JP2009217093A - Optical reflection element - Google Patents

Optical reflection element Download PDF

Info

Publication number
JP2009217093A
JP2009217093A JP2008062163A JP2008062163A JP2009217093A JP 2009217093 A JP2009217093 A JP 2009217093A JP 2008062163 A JP2008062163 A JP 2008062163A JP 2008062163 A JP2008062163 A JP 2008062163A JP 2009217093 A JP2009217093 A JP 2009217093A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrator
tuning fork
element according
arm
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008062163A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Furukawa
成男 古川
Jiro Terada
二郎 寺田
Shinsuke Nakazono
晋輔 中園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2008062163A priority Critical patent/JP2009217093A/en
Publication of JP2009217093A publication Critical patent/JP2009217093A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dual axis driving type optical reflection element which is compact and has a large frequency ratio. <P>SOLUTION: The optical reflection element is provided with: a mirror part 1; a pair of tuning fork type oscillation elements 3 connected by a first supporting part 2; a frame body 6 connected by a second supporting part 5; a meander type oscillation element 8 of which the one end 7 is connected to the frame body 6; and a supporting body 10 to which the other end 9 of the meander type oscillation element 8 is connected, wherein the tuning fork type oscillation elements 3 have a first arm 12 and a second arm 13, the rotation axis 28B of the tuning fork type oscillation elements 3 and the rotation axis 28A of the meander type oscillation element 8 are orthogonal to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学スキャナ、プロジェクターなどに用いられる光学反射素子に関するものである。   The present invention relates to an optical reflection element used for an optical scanner, a projector, and the like.

従来の圧電駆動式光学反射素子の一例を図6に示す。この光学反射素子は、ミラー部101と、このミラー部101の両端に接続された第一のトーション梁102を介し、ミラー部101を支持する枠体103と、この枠体103の両端に接続されると共に第一のトーション梁102と軸方向が直交する、第二のトーション梁104を介し、枠体103を支持する支持体105とを備えている。   An example of a conventional piezoelectric driven optical reflection element is shown in FIG. The optical reflecting element is connected to the frame body 103 supporting the mirror section 101 and the both ends of the frame body 103 via the mirror section 101 and the first torsion beam 102 connected to both ends of the mirror section 101. And a support body 105 that supports the frame body 103 via a second torsion beam 104 whose axial direction is orthogonal to the first torsion beam 102.

また第一のトーション梁102の両側には、その一端をミラー部101に連結され、他端を枠体103と連結された圧電振動体106A、106Bを備え、第二のトーション梁104の両側には、その一端を枠体103と連結され、他端を支持体105と連結された圧電振動板107A、107Bを備えている。   Further, on both sides of the first torsion beam 102, piezoelectric vibrating bodies 106A and 106B having one end connected to the mirror part 101 and the other end connected to the frame 103 are provided on both sides of the second torsion beam 104. Includes piezoelectric diaphragms 107 </ b> A and 107 </ b> B having one end connected to the frame body 103 and the other end connected to the support body 105.

そして圧電振動板106Aと106B、および圧電振動板107Aと107Bにそれぞれ正負逆の電圧を印加すると、第一、第二のトーション梁102、104が、これらの回転軸を中心に回動し、この振動エネルギーがミラー部101、枠体103へと伝搬し、ミラー部101が直交する二軸を中心に反復回転振動する(例えば、特許文献1参照)。   When positive and negative voltages are applied to the piezoelectric diaphragms 106A and 106B and the piezoelectric diaphragms 107A and 107B, respectively, the first and second torsion beams 102 and 104 rotate about their rotation axes. The vibration energy propagates to the mirror unit 101 and the frame body 103, and the mirror unit 101 repeatedly rotates and vibrates around two orthogonal axes (see, for example, Patent Document 1).

このような光学反射素子は、レーザー光源等からの光をミラー部で反射し、光をスクリーンの垂直、水平方向に走査することによって、スクリーン上に二次元の描画を投影することができる。
特開2005−148459号公報
Such an optical reflection element can project a two-dimensional drawing on the screen by reflecting light from a laser light source or the like by a mirror unit and scanning the light in the vertical and horizontal directions of the screen.
JP 2005-148459 A

しかしながら、従来の構成の光学反射素子では、投影する描画の分解能が低くなることがあった。それは、それぞれの二軸を中心とする反復回動振動の、周波数比が小さいからである。また、周波数比を大きくすると形状が大きくなるという課題を有していた。   However, in the conventional optical reflecting element, the resolution of drawing to be projected may be lowered. This is because the frequency ratio of repetitive rotational vibrations about the two axes is small. Moreover, when the frequency ratio is increased, the shape is increased.

本発明は前記従来の課題を解決するもので、二軸駆動の光学反射素子において、小型で二軸の振動の周波数比を大きくすることができる光学反射素子を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an optical reflecting element that is small in size and can increase the frequency ratio of biaxial vibration in a biaxial driving optical reflecting element.

前記従来の課題を解決するために、本発明は、ミラー部と、このミラー部を介して対向するとともに、このミラー部とそれぞれ第一の支持部で連結された一対の音叉型振動子と、これらの音叉型振動子の振動中心とそれぞれ第二の支持部で連結された枠体と、この枠体と一端が連結されたミアンダ型振動子と、このミアンダ型振動子の他端が連結された支持体とを備え、前記音叉型振動子は、それぞれ前記第一の支持部の両側に第一のアームと第二のアームとを有し、前記音叉型振動子の振動の回転軸と、前記ミアンダ型振動子の振動の回転軸とは直交する構成とするものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the present invention includes a mirror portion, a pair of tuning fork vibrators that are opposed to each other via the mirror portion, and are connected to the mirror portion by a first support portion, A frame body connected to the vibration center of each of these tuning fork type vibrators by a second support portion, a meander type vibrator having one end connected to the frame body, and the other end of the meander type vibrator are connected to each other. And the tuning fork vibrator has a first arm and a second arm on both sides of the first support part, respectively, and a rotation axis of vibration of the tuning fork vibrator, The meander type vibrator is configured to be orthogonal to the vibration axis of vibration.

本発明の光学反射素子は、二軸駆動の光学反射素子において、小型形状で、二軸の振動の周波数比を大きくすることができる。   The optical reflecting element of the present invention is a small-sized optical reflecting element that is biaxially driven, and can increase the frequency ratio of biaxial vibration.

その理由は、一方の軸を中心とする反復回転振動は、音叉型振動子によって、高い周波数で駆動できるとともに、他方の軸を中心とする反復回転振動は、梁長の長いミアンダ梁で駆動することによって低い周波数で駆動できるからであり、二軸駆動の光学反射素子において、小型形状の振動子とし、二軸の振動の周波数比を大きくすることができる。   The reason is that repetitive rotational vibration about one axis can be driven at a high frequency by a tuning fork vibrator, and repetitive rotational vibration about the other axis is driven by a meander beam having a long beam length. This is because it can be driven at a low frequency. In the biaxially driven optical reflecting element, a small-sized vibrator can be used, and the frequency ratio of the biaxial vibration can be increased.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1における光学反射素子の構成について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the configuration of the optical reflecting element according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施の形態1における光学反射素子の平面図であり、図2は図1のAA部における断面図であり、図3は音叉振動子の動作状態を示す模式図である。   FIG. 1 is a plan view of the optical reflecting element according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the AA portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an operating state of the tuning fork vibrator.

図1において、本実施の形態1における光学反射素子は、ミラー部1と、このミラー部1を介して対向するとともに、このミラー部1とそれぞれの第一の支持部2で連結された一対の音叉型振動子3と、これらの音叉型振動子3の振動中心4とそれぞれ第二の支持部5で連結された枠体6を有し、この枠体6と端部7が連結されたミアンダ型振動子8と、このミアンダ型振動子8の端部9が連結された枠形状の支持体10とを備えた構成としている。   In FIG. 1, the optical reflecting element according to the first embodiment is opposed to the mirror unit 1 through the mirror unit 1 and is connected to the mirror unit 1 by the first support unit 2. The tuning fork vibrator 3 has a frame 6 connected to the vibration center 4 of each of these tuning fork vibrators 3 by a second support portion 5, and the meander in which the frame 6 and the end 7 are connected. The configuration includes a type vibrator 8 and a frame-shaped support body 10 to which an end 9 of the meander type vibrator 8 is connected.

そして、前記ミアンダ型振動子8は、端部7を枠体6の角と接続され、それぞれ第一の支持部2と平行な振動板11を複数有し、繰り返し蛇行した梁形状としている。   The meander-type vibrator 8 has a plurality of diaphragms 11 each having an end 7 connected to a corner of the frame 6 and parallel to the first support 2, and has a meandering beam shape.

また、音叉型振動子3は、それぞれ第一の支持部2の両側に連結部22を介して、第一の支持部とほぼ平行な第一のアーム12と第二のアーム13とを有している。   Further, the tuning fork vibrator 3 has a first arm 12 and a second arm 13 that are substantially parallel to the first support part via connecting parts 22 on both sides of the first support part 2. ing.

また、本実施の形態1では、第一の支持部2と第二の支持部5とは図1のY軸に平行な一直線上である回転軸28B上に設けており、さらに、より安定して駆動させるため、ミアンダ型振動子8の端部9は、このミアンダ型振動子8の回転軸28A上に設けた構成としている。   Moreover, in this Embodiment 1, the 1st support part 2 and the 2nd support part 5 are provided on the rotating shaft 28B which is on the straight line parallel to the Y-axis of FIG. 1, and is further stable. Therefore, the end 9 of the meandering vibrator 8 is provided on the rotating shaft 28A of the meandering vibrator 8.

また、音叉型振動子3はY軸に平行な回転軸28Bを有し、ミアンダ型振動子8はX軸に平行な回転軸28Aを有し、音叉型振動子3の振動の回転軸28Bとミアンダ型振動子8の振動の回転軸28Aとは、ミラー部1のほぼ中心で直交するように形成されている。   The tuning fork vibrator 3 has a rotation axis 28B parallel to the Y axis, and the meandering vibrator 8 has a rotation axis 28A parallel to the X axis. The rotation axis 28 </ b> A of the vibration of the meandering vibrator 8 is formed so as to be perpendicular to the substantial center of the mirror unit 1.

次に、図2に示すように光学反射素子の基材14は、金属、ガラスまたはセラミック基板などの弾性、機械的強度および高いヤング率を有する材料で構成することが生産性の観点から好ましく、例えば、金属、水晶、ガラスまたは石英などの材料を用いることが機械的特性と入手性の観点から好ましい。さらに、シリコン、チタン、ステンレス、エリンバー、黄銅合金などの金属を用いれば、振動特性、加工性に優れた光学反射素子を実現できる。   Next, as shown in FIG. 2, it is preferable from the viewpoint of productivity that the base material 14 of the optical reflecting element is made of a material having elasticity, mechanical strength and high Young's modulus such as a metal, glass or ceramic substrate. For example, it is preferable to use a material such as metal, quartz, glass, or quartz from the viewpoint of mechanical properties and availability. Furthermore, if a metal such as silicon, titanium, stainless steel, Elinvar, or a brass alloy is used, an optical reflecting element having excellent vibration characteristics and workability can be realized.

そして、本実施の形態1では、図1および図2に示すように、シリコンなどの基材(図2の14)で構成された第一のアーム12、第二のアーム13と、ミアンダ型振動子8の振動板11のそれぞれには、少なくとも一面に、たわみ振動を起こすための圧電アクチュエータ15、16、17を形成しており、この圧電アクチュエータ15、16、17を、下部電極層18、圧電体層19および上部電極層20A、20B、21の積層体からなる積層圧電薄膜型構造としている。   In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the first arm 12 and the second arm 13 made of a base material such as silicon (14 in FIG. 2) and the meander type vibration are used. Each of the diaphragms 11 of the child 8 is formed with piezoelectric actuators 15, 16, and 17 for generating a flexural vibration on at least one surface. The piezoelectric actuators 15, 16, and 17 are connected to the lower electrode layer 18 and the piezoelectric element. A laminated piezoelectric thin film structure composed of a laminate of the body layer 19 and the upper electrode layers 20A, 20B, and 21 is formed.

これによって、音叉型振動子3、ミアンダ型振動子8をより薄型にすることができる。なお、本実施の形態1では、下部電極層18および圧電体層19は音叉型振動子3とミアンダ型振動子8とで共通に形成し、上部電極層20A、20B、21はそれぞれ電気的に独立するように形成した。   Thereby, the tuning fork type vibrator 3 and the meander type vibrator 8 can be made thinner. In the first embodiment, the lower electrode layer 18 and the piezoelectric layer 19 are formed in common by the tuning fork vibrator 3 and the meander vibrator 8, and the upper electrode layers 20A, 20B, and 21 are electrically connected respectively. Formed independently.

また、音叉型振動子3の厚みを小さくすることによって、振幅が大きくなり、小型の光学反射素子を実現することができる。同様に、ミアンダ型振動子8の厚みをその幅寸法よりも小さくすることによって、振幅が大きくなる。   Further, by reducing the thickness of the tuning fork vibrator 3, the amplitude is increased, and a small optical reflection element can be realized. Similarly, the amplitude is increased by making the thickness of the meandering vibrator 8 smaller than its width.

また、これらの下部電極層18、圧電体層19および上部電極層20A、20B、21は音叉型振動子3、ミアンダ型振動子8を形成する基材14の上に順次スパッタリング技術などの薄膜プロセスにより形成することができる。従って、圧電アクチュエータ15、16、17を音叉型振動子3およびミアンダ型振動子8の表面に形成することが生産性の観点から好ましい。   Further, the lower electrode layer 18, the piezoelectric layer 19, and the upper electrode layers 20A, 20B, and 21 are sequentially formed on the base material 14 on which the tuning fork vibrator 3 and the meander vibrator 8 are formed. Can be formed. Therefore, it is preferable from the viewpoint of productivity to form the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 on the surfaces of the tuning fork vibrator 3 and the meander vibrator 8.

そして、圧電体層19に用いる圧電体材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの高い圧電定数を有する圧電体材料が好ましい。   The piezoelectric material used for the piezoelectric layer 19 is preferably a piezoelectric material having a high piezoelectric constant such as lead zirconate titanate (PZT).

また、音叉型振動子3の共振周波数と、ミラー部1と第一の支持部の2で構成された捩れ振動子の共振周波数とが略同一周波数となるように振動設計することによって、音叉型振動子3を共振駆動させると、捩れ振動子も共振させることができ、効率良くミラー部1を反復回転振動させる光学反射素子を実現することができる。   Further, the tuning fork type can be obtained by designing the tuning fork type vibrator 3 so that the resonance frequency of the tuning fork type vibrator 3 and the resonance frequency of the torsional vibrator constituted by the mirror part 1 and the first support part 2 are substantially the same frequency. When the vibrator 3 is driven to resonate, the torsional vibrator can also resonate, and an optical reflection element that efficiently and repeatedly vibrates the mirror unit 1 can be realized.

また、ミアンダ型振動子8にもその共振周波数の信号を印加し、共振駆動させることによって、効率よく枠体6を反復回転振動させることができる。また振動子8をミアンダ型とすることによって共振器長を大きくすることができ、低い周波数で駆動できる振動子とすることができる。   Further, the frame body 6 can be efficiently and repeatedly oscillated repeatedly by applying a signal of the resonance frequency to the meander type vibrator 8 and causing the resonance drive. Further, by making the vibrator 8 a meander type, the resonator length can be increased, and a vibrator that can be driven at a low frequency can be obtained.

また、音叉型振動子3をコの字状とすることによっても不要な振動モードを抑制できる。   Also, unnecessary vibration modes can be suppressed by making the tuning fork type vibrator 3 U-shaped.

また本実施の形態では図1に示す、音叉型振動子3の第一のアーム12、第二のアーム13、ミアンダ型振動子8の振動板11に形成した圧電アクチュエータ15、16、17のそれぞれ上部電極層(図2の20A、20B、21)と、これらに共通の下部電極層(図2の18)の引き出し電極は個別に引き出し線(図示せず)を形成しながら接続端子23A〜23C、24へ接続している。これによって第一のアーム12と第二のアーム13に正負反対の電気信号を、ミアンダ型振動子8にその共振周波数の電極信号を、それぞれの圧電アクチュエータ15、16、17に印加することができる。   In this embodiment, the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 formed on the diaphragm 11 of the first arm 12, the second arm 13, and the meander type vibrator 8 of the tuning fork vibrator 3 shown in FIG. The lead electrodes of the upper electrode layer (20A, 20B, and 21 in FIG. 2) and the lower electrode layer (18 in FIG. 2) common to these are formed as lead wires (not shown) individually, and connection terminals 23A to 23C are formed. , 24. As a result, opposite electrical signals can be applied to the first arm 12 and the second arm 13, and electrode signals of the resonance frequency can be applied to the meander type vibrator 8 to the respective piezoelectric actuators 15, 16, and 17. .

なお、音叉型振動子3の第一のアーム12、第二のアーム13、ミアンダ型振動子8の振動板11にそれぞれモニター電極(図示せず)を配置し、これらも上部電極と同様に素子上に引き回しながら接続端子25A〜25Cへ接続した。これにより、音叉型振動子3の第一、第二のアーム12、13、ミアンダ型振動子8の振動板11のそれぞれの振幅を検出しながら入力信号を調整することができ、安定した自励駆動を実現できる。   Note that monitor electrodes (not shown) are arranged on the first arm 12 and the second arm 13 of the tuning fork type vibrator 3 and the diaphragm 11 of the meander type vibrator 8, respectively, and these are also elements similar to the upper electrode. The connection terminals 25A to 25C were connected while being routed upward. As a result, the input signal can be adjusted while detecting the amplitudes of the first and second arms 12 and 13 of the tuning fork type vibrator 3 and the diaphragm 11 of the meander type vibrator 8, and stable self-excitation is achieved. Drive can be realized.

なお、上述の圧電アクチュエータ15、16、17の引き出し線や、モニター電極とその引き出し線は、図2においても記載を省略した。   Note that the lead lines of the above-described piezoelectric actuators 15, 16, and 17, monitor electrodes, and lead lines thereof are omitted in FIG. 2.

次に、このような構成からなる光学反射素子の動作原理について説明する。   Next, the operation principle of the optical reflecting element having such a configuration will be described.

図2に示す下部電極層18と上部電極層20A、20Bとの間に交流の駆動電圧を印加すると、圧電体層19が面方向に伸び・縮みし、第一のアーム12と第二のアーム13が基材14に対して垂直方向に撓み振動する。   When an alternating drive voltage is applied between the lower electrode layer 18 and the upper electrode layers 20A and 20B shown in FIG. 2, the piezoelectric layer 19 expands and contracts in the plane direction, and the first arm 12 and the second arm 13 bends and vibrates in a direction perpendicular to the substrate 14.

このとき、第一のアーム12と第二のアーム13に形成したそれぞれの圧電アクチュエータ15、16に、正負反対の駆動信号を印加すれば、図3に示すように、第一のアーム12と第二のアーム13とを、位相が180度異なる方向(矢印26、27方向)に、つまり逆方向に撓み振動させることができる。ここで本実施の形態1では、第一、第二のアーム12、13は、その先端を自由端とする片持ち構造のため、大きく撓み振動させることができる。   At this time, if a driving signal opposite to positive and negative is applied to the piezoelectric actuators 15 and 16 formed on the first arm 12 and the second arm 13, respectively, as shown in FIG. The second arm 13 can be flexed and vibrated in a direction (in the directions of arrows 26 and 27) that is 180 degrees out of phase, that is, in the opposite direction. Here, in the first embodiment, the first and second arms 12 and 13 can be greatly bent and vibrated because of the cantilever structure having the distal ends thereof as free ends.

そして、この第一のアーム12と第二のアーム13の振動エネルギーは、音叉型振動子3の連結部22へと伝搬される。これによって、音叉型振動子3は、その振動中心4を通る直線を回転軸28Bとして、この回転軸28Bを中心に、所定の周波数にて反復回転振動(捩れ振動)をする。   The vibration energy of the first arm 12 and the second arm 13 is propagated to the connecting portion 22 of the tuning fork vibrator 3. As a result, the tuning fork vibrator 3 repeats rotational vibration (torsional vibration) at a predetermined frequency about the rotation shaft 28B with the straight line passing through the vibration center 4 as the rotation shaft 28B.

次に、この反復回転振動の振動エネルギーが、連結部22に接合された第一の支持部2に伝達され、第一の支持部2とミラー部1とで構成される捩れ振動子が、その回転軸28Bを中心に、矢印29方向に捩れ振動を起こすようになる。これによって、ミラー部1にその回転軸28Bを軸中心として反復回転振動を起こす。このとき、音叉型振動子3の反復回転振動の方向と、第一の支持部2およびミラー部1で構成される捩れ振動子の反復回転振動の方向は位相が180度異なる反対方向に振動することとなる。   Next, the vibration energy of this repetitive rotational vibration is transmitted to the first support part 2 joined to the connecting part 22, and the torsional vibrator composed of the first support part 2 and the mirror part 1 The torsional vibration is generated in the direction of the arrow 29 around the rotation shaft 28B. As a result, repetitive rotational vibration is caused in the mirror section 1 with the rotation shaft 28B as the axis center. At this time, the direction of repetitive rotational vibration of the tuning fork vibrator 3 and the direction of repetitive rotational vibration of the torsional vibrator composed of the first support part 2 and the mirror part 1 vibrate in opposite directions that are 180 degrees out of phase. It will be.

また、図1に示すミアンダ型振動子8は、図2の下部電極層18と上部電極層21間に電圧を印加すると、複数の振動板11がそれぞれ振動し、ミアンダ型振動子8全体としては、その回転軸(ミアンダ形状の中央部)を中心に反復回転振動を起こす。すなわち、隣どうしの振動板11は位相が180°異なる方向に撓み振動することによってより大きな振幅を有する反復回転振動を枠体6に加えることができる。   Further, in the meander type vibrator 8 shown in FIG. 1, when a voltage is applied between the lower electrode layer 18 and the upper electrode layer 21 in FIG. , Repetitive rotational vibration is caused around the rotation axis (the center portion of the meander shape). That is, the adjacent diaphragms 11 can apply repeated rotational vibration having a larger amplitude to the frame body 6 by bending and vibrating in directions in which the phases are different by 180 °.

なお、隣接する振動板11に、それぞれ共通の上部電極層21を設け、同位相の信号を印加したが、独立した上部電極層を設け、その隣接する振動板11に位相が180度異なる信号を印加すれば、その回転軸を中心にして変位が蓄積し、より大きな振幅を得ることができる。   In addition, although the common upper electrode layer 21 was provided in each adjacent diaphragm 11 and the signal of the same phase was applied, the independent upper electrode layer was provided and the signal which a phase differs 180 degree | times to the adjacent diaphragm 11 If applied, displacement accumulates around the rotation axis, and a larger amplitude can be obtained.

そしてこの振動エネルギーで枠体6の端部を垂直方向に振動させ、枠体6をミアンダ型振動子8の回転軸を中心に反復回転振動させることができる。   Then, the end of the frame body 6 can be vibrated in the vertical direction with this vibration energy, and the frame body 6 can be repeatedly rotated and oscillated around the rotation axis of the meandering vibrator 8.

そしてこのように枠体6が振動すると、この枠体6に支持されているミラー部1も、ミアンダ型振動子8の回転軸を中心に反復回転振動させることができる。   When the frame body 6 vibrates in this way, the mirror unit 1 supported by the frame body 6 can also be repeatedly rotated and oscillated around the rotation axis of the meandering vibrator 8.

そしてミラー部1に例えばレーザー光源またはLED光源などから発生させた光線を入力し、振動するミラー部1で反射させることによって、スクリーン上に光線を走査することができる。また、音叉型振動子3とミアンダ型振動子8の回転軸は直交するため、ミラー部1から出射させた光をスクリーン上の垂直、水平方向に走査することができる。   A light beam generated from, for example, a laser light source or an LED light source is input to the mirror unit 1 and reflected by the vibrating mirror unit 1 to scan the light beam on the screen. Further, since the rotation axes of the tuning fork type vibrator 3 and the meander type vibrator 8 are orthogonal to each other, the light emitted from the mirror unit 1 can be scanned in the vertical and horizontal directions on the screen.

次に、本実施の形態1における光学反射素子の製造方法について図2を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the optical reflecting element in the first embodiment will be described with reference to FIG.

まず始めに、基材14となる、厚みが約0.3mmのシリコン基板を準備し、その上にスパッタリング法または蒸着法などの薄膜プロセスを用いて白金電極からなる下部電極層18を形成する。このとき、シリコン基板の厚みは変えても良い。厚みを変えることにより、固有周波数を調整できる。   First, a silicon substrate having a thickness of about 0.3 mm to be a base material 14 is prepared, and a lower electrode layer 18 made of a platinum electrode is formed thereon using a thin film process such as sputtering or vapor deposition. At this time, the thickness of the silicon substrate may be changed. The natural frequency can be adjusted by changing the thickness.

その後、この下部電極層18の上にチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電材料を用いてスパッタリング法などによって圧電体層19を形成する。このとき、圧電体層19と下部電極層18との間には、配向制御層としてPbとTiを含む酸化物誘電体を用いることが好ましく、PLMTからなる配向制御層を形成することがより好ましい。これによって、圧電体層19の結晶配向性がより高まり、圧電特性に優れた圧電アクチュエータ15、16、17を実現することができる。   Thereafter, a piezoelectric layer 19 is formed on the lower electrode layer 18 by a sputtering method or the like using a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT). At this time, an oxide dielectric containing Pb and Ti is preferably used as the orientation control layer between the piezoelectric layer 19 and the lower electrode layer 18, and an orientation control layer made of PLMT is more preferably formed. . Thereby, the crystal orientation of the piezoelectric layer 19 is further improved, and the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 having excellent piezoelectric characteristics can be realized.

次に、この圧電体層19の上に上部金属層20A、20B、21となるチタン/金膜を形成している。   Next, titanium / gold films to be the upper metal layers 20A, 20B, and 21 are formed on the piezoelectric layer 19.

このとき、金の膜の下層のチタン膜はPZT薄膜などの圧電体層19との密着力を高めるために形成しており、チタンの他にクロムなどの金属を用いることができる。これによって、圧電体層19との密着性に優れ、かつ、金電極とは強固な拡散層を形成していることから、密着強度の高い圧電アクチュエータ15、16、17を形成することができる。   At this time, the titanium film under the gold film is formed in order to enhance the adhesion with the piezoelectric layer 19 such as a PZT thin film, and a metal such as chromium can be used in addition to titanium. As a result, the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 having high adhesion strength can be formed because a diffusion layer that is excellent in adhesion to the piezoelectric layer 19 and is strong with the gold electrode is formed.

なお、本実施の形態では、白金の下部電極層18の厚みは0.2μm、PZTからなる圧電体層19は3.5μm、および上部電極層20A、20B、21のチタン部分は0.01μmとし、金電極部分は0.3μmで形成している。   In the present embodiment, the thickness of the lower electrode layer 18 of platinum is 0.2 μm, the piezoelectric layer 19 made of PZT is 3.5 μm, and the titanium portions of the upper electrode layers 20A, 20B, and 21 are 0.01 μm. The gold electrode portion is formed with a thickness of 0.3 μm.

次に、下部電極層18、圧電体層19、上部電極層20A、20B、21とを、フォトリソ技術を用いてエッチングし、圧電アクチュエータ15、16、17をパターン形成する。   Next, the lower electrode layer 18, the piezoelectric layer 19, and the upper electrode layers 20A, 20B, and 21 are etched using a photolithographic technique, and the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 are patterned.

このとき、上部電極層20A、20B、21のエッチング液としてはヨウ素/ヨウ化カリウム混合溶液と水酸化アンモニウム、過酸化水素混合溶液からなるエッチング液を用いて所定の電極パターンを形成した。   At this time, as an etching solution for the upper electrode layers 20A, 20B, and 21, a predetermined electrode pattern was formed using an etching solution composed of an iodine / potassium iodide mixed solution, ammonium hydroxide, and hydrogen peroxide mixed solution.

また、下部電極層18、圧電体層19に用いるエッチング方法としては、ドライエッチング法とウエットエッチング法のいずれかの方法、あるいはこれらを組み合わせた方法などを用いることができる。   Moreover, as an etching method used for the lower electrode layer 18 and the piezoelectric layer 19, any one of a dry etching method and a wet etching method, or a combination of these methods can be used.

一例として、ドライエッチング法であればフルオロカーボン系のエッチングガス、あるいはSF6ガスなどを用いることができる。 For example, in the case of a dry etching method, a fluorocarbon-based etching gas or SF 6 gas can be used.

その他、圧電体層19を、弗酸、硝酸、酢酸および過酸化水素の混合溶液を用いてウエットエッチングし、パターニングし、その後、さらに、ドライエッチングによって下部電極層18をエッチングしてパターニングする方法がある。   In addition, there is a method in which the piezoelectric layer 19 is wet-etched and patterned using a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid and hydrogen peroxide, and then the lower electrode layer 18 is further etched and patterned by dry etching. is there.

次に、XeF2ガスを用いてシリコン基板を等方的にドライエッチングすることによって不必要なシリコン部分を除去してパターニングし、図2に示すような基材14を形成すれば、図1に示したような形状の光学反射素子を形成することができる。 Next, the silicon substrate is isotropically dry-etched using XeF 2 gas to remove unnecessary silicon portions and patterning to form the base material 14 as shown in FIG. An optical reflection element having a shape as shown can be formed.

なお、シリコン基板をより高精度にエッチングする場合は、シリコンの異方性を利用したドライエッチングが好ましい。この場合は、エッチングを促進するSF6ガスとエッチングを抑制するC48ガスの混合ガスを用いるか、あるいはこれらのガスを交互に切り替えることにより、より直線的にエッチングできる。 In addition, when etching a silicon substrate with higher accuracy, dry etching utilizing the anisotropy of silicon is preferable. In this case, etching can be performed more linearly by using a mixed gas of SF 6 gas that promotes etching and C 4 F 8 gas that suppresses etching, or by alternately switching these gases.

以上のような製造方法によって、小型で、高精度な光学反射素子を一括して効率よく作製することができる。   By the manufacturing method as described above, it is possible to efficiently produce a small and highly accurate optical reflecting element collectively.

本実施の形態1では、ミラー部1、第一の支持部2、音叉型振動子3、第二の支持部5、枠体6、ミアンダ型振動子8、支持体10の基材14を、同一基材14から一体形成とすることによって、安定した振動特性と、生産性に優れた光学反射素子を実現することができる。   In the first embodiment, the mirror 14, the first support 2, the tuning fork vibrator 3, the second support 5, the frame 6, the meandering vibrator 8, and the base material 14 of the support 10 are By integrally forming from the same base material 14, it is possible to realize an optical reflective element having stable vibration characteristics and excellent productivity.

また本実施の形態1における光学反射素子は、シリコンウエハーなどの基材14の上に薄膜プロセス、フォトリソ技術などの半導体プロセスを応用することによって高精度に、一括して作製することができ、光学反射素子の小型化、高精度化および生産効率に優れた光学反射素子を実現することができる。   In addition, the optical reflecting element according to the first embodiment can be manufactured in a lump with high accuracy by applying a semiconductor process such as a thin film process or a photolithographic technique on a base material 14 such as a silicon wafer. It is possible to realize an optical reflective element that is excellent in miniaturization, high accuracy, and production efficiency of the reflective element.

なお、ミラー部1は基材14の表面を鏡面研磨することによっても形成できるが、光の反射特性に優れた金やアルミニウムの金属薄膜をミラー膜として形成することもできる。本実施の形態では、上部電極層20A、20B、21として金を用いていることから、この金薄膜をそのままミラー膜として用いることができ、生産効率も高まる。   The mirror portion 1 can be formed by mirror polishing the surface of the substrate 14, but a metal thin film of gold or aluminum having excellent light reflection characteristics can also be formed as a mirror film. In the present embodiment, since gold is used for the upper electrode layers 20A, 20B, and 21, this gold thin film can be used as a mirror film as it is, and the production efficiency is increased.

以上説明してきたように、本実施の形態1における二軸駆動の光学反射素子では、一方の軸を中心とする反復回転振動は、音叉型振動子3によって、高い周波数で駆動できるとともに、他方の軸を中心とする反復回転振動は、梁長の大きいミアンダ型振動子8のミアンダ梁で駆動し、低い周波数で駆動できることから、二軸の振動の周波数比を大きくすることができるとともに、小型化を実現することができる。ミアンダ振動子と音叉型振動子を組み合わせることによって、小型の光学反射素子を実現することができる。   As described above, in the biaxially driven optical reflecting element according to the first embodiment, repetitive rotational vibration around one axis can be driven at a high frequency by the tuning fork vibrator 3, and the other Repetitive rotational vibration around the axis is driven by the meander beam of the meander type vibrator 8 having a long beam length and can be driven at a low frequency, so that the frequency ratio of the biaxial vibration can be increased and the size can be reduced. Can be realized. By combining a meander vibrator and a tuning fork vibrator, a small optical reflecting element can be realized.

特に画像を投影する場合、画像の分解能を高めるには、スクリーンの水平方向への走査速度を、垂直方向への走査速度より大きくすることが望ましく、垂直方向へ光を走査させるための振動子をミアンダ型振動子8としたことにより、小型の素子内でも容易に梁長を長く設計することができ、二軸駆動の光学反射素子の周波数比を大きくすることができる。   In particular, when projecting an image, in order to increase the resolution of the image, it is desirable to set the scanning speed in the horizontal direction of the screen to be larger than the scanning speed in the vertical direction, and a vibrator for scanning light in the vertical direction. By using the meander type vibrator 8, the beam length can be easily designed even in a small element, and the frequency ratio of the biaxially driven optical reflecting element can be increased.

また、本実施の形態1では、ミアンダ型振動子8より内側に配置され、よりサイズも小さくなる振動子は、反復回転振動をする音叉型としたことにより、簡易なパターンとなって生産効率が高まるとともに、小型であってもミラー部1の振れ角度を効率よく大きくできる光学反射素子とすることができる。   Further, in the first embodiment, the vibrator that is arranged inside the meander-type vibrator 8 and has a smaller size is a tuning fork type that performs repetitive rotational vibration. While increasing, it can be set as the optical reflection element which can enlarge the deflection angle of the mirror part 1 efficiently even if it is small.

なお、一般に駆動周波数の高周波化に伴って、十分な振幅を得ることは困難となるが、本実施の形態1の音叉型振動子では高効率な駆動により、十分な振幅を得ることが可能となり、高精度な光学反射素子を実現することができる。   In general, it is difficult to obtain a sufficient amplitude as the drive frequency is increased. However, the tuning fork vibrator according to the first embodiment can obtain a sufficient amplitude by highly efficient driving. A highly accurate optical reflecting element can be realized.

また、振動源を、高Q値を有する音叉型とすることにより、小さなエネルギーで大きな振動エネルギーを得ることができ、素子の小型化にも寄与する。   Further, by making the vibration source a tuning fork type having a high Q value, a large vibration energy can be obtained with a small energy, which contributes to the miniaturization of the element.

また、これらの音叉型振動子3、ミアンダ型振動子8の振動設計をすることによって、出力光の反射角度を大きく変化させることができ、レーザー光線などの入力光を所定の設計値となるように掃引することができる光学反射素子を実現することができる。   Further, by designing the tuning fork type vibrator 3 and the meander type vibrator 8 to vibrate, the reflection angle of the output light can be greatly changed, and the input light such as a laser beam becomes a predetermined design value. An optical reflecting element that can be swept can be realized.

さらに、ミラー部1をその両側から一対の音叉型振動子3で囲い、これらの音叉型振動子3の外周を枠体6で囲い、この枠体6をミアンダ型振動子8で支持し、このミアンダ型振動子8の外周を支持体10で囲う構成のため、素子の面積を有効に活用することができ、素子を小型化できる。   Further, the mirror unit 1 is surrounded by a pair of tuning fork type vibrators 3 from both sides thereof, the outer periphery of these tuning fork type vibrators 3 is surrounded by a frame body 6, and the frame body 6 is supported by a meander type vibrator 8. Since the outer periphery of the meander-type vibrator 8 is surrounded by the support 10, the area of the element can be used effectively, and the element can be downsized.

また、ミラー部1の両側に、対称的に音叉型振動子3を配置しているため、ミラー部1を安定して左右対称に励振させることができ、ミラー部1の中心が不動点となって光を安定して走査することができる。   Further, since the tuning fork type vibrators 3 are symmetrically arranged on both sides of the mirror unit 1, the mirror unit 1 can be stably excited in left and right directions, and the center of the mirror unit 1 becomes a fixed point. Therefore, light can be scanned stably.

また、ミラー部1は、その両端が第一の支持部2で支持されている両持ち構造のため、ミラー部1の不要な振動を抑制し、外乱振動による影響も低減できる。   Moreover, since the mirror part 1 has a double-sided structure in which both ends are supported by the first support part 2, unnecessary vibration of the mirror part 1 can be suppressed and the influence of disturbance vibration can be reduced.

また、枠体6は、その一端がミアンダ型振動子8で支持されている片持ち構造のため、小型の素子構造を実現することができる。   In addition, since the frame body 6 has a cantilever structure in which one end is supported by the meander type vibrator 8, a small element structure can be realized.

なお、図1では第一のアーム12と第二のアーム13の双方に圧電アクチュエータ15、16を形成したが、少なくともいずれか一方のみにアクチュエータ素子を形成してもよい。これは音叉型振動子3の特性を利用したものであり、どちらか一方のアームが振動すると、連結部22を介して他方のアームに運動エネルギーが伝播し、この他方のアームも励振させることができるからである。   In FIG. 1, the piezoelectric actuators 15 and 16 are formed on both the first arm 12 and the second arm 13, but an actuator element may be formed only on at least one of them. This utilizes the characteristics of the tuning fork vibrator 3, and when one of the arms vibrates, kinetic energy propagates to the other arm via the connecting portion 22, and this other arm can be excited. Because it can.

また、音叉型振動子3とミアンダ型振動子8の同一面に圧電アクチュエータ15、16、17を形成することによって生産性に優れた光学反射素子とすることができる。   Further, by forming the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 on the same surface of the tuning fork type vibrator 3 and the meander type vibrator 8, an optical reflective element having excellent productivity can be obtained.

また、音叉型振動子3、ミアンダ型振動子8のいずれも、圧電アクチュエータ15、16、17は、アームおよびミアンダの片面にのみ形成したが、両面に形成してもよい。   Further, in both the tuning fork type vibrator 3 and the meander type vibrator 8, the piezoelectric actuators 15, 16, and 17 are formed on only one side of the arm and the meander, but may be formed on both sides.

なお、音叉型振動子3は、ミアンダ型振動子8よりも面積が小さく、駆動力が弱いため、音叉型振動子3のみ、基材14の両面に圧電アクチュエータ15、16を形成してもよい。   Since the tuning fork vibrator 3 has a smaller area and a lower driving force than the meander vibrator 8, the piezoelectric actuators 15 and 16 may be formed on both surfaces of the base material 14 only for the tuning fork vibrator 3. .

また、第一の支持部2、第二の支持部5のそれぞれの断面形状を円状とすれば、捩れ振動の振動モードが安定し、不要共振も抑制することができ、外乱振動に影響されにくい光学反射素子を実現することができる。   Moreover, if each cross-sectional shape of the 1st support part 2 and the 2nd support part 5 is made into circular shape, the vibration mode of torsional vibration will be stabilized and an unnecessary resonance can be suppressed, and it will be influenced by disturbance vibration. A difficult optical reflecting element can be realized.

以上のような構成を有する光学反射素子の応用としては、画像投影装置やレーザー露光機が挙げられる。画像投影装置は、例えばミラー部1を二軸方向に回動させながら、このミラー部1に光を照射し、ミラー部1で光を反射させ、スクリーン上に二次元の画像を投影することができるものである。   Applications of the optical reflecting element having the above configuration include an image projection device and a laser exposure machine. The image projection apparatus can project a two-dimensional image on a screen by irradiating the mirror unit 1 with light while rotating the mirror unit 1 in two axial directions, for example, and reflecting the light on the mirror unit 1. It can be done.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2における光学反射素子の構成について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, the configuration of the optical reflecting element according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は本実施の形態2における光学反射素子の平面図である。   FIG. 4 is a plan view of the optical reflecting element according to the second embodiment.

図4において、本実施の形態2における光学反射素子と、実施の形態1における光学反射素子との主な違いは、枠体6と支持体10との間を第三の支持部30にて支持した構成としていることである。この第三の支持部30は枠体6が回転軸28Aを中心として反復回転振動を高精度に振動させるときに効果的である。すなわち回転軸28Aを中心とする所定の振動以外の不要な振動を抑制することができるものであり、回転軸28Aの軸上に配置することが好ましい。この第三の支持部30は回転反復振動に対して抵抗の小さな構造が好ましい。そのため、細い梁形状が好ましい。さらに、ジンバル機構を有する構成とすることがより好ましい。   In FIG. 4, the main difference between the optical reflecting element in the second embodiment and the optical reflecting element in the first embodiment is that the third support portion 30 supports between the frame 6 and the support 10. It is to have made the structure. This third support portion 30 is effective when the frame 6 vibrates repeated rotational vibrations with high accuracy about the rotation shaft 28A. That is, unnecessary vibrations other than the predetermined vibration centering on the rotation shaft 28A can be suppressed, and it is preferable that the rotation shaft 28A be disposed on the axis of the rotation shaft 28A. The third support portion 30 preferably has a structure having a small resistance to repeated rotational vibration. Therefore, a thin beam shape is preferable. Furthermore, it is more preferable to have a configuration having a gimbal mechanism.

また、圧電アクチュエータ15、16の形状および配置場所が実施の形態1と異なっており、すなわち音叉型振動子3において、圧電アクチュエータ15、16を、第一のアーム12と第二のアーム13との連結部22まで延長し、L字形に構成している。なお、第一のアーム12と第二のアーム13には、それぞれ逆位相の信号を印加するため、これらに形成した圧電アクチュエータ15、16の駆動電極が互いに電気的に短絡しないよう、音叉型振動子3の振動中心4で断続させている。   Further, the shape and location of the piezoelectric actuators 15 and 16 are different from those of the first embodiment. In other words, in the tuning fork vibrator 3, the piezoelectric actuators 15 and 16 are connected to the first arm 12 and the second arm 13. It extends to the connecting portion 22 and is configured in an L shape. Since the first arm 12 and the second arm 13 are applied with signals having opposite phases, the tuning fork type vibration is applied so that the drive electrodes of the piezoelectric actuators 15 and 16 formed on the first arm 12 and the second arm 13 are not electrically short-circuited with each other. It is intermittent at the vibration center 4 of the child 3.

その他、実施の形態1と同様の構成及び効果については説明を省略する。   In addition, description about the same structure and effect as Embodiment 1 is abbreviate | omitted.

(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3における光学反射素子の構成について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, the configuration of the optical reflecting element according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図5は本実施の形態3における光学反射素子の平面図である。本実施の形態3における光学反射素子と実施の形態1における光学反射素子との主な違いは、一対の音叉型振動子3は、対向する第一のアーム12間と、対向する第二のアーム13間がそれぞれ弾性体31で接続されている点である。この弾性体31は、光学反射素子の基材14よりも軟らかいものであり、本実施の形態3では伸縮性のある樹脂フィルムで形成され、第一のアーム12または第二のアーム13に貼り付けられている。   FIG. 5 is a plan view of the optical reflecting element according to the third embodiment. The main difference between the optical reflecting element in the third embodiment and the optical reflecting element in the first embodiment is that the pair of tuning fork vibrators 3 are disposed between the opposed first arms 12 and the opposed second arms. 13 is a point connected by an elastic body 31. The elastic body 31 is softer than the base material 14 of the optical reflecting element, and is formed of a stretchable resin film in the third embodiment and is attached to the first arm 12 or the second arm 13. It has been.

この樹脂フィルムとしては、第一のアーム12、第二のアーム13の延伸方向と平行な方向に対してより伸縮性の高い素材が好ましい。   As this resin film, a material having higher elasticity in the direction parallel to the extending direction of the first arm 12 and the second arm 13 is preferable.

なお、弾性体31としては樹脂を用いたが、その他例えばゴム材、弾性が大きく厚みの薄い金属などを用いても良い。   In addition, although the resin is used as the elastic body 31, other materials such as a rubber material or a metal having high elasticity and a small thickness may be used.

このように、第一のアーム12間と第二のアーム13間を弾性体31で接続しておくことによって、対向する音叉型振動子3の共振周波数の僅かなずれを矯正することができる。また撓み振動の対称性が高まり、それぞれのアームの自由端の不要振動を抑制することができ、駆動力が高まる。その他、実施の形態1と同様の構成及び効果については説明を省略する。   In this way, by connecting the first arm 12 and the second arm 13 with the elastic body 31, it is possible to correct a slight shift in the resonance frequency of the opposing tuning fork vibrator 3. Further, the symmetry of flexural vibration is increased, and unnecessary vibration at the free end of each arm can be suppressed, and the driving force is increased. In addition, description about the same structure and effect as Embodiment 1 is abbreviate | omitted.

以上のように、本発明にかかる光学反射素子は、小型化できるという効果を有し、特に小型のプロジェクター、光学スキャナ、電子写真方式の複写機、レーザープリンタ等の用途に有用である。   As described above, the optical reflecting element according to the present invention has an effect that it can be miniaturized, and is particularly useful for applications such as a small projector, an optical scanner, an electrophotographic copying machine, and a laser printer.

本発明の実施の形態1における光学反射素子の平面図The top view of the optical reflection element in Embodiment 1 of this invention 同光学反射素子の断面図(図1のAA断面)Sectional view of the optical reflecting element (cross section AA in FIG. 1) 同音叉振動子の動作状態を示す模式図Schematic diagram showing the operating state of the tuning fork vibrator 本発明の実施の形態2における光学反射素子の平面図The top view of the optical reflective element in Embodiment 2 of this invention 本発明の実施の形態3における光学反射素子の平面図The top view of the optical reflective element in Embodiment 3 of this invention 従来の光学反射素子の平面図Plan view of a conventional optical reflecting element

符号の説明Explanation of symbols

1 ミラー部
2 第一の支持部
3 音叉型振動子
4 振動中心
5 第二の支持部
6 枠体
7 端部
8 ミアンダ型振動子
9 端部
10 支持体
11 振動板
12 第一のアーム
13 第二のアーム
14 基材
15、16、17 圧電アクチュエータ
18 下部電極層
19 圧電体層
20A、20B 上部電極層
21 上部電極層
22 連結部
23A〜23C 接続端子
24 接続端子
25A〜25C 接続端子
26、27 矢印
28A、28B 回転軸
29 矢印
30 第三の支持部
31 弾性体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mirror part 2 1st support part 3 Tuning fork type vibrator 4 Center of vibration 5 Second support part 6 Frame body 7 End part 8 Meander type vibrator 9 End part 10 Support body 11 Diaphragm 12 First arm 13 First arm Two arms 14 Base material 15, 16, 17 Piezoelectric actuator 18 Lower electrode layer 19 Piezoelectric layer 20A, 20B Upper electrode layer 21 Upper electrode layer 22 Connecting portion 23A-23C Connection terminal 24 Connection terminal 25A-25C Connection terminal 26, 27 Arrow 28A, 28B Rotating shaft 29 Arrow 30 Third support portion 31 Elastic body

Claims (15)

ミラー部と、
このミラー部を介して対向するとともに、このミラー部とそれぞれ第一の支持部で連結された一対の音叉型振動子と、
これらの音叉型振動子の振動中心とそれぞれ第二の支持部で連結された枠体と、
この枠体と一端が連結されたミアンダ型振動子と、
このミアンダ型振動子の他端が連結された支持体とを備え、
前記音叉型振動子は、それぞれ前記第一の支持部の両側に第一のアームと第二のアームとを有し、
前記音叉型振動子の振動の回転軸と、前記ミアンダ型振動子の振動の回転軸とは直交する関係にある光学反射素子。
Mirror part,
A pair of tuning fork vibrators that are opposed to each other via the mirror part and are connected to the mirror part by a first support part,
A frame body connected to the vibration center of each of these tuning fork type vibrators by a second support part,
A meander-type vibrator having one end connected to the frame,
A support body connected to the other end of the meander type vibrator,
The tuning fork vibrator has a first arm and a second arm on both sides of the first support part,
An optical reflecting element in which a rotation axis of vibration of the tuning fork vibrator and a rotation axis of vibration of the meander vibrator are orthogonal to each other.
音叉型振動子は、
第一のアームと第二のアームを、位相が180度異なる方向に撓み振動させ、その回転軸を中心に捩り振動するように駆動させる請求項1に記載の光学反射素子。
Tuning fork type vibrator
The optical reflecting element according to claim 1, wherein the first arm and the second arm are driven to bend and vibrate in directions different in phase by 180 degrees and torsionally vibrate about a rotation axis thereof.
音叉型振動子の共振周波数と、ミラー部と第一の支持部とで構成された捩れ振動子の共振周波数とを同一周波数とした請求項1に記載の光学反射素子。 The optical reflection element according to claim 1, wherein the resonance frequency of the tuning fork vibrator and the resonance frequency of the torsional vibrator formed of the mirror part and the first support part are the same frequency. 二つの音叉振動子の形状を略同一形状とした請求項1に記載の光学反射素子。 The optical reflecting element according to claim 1, wherein the two tuning fork vibrators have substantially the same shape. 第一のアームと第二のアームの少なくともいずれか一方には、圧電アクチュエータを設けた請求項1に記載の光学反射素子。 The optical reflection element according to claim 1, wherein a piezoelectric actuator is provided on at least one of the first arm and the second arm. 圧電アクチュエータは、第一のアームと第二のアームとの連結部分まで延長した請求項5に記載の光学反射素子。 The optical reflection element according to claim 5, wherein the piezoelectric actuator extends to a connecting portion between the first arm and the second arm. 圧電アクチュエータを第一の電極層、圧電体層および第二の電極層からなる積層圧電薄膜とした請求項5に記載の光学反射素子。 6. The optical reflecting element according to claim 5, wherein the piezoelectric actuator is a laminated piezoelectric thin film comprising a first electrode layer, a piezoelectric layer, and a second electrode layer. 二つの音叉型振動子とミアンダ型振動子の同一面に圧電アクチュエータを設けた請求項5に記載の光学反射素子。 6. The optical reflecting element according to claim 5, wherein a piezoelectric actuator is provided on the same surface of the two tuning fork vibrators and the meander vibrator. 第一の支持部、音叉型振動子、第二の支持部、ミアンダ振動子およびミラー部の基材を同一材料とした請求項1に記載の光学反射素子。 The optical reflective element according to claim 1, wherein the first support portion, the tuning fork vibrator, the second support portion, the meander vibrator, and the mirror portion are made of the same material. 基材を弾性部材とした請求項9に記載の光学反射素子。 The optical reflective element according to claim 9, wherein the base material is an elastic member. 弾性部材を金属、ガラス、水晶または石英とした請求項10に記載の光学反射素子。 The optical reflective element according to claim 10, wherein the elastic member is made of metal, glass, quartz, or quartz. 金属をシリコン、チタン、ステンレス、エリンバーまたは黄銅合金とした請求項11に記載の光学反射素子。 The optical reflective element according to claim 11, wherein the metal is silicon, titanium, stainless steel, Elinvar, or a brass alloy. ミアンダ型振動子の回転軸と同一線上に枠体と支持体とを支持する第三の支持部を設けた請求項1に記載の光学反射素子。 The optical reflection element according to claim 1, wherein a third support portion that supports the frame body and the support body is provided on the same line as the rotation axis of the meander type vibrator. 対向する第一のアーム間と、対向する第二のアーム間がそれぞれ弾性体で接続した請求項1に記載の光学反射素子。 The optical reflecting element according to claim 1, wherein the opposing first arms and the opposing second arms are each connected by an elastic body. 弾性体を金属、ゴム、またはエラストマーとした請求項14に記載の光学反射素子。 The optical reflective element according to claim 14, wherein the elastic body is made of metal, rubber, or elastomer.
JP2008062163A 2008-03-12 2008-03-12 Optical reflection element Pending JP2009217093A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008062163A JP2009217093A (en) 2008-03-12 2008-03-12 Optical reflection element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008062163A JP2009217093A (en) 2008-03-12 2008-03-12 Optical reflection element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009217093A true JP2009217093A (en) 2009-09-24

Family

ID=41188996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008062163A Pending JP2009217093A (en) 2008-03-12 2008-03-12 Optical reflection element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009217093A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011100104A (en) * 2009-10-06 2011-05-19 Ricoh Co Ltd Method for producing colored resin particle
US11474346B2 (en) 2018-12-25 2022-10-18 Mitsumi Electric Co., Ltd. Optical scanning device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011100104A (en) * 2009-10-06 2011-05-19 Ricoh Co Ltd Method for producing colored resin particle
US11474346B2 (en) 2018-12-25 2022-10-18 Mitsumi Electric Co., Ltd. Optical scanning device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5446122B2 (en) Meander type vibrator and optical reflection element using the same
JP5239379B2 (en) Optical reflection element
US8422109B2 (en) Optical reflection element
JP5229704B2 (en) Optical scanning device
JP2010148265A (en) Meander type oscillator and optical reflective element using the same
JP5293668B2 (en) Optical reflection element
JP2005128147A (en) Optical deflector and optical apparatus using the same
JP2003172897A (en) Optical scanner and its manufacturing method, optical writing device, image forming apparatus, vibratory mirror chip and its manufacturing method, and optical scanning module
JP2009093120A (en) Optical reflection element
JP2009258210A (en) Optical reflection element
JP2009265560A (en) Optical reflection element
JP2009223113A (en) Optical reflection element and image projection apparatus using the same
JP5045470B2 (en) Optical reflection element
JP2009223115A (en) Optical reflecting element
JP2009258339A (en) Optical reflection element
JP5239382B2 (en) Optical reflection element
JP2009217093A (en) Optical reflection element
JP5077139B2 (en) Optical reflection element
JP2010060688A (en) Optical reflection element
JP2009192781A (en) Optical reflecting element
JP5045463B2 (en) Optical reflection element
JP2009244602A (en) Optical reflection element
JP5045532B2 (en) Optical reflection element
JP2009222841A (en) Optical reflecting element
JP2009223271A (en) Optical reflecting element