JP2006343482A - 光スキャナ - Google Patents

Abstract

【課題】 反射板を広い角度範囲に回動でき、また、薄く形成できるようにする。
【解決手段】 固定部２１の枠内の一端側に第１駆動板２５を駆動軸２６、２７を介して回動自在に支持し、固定部２１の枠内の他端側に第２駆動板３０を駆動軸３１、３２を介して回動自在に支持し、第１駆動板２５の腕部２５ｂ、２５ｃの先端と反射板３５との間、第２駆動板３０の腕部３０ｂ、３０ｃの先端と反射板３５の間を、反射板軸３６、３７の各連結部３６ｂ、３６ｃ、３７ｂ、３７ｃを介してそれぞれ連結し、第１駆動板２５と第２駆動板３０を回動駆動して、反射板３５の角度を変化させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、反射板に歪みを発生することなく、その回動範囲を大きするための技術に関する。

例えば可変波長光源や光フィルタ等の光学装置では、光の出射方向を連続的に可変するための光スキャナが用いられている。

光スキャナは、ミラーの角度を可変して入射光に対して出射光の角度を連続的に可変するものであり、小型で精密性が要求される場合、半導体製造に用いる基板に対するエッチング処理により精密に且つ小型に形成した、所謂ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）構造のものが用いられている。

図１６は、ＭＥＭＳ技術で構成された光スキャナ１の基本的な構造を示すものである。
この光スキャナ１は、矩形枠状の固定部２の内側に、捩れ変形自在な軸部３、４を介して反射板５を回動自在に支持しており、電界や磁界による力Ｆ、Ｆ′を反射板５の両端に交互に付与し、反射板５を往復回動させる。

このような基本構造の光スキャナ１では、半導体基板に対するエッチング処理により薄型で小型に形成されているため、高速動作が可能となる。

ところが、上記のように薄型に形成された光スキャナ１の反射板５に対して直接力を加えると、反射板５自体に歪みが発生し、所望の反射特性が得られない場合がある。

これを解決する技術として、反射板５に直接力を加えずに、軸部３、４に対して捩れ方向に力を与えることで、反射板５を間接的に回動駆動する方法が知られている。

図１７に示す光スキャナ１０は、上記間接駆動型の一例であり、矩形平板状の支持板１１の一面側両端にピエゾ素子１２、１３をそれぞれ設け、各ピエゾ素子１２、１３上に、可動板１４、１５をそれぞれ支持している。

各可動板１４、１５は、外形コの字状で左右対称に形成され、基部１４ａ、１５ａと、基部の両端から平行に延びた腕部１４ｂ、１４ｃ、１５ｂ、１５ｃとを有し、互いの腕部の先端同士を近接させた状態で各ピエゾ素子１２、１３にそれぞれ支持されており、駆動信号に対するピエゾ素子１２、１３の厚さ方向の変形により、前後方向（支持板１１の厚さ方向）に往復移動する。

可動板１４、１５の内側中央には矩形状の反射板１６が第１軸１７および第２軸１８を介して支持されている。

第１軸１７は、反射板１６の上縁中央から上方に直線状に延びて左右に分岐し、その一方が可動板１４の腕部１４ｂの先端に連結され、他方が可動板１５の腕部１５ｂの先端に連結されている。また、第２軸１８は、反射板１６の下縁中央から下方に直線状に延びて左右に分岐し、その一方が可動板１４の腕部１４ｃの先端に連結され、他方が可動板１５の腕部１５ｃの先端に連結されている。

この構造の光スキャナ１０では、例えば可動板１４が支持板１１側に移動すると、第１軸１７および第２軸１８が上方からみて時計回りに捩れ、反射板１６が時計回りに回動し、逆に、可動板１５が支持板１１側に移動すると、第１軸１７および第２軸１８が上方からみて反時計回りに捩れ、反射板１６が反時計回りに回動することになる。

したがって、可動板１４、１５が交互に同一方向に移動するようにピエゾ素子１２、１３を駆動することで、反射板１６を往復回動させることができる。

なお、上記構造の光スキャナは例えば次の特許文献１に開示されている。

特開２００１−２６７４６７６号公報

しかしながら、上記構造の光スキャナ１０のように、ピエゾ素子１２、１３により、可動板１４、１５を支持板１１に対して接近、離間するように移動させ、反射板１６を回動させる構造では、反射板１６に大きな振幅を与えることが困難であり、反射板１６を広い角度範囲に回動させることができないという問題があった。また、２つの可動板１４、１５をそれぞれピエゾ素子１２、１３で支持する構造であるため、光スキャナ全体を薄く形成できないという別の問題もあった。

本発明は、この問題を解決し、反射板を広い角度範囲に回動でき、また、薄く形成できる光スキャナを提供することを目的としている。

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、
枠板状に形成された固定部（２１）と、
基部（２５ａ）および該基部の両端から該基部と直交する方向に延びた一対の腕部（２５ｂ、２５ｃ）とにより略コの字状に形成され、該一対の腕部を前記固定部の枠内の中央側に向けた状態で前記枠内の一端側に配置された第１駆動板（２５）と、
前記第１駆動板の一方の腕部の外縁から前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能な第１駆動軸（２６）と、
前記第１駆動板の他方の腕部の外縁から前記第１駆動軸と一直線上に並ぶように延びて前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能に形成され、前記第１駆動軸とともに前記固定部の枠内で前記第１駆動板を回動自在に支持する第２駆動軸（２７）と、
基部（３０ａ）および該基部の両端から該基部と直交する方向に延びた一対の腕部（３０ｂ、３０ｃ）とにより略コの字状に形成され、該一対の腕部を前記固定部の枠内の中央部に向けた状態で前記枠内の他端側に配置された第２駆動板（３０）と、
前記第２駆動板の一方の腕部の外縁から前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能な第３駆動軸（３１）と、
前記第２駆動板の他方の腕部の外縁から前記第３駆動軸と一直線上に並ぶように延びて前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能に形成され、前記第３駆動軸とともに前記固定部の枠内で前記第２駆動板を回動自在に支持する第４駆動軸（３２）と、
前記固定部の枠内で且つ前記第１駆動板および第２駆動板とで囲まれた領域のほぼ中央に配置され、光を反射するための反射面が少なくとも一面側に形成された反射板（３５）と、
前記反射板の外縁から前記第１駆動板の一方の腕部の先端と前記第２駆動板の一方の腕部の先端との間に向かって直線状に延びその長さ方向に捩れ変形可能な第１直線部（３６ａ）、該第１直線部から分岐して前記第１駆動板の一方の腕部の先端との間を連結する第１連結部（３６ｂ）および前記第１直線部から分岐して前記第２駆動板の一方の腕部の先端との間を連結する第２連結部（３６ｃ）とを有する第１反射板軸（３６）と、
前記反射板の前記第１反射板軸の直線部が設けられている位置と反対側の外縁から前記第１反射板軸の直線部と一直線上に並び且つ前記第１駆動板の他方の腕部の先端と前記第２駆動板の他方の腕部の先端との間に向かって直線状に延び、その長さ方向に捩れ変形可能な第２直線部（３７ａ）、該第２直線部から分岐して前記第１駆動板の他方の腕部の先端との間を連結する第３連結部（３７ｂ）および前記第２直線部から分岐して前記第２駆動板の他方の腕部の先端との間を連結する第４連結部（３７ｃ）とを有する第２反射板軸（３７）と、
前記第１駆動板の基部および第２駆動板の基部に力を周期的に付与して前記第１駆動板および第２駆動板を往復回動させ、前記第１反射板軸および第２反射板軸を変形させて、前記反射板を往復回動させる駆動手段（２２、２３、４０）とを備えている。

また、本発明の請求項２の光スキャナは、請求項１記載の光スキャナにおいて、
前記駆動手段は、
前記固定部に設けられ、前記第１駆動板の基部との間に静電的な引力を生じさせるための電圧を印加するための第１電極（２２）と、
前記固定部に設けられ、前記第２駆動板の基部との間に静電的な引力を生じさせるための電圧を印加するための第２電極（２３）と、
前記第１電極および第２電極に電圧を周期的に与えて前記第１駆動板および第２駆動板を往復回動させる駆動信号発生器（４０）とを含んでいることを特徴としている。

また、本発明の請求項３の光スキャナは、請求項２記載の光スキャナにおいて、
絶縁層（１０１）を第１導電層（１０２）と第２導電層（１０３）とで挟む３層構造の一枚のＳＯＩ基板（１００）に対するエッチング処理により一体的に形成された光スキャナであって、
前記固定部は、前記絶縁層を第１導電層と第２導電層とで挟む３層構造を有し、
前記第１電極および第２電極は、前記ＳＯＩ基板の一方の導電層に対するエッチング処理で形成されたギャップ（２４）により前記固定部から絶縁されて形成されていることを特徴としている。

また、本発明の請求項４の光スキャナは、請求項３記載の光スキャナにおいて、
前記第１電極と第２電極は前記ＳＯＩ基板の一方の導電層に形成され、前記第１駆動板と第２駆動板は前記ＳＯＩ基板の他方の導電層に形成されていることを特徴としている。

上記のように、本発明の光スキャナは、固定部の枠内の両端に設けた第１駆動板と第２駆動板とを回動駆動して、その端部と反射板との間を連結している第１反射板軸、第２反射板軸に捩れ方向の力を与えることで反射板を間接的に回動させている。

このため、第１反射板軸、第２反射板軸に大きな捩れを与えることができ、反射板を歪ませることなく、その回動角を格段に大きくすることができる。

また、絶縁層を第１導電層と第２導電層とで挟む３層構造のＳＯＩ基板により形成された固定部の一方の導電層に対するエッチング処理で形成されたギャップにより、駆動手段を構成する第１電極と第２電極とを固定部から絶縁して形成したものでは、一枚の既成のＳＯＩ基板に対する簡単なエッチング処理により光スキャナ全体を構成することができ、少ない工程および材料で低コストに且つ薄型に製造できる。

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の構成を示している。

これらの図に示しているように、光スキャナ２０は、例えばＳｉＯ_２の絶縁層１０１を厚さが等しく高い導電性を有するシリコン（Ｓｉ）の第１導電層１０２と第２導電層１０３とで挟む３層構造のＳＯＩ基板１００に対するエッチング処理により一体的に形成されたものである。

固定部２１は、上記した絶縁層１０１、第１導電層１０２および第２導電層１０３からなる３層構造を有し、上板２１ａ、下板２１ｂ、側板２１ｃ、２１ｄにより矩形枠状に形成されている。

固定部２１の側板２１ｃ、２１ｄの一面側の第１導電層１０２部分には、櫛型の第１電極２２、第２電極２３が左右対称に設けられている。

第１電極２２および第２電極２３は、エッチング処理により形成されたギャップ２４、２４により固定部２１の第１導電層部分と絶縁されている。

第１電極２２には、固定部２１の枠の内側へ向かって延びた複数の突起２２ａが所定間隔で設けられ、第２電極２３にも、固定部２１の枠の内側へ向かって延びた複数の突起２３ａが所定間隔で設けられている。

固定部２１の枠内には、略コの字状に形成され左右対称の第１駆動板２５と第２駆動板３０とが配置され、第１駆動板２５と第２駆動板３０の間に反射板３５が配置されている。

第１駆動板２５は、固定部２１の側板２１ｃに沿って延びた帯状の基部２５ａ、基部２５ａの両端から基部２５ａと直交する方向（固定部２１の上板２１ａ、下板２１ｂにそれぞれ沿った方向）に延びた一対の腕部２５ｂ、２５ｃとにより略コの字状に形成されており、一対の腕部２５ｂ、２５ｃを固定部２１の枠内の中央に向けた状態で固定部２１の枠内の左側に配置されている。

また、基部２５ａの外縁には、第１電極２２の複数の突起２２ａの隙間にそれぞれの先端部が進入するように延びた複数本の突起２５ｄが平行に設けられている。

第１駆動板２５の腕部２５ｂの上縁と固定部２１の上板２１ａの内縁と間は、長さ方向に捩れ変形可能に細く形成された第１駆動軸２６によって連結されている。また、第１駆動板２５の腕部２５ｃの下縁と固定部２１の下板２１ｂとの間は、長さ方向に捩れ変形可能に細く形成された第２駆動軸２７によって連結されている。

第１駆動軸２６と第２駆動軸２７は、固定部２１の側板２１ｃ、２１ｄと平行で且つ互いに一直線上に並ぶ位置に設けられており、固定部２１の内側で第１駆動板２５を回動自在に支持している。

第２駆動板３０は、第１駆動板２５と左右対称に形成され、固定部２１の側板２１ｄに沿って延びた帯状の基部３０ａ、基部３０ａの両端から基部３０ａと直交する方向（固定部２１の上板２１ａ、下板２１ｂにそれぞれ沿った方向）に延びた一対の腕部３０ｂ、３０ｃとにより略コの字状に形成されており、一対の腕部３０ｂ、３０ｃを固定部２１の枠内の中央に向けた状態で固定部２１の枠内の右側に配置されている。

また、基部３０ａの外縁には、第２電極２３の複数の突起２３ａの隙間にそれぞれの先端部が進入するように延びた複数本の突起３０ｄが平行に設けられている。

第２駆動板３０の腕部３０ｂの上縁と固定部２１の上板２１ａの内縁と間は、長さ方向に捩れ変形可能に細く形成された第３駆動軸３１によって連結されている。また、第２駆動板３０の腕部３０ｃの下縁と固定部２１の下板２１ｂとの間は、長さ方向に捩れ変形可能に細く形成された第４駆動軸３２によって連結されている。

第３駆動軸３１と第４駆動軸３２は、固定部２１の側板２１ｃ、２１ｄと平行で且つ互いに一直線上に並ぶ位置に設けられており、固定部２１の枠内で第２駆動板３０を回動自在に支持している。

反射板３５は、外形が横長矩形で、第１駆動板２５と第２駆動板３０とで囲まれた矩形の領域の中央に配置されている。反射板３５の両面または一方の面には光を反射するための反射面が形成されている。

反射板３５の上縁中央と、第１駆動板２５の上側の腕部２５ｂの先端および第２駆動板３０の上側の腕部３０ｂの先端との間は、第１反射板軸３６を介して連結されている。

第１反射板軸３６は、略Ｙ字状に形成され、反射板３５の上縁中央から固定部２１の上板２１ａに直交する方向に直線状に延びその長さ方向に捩れ変形可能に細く形成された直線部３６ａと、直線部３６ａの先端と第１駆動板２５の腕部２５ｂの先端との間を連結する左連結部３６ｂと、直線部３６ａの先端と第２駆動板３０の腕部３０ｂの先端との間を連結する右連結部３６ｃとを有している。これら左右の連結部３６ｂ、３６ｃは、直線部３６ａの軸回りに弾性変形できるように形成されている。

また、反射板３５の下縁中央と、第１駆動板２５の下側の腕部２５ｃの先端および第２駆動板３０の下側の腕部３０ｃの先端との間は、第１反射板軸３６と上下対称な第２反射板軸３７を介して連結されている。

第２反射板軸３７は、第１反射板軸３６と上下対称に形成され、反射板３５の下縁中央から固定部２１の下板２１ｂに直交する方向に直線状に延びその長さ方向に捩れ変形可能に細く形成された直線部３７ａと、直線部３７ａの先端と第１駆動板２５の腕部２５ｃの先端との間を連結する左連結部３７ｂと、直線部３７ａの先端と第２駆動板３０の腕部３０ｃの先端との間を連結する右連結部３７ｃとを有している。これら左右の連結部３７ｂ、３７ｃは、直線部３７ａの軸回りに弾性変形できるように形成されている。

なお、図２に示しているように、上記した各駆動板２５、３０、各駆動軸２６、２７、３１、３２、反射板３５および各反射板軸３６、３７は、前記ＳＯＩ基板１００の第１導電層１０２により形成されている。また、第１電極２２の突起２２ａ（第１電極２２全体でもよい）と第２電極２３の突起２３ａ（第２電極２３全体でもよい）のそれぞれの厚さは、第１駆動板２５の突起２５ｄと第２駆動板３０の突起３０ｄのそれぞれの厚さより小（または後述のように大）となるように設定されている。

このように突起の厚さが異なるようにすることで非駆動状態（静止状態）において、電極側の突起２２ａ、２３ａと駆動板側の突起２５ｄ、３０ｄの厚さ中心の位置がずれる。そして、後述するように電圧印加で生じる吸引力がこのずれ分をなくす方向、即ち互いの厚さ中心が一致する方向に働くことになる。

固定部２１の表面（第１導電層部分）の任意の点、第１電極２２および第２電極２３は駆動信号発生器４０に接続されている。

駆動信号発生器４０は、第１電極２２および第２電極２３とともにこの実施形態の駆動手段を構成するものであり、固定部２１の第１導電層部分を基準電位として、第１電極２２に対しては、図３の（ａ）のように所定周期で所定電圧Ｖの駆動信号Ｓ１を印加し、第２電極２３に対しては、図３の（ｂ）のように、信号Ｓ１を反転した駆動信号Ｓ２を印加する。

この駆動信号Ｓ１、Ｓ２を与えることにより反射板３５は往復回動する。
即ち、図２に示した状態から、第１電極２２と第１駆動板２５との間に電圧Ｖが印加されると、図４の（ａ）のように、第１電極２２の突起２２ａと第１駆動板２５の突起２５ｄの間に互いの突起の厚さ中心が一致する方向に静電的な吸引力が生じ、第１駆動板２５が第１駆動軸２６、第２駆動軸２７を中心に時計回りに回動する。

このため、第１駆動板２５の腕部２５ｂ、２５ｃの先端と反射板３５との間を連結している第１反射板軸３６、第２反射板軸３７の左連結部３６ｂ、３７ｂが前方（図４では下方）に引っ張られ、直線部３６ａ、３７ａが反時計回りに捩れ変形し、反射板３５が反時計回りに回動する。なお、この第１反射板軸３６、第２反射板軸３７の直線部３６ａ、３７ａが反時計回りに捩れ変形することにより、第２駆動板３０は時計回りに回動する。

逆に、第２電極２３と第２駆動板３０との間に電圧Ｖが印加されると、図４の（ｂ）のように、第２電極２３の突起２３ａと第２駆動板３０の突起３０ｄの間に互いの突起の厚さ中心が一致する方向に静電的な吸引力が生じ、第２駆動板３０が第３駆動軸３１、第４駆動軸３２を中心に反時計回りに回動する。

このため、第２駆動板３０の腕部３０ｂ、３０ｃの先端と反射板３５との間を連結している第１反射板軸３６、第２反射板軸３７の右連結部３６ｃ、３７ｃが前方（図４では下方）に引っ張られ、直線部３６ａ、３７ａが時計回りに捩れ変形し、反射板３５が時計回りに回動する。なお、この第１反射板軸３６、第２反射板軸３７の直線部３６ａ、３７ａが時計回りに捩れ変形することにより、第１駆動板２５は反時計回りに回動する。

したがって、上記したように互いに反転した信号Ｓ１、Ｓ２を一定周期で印加させると、反射板３５は所定の角度範囲内で往復回動することになり、例えばその一面側に入射した光に対する反射光の出射角を所定範囲内で連続的に往復掃引することができる。

上記構成の光スキャナ２０は、第１駆動板２５と第２駆動板３０とを回動駆動して、第１駆動板２５の各腕部２５ｂ、２５ｃの先端と反射板３５との間および第２駆動板３０の各腕部３０ｂ、３０ｃの先端と反射板３５との間をそれぞれ連結している第１反射板軸３６、第２反射板軸３７に捩れ方向の力を与えることで反射板３５を間接的に回動させている。

このため、第１反射板軸３６、第２反射板軸３７に大きな捩れを与えることができ、反射板３５を歪ませることなく、その回動角を格段に大きくすることができる。

次に、上記光スキャナ２０の製造方法の一例について説明する。
始めに、図５の（ａ）のように、ＳＯＩ基板１００の第１導電層１０２の表面のうち、第１電極２２、第２電極２３およびギャップ２４の形成部分を除いた部分に、マスク２０１をフォトリソグラフィ技術により形成してから、図５の（ｂ）のように、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置でマスク２０１に覆われていない第１導電層部分を所定時間エッチングして、第１電極２２、第２電極２３およびギャップ２４の形成部分の厚さを他の部分より薄く形成する。なお、ここでは第１電極２２、第２電極２３の全体を他の部分より薄くしているが、その突起２２ａ、２３ａの厚さだけを他の部分より薄くしてもよい。

次に、図５の（ｃ）のように、固定部２１、第１電極２２、第２電極２３、第１駆動板２５、第１駆動軸２６、第２駆動軸２７、第２駆動板３０、第３駆動軸３１、第４駆動軸３２、反射板３５、第１反射板軸３６、第２反射板軸３７の各形成部分にマスク２０２を形成してから、図５の（ｄ）のように、マスク２０２に覆われていない第１導電層部分をエッチング除去する。

そして、第１導電層１０２側のマスク２０２を除去して、図５の（ｅ）のように、ＳＯＩ基板１００の裏面側、即ち、第２導電層１０３の表面の固定部２１の形成部分にマスク２０３を形成してから、図５の（ｆ）のように、マスク２０３に覆われていない第２導電層部分をエッチング除去する。

最後に、フッ酸（ＦＨ）を用いて図５の（ｇ）のように、絶縁層１０１のうち、ギャップ２４の部分を除いて表面に露出している不要部分を除去することで、前記構成の光スキャナ２０が完成する。

このように、上記実施形態の光スキャナ２０は、一枚の既成のＳＯＩ基板１００に対する簡単なエッチング処理により構成することができ、少ない工程および材料で低コストに且つ薄型に製造できる。

また、前記実施形態では、第１電極２２および第２電極２３の突起の厚さを、第１駆動板２５および第２駆動板３０の突起の厚さより小としていたが、図６に示すように、第１電極２２の突起２２ａおよび第２電極２３の突起２３ａの厚さを、第１駆動板２５の突起２５ｄおよび第２駆動板３０の突起３０ｄの厚さより大にしてもよい。この場合、前記図５の（ａ）、（ｂ）の製造過程で、第１電極２２、第２電極２３の形成部分の厚さを他の部分より薄くする代わりに、第１電極２２、第２電極２３の形成部分以外の厚さをエッチングにより薄くすればよい。

また、上記した光スキャナ２０では、第１駆動板２５、第２駆動板３０、反射板３５およびそれらを支持する各軸を、第１電極２２および第２電極２３と同一の導電層（第１導電層１０２）に形成していたが、図７、図８に示す光スキャナ５０のように、第１駆動板２５、第２駆動板３０、反射板３５およびそれらを支持する各軸を、第１電極２２および第２電極２３が形成されている導電層（第１導電層１０２）と反対側の導電層（第２導電層１０３）に形成してもよい。

この場合には、各電極２２、２３の突起２２ａ、２３ａと、各駆動板２５、３０の突起２５ｄ、３０ｄとの間に層厚以上のずれが必然的に生じるので、より大きな振幅で各駆動板２５、３０を回動でき、反射板３５の回動振幅もさらに大きくすることができる。また、前記した厚さ調整のためのエッチング加工を省略でき、製造も容易となる。ただし、この場合、駆動信号Ｓ１、Ｓ２の電圧は、固定部２１の背面側（第２導電層１０３）を基準にして印加する。

また、上記光スキャナ２０、５０では、櫛型の電極２２、２３を用いていたが、これは本発明を限定するものではない。

例えば、前記した図７、図８に示した光スキャナ５０の各電極２２、２３の突起２２ａ、２３ａおよび各駆動板２５、３０の突起２５ｄ、３０ｄを省略し、図９、図１０に示すように、電極２２、２３の内側端面と各駆動板２５、３０の基部２５ａ、３０ａの外側端面との間に静電的に生じるに吸引力を利用して各駆動板２５、３０を回動させる光スキャナ６０も実現できる。

また、例えば、図１１、図１２に示す光スキャナ７０のように、駆動板２５、３０の各基部２５ａ、３０ａにそれぞれ対向する第１電極２２と第２電極２３を、固定部２１の第２導電層側に絶縁板７１を挟んで固定してもよい。このように電極構造を対向型にした場合、各電極２２、２３と各駆動板２５、３０との間隔を大きくできるので、さらに大きな回動振幅を得ることができる。

また、上記のような対向型にする場合、静電駆動だけでなく電磁駆動も可能となる。
例えば図１３のように、各駆動板２５、３０の基部２５ａ、３０ａに磁気吸着性を有する金属膜７３を蒸着し、前記電極２２、２３の代わりに電磁石（コイルのみでもよい）７４を設け、前記した駆動信号発生器４０によりこれらの電磁石７４に対して交互に通電することで、前記実施形態と同様に駆動板２５、３０を回動させることができる。なお、図１３において符号７２は、電磁石７４を支持する支持板である。

このような電磁駆動式の場合、静電駆動型に比べて格段に低い電圧で大きな力を得ることができ、駆動信号発生器４０の構成が簡単化できる。

また、前記実施形態の光スキャナ２０、５０、６０、７０では、反射板３５を支持する各反射板軸３６、３７の形状がＹ字状であったが、図１４のように、直線部３６ａ、３７ａに対して各連結部３６ｂ、３６ｃ、３７ｂ、３７ｃが直交するＴ字状に形成してもよい。

また、図１５の（ａ）、（ｂ）のように、各反射板軸３６、３７の直線部３６ａ、３７ａを固定部２１の上板２１ａおよび下板２１ｂまで延長してもよい。このように反射板軸３６、３７の直線部３６ａ、３７ａの先端を固定部２１に連結した構造の場合、反射板３５の前後方向の移動を規制することができ、その回動中心のずれが少なくて済む。

本発明の実施形態の全体構成図 図１のＡ−Ａ線拡大断面図 実施形態の要部の出力信号図 実施形態の動作説明図 実施形態の製造方法の一例を示す図 他の実施形態の構造を示す拡大断面図 他の実施形態の全体構成図 図７のＢ−Ｂ線拡大断面図 他の実施形態の全体構成図 図９の実施形態のＣ−Ｃ線拡大断面図 他の実施形態の全体構成図 図１１の実施形態のＤ−Ｄ線拡大断面図 電磁駆動型の構成例を示す拡大断面図 反射板軸の変形例を示す図 反射板軸の変形例を示す図 従来装置の概略構成図 従来装置の概略構成図

符号の説明

２０、５０、６０、７０……光スキャナ、２１……固定部、２２……第１電極、２３……第２電極、２４……ギャップ、２５……第１駆動板、２６……第１駆動軸、２７……第２駆動軸、３０……第２駆動板、３１……第３駆動軸、３２……第４駆動軸、３５……反射板、３６……第１反射板軸、３７……第２反射板軸、４０……駆動信号発生器

Claims (4)

1. 枠板状に形成された固定部（２１）と、
   基部（２５ａ）および該基部の両端から該基部と直交する方向に延びた一対の腕部（２５ｂ、２５ｃ）とにより略コの字状に形成され、該一対の腕部を前記固定部の枠内の中央側に向けた状態で前記枠内の一端側に配置された第１駆動板（２５）と、
   前記第１駆動板の一方の腕部の外縁から前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能な第１駆動軸（２６）と、
   前記第１駆動板の他方の腕部の外縁から前記第１駆動軸と一直線上に並ぶように延びて前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能に形成され、前記第１駆動軸とともに前記固定部の枠内で前記第１駆動板を回動自在に支持する第２駆動軸（２７）と、
   基部（３０ａ）および該基部の両端から該基部と直交する方向に延びた一対の腕部（３０ｂ、３０ｃ）とにより略コの字状に形成され、該一対の腕部を前記固定部の枠内の中央部に向けた状態で前記枠内の他端側に配置された第２駆動板（３０）と、
   前記第２駆動板の一方の腕部の外縁から前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能な第３駆動軸（３１）と、
   前記第２駆動板の他方の腕部の外縁から前記第３駆動軸と一直線上に並ぶように延びて前記固定部の内縁との間を連結し、その長さ方向に捩れ変形可能に形成され、前記第３駆動軸とともに前記固定部の枠内で前記第２駆動板を回動自在に支持する第４駆動軸（３２）と、
   前記固定部の枠内で且つ前記第１駆動板および第２駆動板とで囲まれた領域のほぼ中央に配置され、光を反射するための反射面が少なくとも一面側に形成された反射板（３５）と、
   前記反射板の外縁から前記第１駆動板の一方の腕部の先端と前記第２駆動板の一方の腕部の先端との間に向かって直線状に延びその長さ方向に捩れ変形可能な第１直線部（３６ａ）、該第１直線部から分岐して前記第１駆動板の一方の腕部の先端との間を連結する第１連結部（３６ｂ）および前記第１直線部から分岐して前記第２駆動板の一方の腕部の先端との間を連結する第２連結部（３６ｃ）とを有する第１反射板軸（３６）と、
   前記反射板の前記第１反射板軸の直線部が設けられている位置と反対側の外縁から前記第１反射板軸の直線部と一直線上に並び且つ前記第１駆動板の他方の腕部の先端と前記第２駆動板の他方の腕部の先端との間に向かって直線状に延び、その長さ方向に捩れ変形可能な第２直線部（３７ａ）、該第２直線部から分岐して前記第１駆動板の他方の腕部の先端との間を連結する第３連結部（３７ｂ）および前記第２直線部から分岐して前記第２駆動板の他方の腕部の先端との間を連結する第４連結部（３７ｃ）とを有する第２反射板軸（３７）と、
   前記第１駆動板の基部および第２駆動板の基部に力を周期的に付与して前記第１駆動板および第２駆動板を往復回動させ、前記第１反射板軸および第２反射板軸を変形させて、前記反射板を往復回動させる駆動手段（２２、２３、４０）とを備えた光スキャナ。
2. 前記駆動手段は、
   前記固定部に設けられ、前記第１駆動板の基部との間に静電的な引力を生じさせるための電圧を印加するための第１電極（２２）と、
   前記固定部に設けられ、前記第２駆動板の基部との間に静電的な引力を生じさせるための電圧を印加するための第２電極（２３）と、
   前記第１電極および第２電極に電圧を周期的に与えて前記第１駆動板および第２駆動板を往復回動させる駆動信号発生器（４０）とを含んでいることを特徴とする請求項１記載の光スキャナ。
3. 絶縁層（１０１）を第１導電層（１０２）と第２導電層（１０３）とで挟む３層構造の一枚のＳＯＩ基板（１００）に対するエッチング処理により一体的に形成された光スキャナであって、
   前記固定部は、前記絶縁層を第１導電層と第２導電層とで挟む３層構造を有し、
   前記第１電極および第２電極は、前記ＳＯＩ基板の一方の導電層に対するエッチング処理で形成されたギャップ（２４）により前記固定部から絶縁されて形成されていることを特徴とする請求項２記載の光スキャナ。
4. 前記第１電極と第２電極は前記ＳＯＩ基板の一方の導電層に形成され、前記第１駆動板と第２駆動板は前記ＳＯＩ基板の他方の導電層に形成されていることを特徴とする請求項３記載の光スキャナ。

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