respective regulation pieces 24e and 24f, and the
そして、絶縁層300cを除去し(工程3d)、後板24の表面に、チタン、白金、金,錫など、半田付け用の金属膜301を蒸着して、後板24を完成させる(工程3e)。
Then, the insulating layer 300c is removed (step 3d), and a
最後に、図8のように、上記各工程で得られた中板22、前板23および後板24を重ね合わせて半田付け(工程4a)することにより、一つの光スキャナ20が完成する(工程4b)。
Finally, as shown in FIG. 8, the
この光スキャナ20の反射板40は導電性を有しているので、反射板40と、その反射板40の端部に対向する固定電極(例えば前記した金属膜203)の間に電圧を印加して、反射板40の端部に静電力を与えることで、反射板40を連結部45、46を中心に回動させてその角度を可変することができる。また、電圧を周期的に印加する、即ち、周期的に電圧が変化する信号を与えることで、反射板40を往復回動させることができる。
Since the reflecting
また、反射板40を回動させる方法としては、上記のように静電力を用いる方法の他に磁力を用いる方法もある。例えば反射板40側に磁力で吸引される部材や膜を設け、その部分に対向する固定コイルに電流を流して固定コイルの磁力で反射板40を回動させる。また、反対に反射板40側にコイルを設けたり、表面にパターン形成して、そのコイルに電流を流すことで発生する磁力により、反射板40を回動させることもできる。
Further, as a method of rotating the reflecting
このように構成された光スキャナ20に対して、例えば図9の(a)に示すように、下方から直接的あるいは加速度による大きな外力Fが急激に加えられると、慣性によって反射板40が下方へ移動して連結部45が引っ張られ、連結部46が縮むが、反射板40の下縁が規制片22g、22hの先端に当接して、所定距離以上の移動を規制するので、連結部45、46の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に上方から大きな外力が加えられた場合には、慣性による反射板40の上方への所定距離以上の移動が規制片22e、22fによって規制され、連結部45、46の限度を越えた変形が防止される。
For example, as shown in FIG. 9A, when a large external force F is applied directly or directly from below to the
また、図9の(b)のように、光スキャナ20に左側方から大きな外力Fが急激に加わると、慣性によって反射板40が左方へ移動して連結部45、46が斜め方向に引っ張られるが、反射板40の突出片41、43が規制片22e、22gに当接して所定距離以上の移動を規制するので、連結部45、46の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に右側方から大きな外力が加えられた場合には、慣性による反射板40の右方への所定距離以上の移動が規制片22f、22hによって規制され、連結部45、46の限度を越えた変形が防止される。
Further, as shown in FIG. 9B, when a large external force F is suddenly applied to the
また、図9の(c)のように、光スキャナ20に左下隅(または右上隅)から大きな外力Fが加わると、慣性によって反射板40の左端が下方に移動し、右端が上方に移動するように反時計回りに回転して、連結部45、46が湾曲するが、反射板40の突出片41、44が規制片22e、22hに当接して所定角以上の回転を規制するので、連結部45、46の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に右下隅(または左上隅)から大きな外力が加えられた場合には、慣性による反射板40の時計回りの所定角以上の回転が規制片22f、22gによって規制され、連結部45、46の限度を越えた変形が防止される。
Further, as shown in FIG. 9C, when a large external force F is applied to the
また、図10の(a)のように、光スキャナ20全体に前面側から外力Fが加わると、慣性によって反射板40が前方に移動し、連結部45、46も前方に移動しようとするが、前板23の規制片23e、23fのテーパ部30の先端に当接して所定距離以上の移動が規制されるので、連結部45、46の限度を越えた変形は起こらない。また、反対に背面側から大きな外力が加えられた場合、慣性による反射板40の後方への所定距離以上の移動は、後板24の規制片24e、24fのテーパ部31によって規制され、連結部45、46の限度を越えた変形が防止される。
Further, as shown in FIG. 10A, when an external force F is applied to the entire
また、図10の(b)のように、光スキャナ20の上部に前面側から外力Fが加わると、慣性によって反射板40の上部が前方に移動して連結部45が前方に移動しようとし、反射体40の下部が後方に移動して連結部46が後方に移動しようとするが、連結部45は前板23の規制片23eのテーパ部30の先端に当接し、連結部46は、後板24の規制片24fのテーパ部31の先端に当接して、所定距離以上の移動が規制されるので、連結部45、46の限度を越えた変形は起こらない。また、光スキャナ20の下部に前面側から大きな外力が加えられた場合には、慣性によって反射板40の下部が前方へ移動し、上部が後方へ移動しようとするが、その移動は、前板23の規制片23fと後板24の規制片24eによって規制され、連結部45、46の限度を越えた変形が防止される。
Also, as shown in FIG. 10B, when an external force F is applied to the upper portion of the
また、図示しないが、規制片23e、23f、24e、24fは、突出片41〜44にオーバラップしているので、過度の力Fを受けた反射板40の連結部45、46の中心を軸とする大きな回転を、突出片41〜44と規制片23e、23f、24e、24fとの当接により規制することができ、反射板40の所定角以上の回転による連結部45、46の限度を越えた変形を防ぐこともできる。
Although not shown, since the
このように、実施形態の光スキャナ20は、連結部45、46に重なり合うように延びた規制片23e、23f、24e、24fによって、連結部45、46の前後方向の所定距離以上の移動を直接規制しているので、少ない規制部で連結部45、46の過度な変形を確実に防ぐことができる。
As described above, the
また、反射板40の外縁に突出片41〜44を設け、その突出片41〜44のフレームの面に沿った方向の所定距離以上の移動を、各規制片によって規制しているため、少ない規制部で連結部45、46の過度な変形を防ぐことができ、構造が簡単化できる。
Moreover, since the protrusions 41-44 are provided in the outer edge of the reflecting
また、各規制片は、連結部45、46の近傍に設けているので、反射板40を高速に往復掃引する場合でも、空気抵抗が小さくて済み、安定な掃引が行なえ、少ない電力で回転駆動することができる。
Further, since each regulating piece is provided in the vicinity of the connecting
また、規制部を反射板40にオーバラップさせる必要がないため、反射板40の両面の広い範囲を反射面として有効に利用でき、光の入射角や反射角度範囲が限定されずに済む。
Further, since it is not necessary to overlap the restricting portion with the reflecting
なお、ここでは、反射板40と、その端部に対向する電極との間に電圧を印加し、その間に生じる静電力によって反射板40を回転させる駆動系を想定しているため、反射板40、連結部45、46を含む中板22を、導電性を有する金属材料で被覆しているが、これは、本発明を限定するものではなく、前記したように磁力によって反射板40を回転させる駆動系を用いる場合には、誘電体多層膜で反射板40表面をコーティングして、反射面を形成し、その端部裏面に磁力を受ける膜やコイルを設ければよい。
Here, since a drive system is assumed in which a voltage is applied between the reflecting
また、上記光スキャナ20では、フレーム21および反射板40の外形が矩形の場合で説明したが、これらの外形は矩形に限定されるものではなく、長円、円、多角形等であってもよい。
In the
20……光スキャナ、21……フレーム、22……中板、22e、22f、22g、22h……規制片、23……前板、23e、23f……規制片、24……後板、24e、24f……規制片、30、31……テーパ部、40……反射板、41〜44……突出片、45、46……連結部 20... Optical scanner, 21... Frame, 22... Middle plate, 22 e, 22 f, 22 g, 22 h... Restriction piece, 23 ... Front plate, 23 e, 23 f. , 24f ....... regulating piece, 30, 31 ... tapered portion, 40..reflecting plate, 41-44 .... projecting piece, 45, 46 .... connecting portion
Claims (2)
前記フレームの内側に配置された反射板(40)と、
前記フレームの内縁の対向する位置からそれぞれ内方に延びて前記反射板の外縁との間をそれぞれ連結し、捩じれ方向の可撓性を有する一対の連結部(45、46)とを備え、該一対の連結部の捩れ変形により前記フレームに対する前記反射板の角度を可変する光スキャナにおいて、
前記フレームの一面側から一方の連結部に対して所定の隙間をもって該一方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該一方の連結部の前記フレームの一面側への所定距離以上の移動を規制する第1規制部(23e)と、
前記フレームの一面側から他方の連結部に対して所定の隙間をもって該他方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該他方の連結部の前記フレームの一面側への所定距離以上の移動を規制する第2規制部(23f)と、
前記フレームの反対面側から一方の連結部に対して所定の隙間をもって該一方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該一方の連結部の前記フレームの反対面側への所定距離以上の移動を規制する第3規制部(24e)と、
前記フレームの反対面側から他方の連結部に対して所定の隙間をもって該他方の連結部と重なり合う状態で前記反射板方向に延び、該他方の連結部の前記フレームの反対側への所定距離以上の移動を規制する第4規制部(24f)とを設けたことを特徴とする光スキャナ。 A frame (21);
A reflector (40) disposed inside the frame;
A pair of connecting portions (45, 46) extending inward from opposing positions on the inner edge of the frame and connecting to the outer edge of the reflector, respectively, and having flexibility in the torsional direction; In an optical scanner that varies the angle of the reflector with respect to the frame by torsional deformation of a pair of connecting portions,
Extending in the direction of the reflector plate with a predetermined gap from one side of the frame to the one connecting part and overlapping with the one connecting part, the one connecting part being more than a predetermined distance to the one surface side of the frame A first restricting portion (23e) for restricting movement;
Extending in the direction of the reflector plate with a predetermined gap from the one surface side of the frame and overlapping the other connecting portion, and having a predetermined distance or more to the one surface side of the frame of the other connecting portion. A second restricting portion (23f) for restricting movement;
Extending in the direction of the reflector from the opposite surface side of the frame in a state of overlapping the one connection portion with a predetermined gap with respect to the one connection portion, and a predetermined distance from the one connection portion to the opposite surface side of the frame A third restricting portion (24e) for restricting the above movement;
Extending in the direction of the reflector from the opposite surface side of the frame to the other connecting portion with a predetermined gap and overlapping with the other connecting portion, a distance equal to or longer than the predetermined distance from the other connecting portion to the opposite side of the frame And a fourth restricting portion (24f) for restricting movement of the optical scanner.
前記反射板の外縁で且つ、前記他方の連結部の近傍で該他方の連結部の両側の位置から前記フレーム方向に突設された第3突起部(43)および第4突起部(44)と、
前記フレームの内縁から、前記反射板の前記第1突起部と第2突起部の外縁にそれぞれ所定の隙間をあけた状態で前記反射板方向に延び、前記第1突起部と第2突起部の前記フレームの表面に沿った面内での所定以上の移動を規制する第5規制部(22e)、第6規制部(22f)と、
前記フレームの内縁から、前記反射板の前記第3突起部と第4突起部の外縁にそれぞれ所定の隙間をあけた状態で前記反射板方向に延び、前記第3突起部と第4突起部の前記フレームの表面に沿った面内での所定以上の移動を規制する第7規制部(22g)、第8の規制部(22h)とを備えていることを特徴とする請求項1記載の光スキャナ。 A first projecting portion (41) and a second projecting portion (42) projecting in the frame direction from positions on both sides of the one connecting portion at the outer edge of the reflecting plate and in the vicinity of the one connecting portion; ,
A third projecting portion (43) and a fourth projecting portion (44) projecting in the frame direction from positions on both sides of the other connecting portion at the outer edge of the reflecting plate and in the vicinity of the other connecting portion; ,
The inner edge of the frame extends in the direction of the reflector with a predetermined gap between the outer edge of the first and second protrusions of the reflector, and the first and second protrusions A fifth restricting portion (22e) for restricting a predetermined movement or more in a plane along the surface of the frame, a sixth restricting portion (22f),
The inner edge of the frame extends in the direction of the reflector with a predetermined gap between the outer edge of the third protrusion and the fourth protrusion of the reflector, and the third protrusion and the fourth protrusion. The light according to claim 1, further comprising a seventh restricting portion (22g) and an eighth restricting portion (22h) for restricting a predetermined or more movement in a plane along the surface of the frame. Scanner.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006072252A (en) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Nippon Signal Co Ltd:The | Planar type actuator and method of manufacturing the same |
JP2007256419A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Brother Ind Ltd | Optical scanner, optical scanning apparatus, image display device, retina scanning type image display device, and method of forming beam part of optical scanner |
JP2008030182A (en) * | 2006-08-01 | 2008-02-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Constant amplitude mechanism and electric potential sensor with same |
JP2008080430A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Fujitsu Ltd | Micro structure manufacturing method and micro structure |
JP2008292703A (en) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Movable structure, optical scanning mirror element using the same and method of manufacturing movable structure |
JP2009169089A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Stanley Electric Co Ltd | Optical deflector |
JP2010026162A (en) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Movable structure and optical scanning mirror using the same |
JP2010046720A (en) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Microstructure and method of manufacturing the same |
WO2011027742A1 (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | ミツミ電機株式会社 | Piezoelectric actuator and optical scan device with piezoelectric actuator |
JP2012532350A (en) * | 2009-07-07 | 2012-12-13 | フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. | Reduction of dynamic deformation of horizontal drive mirror by inertial mass |
JP2016191800A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | セイコーエプソン株式会社 | Optical scanner, image display device, and head-mounted display |
WO2023181675A1 (en) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Optical reflective element |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09127151A (en) * | 1995-11-01 | 1997-05-16 | Murata Mfg Co Ltd | Acceleration sensor |
JP2000010029A (en) * | 1998-06-05 | 2000-01-14 | Texas Instr Inc <Ti> | Light switching device |
JP2000258721A (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Miyota Kk | Planar type galvanomirror |
JP2003503754A (en) * | 1999-08-28 | 2003-01-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Micro vibration device |
JP2003344445A (en) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | Inertia force sensor |
-
2004
- 2004-03-17 JP JP2004076131A patent/JP2005266074A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09127151A (en) * | 1995-11-01 | 1997-05-16 | Murata Mfg Co Ltd | Acceleration sensor |
JP2000010029A (en) * | 1998-06-05 | 2000-01-14 | Texas Instr Inc <Ti> | Light switching device |
JP2000258721A (en) * | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Miyota Kk | Planar type galvanomirror |
JP2003503754A (en) * | 1999-08-28 | 2003-01-28 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Micro vibration device |
JP2003344445A (en) * | 2002-05-24 | 2003-12-03 | Mitsubishi Electric Corp | Inertia force sensor |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4536462B2 (en) * | 2004-09-06 | 2010-09-01 | 日本信号株式会社 | Planar actuator and manufacturing method thereof |
JP2006072252A (en) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Nippon Signal Co Ltd:The | Planar type actuator and method of manufacturing the same |
JP2007256419A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Brother Ind Ltd | Optical scanner, optical scanning apparatus, image display device, retina scanning type image display device, and method of forming beam part of optical scanner |
JP4655977B2 (en) * | 2006-03-22 | 2011-03-23 | ブラザー工業株式会社 | Optical scanner, optical scanning device, image display device, retinal scanning image display device, and beam forming method in optical scanner |
JP2008030182A (en) * | 2006-08-01 | 2008-02-14 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Constant amplitude mechanism and electric potential sensor with same |
JP2008080430A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Fujitsu Ltd | Micro structure manufacturing method and micro structure |
JP2008292703A (en) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Movable structure, optical scanning mirror element using the same and method of manufacturing movable structure |
JP2009169089A (en) * | 2008-01-16 | 2009-07-30 | Stanley Electric Co Ltd | Optical deflector |
JP2010026162A (en) * | 2008-07-17 | 2010-02-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Movable structure and optical scanning mirror using the same |
JP2010046720A (en) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Microstructure and method of manufacturing the same |
JP2012532350A (en) * | 2009-07-07 | 2012-12-13 | フラウンホーファーゲゼルシャフト ツール フォルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシユング エー.フアー. | Reduction of dynamic deformation of horizontal drive mirror by inertial mass |
US8873128B2 (en) | 2009-07-07 | 2014-10-28 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Reduction of the dynamic deformation of translational mirrors using inertial masses |
WO2011027742A1 (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-10 | ミツミ電機株式会社 | Piezoelectric actuator and optical scan device with piezoelectric actuator |
JP2011061881A (en) * | 2009-09-04 | 2011-03-24 | Mitsumi Electric Co Ltd | Piezoelectric actuator and optical scanning apparatus employing the same |
KR101478205B1 (en) * | 2009-09-04 | 2014-12-31 | 미쓰미덴기가부시기가이샤 | Piezoelectric actuator and optical scan device with piezoelectric actuator |
JP2016191800A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | セイコーエプソン株式会社 | Optical scanner, image display device, and head-mounted display |
WO2023181675A1 (en) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Optical reflective element |
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