JP2008129281A - Optical device, optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

Optical device, optical scanner and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical device, wherein a swing angle of a movable plate is enlarged while attaining miniaturization and the movable plate can be turned around two axis lines which intersects each other, respectively, and to provide an optical scanner and an image forming apparatus. <P>SOLUTION: A first driving means 5 has: an piezoelectric element 52 provided so as to expand and contract in a direction parallel to a second axis line Y; a transmission member 51 which is connected to axis members 23 and 24, respectively, at positions dislocated with respect to the first axis line X in the thickness direction of the movable plate 22 and transmit the driving force of the piezoelectric element 52 to the first axis members 23 and 24, and the transmission member 51 gives torque to the respective first axis members 23 and 24 around the first axis line X and turns the movable plate 22 by expanding and contracting the piezoelectric element 52 by energizing. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an optical device, an optical scanner, and an image forming apparatus.

例えば、プロジェクタなどの画像形成装置としては、光を2次元的に走査することにより描画を行う光スキャナを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1にかかる光スキャナは、反射面を備えた可動板をY軸まわりに回動させる共振型MEMS偏向器と、この共振型MEMS偏向器自体をY軸に直交するX軸まわりに回動させるガルバノ偏向器とを備えている。このような光スキャナは、共振型MEMS偏向器が可動板をY軸まわりに回動させつつ、ガルバノ偏向器が共振型MEMS偏向器自体をX軸まわりに揺動(回転)させることで、可動板を互いに直交するX軸およびY軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、反射面で反射した光を2次元的に走査することができる。
For example, an image forming apparatus such as a projector is known that includes an optical scanner that performs drawing by scanning light two-dimensionally (see, for example, Patent Document 1).
An optical scanner according to Patent Document 1 rotates a resonant MEMS deflector that rotates a movable plate having a reflecting surface about the Y axis, and rotates the resonant MEMS deflector itself about an X axis that is orthogonal to the Y axis. And a galvano deflector. Such an optical scanner is movable when the resonant MEMS deflector rotates the movable plate around the Y axis and the galvano deflector swings (rotates) the resonant MEMS deflector itself around the X axis. The plate can be rotated around the X axis and Y axis orthogonal to each other, and the light reflected by the reflecting surface can be scanned two-dimensionally.

しかし、特許文献1にかかる光スキャナは、ガルバノ偏向器を用いて共振型MEMS偏向器自体をX軸まわりに揺動させるように構成されているため、装置全体の大型化を招き、小型化を図ることが難しいという問題がある。
特に、このような光スキャナにあっては、可動板の回動角(振れ角)をある程度大きなものとしつつ、装置全体の小型化を図ることが望まれている。
However, since the optical scanner according to Patent Document 1 is configured to swing the resonant MEMS deflector itself around the X axis using a galvano deflector, the entire apparatus is increased in size and reduced in size. There is a problem that it is difficult to plan.
In particular, in such an optical scanner, it is desired to reduce the size of the entire apparatus while increasing the rotational angle (swing angle) of the movable plate to some extent.

特開2005−156976号公報JP 2005-156976 A

本発明の目的は、小型化を図りつつ、可動板の振れ角を大きくするとともに、互いに直交する2つの軸線のそれぞれの軸線まわりに可動板を回動させることができる光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical device, an optical scanner, and an optical device capable of increasing the deflection angle of the movable plate and rotating the movable plate around two axes orthogonal to each other while reducing the size. An object is to provide an image forming apparatus.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光学デバイスは、枠状をなす枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記枠状部材に対し前記可動板を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、
前記枠状部材を前記第1の軸線に直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材と、
前記第1の軸部材を捩れ変形させながら前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記第2の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第2の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段をそれぞれ作動させることにより、前記光反射部で反射した光を2次元的に走査し得るように構成されている光学デバイスであって、
前記第1の駆動手段は、前記第2の軸線に平行な方向に伸縮するように設けられた圧電素子と、前記第1の軸線に対し前記可動板の厚さ方向に偏心した位置で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合され、前記圧電素子の駆動力を前記可動板および/または前記各第1の軸部材に伝達する伝達部材とを備え、通電により前記圧電素子を伸縮させることにより、前記伝達部材が前記可動板および/または前記各第1の軸部材に前記第1の軸線まわりのトルクを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The optical device of the present invention includes a frame-shaped member having a frame shape,
A movable plate provided on the inner side of the frame-like member and provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of first shaft members that rotatably support the movable plate around a first axis with respect to the frame-shaped member;
A pair of second shaft members that rotatably support the frame-shaped member around a second axis perpendicular to the first axis;
First driving means for rotating the movable plate around the first axis while twisting and deforming the first shaft member;
Second driving means for rotating the movable plate about the second axis by rotating the frame-shaped member around the second axis while twisting and deforming the second shaft member; Have
An optical device configured to two-dimensionally scan the light reflected by the light reflecting portion by operating the first driving unit and the second driving unit,
The first driving means includes the piezoelectric element provided to expand and contract in a direction parallel to the second axis, and the movable at a position eccentric to the first axis in the thickness direction of the movable plate. A transmission member that is joined to the plate and / or each of the first shaft members and transmits the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and / or each of the first shaft members. By extending and contracting, the transmission member is configured to apply a torque around the first axis to the movable plate and / or each first shaft member to rotate the movable plate. And

これにより、小型化を図りつつ、可動板の振れ角を大きくするとともに、互いに直交する2つの軸線のそれぞれの軸線まわりに可動板を回動させることができる。
特に、かかる光学デバイスは、圧電素子の伸縮方向が可動板や枠状部材の厚さ方向に直角な方向であるため、可動板や枠状部材の厚さ方向における光学デバイスの寸法を抑えつつ、圧電素子の伸縮方向での長さを大きくして、圧電素子の変位量を大きくすることができる。また、光学デバイス内の空間を有効利用して、圧電素子を設けることができる。これらのようなことから、光学デバイスの小型化を図りつつ、可動板の振れ角を大きくすることができる。
As a result, it is possible to increase the deflection angle of the movable plate and reduce the size of the movable plate and to rotate the movable plate around the respective axes of two axes orthogonal to each other.
In particular, in such an optical device, since the expansion and contraction direction of the piezoelectric element is a direction perpendicular to the thickness direction of the movable plate or the frame-shaped member, while suppressing the dimension of the optical device in the thickness direction of the movable plate or the frame-shaped member, The amount of displacement of the piezoelectric element can be increased by increasing the length of the piezoelectric element in the expansion / contraction direction. In addition, the piezoelectric element can be provided by effectively using the space in the optical device. For these reasons, the deflection angle of the movable plate can be increased while reducing the size of the optical device.

しかも、可動板の回動中心軸である第1の軸線近傍で可動板や第1の軸部材に第1の軸線まわりのトルクを与えることができる。そのため、圧電素子の変位量に対する可動板の回動角を大きくすることができる。
圧電素子の変位量に対する可動板の回動角は、可動板の厚さ方向における第1の軸線と圧電素子(力点)との距離に大凡応じたものとなり、当該距離や力点は、圧電素子の取り付け位置や形状などによって適宜設定される。また、圧電素子の取り付け位置は、伝達部材の厚さや形状などによって任意に設計することができる。そのため、光学デバイスの設計自由度を向上させることができる。
また、可動板を非共振で振動させても、可動板の回動角を大きくすることができる。この点でも、光学デバイスの設計自由度を向上させることができる。
In addition, torque around the first axis can be applied to the movable plate and the first shaft member in the vicinity of the first axis that is the rotation center axis of the movable plate. Therefore, the rotation angle of the movable plate with respect to the displacement amount of the piezoelectric element can be increased.
The rotation angle of the movable plate with respect to the displacement of the piezoelectric element roughly corresponds to the distance between the first axis in the thickness direction of the movable plate and the piezoelectric element (power point). It is set appropriately depending on the mounting position and shape. The attachment position of the piezoelectric element can be arbitrarily designed according to the thickness and shape of the transmission member. Therefore, the degree of freedom in designing the optical device can be improved.
Even if the movable plate is vibrated non-resonantly, the rotation angle of the movable plate can be increased. In this respect as well, the degree of freedom in designing the optical device can be improved.

本発明の光学デバイスでは、前記伝達部材は、前記可動板の一方の面、および/または、前記可動板の厚さ方向における前記第1の軸部材の一方の端に接合されていることが好ましい。
これにより、伝達部材が可動板や第1の軸部材に効果的に第1の軸線まわりのトルクを与えることができる。そのため、可動板の回転中心軸である第1の軸線のブレを防止して、可動板を円滑に回動させることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transmission member is bonded to one surface of the movable plate and / or one end of the first shaft member in the thickness direction of the movable plate. .
As a result, the transmission member can effectively apply torque around the first axis to the movable plate and the first shaft member. Therefore, it is possible to prevent the first axis, which is the rotation center axis of the movable plate, from being shaken, and to smoothly rotate the movable plate.

本発明の光学デバイスでは、前記伝達部材は、前記枠状部材を平面視したときに、前記枠状部材の内側に位置するように設けられていることが好ましい。
これにより、伝達部材を枠状部材に対しその厚さ方向に離間しなくても、伝達部材が枠状部材の回動を阻害するのを防止することができる。そのため、枠状部材の厚さ方向における光学デバイスの寸法を抑えつつ、枠状部材の回動角を大きくすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transmission member is provided so as to be positioned inside the frame member when the frame member is viewed in plan.
Thereby, it is possible to prevent the transmission member from obstructing the rotation of the frame member without separating the transmission member from the frame member in the thickness direction. Therefore, the rotation angle of the frame member can be increased while suppressing the size of the optical device in the thickness direction of the frame member.

本発明の光学デバイスでは、前記伝達部材は、スペーサを介して前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合されていることが好ましい。
これにより、伝達部材と可動板や第1の軸部材との不本意な接触を防止しつつ、伝達部材が可動板や第1の軸部材に圧電素子の駆動力を伝達することができる。その結果、可動板をより円滑に回動させることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transmission member is bonded to the movable plate and / or each first shaft member via a spacer.
Thereby, the transmission member can transmit the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and the first shaft member while preventing unintentional contact between the transmission member and the movable plate and the first shaft member. As a result, the movable plate can be rotated more smoothly.

本発明の光学デバイスでは、前記伝達部材は、SOI基板の一方のSi層を加工することにより形成され、前記スペーサは、前記SOI基板のSiO層を加工することにより形成されたものであることが好ましい。
これにより、比較的簡単かつ高精度に、スペーサや伝達部材を形成することができる。
本発明の光学デバイスでは、前記枠状部材と前記可動板と前記第1の軸部材と前記第2の軸部材とは、前記SOI基板の前記一方のSi層と反対側のSi層を加工することにより形成されたものであることが好ましい。
これにより、比較的簡単かつ高精度に、枠状部材と可動板と第1の軸部材と第2の軸部材とを形成することができる。また、枠状部材と可動板と第1の軸部材と第2の軸部材とが一体的に形成され、かつ、これらがシリコンで構成されているため、優れた振動特性を発揮することができる。
In the optical device of the present invention, the transmission member is formed by processing one Si layer of the SOI substrate, and the spacer is formed by processing the SiO 2 layer of the SOI substrate. Is preferred.
Thereby, a spacer and a transmission member can be formed relatively easily and with high accuracy.
In the optical device of the present invention, the frame-shaped member, the movable plate, the first shaft member, and the second shaft member process a Si layer opposite to the one Si layer of the SOI substrate. It is preferable that it is formed by this.
Thereby, the frame-shaped member, the movable plate, the first shaft member, and the second shaft member can be formed relatively easily and with high accuracy. Moreover, since the frame-shaped member, the movable plate, the first shaft member, and the second shaft member are integrally formed and are made of silicon, excellent vibration characteristics can be exhibited. .

本発明の光学デバイスでは、前記各第1の軸部材は、前記可動板と離間して設けられた駆動部材と、前記駆動部材と前記枠体とを連結する第1の連結部材と、前記駆動部材と前記可動板とを連結する第2の連結部材とを備え、前記第1の駆動手段は、前記伝達部材が前記各駆動部材に接合され、前記各第1の連結部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させ、これに伴って、前記各第2の連結部材を捩れ変形させながら前記可動板を回動させるように構成されていることが好ましい。
これにより、可動板と1対の第1の連結部材とからなる振動系と、駆動部材と1対の第2の連結部材とからなる振動系とで2自由度振動系を構成することができる。そして、伝達部材が圧電素子の駆動力を各駆動部材に伝達するように構成されているため、各駆動部材の回動角を抑えつつ、可動板の回動角を大きくすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, each of the first shaft members includes a drive member that is provided apart from the movable plate, a first connection member that connects the drive member and the frame, and the drive. A second connecting member that connects the member and the movable plate, and the first driving means is configured such that the transmission member is joined to each driving member and the first connecting member is twisted and deformed. It is preferable that the movable plate is rotated while the driving members are rotated and the second connecting members are twisted and deformed accordingly.
Accordingly, a two-degree-of-freedom vibration system can be configured by a vibration system including the movable plate and the pair of first connection members and a vibration system including the drive member and the pair of second connection members. . And since the transmission member is comprised so that the drive force of a piezoelectric element may be transmitted to each drive member, the rotation angle of a movable plate can be enlarged, suppressing the rotation angle of each drive member.

本発明の光学デバイスでは、前記伝達部材は、前記第1の軸線の近傍で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合されていることが好ましい。
これにより、伝達部材が圧電素子の駆動力を可動板や第1の軸部材に効率的に伝達することができる。
本発明の光学デバイスでは、前記圧電素子は、前記可動板を平面視したときに、前記第2の軸線上に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、より確実に、伝達部材が圧電素子の駆動力を均等に可動板や第1の軸部材に伝達することができる。そのため、第1の軸線のブレを防止して、可動板をより安定的に回動させることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transmission member is bonded to the movable plate and / or the first shaft members in the vicinity of the first axis.
Thereby, the transmission member can efficiently transmit the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and the first shaft member.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the piezoelectric element is provided along the second axis when the movable plate is viewed in plan.
Thereby, the transmission member can more reliably transmit the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and the first shaft member. For this reason, it is possible to prevent the first axis from being shaken and to rotate the movable plate more stably.

本発明の光学デバイスでは、前記圧電素子は、圧電体層と電極層とが交互に複数積層されてなることが好ましい。
これにより、圧電素子の伸縮方向の寸法と圧電素子に印加する電圧(駆動電圧)とを抑えつつ、圧電素子の変位量を大きくすることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記圧電素子は、前記枠状部材を平面視したときに、前記枠状部材の内側に位置するように設けられていることが好ましい。
これにより、圧電素子を枠状部材に対しその厚さ方向に離間しなくても、圧電素子が枠状部材の回動を阻害するのを防止することができる。そのため、枠状部材の厚さ方向における光学デバイスの寸法を抑えつつ、枠状部材の回動角を大きくすることができる。
In the optical device of the present invention, it is preferable that the piezoelectric element is formed by alternately laminating a plurality of piezoelectric layers and electrode layers.
Thereby, the displacement amount of the piezoelectric element can be increased while suppressing the dimension in the expansion / contraction direction of the piezoelectric element and the voltage (drive voltage) applied to the piezoelectric element.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the piezoelectric element is provided so as to be positioned inside the frame-shaped member when the frame-shaped member is viewed in plan.
Accordingly, the piezoelectric element can be prevented from obstructing the rotation of the frame-shaped member without separating the piezoelectric element from the frame-shaped member in the thickness direction. Therefore, the rotation angle of the frame member can be increased while suppressing the size of the optical device in the thickness direction of the frame member.

本発明の光学デバイスでは、前記枠状部材を前記第2の軸部材を介して支持する支持体を有しており、前記圧電素子は、前記支持体に支持されていることが好ましい。
これにより、伝達部材の形状を簡単なものとし、光学デバイスの低コスト化を図ることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記伝達部材は、前記枠状部材の前記第2の軸線まわりの回動を許容するように変形可能な変形部を備えることが好ましい。
これにより、光学デバイスの低コスト化を図りつつ、枠状部材の回動をより円滑なものとすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the optical element has a support body that supports the frame member via the second shaft member, and the piezoelectric element is supported by the support body.
Thereby, the shape of the transmission member can be simplified, and the cost of the optical device can be reduced.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the transmission member includes a deformable portion that can be deformed so as to allow rotation of the frame-shaped member around the second axis.
Thereby, rotation of a frame-shaped member can be made smoother, aiming at cost reduction of an optical device.

本発明の光学デバイスでは、前記圧電素子は、前記枠状部材に支持されていることが好ましい。
これにより、枠状部材の回動をより円滑なものとすることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記各第1の軸部材は、その幅が厚さよりも大きい部分を有することが好ましい。
これにより、第1の軸線のブレを防止しつつ、伝達部材が圧電素子の駆動力を可動板や第1の軸部材に伝達することができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the piezoelectric element is supported by the frame-shaped member.
Thereby, rotation of a frame-shaped member can be made smoother.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the first shaft members has a portion whose width is larger than the thickness.
Accordingly, the transmission member can transmit the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and the first shaft member while preventing the first axis from moving.

本発明の光学デバイスでは、前記第2の駆動手段は、前記枠状部材に対し間隔を隔てて設けられた電極を備え、前記枠状部材と前記電極との間に電圧を印加することによりこれらの間に静電引力を生じさせ、前記枠状部材を回動させるように構成されていることが好ましい。
これにより、光学デバイスの小型化を図りつつ、可動板の第2の軸線まわりの回動角を大きくすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, the second driving unit includes an electrode provided at a distance from the frame-shaped member and applies a voltage between the frame-shaped member and the electrode. It is preferable that an electrostatic attractive force is generated between the frame-shaped members and the frame-shaped member is rotated.
Thereby, the rotation angle around the second axis of the movable plate can be increased while downsizing the optical device.

本発明の光学デバイスでは、前記第2の駆動手段は、前記枠状部材を回動させる圧電素子を備えていることが好ましい。
これにより、光学デバイスの小型化を図りつつ、可動板の第2の軸線まわりの回動角を大きくすることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記第2の駆動手段は、磁性体と、該磁性体に対向するように設けられたコイルを備えた磁界印加手段とを備え、前記コイルに電圧を印加することにより前記枠状部材を回動させるように構成されていることが好ましい。
これにより、光学デバイスの小型化を図りつつ、可動板の第2の軸線まわりの回動角を大きくすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the second driving unit includes a piezoelectric element that rotates the frame-shaped member.
Thereby, the rotation angle around the second axis of the movable plate can be increased while downsizing the optical device.
In the optical device according to the aspect of the invention, the second driving unit includes a magnetic body and a magnetic field applying unit including a coil provided to face the magnetic body, and applies a voltage to the coil. It is preferable that the frame member is configured to rotate.
Thereby, the rotation angle around the second axis of the movable plate can be increased while downsizing the optical device.

本発明の光スキャナは、枠状をなす枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記枠状部材に対し前記可動板を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、
前記枠状部材を前記第1の軸線に直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材と、
前記第1の軸部材を捩れ変形させながら前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記第2の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第2の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段をそれぞれ作動させることにより、前記光反射部で反射した光を2次元的に走査し得るように構成されている光スキャナであって、
前記第1の駆動手段は、前記第2の軸線に平行な方向に伸縮するように設けられた圧電素子と、前記第1の軸線に対し前記可動板の厚さ方向に偏心した位置で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合され、前記圧電素子の駆動力を前記可動板および/または前記各第1の軸部材に伝達する伝達部材とを備え、通電により前記圧電素子を伸縮させることにより、前記伝達部材が前記可動板および/または前記各第1の軸部材に前記第1の軸線まわりのトルクを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、可動板の振れ角を大きくするとともに、互いに直交する2つの軸線のそれぞれの軸線まわりに可動板を回動させることができる光スキャナを提供することができる。
The optical scanner of the present invention includes a frame-shaped member having a frame shape,
A movable plate provided on the inner side of the frame-like member and provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of first shaft members that rotatably support the movable plate around a first axis with respect to the frame-shaped member;
A pair of second shaft members that rotatably support the frame-shaped member around a second axis perpendicular to the first axis;
First driving means for rotating the movable plate around the first axis while twisting and deforming the first shaft member;
Second driving means for rotating the movable plate about the second axis by rotating the frame-shaped member around the second axis while twisting and deforming the second shaft member; Have
An optical scanner configured to two-dimensionally scan the light reflected by the light reflecting portion by operating the first driving unit and the second driving unit,
The first driving means includes the piezoelectric element provided to expand and contract in a direction parallel to the second axis, and the movable at a position eccentric to the first axis in the thickness direction of the movable plate. A transmission member that is joined to the plate and / or each of the first shaft members and transmits the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and / or each of the first shaft members. By extending and contracting, the transmission member is configured to apply a torque around the first axis to the movable plate and / or each first shaft member to rotate the movable plate. And
As a result, it is possible to provide an optical scanner capable of increasing the deflection angle of the movable plate and rotating the movable plate around each of the two orthogonal axes while achieving downsizing.

本発明の画像形成装置は、枠状をなす枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記枠状部材に対し前記可動板を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、
前記枠状部材を前記第1の軸線に直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材と、
前記第1の軸部材を捩れ変形させながら前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記第2の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第2の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段をそれぞれ作動させることにより、前記光反射部で反射した光を2次元的に走査し、対象物に画像を形成するように構成されている光スキャナを備えた画像形成装置であって、
前記第1の駆動手段は、前記第2の軸線に平行な方向に伸縮するように設けられた圧電素子と、前記第1の軸線に対し前記可動板の厚さ方向に偏心した位置で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合され、前記圧電素子の駆動力を前記可動板および/または前記各第1の軸部材に伝達する伝達部材とを備え、通電により前記圧電素子を伸縮させることにより、前記伝達部材が前記可動板および/または前記各第1の軸部材に前記第1の軸線まわりのトルクを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、可動板の振れ角を大きくするとともに、互いに直交する2つの軸線のそれぞれの軸線まわりに可動板を回動させることができる画像形成装置を提供することができる。
An image forming apparatus according to the present invention includes a frame-shaped member having a frame shape,
A movable plate provided on the inner side of the frame-like member and provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of first shaft members that rotatably support the movable plate around a first axis with respect to the frame-shaped member;
A pair of second shaft members that rotatably support the frame-shaped member around a second axis perpendicular to the first axis;
First driving means for rotating the movable plate around the first axis while twisting and deforming the first shaft member;
Second driving means for rotating the movable plate about the second axis by rotating the frame-shaped member around the second axis while twisting and deforming the second shaft member; Have
Light configured to two-dimensionally scan the light reflected by the light reflecting portion and to form an image on an object by operating the first driving unit and the second driving unit, respectively. An image forming apparatus provided with a scanner,
The first driving means includes the piezoelectric element provided to expand and contract in a direction parallel to the second axis, and the movable at a position eccentric to the first axis in the thickness direction of the movable plate. A transmission member that is joined to the plate and / or each of the first shaft members and transmits the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and / or each of the first shaft members. By extending and contracting, the transmission member is configured to apply a torque around the first axis to the movable plate and / or each first shaft member to rotate the movable plate. And
As a result, it is possible to provide an image forming apparatus capable of increasing the deflection angle of the movable plate and reducing the size of the movable plate and rotating the movable plate around the two axes orthogonal to each other.

以下、本発明の光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の光学デバイスの第1実施形態を説明する。
図1は、本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す光学デバイスの平面図、図3は、図2中のA−A線断面図、図4は、図2中のB−B線断面図、図5は、図1に示す光学デバイスの制御系の構成を示すブロック図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図2中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図3中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言い、図4中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical device, an optical scanner, and an image forming apparatus of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the optical device of the present invention will be described.
1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the optical device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 2, and FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control system of the optical device shown in FIG.
In the following, for convenience of explanation, the front side of the paper in FIG. 2 is referred to as “up”, the back side of the paper is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. The upper side in FIG. 4 is called “upper”, the lower side is “lower”, the right side is “right”, and the left side is “right”. “Left”.

図1および図2に示す光学デバイス1は、振動系を有する基体2と、この基体2を支持する支持体3と、基体2の振動系を駆動するための第1の駆動手段5および第2の駆動手段6とを有している。
かかる光学デバイス1にあっては、第1の駆動手段5および第2の駆動手段6を作動させることにより、基体2の振動系に互いに直交する第1の軸線Xおよび第2の軸線Yまわりの振動を生じさせる。なお、図1では、第1の軸線Xに平行な方向を「x方向」とし、第2の軸線Yに平行な方向を「y方向」とし、x方向およびy方向のそれぞれに直角な方向を「z方向」とし、これらを図示している。
An optical device 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes a base 2 having a vibration system, a support 3 that supports the base 2, first driving means 5 and second for driving the vibration system of the base 2. Drive means 6.
In such an optical device 1, the first driving means 5 and the second driving means 6 are actuated to move around the first axis X and the second axis Y perpendicular to the vibration system of the base 2. Causes vibration. In FIG. 1, the direction parallel to the first axis X is referred to as “x direction”, the direction parallel to the second axis Y is referred to as “y direction”, and directions perpendicular to the x direction and the y direction are respectively defined. These are illustrated as “z direction”.

以下、光学デバイス1を構成する各部を順次説明する。
基体2は、図1および図2に示すように、枠状をなす枠状部材21と、枠状部材21の内側に設けられた可動板22と、枠状部材21に対し可動板22を回動可能に支持する1対の第1の軸部材23、24と、枠状部材21を回動可能に支持する1対の第2の軸部材25、26と、各第2の軸部材25、26を支持するための支持部27とを有している。
Hereinafter, each part which comprises the optical device 1 is demonstrated sequentially.
As shown in FIGS. 1 and 2, the base body 2 includes a frame-shaped member 21 having a frame shape, a movable plate 22 provided inside the frame-shaped member 21, and the movable plate 22 rotated with respect to the frame-shaped member 21. A pair of first shaft members 23 and 24 that are movably supported, a pair of second shaft members 25 and 26 that movably support the frame-like member 21, and each second shaft member 25, 26 and a support portion 27 for supporting 26.

本実施形態では、基体2は、平面視したときに、左右対称な形状となるように形成されている。
枠状部材21は、枠状(より具体的には四角環状)をなしている。そして、この枠状部材21の下面には、枠状部材21を第2の軸線Yまわりに回動させる第2の駆動手段6の伝達部材61、63が接合されている。なお、第2の駆動手段6については、後に詳述する。
In the present embodiment, the base 2 is formed so as to have a symmetrical shape when viewed in plan.
The frame-shaped member 21 has a frame shape (more specifically, a quadrangular ring shape). Further, the transmission members 61 and 63 of the second driving means 6 for rotating the frame member 21 around the second axis Y are joined to the lower surface of the frame member 21. The second driving means 6 will be described in detail later.

このような枠状部材21の内側には、枠状部材21に対し離間した状態で、可動板22が設けられている。
可動板22は、板状をなし、その板面(上面)に光反射部221が設けられている。これにより、光学デバイス1を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
A movable plate 22 is provided inside the frame-shaped member 21 in a state of being separated from the frame-shaped member 21.
The movable plate 22 has a plate shape, and a light reflecting portion 221 is provided on the plate surface (upper surface). Thereby, the optical device 1 can be applied to optical devices such as an optical scanner, an optical attenuator, and an optical switch.

本実施形態では、可動板22の平面視形状が円形である。すなわち、可動板22は、円板状をなしている。そのため、可動板22の慣性モーメントを抑えつつ、光反射部221の光反射に利用可能な面積を大きくすることができる。なお、可動板22の平面視形状は、光学デバイスの設計などに応じて決定されるものであり、前述したような円板状に限定されず、例えば、4角形、5角形などの多角形状や、楕円形状、長円形状などであってもよい。   In this embodiment, the planar view shape of the movable plate 22 is a circle. That is, the movable plate 22 has a disk shape. Therefore, the area available for light reflection of the light reflecting portion 221 can be increased while suppressing the moment of inertia of the movable plate 22. The planar view shape of the movable plate 22 is determined according to the design of the optical device and the like, and is not limited to the disk shape as described above. For example, a polygonal shape such as a quadrilateral, a pentagon, Alternatively, it may be oval or oval.

このような枠状部材21および可動板22にあっては、可動板22が1対の第1の軸部材23、24を介して枠状部材21に支持され、また、枠状部材21が1対の第2の軸部材25、26を介して支持部27に支持されている。
第1の軸部材23は、可動板22に離間して設けられた駆動部材231と、駆動部材231と可動板22とを連結する第1の連結部材232と、駆動部材231と枠状部材21とを連結する第2の連結部材233とを有している。これと同様に、第1の軸部材24は、可動板22に離間して設けられた駆動部材241と、駆動部材241と可動板22とを連結する第1の連結部材242と、駆動部材241と枠状部材21とを連結する第2の連結部材243とを有している。
In such a frame-shaped member 21 and the movable plate 22, the movable plate 22 is supported by the frame-shaped member 21 via a pair of first shaft members 23, 24, and the frame-shaped member 21 is 1 It is supported by the support portion 27 via the pair of second shaft members 25 and 26.
The first shaft member 23 includes a drive member 231 that is provided apart from the movable plate 22, a first connection member 232 that connects the drive member 231 and the movable plate 22, and the drive member 231 and the frame-shaped member 21. And a second connecting member 233 for connecting the two. Similarly, the first shaft member 24 includes a driving member 241 provided apart from the movable plate 22, a first connecting member 242 that connects the driving member 241 and the movable plate 22, and a driving member 241. And a second connecting member 243 that connects the frame-shaped member 21.

言い換えると、可動板22は、1対の第1の連結部材232、242、1対の駆動部材231、241、および1対の第2の連結部材233、243を介して枠状部材21に支持されている。
1対の駆動部材231、241は、それぞれ板状をなし、可動板22を介して互いに間隔を隔てて設けられている。そして、1対の駆動部材231、241の下面には、駆動部材231、241を第1の軸線Xまわりに回動させる第1の駆動手段5の伝達部材51が接合されている。なお、第1の駆動手段5については、後に詳述する。
In other words, the movable plate 22 is supported by the frame-shaped member 21 via the pair of first connecting members 232 and 242, the pair of driving members 231 and 241, and the pair of second connecting members 233 and 243. Has been.
The pair of drive members 231 and 241 each have a plate shape, and are provided with a gap therebetween via the movable plate 22. The transmission member 51 of the first driving means 5 that rotates the driving members 231 and 241 about the first axis X is joined to the lower surfaces of the pair of driving members 231 and 241. The first driving means 5 will be described in detail later.

1対の第1の連結部材232、242および1対の第2の連結部材233、243は、それぞれ、弾性変形可能に構成されている。
そして、第1の連結部材232は、可動板22を駆動部材231に対して回動可能とするように連結し、第1の連結部材242は、可動板22を駆動部材241に対して回動可能とするように連結している。
The pair of first connecting members 232 and 242 and the pair of second connecting members 233 and 243 are each configured to be elastically deformable.
The first connecting member 232 connects the movable plate 22 so as to be rotatable with respect to the driving member 231, and the first connecting member 242 rotates the movable plate 22 with respect to the driving member 241. It is connected as possible.

一方、第2の連結部材233は、駆動部材231を枠状部材21に対して回動可能とするように連結し、第2の連結部材243は、駆動部材241を枠状部材21に対して回動可能とするように連結している。
1対の第1の連結部材232、242および1対の第2の連結部材233、243は、第1の軸線Xに沿って同軸的に設けられており、これらを回動中心軸(回転軸)として、各駆動部材231、241が枠状部材21に対して、また、可動板22が各駆動部材231、241に対して回動可能となっている。
On the other hand, the second connecting member 233 connects the driving member 231 with respect to the frame-shaped member 21 so as to be rotatable, and the second connecting member 243 connects the driving member 241 with respect to the frame-shaped member 21. It is connected so that it can rotate.
The pair of first connecting members 232 and 242 and the pair of second connecting members 233 and 243 are provided coaxially along the first axis X, and are connected to a rotation center axis (rotating shaft). ), The drive members 231 and 241 are rotatable with respect to the frame-shaped member 21 and the movable plate 22 is rotatable with respect to the drive members 231 and 241.

このように、可動板22および1対の第1の連結部材232、242からなる第1の振動系と、1対の駆動部材231、241および1対の第2の連結部材233、243からなる第2の振動系とで2自由度振動系を構成している。
このような2自由度振動系は、1対の第2の軸部材25、26を介して支持部27に支持されている。
As described above, the first vibration system including the movable plate 22 and the pair of first connecting members 232 and 242 and the pair of driving members 231 and 241 and the pair of second connecting members 233 and 243 are included. The second vibration system constitutes a two-degree-of-freedom vibration system.
Such a two-degree-of-freedom vibration system is supported by the support portion 27 via a pair of second shaft members 25 and 26.

支持部27は、前述した枠状部材21を第2の軸部材25を介して支持する支持部材271と、枠状部材21を第2の軸部材26を介して支持する支持部材272とを備えている。
第2の軸部材25、26は、それぞれ、弾性変形可能に構成されている。そして、第2の軸部材25は、枠状部材21を支持部材271に対して回動可能とするように連結し、第2の軸部材26は、枠状部材21を支持部材272に対して回動可能とするように連結している。
The support portion 27 includes a support member 271 that supports the frame-shaped member 21 described above via the second shaft member 25, and a support member 272 that supports the frame-shaped member 21 via the second shaft member 26. ing.
Each of the second shaft members 25 and 26 is configured to be elastically deformable. The second shaft member 25 connects the frame member 21 so as to be rotatable with respect to the support member 271, and the second shaft member 26 connects the frame member 21 with respect to the support member 272. It is connected so that it can rotate.

1対の第2の軸部材25、26、前述した第1の軸線Xに直交する第2の軸線Yに沿って同軸的に設けられており、これらを回動中心軸(回転軸)として、枠状部材21が支持部材271、272に対して回動可能となっている。
以上説明したような基体2は、例えば、シリコンを主材料として構成されている。また、基体2は、枠状部材21と可動板22と1対の第1の軸部材23、24と1対の第2の軸部材25、26と支持部27とが一体的に形成されている。
A pair of second shaft members 25 and 26 are provided coaxially along the second axis Y that is orthogonal to the above-described first axis X, and these are used as a rotation center axis (rotation axis). The frame-like member 21 is rotatable with respect to the support members 271 and 272.
The base 2 as described above is made of, for example, silicon as a main material. Further, the base body 2 is formed by integrally forming a frame-shaped member 21, a movable plate 22, a pair of first shaft members 23 and 24, a pair of second shaft members 25 and 26, and a support portion 27. Yes.

特に、本実施形態では、SOI基板の一方のSi層を加工することにより、基体2が形成されている。また、当該SOI基板の他方のSi層(前記一方のSi層とは反対側のSi層)を加工することにより、後述するスペーサ32の第2の層322と伝達部材51と伝達部材61、63とが形成されている。さらに、当該SOI基板のSiO層を加工することにより、後述するスペーサ32の第1の層321と伝達部材51のためのスペーサ53、54と伝達部材63のためのスペーサ65、66とが形成されている。 In particular, in the present embodiment, the substrate 2 is formed by processing one Si layer of the SOI substrate. Further, by processing the other Si layer of the SOI substrate (the Si layer opposite to the one Si layer), a second layer 322 of the spacer 32, a transmission member 51, and transmission members 61 and 63, which will be described later. And are formed. Further, by processing the SiO 2 layer of the SOI substrate, a first layer 321 of the spacer 32 described later, spacers 53 and 54 for the transmission member 51, and spacers 65 and 66 for the transmission member 63 are formed. Has been.

前述したように枠状部材21と可動板22と1対の第1の軸部材23、24と1対の第2の軸部材25、26とがSOI基板のSi層を加工することにより形成されたものであると、比較的簡単かつ高精度に、枠状部材21と可動板22と1対の第1の軸部材23、24と1対の第2の軸部材25、26とを形成することができる。また、枠状部材21と可動板22と1対の第1の軸部材23、24と1対の第2の軸部材25、26とが一体的に形成され、かつ、これらがシリコンで構成されているため、優れた振動特性を発揮することができる。
このようにSOI基板を用いて基体2等を製造すると、簡単かつ高精度に、基体2等の構造体を形成することができる。そのため、優れた特性を有する光学デバイス1を安価に製造することができる。なお、基体2等の製造に用いる基板や基材は、前述したSOI基板に限定されない。
As described above, the frame-shaped member 21, the movable plate 22, the pair of first shaft members 23 and 24, and the pair of second shaft members 25 and 26 are formed by processing the Si layer of the SOI substrate. In this case, the frame-shaped member 21, the movable plate 22, the pair of first shaft members 23, 24, and the pair of second shaft members 25, 26 are formed relatively easily and with high accuracy. be able to. Further, the frame-shaped member 21, the movable plate 22, the pair of first shaft members 23, 24, and the pair of second shaft members 25, 26 are integrally formed, and these are made of silicon. Therefore, excellent vibration characteristics can be exhibited.
When the base 2 and the like are manufactured using the SOI substrate in this way, a structure such as the base 2 can be formed easily and with high accuracy. Therefore, the optical device 1 having excellent characteristics can be manufactured at low cost. In addition, the board | substrate and base material used for manufacture of the base | substrate 2 grade | etc., Are not limited to the SOI substrate mentioned above.

以上説明したような基体2の支持部27の下面には、支持体3が接合されている。
支持体3は、基板31と、この基板31の上面に接合された1対のスペーサ32とを備えている。
基板31、例えば、ガラスやシリコンなどを主材料として構成されている。
このような基板31の上面には、前述した枠状部材21の内側へ臨むように突出する突起部41が設けられている。
The support body 3 is bonded to the lower surface of the support portion 27 of the base 2 as described above.
The support 3 includes a substrate 31 and a pair of spacers 32 bonded to the upper surface of the substrate 31.
A substrate 31, for example, glass or silicon is used as a main material.
On the upper surface of the substrate 31, a protruding portion 41 is provided so as to protrude toward the inside of the frame-shaped member 21 described above.

この突起部41は、第2の軸線Yに直交する面に平行な板面を有する板状をなしている。そして、突起部41の可動板22側の板面上に後述する第1の駆動手段5の圧電素子52が接合・支持されている。
このような基板31の上面に接合された1対のスペーサ32は、一方のスペーサ32が支持部材271の下面に接合され、他方が支持部材272の下面に接合されており、基体2の振動系が振動する際、すなわち枠状部材21および可動板22が回動(振動)する際に、基板31に接触するのを防止する逃げ部(空間)を形成する。
The protrusion 41 has a plate shape having a plate surface parallel to a surface orthogonal to the second axis Y. And the piezoelectric element 52 of the 1st drive means 5 mentioned later is joined and supported on the board surface by the side of the movable board 22 of the projection part 41. As shown in FIG.
In the pair of spacers 32 bonded to the upper surface of the substrate 31, one spacer 32 is bonded to the lower surface of the support member 271 and the other is bonded to the lower surface of the support member 272. When the frame vibrates, that is, when the frame-like member 21 and the movable plate 22 rotate (vibrate), an escape portion (space) that prevents contact with the substrate 31 is formed.

各スペーサ32は、支持部27の下面にそれぞれ接合された第1の層321と、第1の層321の下面に接合された第2の層322とで構成されている。
前述したように、第1の層321は、SiOを主材料として構成され、第2の層322は、シリコンを主材料として構成されている。
また、各スペーサ32は、平面視にて略L字状をなしていて、第1の軸線Xに直行する面に平行な側面を有している。そして、その側面上に、後述する第2の駆動手段6の圧電素子62、64が接合・支持されている。
Each spacer 32 includes a first layer 321 bonded to the lower surface of the support portion 27 and a second layer 322 bonded to the lower surface of the first layer 321.
As described above, the first layer 321 is composed of SiO 2 as a main material, and the second layer 322 is composed of silicon as a main material.
Each spacer 32 is substantially L-shaped in a plan view and has a side surface parallel to a surface perpendicular to the first axis X. On the side surfaces, piezoelectric elements 62 and 64 of second driving means 6 described later are joined and supported.

ここで、第1の駆動手段5および第2の駆動手段6について、詳述する。
前述した可動板22を第1の軸線Xまわりに回動させる第1の駆動手段5は、前述した突起部41に接合・支持された圧電素子52と、圧電素子52と前述した駆動部材231、241とを連結してなる伝達部材51とを有している。
圧電素子52は、第2の軸線Yに平行な方向(すなわち図1に示すy方向)に伸縮するように配置されている。このような圧電素子52は、その伸縮方向での一端が突起部41に接合・支持され、他端が伝達部材51に接触している。ここで、伝達部材51は、圧電素子52との接触面内において可動状態にあり、枠状部材21および可動板22の第2の軸線Yまわりの回動を妨げない構成となっている。
Here, the first driving means 5 and the second driving means 6 will be described in detail.
The first driving means 5 for rotating the movable plate 22 about the first axis X includes a piezoelectric element 52 joined and supported by the protrusion 41 described above, a piezoelectric element 52 and the driving member 231 described above, 241 and a transmission member 51 that is connected to 241.
The piezoelectric element 52 is disposed so as to expand and contract in a direction parallel to the second axis Y (that is, the y direction shown in FIG. 1). Such a piezoelectric element 52 has one end in the expansion / contraction direction joined and supported by the protrusion 41 and the other end in contact with the transmission member 51. Here, the transmission member 51 is in a movable state within the contact surface with the piezoelectric element 52 and has a configuration that does not hinder the rotation of the frame-shaped member 21 and the movable plate 22 around the second axis Y.

このような圧電素子52としては、特に限定されないが、圧電体層と電極層とが交互に複数積層されてなるものが好ましい。これにより、圧電素子52の伸縮方向の寸法と圧電素子52への印加電圧(駆動電圧)とを抑えつつ、圧電素子52の変位量を大きくすることができる。
このような圧電素子52は、後述する電源回路7に接続されていて、周期的に変化する電圧が印加されるようになっている。これにより、圧電素子52を伸縮させることができる。
The piezoelectric element 52 is not particularly limited, but is preferably one in which a plurality of piezoelectric layers and electrode layers are alternately stacked. Thereby, the amount of displacement of the piezoelectric element 52 can be increased while suppressing the dimension of the piezoelectric element 52 in the expansion / contraction direction and the voltage (drive voltage) applied to the piezoelectric element 52.
Such a piezoelectric element 52 is connected to a power supply circuit 7 to be described later, and is applied with a periodically changing voltage. Thereby, the piezoelectric element 52 can be expanded and contracted.

伝達部材51は、前述した圧電素子52の駆動力を受けて、第2の軸線Yに平行な方向に変位することにより、1対の駆動部材231、241を第1の軸線Xまわりに回動させる機能を有する。
このような伝達部材51は、第1の軸線Xに対し可動板22の厚さ方向(図1に示すz方向)に偏心した位置で各第1の軸部材23、24に接合され、圧電素子52の駆動力を各第1の軸部材23、24に伝達するように構成されている。
The transmission member 51 receives the driving force of the piezoelectric element 52 described above and is displaced in a direction parallel to the second axis Y, thereby rotating the pair of driving members 231 and 241 around the first axis X. It has a function to make it.
Such a transmission member 51 is joined to each of the first shaft members 23 and 24 at a position eccentric to the first axis X in the thickness direction of the movable plate 22 (z direction shown in FIG. 1). The driving force of 52 is transmitted to the first shaft members 23 and 24.

より具体的に説明すると、伝達部材51は、前述した圧電素子52に支持・固定され、基板31と基体2との間でこれらに沿って設けられている。そして、伝達部材51は、その途中で分岐し、駆動部材231、241のそれぞれの下面に接合されている。本実施形態では、伝達部材51は、スペーサ53を介して駆動部材231に接合され、スペーサ54を介して駆動部材241に接合されている。また、伝達部材51の圧電素子52との接合側の部分には、弾性変形可能な変形部511が形成されている。このような変形部511が伝達部材51に形成されているため、枠状部材21の第2の軸線まわりの回動を許容しつつ、伝達部材51を介して圧電素子52の駆動力を1対の駆動部材231、241に伝達することができる。   More specifically, the transmission member 51 is supported and fixed to the piezoelectric element 52 described above, and is provided between the substrate 31 and the base body 2 along these. The transmission member 51 branches in the middle and is joined to the lower surfaces of the drive members 231 and 241. In the present embodiment, the transmission member 51 is joined to the drive member 231 via the spacer 53 and joined to the drive member 241 via the spacer 54. In addition, a deformable portion 511 that can be elastically deformed is formed on a portion of the transmission member 51 on the side joined to the piezoelectric element 52. Since such a deforming portion 511 is formed in the transmission member 51, a pair of driving forces of the piezoelectric element 52 are allowed to pass through the transmission member 51 while allowing the frame-shaped member 21 to rotate around the second axis. The drive members 231 and 241 can be transmitted.

このような第1の駆動手段5は、通電により圧電素子52を伸縮させることにより、伝達部材51が各第1の軸部材23、24に第1の軸線Xまわりのトルクを与え、可動板22を回動させる。
このような第1の駆動手段5は、圧電素子52の伸縮方向が可動板22や枠状部材21の厚さ方向(図1に示すz方向)に直角な方向であるため、可動板22や枠状部材21の厚さ方向における光学デバイス1の寸法を抑えつつ、圧電素子52の伸縮方向での長さを大きくして、圧電素子52の変位量を大きくすることができる。また、光学デバイス1内の空間(本実施形態では平面視にて枠状部材21の内側の空間)を有効利用して、圧電素子52を設けることができる。これらのようなことから、光学デバイス1の小型化を図りつつ、可動板22の振れ角を大きくすることができる。
In such a first drive means 5, the transmission member 51 gives the torque around the first axis X to each of the first shaft members 23 and 24 by expanding and contracting the piezoelectric element 52 by energization, and the movable plate 22. Rotate.
Such a first driving means 5 has the piezoelectric element 52 extending and contracting in a direction perpendicular to the thickness direction of the movable plate 22 and the frame-shaped member 21 (z direction shown in FIG. 1). While the size of the optical device 1 in the thickness direction of the frame-shaped member 21 is suppressed, the length of the piezoelectric element 52 in the expansion / contraction direction can be increased, and the displacement amount of the piezoelectric element 52 can be increased. In addition, the piezoelectric element 52 can be provided by effectively using the space in the optical device 1 (in this embodiment, the space inside the frame-shaped member 21 in plan view). For these reasons, the deflection angle of the movable plate 22 can be increased while downsizing the optical device 1.

しかも、可動板22の回動中心軸である第1の軸線X近傍で各第1の軸部材23、24に第1の軸線Xまわりのトルクを与えることができる。そのため、圧電素子52の変位量に対する可動板22の回動角を大きくすることができる。その結果、圧電素子52の伸縮方向での長さを抑えることができ、光学デバイス1は、前述したように光学デバイス1内の空間を有効利用して圧電素子52を配置することが容易なものとなっている。   In addition, the torque around the first axis X can be applied to each of the first shaft members 23 and 24 in the vicinity of the first axis X that is the rotation center axis of the movable plate 22. Therefore, the rotation angle of the movable plate 22 with respect to the displacement amount of the piezoelectric element 52 can be increased. As a result, the length of the piezoelectric element 52 in the expansion / contraction direction can be suppressed, and the optical device 1 can easily arrange the piezoelectric element 52 using the space in the optical device 1 as described above. It has become.

圧電素子52の変位量に対する可動板22の回動角は、可動板22の厚さ方向(すなわちz方向)における第1の軸線Xと圧電素子52(力点)との距離に大凡応じたものとなり、当該距離や力点は、圧電素子52の取り付け位置や形状などによって適宜設定される。また、圧電素子52の取り付け位置は、伝達部材51の厚さや形状などによって任意に設計することができる。そのため、光学デバイス1の設計自由度を向上させることができる。   The rotation angle of the movable plate 22 relative to the displacement amount of the piezoelectric element 52 roughly corresponds to the distance between the first axis X and the piezoelectric element 52 (power point) in the thickness direction (that is, the z direction) of the movable plate 22. The distance and the force point are appropriately set depending on the attachment position and shape of the piezoelectric element 52. The attachment position of the piezoelectric element 52 can be arbitrarily designed according to the thickness and shape of the transmission member 51. Therefore, the design freedom of the optical device 1 can be improved.

さらに、本実施形態においては、前述したように可動板22および第1の軸部材23、24が2自由度振動系を構成しているため、可動板22が共振するような振動数にて1対の駆動部材231、241を駆動することで、1対の駆動部材231、241の第1の軸線Xまわりの回転角が小さくても、可動板22の第1の軸線Xまわりの回転角を大きくすることができる。つまり、圧電素子52の変位量が小さくても、可動板22を第1の軸線Xまわりに大きく角変位させることができる。   Furthermore, in this embodiment, since the movable plate 22 and the first shaft members 23 and 24 constitute a two-degree-of-freedom vibration system as described above, the frequency is such that the movable plate 22 resonates. By driving the pair of drive members 231 and 241, even if the rotation angle around the first axis X of the pair of drive members 231 and 241 is small, the rotation angle around the first axis X of the movable plate 22 can be reduced. Can be bigger. That is, even if the displacement amount of the piezoelectric element 52 is small, the movable plate 22 can be angularly displaced largely around the first axis X.

さらに、伝達部材51が可動板22の厚さ方向における各第1の軸部材23、24の一方の端(本実施形態では、下面)に接合されているため、伝達部材51が各第1の軸部材23、24に効果的に第1の軸線Xまわりのトルクを与えることができる。そのため、可動板22の回転中心軸である第1の軸線Xのブレを防止して、可動板22を円滑に回動させることができる。   Furthermore, since the transmission member 51 is joined to one end (the lower surface in the present embodiment) of each of the first shaft members 23 and 24 in the thickness direction of the movable plate 22, the transmission member 51 is connected to each of the first shaft members 23 and 24. Torque around the first axis X can be effectively applied to the shaft members 23 and 24. Therefore, blurring of the first axis X that is the rotation center axis of the movable plate 22 can be prevented, and the movable plate 22 can be smoothly rotated.

また、枠状部材21を平面視したときに(以下、単に「平面視」とも言う。)、伝達部材51が枠状部材21の内側に位置するように設けられているため、伝達部材51を枠状部材21に対しその厚さ方向に離間しなくても、伝達部材51が枠状部材21の回動を阻害するのを防止することができる。すなわち、伝達部材51が枠状部材21の直下に位置しないので、枠状部材21が回動時に回動角度に関わらず伝達部材51に不本意に接触するのを防止することができる。そのため、枠状部材21の厚さ方向における光学デバイス1の寸法を抑えつつ、枠状部材21の回動角を大きくすることができる。   In addition, when the frame-shaped member 21 is viewed in plan (hereinafter, also simply referred to as “plan view”), the transmission member 51 is provided so as to be positioned inside the frame-shaped member 21. Even if the frame member 21 is not separated in the thickness direction, the transmission member 51 can be prevented from obstructing the rotation of the frame member 21. That is, since the transmission member 51 is not located directly below the frame-shaped member 21, it is possible to prevent the frame-shaped member 21 from inadvertently contacting the transmission member 51 regardless of the rotation angle during rotation. Therefore, the rotation angle of the frame-shaped member 21 can be increased while suppressing the size of the optical device 1 in the thickness direction of the frame-shaped member 21.

また、伝達部材51がスペーサ53を介して第1の軸部材23(駆動部材231)に接合されるとともにスペーサ54を介して第1の軸部材24(駆動部材241)に接合されているため、伝達部材51と各第1の軸部材23、24との不本意な接触を防止しつつ、伝達部材51が各第1の軸部材23、24に圧電素子52の駆動力を伝達することができる。その結果、可動板22をより円滑に回動させることができる。   Further, since the transmission member 51 is joined to the first shaft member 23 (drive member 231) via the spacer 53 and joined to the first shaft member 24 (drive member 241) via the spacer 54, The transmission member 51 can transmit the driving force of the piezoelectric element 52 to each first shaft member 23, 24 while preventing unintentional contact between the transmission member 51 and each first shaft member 23, 24. . As a result, the movable plate 22 can be rotated more smoothly.

ここで、伝達部材51がSOI基板の一方のSi層を加工することにより形成され、スペーサ53、54が前記SOI基板のSiO層を加工することにより形成されたものであるため、比較的簡単かつ高精度に、スペーサ53、54や伝達部材51を形成することができる。
また、伝達部材51が圧電素子52の駆動力を各駆動部材231、241に伝達するように構成されているため、各駆動部材231、241の回動角を抑えつつ、可動板22の回動角を大きくすることができる。
Here, the transmission member 51 is formed by processing one Si layer of the SOI substrate, and the spacers 53 and 54 are formed by processing the SiO 2 layer of the SOI substrate. In addition, the spacers 53 and 54 and the transmission member 51 can be formed with high accuracy.
Further, since the transmission member 51 is configured to transmit the driving force of the piezoelectric element 52 to the driving members 231 and 241, the rotation of the movable plate 22 is suppressed while suppressing the rotation angle of the driving members 231 and 241. The corner can be increased.

また、伝達部材51が第1の軸線Xの近傍で各第1の軸部材23、24(具体的には駆動部材231、241)に接合されているため、伝達部材51が圧電素子52の駆動力を各第1の軸部材23、24に効率的に伝達することができる。
さらに、平面視にて圧電素子52が第2の軸線Y上に沿って設けられているため、より確実に、伝達部材51が圧電素子52の駆動力を均等に各第1の軸部材23、24に伝達することができる。そのため、第1の軸線Xのブレを防止して、可動板22をより安定的に回動させることができる。
Further, since the transmission member 51 is joined to the first shaft members 23 and 24 (specifically, the drive members 231 and 241) in the vicinity of the first axis X, the transmission member 51 drives the piezoelectric element 52. The force can be efficiently transmitted to the first shaft members 23 and 24.
Furthermore, since the piezoelectric elements 52 are provided along the second axis Y in a plan view, the transmission member 51 can more surely apply the driving force of the piezoelectric elements 52 to the first shaft members 23, 24. Therefore, blurring of the first axis X can be prevented and the movable plate 22 can be rotated more stably.

また、平面視にて圧電素子52が枠状部材21の内側に位置するように設けられているため、圧電素子52を枠状部材21に対しその厚さ方向に離間しなくても、圧電素子52が枠状部材21の回動を阻害するのを防止することができる。そのため、枠状部材21の厚さ方向における光学デバイス1の寸法を抑えつつ、枠状部材21の回動角を大きくすることができる。   Further, since the piezoelectric element 52 is provided so as to be located inside the frame-shaped member 21 in a plan view, the piezoelectric element 52 can be formed without being separated from the frame-shaped member 21 in the thickness direction. It is possible to prevent 52 from inhibiting the rotation of the frame-shaped member 21. Therefore, the rotation angle of the frame-shaped member 21 can be increased while suppressing the size of the optical device 1 in the thickness direction of the frame-shaped member 21.

また、圧電素子52が支持体3に支持されているため、伝達部材51の形状を簡単なものとし、光学デバイス1の低コスト化を図ることができる。
ここで、伝達部材51が枠状部材21の第2の軸線Yまわりの回動を許容するように変形可能な変形部511を備えているため、光学デバイス1の低コスト化を図りつつ、枠状部材21の回動をより円滑なものとすることができる。
Moreover, since the piezoelectric element 52 is supported by the support body 3, the shape of the transmission member 51 can be simplified, and the cost of the optical device 1 can be reduced.
Here, since the transmission member 51 includes the deformable portion 511 that can be deformed so as to allow the frame-shaped member 21 to rotate around the second axis Y, the cost of the optical device 1 can be reduced and the frame can be reduced. The rotation of the shaped member 21 can be made smoother.

一方、枠状部材21を第2の軸線Yまわりに回動させる第2の駆動手段6は、前述した支持体3のスペーサ32に接合・支持された1対の圧電素子62、64と、1対の圧電素子62、64と前述した枠状部材21とを連結してなる1対の伝達部材61、63とを有している。
各圧電素子62、64は、第1の軸線Xに平行な方向(すなわち図1に示すx方向)に伸縮するように配置されている。このような圧電素子62は、その伸縮方向での一端がスペーサ32の支持部材271側の部分に接合・支持され、他端が伝達部材61に接合されている。また、圧電素子64は、その伸縮方向での一端がスペーサ32の支持部材272側の部分に接合・支持され、他端が伝達部材63に接合されている。
On the other hand, the second driving means 6 for rotating the frame-shaped member 21 around the second axis Y includes a pair of piezoelectric elements 62 and 64 joined and supported by the spacer 32 of the support 3 described above, and 1 It has a pair of transmission members 61 and 63 formed by connecting the pair of piezoelectric elements 62 and 64 and the frame-shaped member 21 described above.
The piezoelectric elements 62 and 64 are arranged so as to expand and contract in a direction parallel to the first axis X (that is, the x direction shown in FIG. 1). One end of the piezoelectric element 62 in the expansion / contraction direction is bonded and supported to a portion on the support member 271 side of the spacer 32, and the other end is bonded to the transmission member 61. In addition, the piezoelectric element 64 has one end in the expansion / contraction direction joined / supported to a portion on the support member 272 side of the spacer 32 and the other end joined to the transmission member 63.

このような圧電素子62、64としては、特に限定されないが、圧電体層と電極層とが交互に複数積層されてなるものが好ましい。これにより、圧電素子62、64の伸縮方向の寸法と圧電素子62、64への印加電圧(駆動電圧)とを抑えつつ、圧電素子62、64の変位量を大きくすることができる。
このような圧電素子62、64は、後述する電源回路7に接続されていて、周期的に変化する電圧が印加されるようになっている。これにより、圧電素子62、64を伸縮させることができる。
Such piezoelectric elements 62 and 64 are not particularly limited, but those in which a plurality of piezoelectric layers and electrode layers are alternately laminated are preferable. Thereby, the displacement amount of the piezoelectric elements 62 and 64 can be increased while suppressing the dimension of the piezoelectric elements 62 and 64 in the expansion / contraction direction and the voltage (drive voltage) applied to the piezoelectric elements 62 and 64.
Such piezoelectric elements 62 and 64 are connected to a power supply circuit 7 which will be described later, and a periodically changing voltage is applied thereto. Thereby, the piezoelectric elements 62 and 64 can be expanded and contracted.

伝達部材61は、前述した圧電素子62の駆動力を受けて、第1の軸線Xに平行な方向に変位することにより、枠状部材21を第2の軸線Yまわりに回動させる機能を有する。伝達部材61と同様に、伝達部材63は、前述した圧電素子64の駆動力を受けて、第1の軸線Xに平行な方向に変位することにより、枠状部材21を第2の軸線Yまわりに回動させる機能を有する。   The transmission member 61 has a function of rotating the frame-like member 21 around the second axis Y by receiving the driving force of the piezoelectric element 62 and displacing in a direction parallel to the first axis X. . Similar to the transmission member 61, the transmission member 63 receives the driving force of the piezoelectric element 64 described above and is displaced in a direction parallel to the first axis X, thereby causing the frame-shaped member 21 to move around the second axis Y. It has a function to rotate.

このような伝達部材61は、第2の軸線Yに対し枠状部材21の厚さ方向(図1に示すz方向)に偏心した位置で枠状部材21に接合され、圧電素子62の駆動力を枠状部材21に伝達するように構成されている。伝達部材61と同様に、伝達部材63は、第2の軸線Yに対し枠状部材21の厚さ方向に偏心した位置で枠状部材21に接合され、圧電素子64の駆動力を枠状部材21に伝達するように構成されている。   Such a transmission member 61 is joined to the frame member 21 at a position eccentric to the second axis Y in the thickness direction of the frame member 21 (z direction shown in FIG. 1), and the driving force of the piezoelectric element 62 Is transmitted to the frame-shaped member 21. Similar to the transmission member 61, the transmission member 63 is joined to the frame-shaped member 21 at a position eccentric in the thickness direction of the frame-shaped member 21 with respect to the second axis Y, and the driving force of the piezoelectric element 64 is applied to the frame-shaped member 21. It is comprised so that it may transmit to 21.

より具体的に説明すると、伝達部材61は、前述した圧電素子62に支持・固定され、基板31と基体2との間でこれらに沿って設けられている。そして、伝達部材61は、第2の軸部材25近傍で枠状部材21の下面に接合されている。伝達部材61と同様に、伝達部材63は、前述した圧電素子64に支持・固定され、基板31と基体2との間でこれらに沿って設けられている。そして、伝達部材63は、第2の軸部材26近傍で枠状部材21の下面に接合されている。本実施形態では、伝達部材61は、スペーサ65を介して枠状部材21に接合され、伝達部材63は、スペーサ66を介して枠状部材21に接合されている。   More specifically, the transmission member 61 is supported and fixed to the piezoelectric element 62 described above, and is provided between the substrate 31 and the base body 2 along these. The transmission member 61 is joined to the lower surface of the frame-shaped member 21 in the vicinity of the second shaft member 25. Similar to the transmission member 61, the transmission member 63 is supported and fixed to the piezoelectric element 64 described above, and is provided between the substrate 31 and the base 2 along these. The transmission member 63 is joined to the lower surface of the frame-shaped member 21 in the vicinity of the second shaft member 26. In the present embodiment, the transmission member 61 is joined to the frame-like member 21 via the spacer 65, and the transmission member 63 is joined to the frame-like member 21 via the spacer 66.

このような第2の駆動手段6は、通電により圧電素子62、64を伸縮させることにより、伝達部材61、63が枠状部材21に第2の軸線Yまわりのトルクを与え、枠状部材21を回動させる。
このような第2の駆動手段6は、圧電素子62、64の伸縮方向が可動板22や枠状部材21の厚さ方向(図1に示すz方向)に直角な方向であるため、可動板22や枠状部材21の厚さ方向における光学デバイス1の寸法を抑えつつ、圧電素子62、64の伸縮方向での長さを大きくして、圧電素子62、64の変位量を大きくすることができる。また、光学デバイス1内の空間(本実施形態では平面視にて枠状部材21と支持部27との間の空間)を有効利用して、圧電素子62、64を設けることができる。これらのようなことから、光学デバイス1の小型化を図りつつ、枠状部材21の振れ角を大きくし、ひいては可動板22の振れ角を大きくすることができる。
Such a second drive means 6 expands and contracts the piezoelectric elements 62 and 64 by energization, whereby the transmission members 61 and 63 give the frame-shaped member 21 a torque around the second axis Y, and the frame-shaped member 21. Rotate.
Such a second driving means 6 has a movable plate because the expansion and contraction directions of the piezoelectric elements 62 and 64 are perpendicular to the thickness direction (z direction shown in FIG. 1) of the movable plate 22 and the frame-like member 21. The length of the piezoelectric elements 62 and 64 in the expansion / contraction direction is increased and the displacement amount of the piezoelectric elements 62 and 64 is increased while suppressing the size of the optical device 1 in the thickness direction of the frame 22 and the frame-shaped member 21. it can. In addition, the piezoelectric elements 62 and 64 can be provided by effectively utilizing the space in the optical device 1 (in this embodiment, the space between the frame-shaped member 21 and the support portion 27 in plan view). For these reasons, it is possible to increase the deflection angle of the frame-like member 21 and to increase the deflection angle of the movable plate 22 while reducing the size of the optical device 1.

しかも、枠状部材21の回動中心軸である第2の軸線Y近傍で枠状部材21に第2の軸線Yまわりのトルクを与えることができる。そのため、圧電素子62、64の変位量に対する枠状部材21の回動角を大きくすることができる。その結果、圧電素子62、64の伸縮方向での長さを抑えることができ、光学デバイス1は、前述したように光学デバイス1内の空間を有効利用して圧電素子62、64を配置することが容易なものとなっている。   In addition, the torque around the second axis Y can be applied to the frame member 21 in the vicinity of the second axis Y, which is the rotation center axis of the frame member 21. Therefore, the rotation angle of the frame-shaped member 21 with respect to the displacement amount of the piezoelectric elements 62 and 64 can be increased. As a result, the length of the piezoelectric elements 62 and 64 in the expansion / contraction direction can be suppressed, and the optical device 1 can arrange the piezoelectric elements 62 and 64 by effectively using the space in the optical device 1 as described above. Is easy.

圧電素子62、64の変位量に対する枠状部材21の回動角は、枠状部材21の厚さ方向(すなわちz方向)における第2の軸線Yと圧電素子62、64(力点)との距離に大凡応じたものとなり、当該距離や力点は、圧電素子62、64の取り付け位置や形状などによって適宜設定される。また、圧電素子62、64の取り付け位置は、伝達部材61、63の厚さや形状などによって任意に設計することができる。そのため、光学デバイス1の設計自由度を向上させることができる。   The rotation angle of the frame member 21 with respect to the displacement amount of the piezoelectric elements 62 and 64 is the distance between the second axis Y in the thickness direction of the frame member 21 (that is, the z direction) and the piezoelectric elements 62 and 64 (power point). The distance and the power point are appropriately set according to the mounting position and shape of the piezoelectric elements 62 and 64. The attachment positions of the piezoelectric elements 62 and 64 can be arbitrarily designed depending on the thickness and shape of the transmission members 61 and 63. Therefore, the design freedom of the optical device 1 can be improved.

また、圧電素子62、64の変位量に対する枠状部材21の回動角を大きくすることができるため、枠状部材21を非共振で振動させても、枠状部材21の回動角を大きくすることができる。この点でも、光学デバイス1の設計自由度を向上させることができる。
さらに、伝達部材61、63が枠状部材21の厚さ方向における枠状部材21の一方の端(本実施形態では、下面)に接合されているため、伝達部材61、63が枠状部材21に効果的に第2の軸線Yまわりのトルクを与えることができる。そのため、枠状部材21の回転中心軸である第2の軸線Yのブレを防止して、枠状部材21を円滑に回動させることができる。
Moreover, since the rotation angle of the frame-shaped member 21 with respect to the displacement amount of the piezoelectric elements 62 and 64 can be increased, the rotation angle of the frame-shaped member 21 is increased even if the frame-shaped member 21 is vibrated non-resonantly. can do. Also in this respect, the degree of freedom in designing the optical device 1 can be improved.
Further, since the transmission members 61 and 63 are joined to one end (the lower surface in the present embodiment) of the frame member 21 in the thickness direction of the frame member 21, the transmission members 61 and 63 are joined to the frame member 21. The torque around the second axis Y can be effectively applied. Therefore, the frame-shaped member 21 can be smoothly rotated by preventing the second axis Y that is the rotation center axis of the frame-shaped member 21 from blurring.

また、枠状部材21を平面視したときに(以下、単に「平面視」とも言う。)、伝達部材61、63が枠状部材21の外側に位置するように設けられているため、伝達部材61、63を枠状部材21に対しその厚さ方向に離間しなくても、伝達部材61、63が枠状部材21の回動を阻害するのを防止することができる。すなわち、伝達部材61、63が枠状部材21の直下に位置しないので、枠状部材21が回動時に回動角度に関わらず伝達部材61、63に不本意に接触するのを防止することができる。そのため、枠状部材21の厚さ方向における光学デバイス1の寸法を抑えつつ、枠状部材21の回動角を大きくすることができる。   In addition, when the frame-shaped member 21 is viewed in plan (hereinafter, also simply referred to as “plan view”), the transmission members 61 and 63 are provided so as to be located outside the frame-shaped member 21, so that the transmission member Even if 61 and 63 are not separated from the frame-shaped member 21 in the thickness direction, the transmission members 61 and 63 can be prevented from obstructing the rotation of the frame-shaped member 21. That is, since the transmission members 61 and 63 are not located immediately below the frame-shaped member 21, it is possible to prevent the frame-shaped member 21 from inadvertently contacting the transmission members 61 and 63 regardless of the rotation angle when rotating. it can. Therefore, the rotation angle of the frame-shaped member 21 can be increased while suppressing the size of the optical device 1 in the thickness direction of the frame-shaped member 21.

また、伝達部材61がスペーサ65を介して枠状部材21に接合されるとともに伝達部材63がスペーサ66を介して枠状部材21に接合されているため、伝達部材61、63と枠状部材21や各第2の軸部材25、26との不本意な接触を防止しつつ、伝達部材61、63が枠状部材21に圧電素子62、64の駆動力を伝達することができる。その結果、枠状部材21(ひいては可動板22)をより円滑に回動させることができる。   Further, since the transmission member 61 is joined to the frame member 21 via the spacer 65 and the transmission member 63 is joined to the frame member 21 via the spacer 66, the transmission members 61 and 63 and the frame member 21 are joined. In addition, the transmission members 61 and 63 can transmit the driving force of the piezoelectric elements 62 and 64 to the frame-like member 21 while preventing unintentional contact with the second shaft members 25 and 26. As a result, the frame-shaped member 21 (and hence the movable plate 22) can be rotated more smoothly.

ここで、伝達部材61、63がSOI基板の一方のSi層を加工することにより形成され、スペーサ65、66が前記SOI基板のSiO層を加工することにより形成されたものであるため、比較的簡単かつ高精度に、スペーサ65、66や伝達部材61、63を形成することができる。
また、伝達部材61、63が第2の軸線Yの近傍で枠状部材21に接合されているため、伝達部材61、63がそれぞれ対応する圧電素子62、64の駆動力を枠状部材21に効率的に伝達することができる。
Here, the transmission members 61 and 63 are formed by processing one Si layer of the SOI substrate, and the spacers 65 and 66 are formed by processing the SiO 2 layer of the SOI substrate. The spacers 65 and 66 and the transmission members 61 and 63 can be formed easily and with high accuracy.
Further, since the transmission members 61 and 63 are joined to the frame-shaped member 21 in the vicinity of the second axis Y, the transmission members 61 and 63 apply the driving force of the corresponding piezoelectric elements 62 and 64 to the frame-shaped member 21, respectively. It can be transmitted efficiently.

さらに、平面視にて圧電素子62、64が第1の軸線Xに対して対称になるように設けられているため、より確実に、伝達部材61、63がそれぞれ対応する圧電素子62、64の駆動力を第1の軸線Xに平行な方向のまま枠状部材21に伝達することができる。そのため、第2の軸線Yのブレを防止して、枠状部材21(ひいては可動板22)をより安定的に回動させることができる。   Furthermore, since the piezoelectric elements 62 and 64 are provided so as to be symmetric with respect to the first axis X in plan view, the transmission members 61 and 63 are more reliably connected to the corresponding piezoelectric elements 62 and 64, respectively. The driving force can be transmitted to the frame-like member 21 in the direction parallel to the first axis X. Therefore, blurring of the second axis Y can be prevented, and the frame-like member 21 (and hence the movable plate 22) can be rotated more stably.

また、平面視にて圧電素子62、64が枠状部材21の外側に位置するように設けられているため、圧電素子62、64を枠状部材21に対しその厚さ方向に離間しなくても、圧電素子62、64が枠状部材21の回動を阻害するのを防止することができる。そのため、枠状部材21の厚さ方向における光学デバイス1の寸法を抑えつつ、枠状部材21の回動角を大きくすることができる。   Further, since the piezoelectric elements 62 and 64 are provided so as to be located outside the frame-shaped member 21 in plan view, the piezoelectric elements 62 and 64 are not separated from the frame-shaped member 21 in the thickness direction. In addition, the piezoelectric elements 62 and 64 can be prevented from obstructing the rotation of the frame-shaped member 21. Therefore, the rotation angle of the frame-shaped member 21 can be increased while suppressing the size of the optical device 1 in the thickness direction of the frame-shaped member 21.

また、圧電素子62、64が支持体3(より具体的にはスペーサ32)に支持されているため、伝達部材61、63の形状を簡単なものとし、光学デバイス1の低コスト化を図ることができる。
このように第2の駆動手段6が枠状部材21を回動させる圧電素子62、64を備えて構成されていると、光学デバイス1の小型化を図りつつ、可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角を大きくすることができる。
In addition, since the piezoelectric elements 62 and 64 are supported by the support 3 (more specifically, the spacer 32), the shape of the transmission members 61 and 63 is simplified, and the cost of the optical device 1 is reduced. Can do.
When the second driving means 6 is configured to include the piezoelectric elements 62 and 64 for rotating the frame-like member 21 as described above, the second axis of the movable plate 22 can be achieved while reducing the size of the optical device 1. The rotation angle around Y can be increased.

ここで、図5に基づいて、光学デバイス1の制御系を説明する。
光学デバイス1は、前述した圧電素子52、62、64に電圧を印加する電源回路7と、この電源回路7の駆動を制御する制御部8とを有している。
電源回路7は、圧電素子52に印加する第1の電圧を発生する第1の電圧発生部71と、圧電素子62、64にそれぞれに印加する第2の電圧を発生する第2の電圧発生部72とを備えている。
Here, the control system of the optical device 1 will be described with reference to FIG.
The optical device 1 includes a power supply circuit 7 that applies a voltage to the above-described piezoelectric elements 52, 62, and 64, and a control unit 8 that controls driving of the power supply circuit 7.
The power supply circuit 7 includes a first voltage generator 71 that generates a first voltage to be applied to the piezoelectric element 52, and a second voltage generator that generates a second voltage to be applied to the piezoelectric elements 62 and 64, respectively. 72.

第1の電圧発生部71は、第1の周波数にて周期的に変化する第1の電圧を発生するようになっている。そして、第1の電圧発生部71は、圧電素子52に接続されていて、かかる第1の電圧を圧電素子52に印加する。
第1の電圧としては、圧電素子52を伸縮することができるものであれば、特に限定されず、例えば、交流、間欠的な直流などが挙げられる。また、後述するように可動板22の第1の軸線Xまわりの回動を水平走査に用いる場合、第1の電圧としては、例えば、正弦波や矩形波のような波形をなすものが好適に用いられる。
また、第1の周波数としては、特に限定されないが、後述するように可動板22の第1の軸線Xまわりの回動を水平走査に用いる場合、例えば、10〜40kHzが好適に用いられる。
The first voltage generator 71 generates a first voltage that periodically changes at the first frequency. The first voltage generator 71 is connected to the piezoelectric element 52 and applies the first voltage to the piezoelectric element 52.
The first voltage is not particularly limited as long as the piezoelectric element 52 can be expanded and contracted, and examples thereof include alternating current and intermittent direct current. As will be described later, when the rotation of the movable plate 22 around the first axis X is used for horizontal scanning, the first voltage preferably has a waveform such as a sine wave or a rectangular wave. Used.
Further, the first frequency is not particularly limited, but when rotating around the first axis X of the movable plate 22 is used for horizontal scanning as described later, for example, 10 to 40 kHz is preferably used.

また、第1の周波数は、可動板22および1対の第1の連結部材232、242からなる振動子(前述した第1の振動系)のねじり共振周波数と等しくなるように設定されているのが好ましい。これにより、1対の駆動部材231、241の第1の軸線Xまわりの回動角を抑えつつ、可動板22の第1の軸線Xまわりの回動角を大きくすることができる。そのため、圧電素子52に印加する電圧(すなわち第1の電圧)を抑えることができる。なお、このような第1の周波数と第1の振動系の振動の周波数との関係は、電源回路7の設計や、可動板22および1対の第1の連結部材232、242の設計により設定することができる。   Further, the first frequency is set to be equal to the torsional resonance frequency of the vibrator (first vibration system described above) including the movable plate 22 and the pair of first connecting members 232 and 242. Is preferred. Thereby, the rotation angle around the first axis X of the movable plate 22 can be increased while suppressing the rotation angle around the first axis X of the pair of drive members 231 and 241. Therefore, the voltage applied to the piezoelectric element 52 (that is, the first voltage) can be suppressed. The relationship between the first frequency and the vibration frequency of the first vibration system is set by the design of the power supply circuit 7 and the design of the movable plate 22 and the pair of first connecting members 232 and 242. can do.

第2の電圧発生部72は、第2の周波数にて周期的に変化する第2の電圧を発生するようになっている。そして、第2の電圧発生部72は、圧電素子62、64にそれぞれ接続されていて、かかる第2の電圧を圧電素子62、64のそれぞれに印加する。
第2の電圧としては、圧電素子62、64を伸縮することができるものであれば、特に限定されず、例えば、交流、間欠的な直流などが挙げられる。また、後述するように可動板22の第2の軸線Yまわりの回動を垂直走査に用いる場合、第2の電圧としては、例えば、鋸波のような波形をなすものが好適に用いられる。
The second voltage generator 72 generates a second voltage that periodically changes at the second frequency. The second voltage generator 72 is connected to the piezoelectric elements 62 and 64, respectively, and applies the second voltage to the piezoelectric elements 62 and 64, respectively.
The second voltage is not particularly limited as long as the piezoelectric elements 62 and 64 can be expanded and contracted, and examples thereof include alternating current and intermittent direct current. As will be described later, when the rotation of the movable plate 22 around the second axis Y is used for vertical scanning, for example, a voltage having a waveform like a sawtooth is preferably used as the second voltage.

また、第2の周波数としては、特に限定されないが、後述するように可動板22の第2の軸線Yまわりの回動を垂直走査に用いる場合、例えば、40〜80Hz(60Hz程度)が好適に用いられる。
このように構成された電源回路7の駆動を制御する制御部8は、図示しない挙動検出手段によって検出された可動板22の挙動情報(例えば、周波数)に基づき、前述した第1の電圧発生部71および第2の電圧発生部72のそれぞれの駆動を制御するようになっている。
Further, the second frequency is not particularly limited, but when rotating around the second axis Y of the movable plate 22 is used for vertical scanning as described later, for example, 40 to 80 Hz (about 60 Hz) is preferable. Used.
The control unit 8 that controls the driving of the power supply circuit 7 configured as described above is based on the behavior information (for example, the frequency) of the movable plate 22 detected by the behavior detection unit (not shown). The driving of the 71 and the second voltage generator 72 is controlled.

以上説明したように構成された光学デバイス1は、次のようにして作動する。
電源回路7が、圧電素子52に前述した第1の電圧を印加するとともに、圧電素子62、64にそれぞれ前述した第2の電圧を印加する。
第1の電圧が印加された圧電素子52は、前述した第1の周波数で、第2の軸線Yに平行な方向(すなわち図1に示すy方向)に伸縮する。このような圧電素子52の駆動力を受けて、伝達部材51が、前述した第1の周波数で、第2の軸線Yに平行な方向(すなわち図1に示すy方向)に振動(変位)する。その結果、圧電素子52の駆動力が伝達部材51を介して駆動部材231、241の下面の第1の軸線X付近に伝達される。すなわち、駆動部材231、241に第1の軸線Xまわりのトルクを与え、1対の第2の連結部材233、243を捩れ変形させながら駆動部材231、241を回動させる。
これに伴い、1対の第1の連結部材232、242を捩れ変形させながら可動板22を第1の軸線Xまわりに回動させる。
The optical device 1 configured as described above operates as follows.
The power supply circuit 7 applies the first voltage described above to the piezoelectric element 52 and also applies the second voltage described above to the piezoelectric elements 62 and 64.
The piezoelectric element 52 to which the first voltage is applied expands and contracts in the direction parallel to the second axis Y (that is, the y direction shown in FIG. 1) at the first frequency described above. In response to the driving force of the piezoelectric element 52, the transmission member 51 vibrates (displaces) in the direction parallel to the second axis Y (that is, the y direction shown in FIG. 1) at the first frequency described above. . As a result, the driving force of the piezoelectric element 52 is transmitted to the vicinity of the first axis X on the lower surfaces of the driving members 231 and 241 via the transmission member 51. That is, a torque around the first axis X is applied to the drive members 231 and 241 to rotate the drive members 231 and 241 while twisting and deforming the pair of second connecting members 233 and 243.
Accordingly, the movable plate 22 is rotated around the first axis X while twisting and deforming the pair of first connecting members 232 and 242.

一方、第2の電圧が印加された圧電素子62、64は、前述した第2の周波数で、第1の軸線Xに平行な方向(すなわち図1に示すx方向)に伸縮する。このような圧電素子62、64の駆動力を受けて、伝達部材61、63が、前述した第2の周波数で、第1の軸線Xに平行な方向(すなわち図1に示すy方向)に振動(変位)する。その結果、圧電素子62、64の駆動力が伝達部材61、63を介して枠状部材21の下面の第2の軸線Y付近に伝達される。すなわち、枠状部材21に第2の軸線Yまわりのトルクを与え、1対の第2の軸部材25、26を捩れ変形させながら枠状部材21を回動させ、これに伴って、可動板22を第2の軸線Yまわりに回動させる。
このような駆動により、可動板22を、第1の軸線Xまわりに第1の周波数で回動(振動)させながら、第2の軸線Yまわりに第2の周波数で回動(振動)させる。すなわち、可動板22を互いに直交する2軸まわりに回動させることができる。
On the other hand, the piezoelectric elements 62 and 64 to which the second voltage is applied expands and contracts in the direction parallel to the first axis X (that is, the x direction shown in FIG. 1) at the second frequency described above. In response to the driving force of the piezoelectric elements 62 and 64, the transmission members 61 and 63 vibrate in the direction parallel to the first axis X (that is, the y direction shown in FIG. 1) at the second frequency described above. (Displace). As a result, the driving force of the piezoelectric elements 62 and 64 is transmitted to the vicinity of the second axis Y on the lower surface of the frame-shaped member 21 via the transmission members 61 and 63. That is, a torque around the second axis Y is applied to the frame-shaped member 21, and the frame-shaped member 21 is rotated while twisting and deforming the pair of second shaft members 25, 26. 22 is rotated around the second axis Y.
By such driving, the movable plate 22 is rotated (vibrated) around the second axis Y at the second frequency while being rotated (vibrated) around the first axis X at the first frequency. That is, the movable plate 22 can be rotated around two axes orthogonal to each other.

<第2実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第2実施形態を説明する。
図6は、本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す平面図、図7は、図6中のA−A線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図6中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図7中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言う。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the optical device of the present invention will be described.
6 is a plan view showing a second embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIG. 6 is referred to as “up”, the back side of the page is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, the left side is referred to as “left”, and the upper side in FIG. The upper side, the lower side is called “lower”, the right side is called “back”, and the left side is called “front”.

以下、第2実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態の光学デバイス1Aは、図6および図7に示すように、第2の駆動手段の構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
第2実施形態の光学デバイス1Aは、図6および図7に示すように、基体2Aの枠状部材21A上に設けられたコイル211と、枠状部材21Aを介して対向する1対の永久磁石42、43とを備えている。かかる光学デバイス1Aでは、コイル211に通電することにより、枠状部材21Aを第2の軸線Yまわりに回動させるようにして第2の駆動手段を構成している。
Hereinafter, the optical device of the second embodiment will be described focusing on the differences from the optical device of the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
As shown in FIGS. 6 and 7, the optical device 1 </ b> A of the second embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment except that the configuration of the second driving unit is different.
As shown in FIGS. 6 and 7, an optical device 1A according to the second embodiment includes a coil 211 provided on a frame-like member 21A of a base 2A and a pair of permanent magnets facing each other via the frame-like member 21A. 42, 43. In the optical device 1 </ b> A, the second driving unit is configured to rotate the frame-shaped member 21 </ b> A around the second axis Y by energizing the coil 211.

コイル211は、枠状部材21Aの上面に枠状部材21Aに沿って形成され、環状をなしている。
このコイル211は、Al、Cuなどの単層の金属層で構成されている。これにより、コイル211を一回の成膜で形成して、光学デバイス1の製造を簡単化することができる。その結果、光学デバイス1の低コスト化を図ることができる。また、コイル211を比較的薄いものとすることができるので、光学デバイス1の振動特性に対するコイル211の影響を少なくし、光学デバイス1の設計を簡単化することができる。
このコイル211は、図1に示すように、枠状部材21A上から第2の弾性部材26上を通じて、支持部材272上に設けられた1対の端子212、213に接続されている。
このような1対の端子212、223は、図示しない電源回路に接続されている。
The coil 211 is formed on the upper surface of the frame-shaped member 21A along the frame-shaped member 21A and has an annular shape.
The coil 211 is composed of a single metal layer such as Al or Cu. Thereby, the coil 211 can be formed by a single film formation, and the manufacture of the optical device 1 can be simplified. As a result, the cost of the optical device 1 can be reduced. Further, since the coil 211 can be made relatively thin, the influence of the coil 211 on the vibration characteristics of the optical device 1 can be reduced, and the design of the optical device 1 can be simplified.
As shown in FIG. 1, the coil 211 is connected to a pair of terminals 212 and 213 provided on the support member 272 through the second elastic member 26 from the frame-shaped member 21 </ b> A.
Such a pair of terminals 212 and 223 is connected to a power supply circuit (not shown).

一方、1対の永久磁石42、43は、それぞれ、支持体3の基板31の上面に支持・固定されている。
また、1対の永久磁石42、43は、第1の軸線Xに平行な方向(x方向)に互いに離間するとともに、枠状部材21Aを介して対向している。
そして、1対の永久磁石42、43は、磁力線がx方向に枠状部材21Aを貫くような磁界を発生させるようになっている。すなわち、1対の永久磁石42、43は、枠状部材21A付近で、x方向の磁界を発生させるようになっている。本実施形態では、永久磁石42の枠状部材21A側の部分をN極とし、永久磁石43の枠状部材21A側の部分をS極とすることで、前述したような磁界を発生させる。
なお、前述したような磁界を発生させるものであれば、永久磁石に代えて、電磁石を用いることもできる。
On the other hand, the pair of permanent magnets 42 and 43 are respectively supported and fixed on the upper surface of the substrate 31 of the support 3.
The pair of permanent magnets 42 and 43 are separated from each other in a direction (x direction) parallel to the first axis X, and are opposed to each other via the frame-shaped member 21A.
The pair of permanent magnets 42 and 43 generate a magnetic field such that the magnetic lines of force penetrate the frame member 21A in the x direction. That is, the pair of permanent magnets 42 and 43 generates a magnetic field in the x direction in the vicinity of the frame-shaped member 21A. In this embodiment, the part on the frame-shaped member 21A side of the permanent magnet 42 is the N pole, and the part on the frame-shaped member 21A side of the permanent magnet 43 is the S pole, thereby generating the magnetic field as described above.
An electromagnet can be used instead of the permanent magnet as long as it generates a magnetic field as described above.

このような第2の駆動手段は、次のようにして作動する。
コイル211に交番電圧を印加することにより、コイル211に流れる電流の方向が図6にて実線矢印で示す方向と破線矢印で示す方向とに交互に切り換わる。
このとき、コイル211が枠状部材21Aの厚さ方向の磁界を発生させる。そのため、枠状部材21Aと1対の永久磁石42、43との間には、枠状部材21Aを傾けるような吸引力および反発力が生じる。したがって、コイル211に流れる電流の方向が図6にて実線矢印で示す方向と破線矢印で示す方向とに交互に切り換わると、枠状部材21Aが第2の軸線Yまわりに回動・振動する。
以上のような本実施形態の光学デバイス1Aにおいても、前述した第1の実施形態の光学デバイス1と同様の効果の効果を発揮することができる。また、本実施形態の光学デバイス1Aは、前述したような第2の駆動手段を備えているので、光学デバイス1Aの小型化を図りつつ、可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角を大きくすることができる。
Such second driving means operates as follows.
By applying an alternating voltage to the coil 211, the direction of the current flowing through the coil 211 is alternately switched between the direction indicated by the solid line arrow and the direction indicated by the broken line arrow in FIG.
At this time, the coil 211 generates a magnetic field in the thickness direction of the frame-shaped member 21A. Therefore, an attractive force and a repulsive force are generated between the frame-shaped member 21A and the pair of permanent magnets 42 and 43 so as to tilt the frame-shaped member 21A. Therefore, when the direction of the current flowing in the coil 211 is alternately switched between the direction indicated by the solid line arrow and the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 6, the frame-shaped member 21A rotates and vibrates around the second axis Y. .
Also in the optical device 1A of the present embodiment as described above, the same effect as the optical device 1 of the first embodiment described above can be exhibited. In addition, since the optical device 1A of the present embodiment includes the second driving unit as described above, the rotation angle around the second axis Y of the movable plate 22 while reducing the size of the optical device 1A. Can be increased.

<第3実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第3実施形態を説明する。
図8は、本発明の光学デバイスの第3実施形態を示す平面図、図9は、図8中のA−A線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図8中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図9中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言う。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 8 is a plan view showing a third embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 9 is a sectional view taken along line AA in FIG. In the following, for convenience of explanation, the front side in FIG. 8 is referred to as “up”, the back side in FIG. 8 is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, the left side is referred to as “left”, and the upper side in FIG. The upper side, the lower side is called “lower”, the right side is called “back”, and the left side is called “front”.

以下、第3実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態の光学デバイス1Bは、図8および図9に示すように、第2の駆動手段の構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
第3実施形態の光学デバイス1Bは、図8および図9に示すように、可動板22を1対の第1の軸部材23、24を介して回動可能に支持する枠状部材21Bと、枠状部材21Bを介して対向する1対の電極44、45とを備えている。かかる光学デバイス1Bでは、電極44と枠状部材21Aとの間と、電極45と枠状部材21Aとの間とに交互に電圧を印加することにより、枠状部材21を第2の軸線Yまわりに回動させるようにして第2の駆動手段を構成している。
枠状部材21Bの平面視にて第1の軸線Xに平行な方向での両端部には、櫛歯状をなす櫛歯状電極部214、215が設けられている。
Hereinafter, the optical device of the third embodiment will be described focusing on the differences from the optical device of the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
As shown in FIGS. 8 and 9, the optical device 1B of the third embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment, except that the configuration of the second driving means is different.
As shown in FIGS. 8 and 9, the optical device 1 </ b> B of the third embodiment includes a frame-like member 21 </ b> B that rotatably supports the movable plate 22 via a pair of first shaft members 23 and 24, A pair of electrodes 44 and 45 that are opposed to each other with the frame-shaped member 21B interposed therebetween. In such an optical device 1B, by alternately applying a voltage between the electrode 44 and the frame-shaped member 21A and between the electrode 45 and the frame-shaped member 21A, the frame-shaped member 21 is rotated around the second axis Y. The second driving means is configured so as to be rotated to the right.
Comb-like electrode portions 214 and 215 having a comb-like shape are provided at both ends in a direction parallel to the first axis X in the plan view of the frame-like member 21B.

一方、1対の電極44、45は、それぞれ、支持体3の基板31の上面に支持・固定されている。
また、1対の電極44、45は、第1の軸線Xに平行な方向(x方向)に互いに離間するとともに、枠状部材21Bを介して対向している。
また、電極44は、前述した枠状部材21Bの櫛歯状電極部214に対し間隔を隔てつつ噛み合うように設けられた櫛歯状電極部441が形成されている。
On the other hand, the pair of electrodes 44 and 45 are respectively supported and fixed on the upper surface of the substrate 31 of the support 3.
The pair of electrodes 44 and 45 are separated from each other in the direction parallel to the first axis X (x direction) and face each other via the frame-shaped member 21B.
Further, the electrode 44 is formed with a comb-like electrode portion 441 provided so as to mesh with the comb-like electrode portion 214 of the frame-like member 21B described above with a space therebetween.

これと同様に、電極45は、前述した枠状部材21Bの櫛歯状電極部215に対し間隔を隔てつつ噛み合うように設けられた櫛歯状電極部451が形成されている。
ここで、櫛歯状電極部441は、櫛歯状電極部214に対し、下方に初期変位している。これと同様に、櫛歯状電極部451は櫛歯状電極部215に対し、下方に初期変位している。これにより、枠状部材21Bの回動駆動の開始を簡単にすることができる。なお、櫛歯状電極部441を櫛歯状電極部214に対し、また、櫛歯状電極部451を櫛歯状電極部215に対し上方に初期変位させてもよい。
Similarly, the electrode 45 is formed with a comb-like electrode portion 451 provided so as to mesh with the comb-like electrode portion 215 of the frame-like member 21B described above with a space therebetween.
Here, the comb-like electrode portion 441 is initially displaced downward with respect to the comb-like electrode portion 214. Similarly, the comb-like electrode portion 451 is initially displaced downward with respect to the comb-like electrode portion 215. Thereby, the start of the rotational drive of the frame-shaped member 21B can be simplified. The comb-like electrode portion 441 may be initially displaced upward with respect to the comb-like electrode portion 214, and the comb-like electrode portion 451 may be initially displaced upward with respect to the comb-like electrode portion 215.

このような電極44、45は、図示しない電源回路に接続されている。
このような第2の駆動手段は、次のようにして作動する。
電極44と枠状部材21B(基体2B)との間と、電極45と枠状部材21B(基体2B)との間とに交互に電圧を印加する(電位差を生じさせる)。すると、電極44と枠状部材21Bとの間(より具体的には、櫛歯状電極部214と櫛歯状電極部441との間)と、電極45と枠状部材21Bとの間(より具体的には、櫛歯状電極部215と櫛歯状電極部451との間)とに交互に静電引力が生じる。
Such electrodes 44 and 45 are connected to a power supply circuit (not shown).
Such second driving means operates as follows.
A voltage is alternately applied between the electrode 44 and the frame-shaped member 21B (base 2B) and between the electrode 45 and the frame-shaped member 21B (base 2B) (a potential difference is generated). Then, between the electrode 44 and the frame-shaped member 21B (more specifically, between the comb-shaped electrode portion 214 and the comb-shaped electrode portion 441), and between the electrode 45 and the frame-shaped member 21B (more Specifically, electrostatic attraction is alternately generated between the comb-shaped electrode portion 215 and the comb-shaped electrode portion 451.

この静電気力により、枠状部材21Bは、第2の軸線Yまわりに回動・振動する。
以上のような本実施形態の光学デバイス1Bにおいても、前述した第1の実施形態の光学デバイス1と同様の効果の効果を発揮することができる。また、本実施形態の光学デバイス1Bは、前述したような第2の駆動手段を備えているので、光学デバイス1Bの小型化を図りつつ、可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角を大きくすることができる。
Due to this electrostatic force, the frame-shaped member 21B rotates and vibrates around the second axis Y.
Also in the optical device 1B of the present embodiment as described above, the same effect as the optical device 1 of the first embodiment described above can be exhibited. In addition, since the optical device 1B of the present embodiment includes the second driving unit as described above, the rotation angle of the movable plate 22 around the second axis Y is achieved while reducing the size of the optical device 1B. Can be increased.

<第4実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第4実施形態を説明する。
図10は、本発明の光学デバイスの第4実施形態を示す平面図、図11は、図10中のA−A線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図10中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図11中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言う。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 10 is a plan view showing a fourth embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIG. 10 is referred to as “up”, the back side of the page is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. The upper side, the lower side is called “lower”, the right side is called “back”, and the left side is called “front”.

以下、第4実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4実施形態の光学デバイス1Cは、図10および図11に示すように、第2の駆動手段の構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
第4実施形態の光学デバイス1Cは、図10および図11に示すように、基体2Cの枠状部材21Cの下面に設けられた1対の永久磁石216、217と、枠状部材21Cの下方に設けられたコイル46とを備えている。かかる光学デバイス1Cでは、コイル46に通電することにより、枠状部材21Cを第2の軸線Yまわりに回動させるようにして第2の駆動手段を構成している。
Hereinafter, the optical device according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the optical device according to the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
As shown in FIGS. 10 and 11, the optical device 1C of the fourth embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment, except that the configuration of the second driving unit is different.
As shown in FIGS. 10 and 11, the optical device 1C according to the fourth embodiment includes a pair of permanent magnets 216 and 217 provided on the lower surface of the frame-like member 21C of the base 2C, and a lower part of the frame-like member 21C. And a coil 46 provided. In the optical device 1 </ b> C, the second drive unit is configured to rotate the frame-shaped member 21 </ b> C around the second axis Y by energizing the coil 46.

1対の永久磁石216、217は、第2の軸線Yに平行な方向(y方向)における枠状部材21Cの両端部(第2の軸線Yに対して枠状部材21Cの遠位の両端部)に設けられている。
1対の永久磁石216、217は、それぞれ、薄膜状をなし、強磁性体を主材料として構成され、第1の軸線Xに平行な方向に着磁されている。各永久磁石216、217のy方向での両端部のうち、一端部をN極とし、他端部をS極とし、永久磁石216と永久磁石217とは互いに同方向に着磁されている。
The pair of permanent magnets 216 and 217 are arranged at both ends of the frame-shaped member 21C in the direction parallel to the second axis Y (y direction) (both ends at the distal end of the frame-shaped member 21C with respect to the second axis Y). ).
Each of the pair of permanent magnets 216 and 217 has a thin film shape, is made of a ferromagnetic material as a main material, and is magnetized in a direction parallel to the first axis X. Of the both end portions of each permanent magnet 216, 217 in the y direction, one end portion is an N pole and the other end portion is an S pole, and the permanent magnet 216 and the permanent magnet 217 are magnetized in the same direction.

強磁性体材料としては、特に限定されないが、各種硬磁性体材料が好適に用いられる。
また、各永久磁石216、217は、第1の軸線Xから離間した位置において、第1の軸線Xに平行な方向にて枠状部材21Cのほぼ全域に亘って設けられている。これにより、後述するコイル46から発生した磁界を永久磁石216、217に対し効果的に作用させることができる。その結果、より省電力化および小型化を図りつつ、枠状部材21Cおよび可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角をより大きくすることができる。
The ferromagnetic material is not particularly limited, but various hard magnetic materials are preferably used.
In addition, the permanent magnets 216 and 217 are provided over almost the entire area of the frame-shaped member 21 </ b> C in a direction parallel to the first axis X at a position separated from the first axis X. Thereby, the magnetic field generated from the coil 46 described later can be effectively applied to the permanent magnets 216 and 217. As a result, the rotational angle around the second axis Y of the frame-shaped member 21C and the movable plate 22 can be further increased while further reducing power consumption and size.

一方、コイル46は、支持体3の基板31の上面に支持・固定されている。
図10に示すように、コイル46は、平面視にて枠状部材21Cの外周を囲むように形成(巻回)されており、枠状をなしている。そのため、コイル46の内側にて枠状部材21を回動させることができ、光学デバイス1Cの上下方向での寸法を抑えつつ、枠状部材21Cの回動角を大きくすることができる。
On the other hand, the coil 46 is supported and fixed on the upper surface of the substrate 31 of the support 3.
As shown in FIG. 10, the coil 46 is formed (winded) so as to surround the outer periphery of the frame-shaped member 21 </ b> C in plan view, and has a frame shape. Therefore, the frame-shaped member 21 can be rotated inside the coil 46, and the rotation angle of the frame-shaped member 21C can be increased while suppressing the vertical dimension of the optical device 1C.

このようなコイル46には、図示しない電源回路が接続されている。この電源回路は、周期的に変化する電圧をコイル46に印加するように構成されている。
このような第2の駆動手段は、次のようにして作動する。
例えば、コイル46に交流を印加することにより、コイル46に流れる電流の方向が交互に切り換わる。
A power circuit (not shown) is connected to such a coil 46. The power supply circuit is configured to apply a periodically changing voltage to the coil 46.
Such second driving means operates as follows.
For example, by applying an alternating current to the coil 46, the direction of the current flowing through the coil 46 is switched alternately.

このとき、コイル46が枠状部材21Cの厚さ方向の磁界を発生させる。そのため、枠状部材21Cと1対の永久磁石216、217との間には、枠状部材21Cを傾けるような吸引力および反発力が生じる。したがって、前述したようにコイル46に流れる電流の方向が交互に切り換わると、枠状部材21Cが第2の軸線Yまわりに回動・振動する。
以上のような本実施形態の光学デバイス1Cにおいても、前述した第1の実施形態の光学デバイス1と同様の効果の効果を発揮することができる。また、本実施形態の光学デバイス1Cは、前述したような第2の駆動手段を備えているので、光学デバイス1Cの小型化を図りつつ、可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角を大きくすることができる。
At this time, the coil 46 generates a magnetic field in the thickness direction of the frame-shaped member 21C. Therefore, an attractive force and a repulsive force are generated between the frame member 21C and the pair of permanent magnets 216 and 217 so as to incline the frame member 21C. Therefore, as described above, when the direction of the current flowing through the coil 46 is alternately switched, the frame-shaped member 21C rotates and vibrates around the second axis Y.
Also in the optical device 1 </ b> C of the present embodiment as described above, the same effect as the optical device 1 of the first embodiment described above can be exhibited. In addition, since the optical device 1C according to the present embodiment includes the second driving unit as described above, the rotation angle around the second axis Y of the movable plate 22 while reducing the size of the optical device 1C. Can be increased.

<第5実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第5実施形態を説明する。
図12は、本発明の光学デバイスの第5実施形態を示す平面図、図13は、図12中のA−A線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図12中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図13中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言う。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 12 is a plan view showing a fifth embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 13 is a sectional view taken along line AA in FIG. In the following, for convenience of explanation, the front side of the paper in FIG. 12 is called “up”, the back side of the paper is called “down”, the right side is called “right”, the left side is called “left”, and the upper side in FIG. The upper side, the lower side is called “lower”, the right side is called “back”, and the left side is called “front”.

以下、第5実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第5実施形態の光学デバイス1Dは、図12および図13に示すように、第2の駆動手段の構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
第5実施形態の光学デバイス1Dは、図12および図13に示すように、基体2Dの枠状部材21Dの下面に設けられた1対の軟磁性体218、219と、この1対の軟磁性体218、219に対応して枠状部材21Dの下方に設けられた1対のコイル47、48とを備えている。かかる光学デバイス1Dでは、コイル47とコイル48とに交互に通電することにより、枠状部材21Dを第2の軸線Yまわりに回動させるようにして第2の駆動手段を構成している。
Hereinafter, the optical device according to the fifth embodiment will be described with a focus on differences from the optical device according to the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
As shown in FIGS. 12 and 13, the optical device 1D of the fifth embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment except that the configuration of the second driving unit is different.
As shown in FIGS. 12 and 13, the optical device 1D of the fifth embodiment includes a pair of soft magnetic bodies 218 and 219 provided on the lower surface of the frame-like member 21D of the base 2D, and the pair of soft magnetic elements. A pair of coils 47 and 48 provided below the frame-shaped member 21D corresponding to the bodies 218 and 219 are provided. In the optical device 1D, the second drive unit is configured to rotate the frame member 21D around the second axis Y by energizing the coil 47 and the coil 48 alternately.

1対の軟磁性体218、219は、第1の軸線Xに平行な方向(x方向)における枠状部材21Dの両端部(第2の軸線Yに対して枠状部材21Dの遠位の両端部)に設けられている。
1対の軟磁性体218、219は、それぞれ、薄膜状をなし、軟磁性体材料を主材料として構成されている。
The pair of soft magnetic bodies 218 and 219 are arranged at both ends of the frame-shaped member 21D in the direction parallel to the first axis X (x direction) (both ends at the distal end of the frame-shaped member 21D with respect to the second axis Y). Part).
Each of the pair of soft magnetic bodies 218 and 219 has a thin film shape, and is composed of a soft magnetic material as a main material.

軟磁性体材料としては、特に限定されないが、例えば、Fe、各種Fe合金(ケイ素鉄、パーマロイ、アモルファス、センダストなど)、軟磁性フェライトなどが挙げられる。
また、各軟磁性体218、219は、第2の軸線Yから離間した位置において、第2の軸線Yに平行な方向にて枠状部材21Dのほぼ全域に亘って設けられている。これにより、後述するコイル47、48から発生した磁界を軟磁性体218、219に対し効果的に作用させることができる。その結果、より省電力化および小型化を図りつつ、枠状部材21Dおよび可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角をより大きくすることができる。
The soft magnetic material is not particularly limited, and examples thereof include Fe, various Fe alloys (silicon iron, permalloy, amorphous, sendust, etc.), soft magnetic ferrite, and the like.
Further, the soft magnetic bodies 218 and 219 are provided over almost the entire area of the frame-shaped member 21D in a direction parallel to the second axis Y at a position spaced from the second axis Y. Thereby, a magnetic field generated from coils 47 and 48 described later can be effectively applied to the soft magnetic bodies 218 and 219. As a result, the rotational angle around the second axis Y of the frame-shaped member 21D and the movable plate 22 can be further increased while further reducing power consumption and size.

一方、1対のコイル47、48は、支持体3の基板31の上面に支持・固定されている。
図12に示すように、コイル47は、平面視にて軟磁性体218の外周を囲むように形成(巻回)されており、枠状をなしている。コイル47と同様に、コイル48は、平面視にて軟磁性体219の外周を囲むように形成(巻回)されており、枠状をなしている。
On the other hand, the pair of coils 47 and 48 are supported and fixed on the upper surface of the substrate 31 of the support 3.
As shown in FIG. 12, the coil 47 is formed (winded) so as to surround the outer periphery of the soft magnetic body 218 in plan view, and has a frame shape. Similar to the coil 47, the coil 48 is formed (wound) so as to surround the outer periphery of the soft magnetic body 219 in plan view, and has a frame shape.

このような各コイル47、48には、図示しない電源回路が接続されている。この電源回路は、間欠的な直流をコイル47、48に交互に印加するように構成されている。
このような第2の駆動手段は、次のようにして作動する。
1対のコイル47、48に交互に、間欠的な直流を印加する。
コイル47に電流が印加されているときには、コイル47による磁界により軟磁性体218がコイル47側へ引き付けられる。
A power circuit (not shown) is connected to each of the coils 47 and 48. This power supply circuit is configured to alternately apply intermittent direct current to the coils 47 and 48.
Such second driving means operates as follows.
An intermittent direct current is applied to the pair of coils 47 and 48 alternately.
When a current is applied to the coil 47, the soft magnetic body 218 is attracted to the coil 47 side by the magnetic field generated by the coil 47.

一方、コイル48に電流が印加されているときには、コイル48による磁界により軟磁性体219がコイル48側へ引き付けられる。
したがって、前述したように1対のコイル47、48に交互に間欠的な直流を印加すると、枠状部材21Dが第2の軸線Yまわりに回動・振動する。
以上のような本実施形態の光学デバイス1Dにおいても、前述した第1の実施形態の光学デバイス1と同様の効果の効果を発揮することができる。また、本実施形態の光学デバイス1Dは、前述したような第2の駆動手段を備えているので、光学デバイス1Dの小型化を図りつつ、可動板22の第2の軸線Yまわりの回動角を大きくすることができる。
On the other hand, when a current is applied to the coil 48, the soft magnetic body 219 is attracted to the coil 48 side by the magnetic field generated by the coil 48.
Therefore, as described above, when intermittent DC is alternately applied to the pair of coils 47 and 48, the frame-shaped member 21D rotates and vibrates around the second axis Y.
Also in the optical device 1D of the present embodiment as described above, the same effect as the optical device 1 of the first embodiment described above can be exhibited. In addition, since the optical device 1D of the present embodiment includes the second driving unit as described above, the rotation angle of the movable plate 22 around the second axis Y is achieved while reducing the size of the optical device 1D. Can be increased.

<第6実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第6実施形態を説明する。
図14は、本発明の光学デバイスの第6実施形態を示す平面図、図15は、図14中のC−C線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図14中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図15中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言う。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 14 is a plan view showing a sixth embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 15 is a sectional view taken along the line CC in FIG. In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIG. 14 is referred to as “up”, the back side of the page is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, the left side is referred to as “left”, and the upper side in FIG. The upper side, the lower side is called “lower”, the right side is called “back”, and the left side is called “front”.

以下、第6実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第6実施形態の光学デバイス1Eは、図14および図15に示すように、第1の駆動手段の構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
第6実施形態の光学デバイス1Eは、図14および図15に示すように、基体2Eの枠状部材21Eに支持された伝達部材61に接合・支持された圧電素子52Eを備えている。かかる光学デバイス1Eでは、圧電素子52Eの駆動力を伝達部材51を介して駆動部材231、241に伝達するようになっている。
Hereinafter, the optical device according to the sixth embodiment will be described with a focus on differences from the optical device according to the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
As shown in FIGS. 14 and 15, the optical device 1E of the sixth embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment, except that the configuration of the first driving unit is different.
As shown in FIGS. 14 and 15, the optical device 1 </ b> E of the sixth embodiment includes a piezoelectric element 52 </ b> E joined and supported by a transmission member 61 supported by a frame-like member 21 </ b> E of the base 2 </ b> E. In such an optical device 1E, the driving force of the piezoelectric element 52E is transmitted to the driving members 231 and 241 via the transmitting member 51.

このように圧電素子52Eが枠状部材21Eに支持されているため、枠状部材21Eの回動をより円滑なものとすることができる。なお、圧電素子52Eは、枠状部材21Eに対し、直接支持されていてもよいし、伝達部材61以外の他の部材を介して支持されていてもよい。
以上のような本実施形態の光学デバイス1Eにおいても、前述した第1の実施形態の光学デバイス1と同様の効果の効果を発揮することができる。
Thus, since the piezoelectric element 52E is supported by the frame-like member 21E, the rotation of the frame-like member 21E can be made smoother. In addition, the piezoelectric element 52E may be supported directly with respect to the frame-shaped member 21E, or may be supported via other members other than the transmission member 61.
Also in the optical device 1E of the present embodiment as described above, the same effect as the optical device 1 of the first embodiment described above can be exhibited.

<第7実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第7実施形態を説明する。
図16は、本発明の光学デバイスの第7実施形態を示す平面図、図17は、図16中のA−A線断面図、図18は、図16中のB−B線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図16中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図17中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言い、図18中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the optical device of the present invention will be described.
16 is a plan view showing a seventh embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 16, and FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. . In the following, for convenience of explanation, the front side in FIG. 16 is referred to as “up”, the back side in FIG. 16 is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, the left side is referred to as “left”, and the upper side in FIG. In FIG. 18, the upper side in FIG. 18 is “up”, the lower side is “lower”, the right side is “right”, and the left side is “right”. “Left”.

以下、第7実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第7実施形態の光学デバイス1Fは、図16ないし図18に示すように、第1の軸部材および第2の軸部材の構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
Hereinafter, the optical device according to the seventh embodiment will be described focusing on the differences from the optical device according to the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
As shown in FIGS. 16 to 18, the optical device 1 </ b> F of the seventh embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment except that the configurations of the first shaft member and the second shaft member are different. is there.

第7実施形態の光学デバイス1Fでは、基体2Fが図16ないし図18に示すように、偏平な部分を有する第1の軸部材23F、24Fおよび第2の軸部材25F、26Fを備えている。
より具体的に説明すると、第1の軸部材23Fは、駆動部材231と枠状部材21とを連結する第2の連結部材233Fを有しており、この第2の連結部材233Fは、その幅(y方向での長さ)が厚さ(z方向での長さ)よりも大きくなっている。この第2の連結部材233Fと同様に、第1の軸部材24Fは、駆動部材241と枠状部材21とを連結する第2の連結部材243Fを有しており、この第2の連結部材243Fは、その幅(y方向での長さ)が厚さ(z方向での長さ)よりも大きくなっている。
In the optical device 1F of the seventh embodiment, the base 2F includes first shaft members 23F and 24F and second shaft members 25F and 26F having flat portions, as shown in FIGS.
More specifically, the first shaft member 23F has a second connecting member 233F that connects the drive member 231 and the frame-shaped member 21, and the second connecting member 233F has a width thereof. The (length in the y direction) is larger than the thickness (length in the z direction). Similar to the second connecting member 233F, the first shaft member 24F includes a second connecting member 243F that connects the driving member 241 and the frame-shaped member 21, and the second connecting member 243F. The width (length in the y direction) is larger than the thickness (length in the z direction).

このように各第1の軸部材23F、24Fは、その幅が厚さよりも大きい部分を有しているので、y方向に撓みにくくなっている。そのため、第1の軸線Xのブレを防止しつつ、伝達部材51が圧電素子52の駆動力を駆動部材231、241に伝達することができる。
一方、第2の軸部材25F、26Fも、それぞれ、その幅(x方向での長さ)が厚さ(z方向での長さ)よりも大きくなっていて、x方向に撓みにくくなっている。そのため、第2の軸線Yのブレを防止しつつ、伝達部材61、63が圧電素子62、64の駆動力を枠状部材21に伝達することができる。
Thus, since each 1st shaft member 23F and 24F has a part whose width | variety is larger than thickness, it is hard to bend in ay direction. Therefore, the transmission member 51 can transmit the driving force of the piezoelectric element 52 to the driving members 231 and 241 while preventing the first axis X from blurring.
On the other hand, each of the second shaft members 25F and 26F has a width (length in the x direction) larger than a thickness (length in the z direction), and is difficult to bend in the x direction. . Therefore, the transmission members 61 and 63 can transmit the driving force of the piezoelectric elements 62 and 64 to the frame-shaped member 21 while preventing the second axis Y from moving.

以上のような本実施形態の光学デバイス1Fにおいても、前述した第1の実施形態の光学デバイス1と同様の効果の効果を発揮することができる。
以上説明したような光学デバイス1〜1Fは、例えば、レーザープリンタ、バーコードリーダー、走査型共焦点レーザー顕微鏡、イメージング用ディスプレイ等の画像形成装置に備える光スキャナに好適に適用することができる。
Also in the optical device 1F of the present embodiment as described above, the same effect as the optical device 1 of the first embodiment described above can be exhibited.
The optical devices 1 to 1F as described above can be suitably applied to an optical scanner provided in an image forming apparatus such as a laser printer, a barcode reader, a scanning confocal laser microscope, or an imaging display.

ここで、図19および図20に基づき、画像形成装置の一例として、光学デバイス1をイメージング用ディスプレイの光スキャナとして用いた場合を説明する。
図19は、本発明の画像形成装置(イメージングディスプレイ)の一例を示す概略図、図20は、図19に示す画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
図19に示すように、画像形成装置10は、光スキャナである光学デバイス1と、この光学デバイス1に光を照射する光照射装置9とを備え、光照射装置9からの光を光学デバイス1で主走査および副走査することにより、スクリーンS上に画像を形成(描画)する。
Here, based on FIG. 19 and FIG. 20, a case where the optical device 1 is used as an optical scanner of an imaging display will be described as an example of an image forming apparatus.
19 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus (imaging display) according to the present invention, and FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the image forming apparatus illustrated in FIG.
As shown in FIG. 19, the image forming apparatus 10 includes an optical device 1 that is an optical scanner and a light irradiation device 9 that irradiates light to the optical device 1, and the light from the light irradiation device 9 is transmitted to the optical device 1. Thus, an image is formed (drawn) on the screen S by performing main scanning and sub-scanning.

なお、スクリーンSは、画像形成装置10の本体に備えられたものであっても別体であってもよい。また、スクリーンSの表面(視認側の面)に光照射装置9からの光を照射し表示してもよいし、スクリーンSの裏面(視認側の面とは反対側の面)に光照射装置9からの光を照射し表面に透過させ表示してもよい。
光照射装置9は、図20に示すように、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の光源91、92、93と、クロスダイクロイックプリズム(Xプリズム)94と、ミラー95と、レンズ96とを備えている。
The screen S may be provided in the main body of the image forming apparatus 10 or may be a separate body. Further, the surface of the screen S (viewing side surface) may be irradiated with light from the light irradiation device 9 and displayed, or the back surface of the screen S (surface opposite to the viewing side surface) may be displayed. The light from 9 may be irradiated and transmitted through the surface for display.
As shown in FIG. 20, the light irradiation device 9 includes light sources 91, 92, and 93 of R (red), G (green), and B (blue), a cross dichroic prism (X prism) 94, and a mirror. 95 and a lens 96.

光源91は、赤色の光を発するものであり、光源91を駆動するための光源ドライバー81に接続されている。また、光源92は、緑色の光を発するものであり、光源92を駆動するための光源ドライバー82に接続されている。また、光源93は、青色の光を発するものであり、光源93を駆動するための光源ドライバー83に接続されている。
各駆動ドライバー81、82、83は、制御部8Aに接続されていて、この制御部8Aからの信号に基づき作動する。ここで、制御部8Aは、図示しないホストコンピュータから画像情報(画像信号)を受け、この画像情報に応じて、各駆動ドライバー81、82、83を作動させる。また、制御部8Aは、図示しない検知手段によって検知された光学デバイス1(可動板22)の挙動情報に基づき電源回路7の駆動を制御するようになっている。
The light source 91 emits red light, and is connected to a light source driver 81 for driving the light source 91. The light source 92 emits green light and is connected to a light source driver 82 for driving the light source 92. The light source 93 emits blue light and is connected to a light source driver 83 for driving the light source 93.
Each drive driver 81, 82, 83 is connected to the control unit 8A and operates based on a signal from the control unit 8A. Here, the control unit 8A receives image information (image signal) from a host computer (not shown), and activates the drive drivers 81, 82, and 83 in accordance with the image information. Further, the control unit 8A controls driving of the power supply circuit 7 based on behavior information of the optical device 1 (movable plate 22) detected by a detection unit (not shown).

このような画像形成装置10にあっては、光源91、92、93からクロスダイクロイックプリズム94、ミラー95、およびレンズ96を介して光学デバイス1(光反射部221)に各色の光が照射される。このとき、光源91からの赤色の光と、光源92からの緑色の光と、光源93からの青色の光とが、クロスダイクロイックプリズム95にて合成される。また、各色の光源91、92、93から出力される光の強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。   In such an image forming apparatus 10, light of each color is irradiated from the light sources 91, 92, 93 to the optical device 1 (light reflecting unit 221) via the cross dichroic prism 94, the mirror 95, and the lens 96. . At this time, the red light from the light source 91, the green light from the light source 92, and the blue light from the light source 93 are combined by the cross dichroic prism 95. The intensity of light output from the light sources 91, 92, and 93 of each color changes according to image information received from a host computer (not shown).

そして、光反射部221で反射した光(3色の合成光)は、スクリーンS上に照射される。
その際、光学デバイス1の可動板22の第1の軸線Xまわりの回動により、光反射部221で反射した光は、スクリーンSの横方向に走査(主走査)される。一方、光学デバイス1の可動板22の第2の軸線Yまわりの回動により、光反射部221で反射した光は、スクリーンSの縦方向に走査(副走査)される。
Then, the light reflected by the light reflecting portion 221 (three colors of combined light) is irradiated onto the screen S.
At that time, the light reflected by the light reflecting portion 221 is scanned in the horizontal direction of the screen S (main scanning) by the rotation of the movable plate 22 of the optical device 1 around the first axis X. On the other hand, the light reflected by the light reflecting portion 221 is scanned (sub-scanned) in the vertical direction of the screen S by the rotation of the movable plate 22 of the optical device 1 around the second axis Y.

このようにして画像形成装置10は、スクリーンS上を画像形成(描画)を行う。このような画像形成装置10にあって、光学デバイス1を1つ設けるだけで、2次元走査、すなわち主走査(水平走査)および副走査(垂直走査)を行うことができ、低コスト化および小型化を図ることができる。
以上、本発明の光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
In this way, the image forming apparatus 10 performs image formation (drawing) on the screen S. In such an image forming apparatus 10, by providing only one optical device 1, two-dimensional scanning, that is, main scanning (horizontal scanning) and sub-scanning (vertical scanning) can be performed. Can be achieved.
While the optical device, the optical scanner, and the image forming apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this.

例えば、本発明の光学デバイス等では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、第1の駆動手段が1つの圧電素子を有するものを説明したが、第1の駆動手段は2個以上の圧電素子を有するものであってもよい。この場合、伝達部材は、1つであってもよいし、各圧電素子に対応して複数設けられていてもよい。
For example, in the optical device of the present invention, the configuration of each part can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function, and an arbitrary configuration can be added.
In the above-described embodiment, the first driving unit has one piezoelectric element. However, the first driving unit may have two or more piezoelectric elements. In this case, the number of transmission members may be one, or a plurality of transmission members may be provided corresponding to each piezoelectric element.

また、前述した実施形態では、第1の駆動手段の伝達部材が第1の軸部材に接合されているものを説明したが、かかる伝達部材は可動板に接合されていてもよい。この場合、可動板の回動中心軸である第1の軸線近傍で可動板に第1の軸線まわりのトルクを与えることができる。そのため、可動板を非共振で振動させても、可動板の回動角を大きくすることができる。したがって、このような場合であっても、光学デバイスの設計自由度を向上させることができる。   Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated what the transmission member of the 1st drive means was joined to the 1st shaft member, this transmission member may be joined to the movable plate. In this case, torque around the first axis can be applied to the movable plate in the vicinity of the first axis that is the rotation center axis of the movable plate. Therefore, even if the movable plate is vibrated non-resonantly, the rotation angle of the movable plate can be increased. Therefore, even in such a case, the degree of freedom in designing the optical device can be improved.

また、前述した第1実施形態では、第2の駆動手段が2つの圧電素子を有するものを説明したが、第1の駆動手段は1個または3個以上の圧電素子を有するものであってもよい。この場合、伝達部材は、第1の駆動手段と同様に1つであってもよいし、各圧電素子に対応して複数設けられていてもよい。
また、前述した第1実施形態では、第2の駆動手段の伝達部材が枠状部材に接合されているものを説明したが、かかる伝達部材は第2の軸部材に接合されていてもよい。
In the above-described first embodiment, the second driving unit has two piezoelectric elements. However, the first driving unit may have one or more than three piezoelectric elements. Good. In this case, the number of transmission members may be one as with the first driving means, or a plurality of transmission members may be provided corresponding to each piezoelectric element.
In the first embodiment described above, the transmission member of the second driving unit is joined to the frame-like member. However, the transmission member may be joined to the second shaft member.

また、前述した実施形態では、可動板および1対の第1の軸部材が2自由度振動系を構成するように第1の軸部材が形成されているものを説明したが、可動板および1対の第1の軸部材は、1自由度振動系を構成するものであっても、3自由度以上の振動系を構成するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、枠状部材および1対の第2の軸部材が1自由度振動系を構成するように第2の軸部材が形成されているものを説明したが、枠状部材および1対の第2の軸部材は、2自由度以上の振動系を構成するものであってもよい。
また、前述した実施形態では、光反射部が可動板の上面(支持体とは逆側の面)に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆に設けられている構成であってもよい。この場合、基板31に透明基板を採用したり、基板31に開口部を形成する。
In the above-described embodiment, the description has been given of the case where the first shaft member is formed so that the movable plate and the pair of first shaft members constitute a two-degree-of-freedom vibration system. The pair of first shaft members may constitute a one-degree-of-freedom vibration system or may constitute a three-degree-of-freedom vibration system.
In the above-described embodiment, the frame-shaped member and the pair of second shaft members are described so that the second shaft member is formed so as to form a one-degree-of-freedom vibration system. The pair of second shaft members may constitute a vibration system having two or more degrees of freedom.
In the above-described embodiment, the configuration in which the light reflecting portion is provided on the upper surface of the movable plate (the surface on the side opposite to the support) has been described. Also good. In this case, a transparent substrate is adopted as the substrate 31 or an opening is formed in the substrate 31.

本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 1st Embodiment of the optical device of this invention. 図1に示す光学デバイスの平面図である。It is a top view of the optical device shown in FIG. 図2中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図2中のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line in FIG. 図1に示す光学デバイスの制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the optical device shown in FIG. 本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the optical device of this invention. 図6中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 本発明の光学デバイスの第3実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 3rd Embodiment of the optical device of this invention. 図8中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 本発明の光学デバイスの第4実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 4th Embodiment of the optical device of this invention. 図10中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 本発明の光学デバイスの第5実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 5th Embodiment of the optical device of this invention. 図12中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 本発明の光学デバイスの第6実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 6th Embodiment of the optical device of this invention. 図14中のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line in FIG. 本発明の光学デバイスの第7実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 7th Embodiment of the optical device of this invention. 図16中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図16中のB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line in FIG. 本発明の画像形成装置(イメージングディスプレイ)の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the image forming apparatus (imaging display) of this invention. 図19に示す画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a control system of the image forming apparatus illustrated in FIG. 19.

符号の説明Explanation of symbols

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F……光学デバイス(光スキャナ) 2……基体 2A〜2F……基体 21、21A、21B、21C、21D、21E……枠状部材 211……コイル 212、213……端子 214、215……櫛歯状電極部 216、217……永久磁石 218、219……軟磁性体 22……可動板 221……光反射部 23、23F、24、24F……第1の軸部材 231、241……駆動部材 232、242……第1の連結部材 233、233F、243、243F……第2の連結部材 25、25F、26、26F……第2の軸部材 271、272……支持部材 3……支持体 31……基板 32……スペーサ 41……突起部 42、43……永久磁石 44、45……電極 46〜48……コイル 5……第1の駆動手段 51……伝達部材 511……変形部 52、52E……圧電素子 53、54、65、66……スペーサ 6……第2の駆動手段 61、63……伝達部材 62、64……圧電素子 7……電源回路 71……第1の電圧発生部 72……第2の電圧発生部 8、8A……制御部 81〜83……光源ドライバー 9……光照射装置 91、92、93……光源 94……クロスダイクロイックプリズム 95……ミラー 96……レンズ S……スクリーン 10……画像形成装置 X……第1の軸線 Y……第2の軸線   1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F ... Optical device (optical scanner) 2 ... Base 2A to 2F ... Base 21, 21A, 21B, 21C, 21D, 21E ... Frame-shaped member 211 ... Coil 212, 213 ... Terminal 214, 215 ... Comb-shaped electrode part 216, 217 ... Permanent magnet 218, 219 ... Soft magnetic material 22 ... Movable plate 221 ... Light reflecting part 23, 23F, 24, 24F …… First shaft member 231, 241 …… Drive member 232, 242 ...... First connecting member 233, 233 F, 243, 243 F... Second connecting member 25, 25 F, 26, 26 F. Shaft member 271, 272 ...... Support member 3 ...... Support body 31 ...... Substrate 32 ...... Spacer 41 ...... Projection 42, 43 ...... Permanent magnet 44, 45 …… Electrode 46 to 48 …… Carp 5... First drive means 51... Transmission member 511... Deformation parts 52 and 52 E... Piezoelectric elements 53, 54, 65 and 66. Members 62, 64 ... Piezoelectric element 7 ... Power supply circuit 71 ... First voltage generator 72 ... Second voltage generator 8, 8A ... Control unit 81-83 ... Light source driver 9 ... Light irradiation Device 91, 92, 93 …… Light source 94 …… Cross dichroic prism 95 …… Mirror 96 …… Lens S …… Screen 10 …… Image forming device X …… First axis Y …… Second axis

Claims (20)

枠状をなす枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記枠状部材に対し前記可動板を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、
前記枠状部材を前記第1の軸線に直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材と、
前記第1の軸部材を捩れ変形させながら前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記第2の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第2の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段をそれぞれ作動させることにより、前記光反射部で反射した光を2次元的に走査し得るように構成されている光学デバイスであって、
前記第1の駆動手段は、前記第2の軸線に平行な方向に伸縮するように設けられた圧電素子と、前記第1の軸線に対し前記可動板の厚さ方向に偏心した位置で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合され、前記圧電素子の駆動力を前記可動板および/または前記各第1の軸部材に伝達する伝達部材とを備え、通電により前記圧電素子を伸縮させることにより、前記伝達部材が前記可動板および/または前記各第1の軸部材に前記第1の軸線まわりのトルクを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする光学デバイス。
A frame-shaped member forming a frame shape;
A movable plate provided on the inner side of the frame-like member and provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of first shaft members that rotatably support the movable plate around a first axis with respect to the frame-shaped member;
A pair of second shaft members that rotatably support the frame-shaped member around a second axis perpendicular to the first axis;
First driving means for rotating the movable plate around the first axis while twisting and deforming the first shaft member;
Second driving means for rotating the movable plate about the second axis by rotating the frame-shaped member around the second axis while twisting and deforming the second shaft member; Have
An optical device configured to two-dimensionally scan the light reflected by the light reflecting portion by operating the first driving unit and the second driving unit,
The first driving means includes the piezoelectric element provided to expand and contract in a direction parallel to the second axis, and the movable at a position eccentric to the first axis in the thickness direction of the movable plate. A transmission member that is joined to the plate and / or each of the first shaft members and transmits the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and / or each of the first shaft members. By extending and contracting, the transmission member is configured to apply a torque around the first axis to the movable plate and / or each first shaft member to rotate the movable plate. An optical device.
前記伝達部材は、前記可動板の一方の面、および/または、前記可動板の厚さ方向における前記第1の軸部材の一方の端に接合されている請求項1に記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the transmission member is bonded to one surface of the movable plate and / or one end of the first shaft member in a thickness direction of the movable plate. 前記伝達部材は、前記枠状部材を平面視したときに、前記枠状部材の内側に位置するように設けられている請求項1または2に記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the transmission member is provided so as to be positioned inside the frame-shaped member when the frame-shaped member is viewed in plan. 前記伝達部材は、スペーサを介して前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合されている請求項1ないし3のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission member is joined to the movable plate and / or the first shaft member via a spacer. 前記伝達部材は、SOI基板の一方のSi層を加工することにより形成され、前記スペーサは、前記SOI基板のSiO層を加工することにより形成されたものである請求項4に記載の光学デバイス。 The optical device according to claim 4, wherein the transmission member is formed by processing one Si layer of an SOI substrate, and the spacer is formed by processing a SiO 2 layer of the SOI substrate. . 前記枠状部材と前記可動板と前記第1の軸部材と前記第2の軸部材とは、前記SOI基板の前記一方のSi層と反対側のSi層を加工することにより形成されたものである請求項5に記載の光学デバイス。   The frame-shaped member, the movable plate, the first shaft member, and the second shaft member are formed by processing a Si layer opposite to the one Si layer of the SOI substrate. The optical device according to claim 5. 前記各第1の軸部材は、前記可動板と離間して設けられた駆動部材と、前記駆動部材と前記枠体とを連結する第1の連結部材と、前記駆動部材と前記可動板とを連結する第2の連結部材とを備え、前記第1の駆動手段は、前記伝達部材が前記各駆動部材に接合され、前記各第1の連結部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させ、これに伴って、前記各第2の連結部材を捩れ変形させながら前記可動板を回動させるように構成されている請求項1ないし6のいずれかに記載の光学デバイス。   Each of the first shaft members includes a driving member provided apart from the movable plate, a first connecting member that connects the driving member and the frame, and the driving member and the movable plate. A second connecting member to be connected, and the first driving means rotates the driving members while the transmission members are joined to the driving members and torsionally deforms the first connecting members. The optical device according to claim 1, wherein the movable plate is rotated while twisting and deforming each of the second connecting members. 前記伝達部材は、前記第1の軸線の近傍で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合されている請求項1ないし7のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the transmission member is joined to the movable plate and / or each of the first shaft members in the vicinity of the first axis. 前記圧電素子は、前記可動板を平面視したときに、前記第2の軸線上に沿って設けられている請求項1ないし8のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is provided along the second axis when the movable plate is viewed in plan. 前記圧電素子は、圧電体層と電極層とが交互に複数積層されてなる請求項1ないし9のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is formed by alternately laminating a plurality of piezoelectric layers and electrode layers. 前記圧電素子は、前記枠状部材を平面視したときに、前記枠状部材の内側に位置するように設けられている請求項1ないし10のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is provided so as to be positioned inside the frame-shaped member when the frame-shaped member is viewed in plan. 前記枠状部材を前記第2の軸部材を介して支持する支持体を有しており、前記圧電素子は、前記支持体に支持されている請求項1ないし11のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, further comprising: a support body that supports the frame-shaped member via the second shaft member, wherein the piezoelectric element is supported by the support body. . 前記伝達部材は、前記枠状部材の前記第2の軸線まわりの回動を許容するように変形可能な変形部を備える請求項12に記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 12, wherein the transmission member includes a deformable portion that can be deformed so as to allow rotation of the frame-shaped member around the second axis. 前記圧電素子は、前記枠状部材に支持されている請求項1ないし11のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the piezoelectric element is supported by the frame-shaped member. 前記各第1の軸部材は、その幅が厚さよりも大きい部分を有する請求項1ないし14のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein each of the first shaft members has a portion whose width is larger than a thickness. 前記第2の駆動手段は、前記枠状部材に対し間隔を隔てて設けられた電極を備え、前記枠状部材と前記電極との間に電圧を印加することによりこれらの間に静電引力を生じさせ、前記枠状部材を回動させるように構成されている請求項1ないし15のいずれかに記載の光学デバイス。   The second driving means includes an electrode provided at a distance from the frame-shaped member, and an electrostatic attractive force is generated between the electrode by applying a voltage between the frame-shaped member and the electrode. The optical device according to claim 1, wherein the optical device is configured to cause the frame-shaped member to rotate. 前記第2の駆動手段は、前記枠状部材を回動させる圧電素子を備えている請求項1ないし15のいずれかに記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein the second driving unit includes a piezoelectric element that rotates the frame-shaped member. 前記第2の駆動手段は、磁性体と、該磁性体に対向するように設けられたコイルを備えた磁界印加手段とを備え、前記コイルに電圧を印加することにより前記枠状部材を回動させるように構成されている請求項1ないし15のいずれかに記載の光学デバイス。   The second driving unit includes a magnetic body and a magnetic field applying unit including a coil provided so as to face the magnetic body, and rotates the frame member by applying a voltage to the coil. The optical device according to any one of claims 1 to 15, wherein the optical device is configured so as to cause the optical device to operate. 枠状をなす枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記枠状部材に対し前記可動板を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、
前記枠状部材を前記第1の軸線に直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材と、
前記第1の軸部材を捩れ変形させながら前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記第2の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第2の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段をそれぞれ作動させることにより、前記光反射部で反射した光を2次元的に走査し得るように構成されている光スキャナであって、
前記第1の駆動手段は、前記第2の軸線に平行な方向に伸縮するように設けられた圧電素子と、前記第1の軸線に対し前記可動板の厚さ方向に偏心した位置で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合され、前記圧電素子の駆動力を前記可動板および/または前記各第1の軸部材に伝達する伝達部材とを備え、通電により前記圧電素子を伸縮させることにより、前記伝達部材が前記可動板および/または前記各第1の軸部材に前記第1の軸線まわりのトルクを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする光スキャナ。
A frame-shaped member forming a frame shape;
A movable plate provided on the inner side of the frame-like member and provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of first shaft members that rotatably support the movable plate around a first axis with respect to the frame-shaped member;
A pair of second shaft members that rotatably support the frame-shaped member around a second axis perpendicular to the first axis;
First driving means for rotating the movable plate around the first axis while twisting and deforming the first shaft member;
Second driving means for rotating the movable plate about the second axis by rotating the frame-shaped member around the second axis while twisting and deforming the second shaft member; Have
An optical scanner configured to two-dimensionally scan the light reflected by the light reflecting portion by operating the first driving unit and the second driving unit,
The first driving means includes the piezoelectric element provided to expand and contract in a direction parallel to the second axis, and the movable at a position eccentric to the first axis in the thickness direction of the movable plate. A transmission member that is joined to the plate and / or each of the first shaft members and transmits the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and / or each of the first shaft members. By extending and contracting, the transmission member is configured to apply a torque around the first axis to the movable plate and / or each first shaft member to rotate the movable plate. And optical scanner.
枠状をなす枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記枠状部材に対し前記可動板を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、
前記枠状部材を前記第1の軸線に直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材と、
前記第1の軸部材を捩れ変形させながら前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記第2の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第2の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段をそれぞれ作動させることにより、前記光反射部で反射した光を2次元的に走査し、対象物に画像を形成するように構成されている光スキャナを備えた画像形成装置であって、
前記第1の駆動手段は、前記第2の軸線に平行な方向に伸縮するように設けられた圧電素子と、前記第1の軸線に対し前記可動板の厚さ方向に偏心した位置で前記可動板および/または前記各第1の軸部材に接合され、前記圧電素子の駆動力を前記可動板および/または前記各第1の軸部材に伝達する伝達部材とを備え、通電により前記圧電素子を伸縮させることにより、前記伝達部材が前記可動板および/または前記各第1の軸部材に前記第1の軸線まわりのトルクを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
A frame-shaped member forming a frame shape;
A movable plate provided on the inner side of the frame-like member and provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of first shaft members that rotatably support the movable plate around a first axis with respect to the frame-shaped member;
A pair of second shaft members that rotatably support the frame-shaped member around a second axis perpendicular to the first axis;
First driving means for rotating the movable plate around the first axis while twisting and deforming the first shaft member;
Second driving means for rotating the movable plate about the second axis by rotating the frame-shaped member around the second axis while twisting and deforming the second shaft member; Have
Light configured to two-dimensionally scan the light reflected by the light reflecting portion and to form an image on an object by operating the first driving unit and the second driving unit, respectively. An image forming apparatus provided with a scanner,
The first driving means includes the piezoelectric element provided to expand and contract in a direction parallel to the second axis, and the movable at a position eccentric to the first axis in the thickness direction of the movable plate. A transmission member that is joined to the plate and / or each of the first shaft members and transmits the driving force of the piezoelectric element to the movable plate and / or each of the first shaft members. By extending and contracting, the transmission member is configured to apply a torque around the first axis to the movable plate and / or each first shaft member to rotate the movable plate. An image forming apparatus.
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