JP2010019934A - Actuator, optical scanner and image forming apparatus - Google Patents

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安志 溝口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact actuator which turns a movable plate around X-axis and Y-axis with smaller consumption of electric power, and also to provide an optical scanner and an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The actuator comprises: an oscillation system forming substrate (2) on which an oscillation structure body which supports a movable plate turnably around first and second axes is formed; a magnetic body (61) which is provided on the oscillation structure body so that two magnetic poles may be disposed interposing the movable plate and the line connecting the two magnetic poles may be tilted with respect to the first and the second axes, respectively; sealing members (10, 11) which form a closed space operably enclosing the movable plate, the oscillation structure body and the magnetic body and keep the closed space in an atmosphere having a pressure equal to or lower than the atmospheric pressure; and a driving coil (62) which is provided at a position opposing to the magnetic body on the outer side face of the sealing members. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエータ、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 actuator, an optical scanner, and an image forming apparatus.

例えば、プリンタ等にて光走査により描画を行うための光スキャナとして、2次元的に光を走査する光スキャナが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   For example, an optical scanner that two-dimensionally scans light is disclosed as an optical scanner for performing drawing by optical scanning with a printer or the like (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1の光スキャナは、枠状の外側可動板と、この外側可動板をX軸まわりに遥動(回動)可能に軸支する1対の第1のトーションバーと、外側可動板の内側に設けられた内側可動板と、この内側可動板をX軸に直交するY軸まわりに遥動可能に軸支する1対の第2のトーションバーとを備えるスキャナ本体と、外側可動板および内側可動板のそれぞれに設けられた1対の駆動コイルと、スキャナ本体を介して互いに対向するように設けられた1対の永久磁石とを有している。   The optical scanner of Patent Document 1 includes a frame-shaped outer movable plate, a pair of first torsion bars that pivotally support the outer movable plate around the X axis (rotation), and an outer movable plate. A scanner body including an inner movable plate provided on the inner side, and a pair of second torsion bars that pivotally support the inner movable plate about a Y axis orthogonal to the X axis; an outer movable plate; It has a pair of drive coils provided on each of the inner movable plates, and a pair of permanent magnets provided so as to face each other through the scanner body.

特開平8−322227号公報JP-A-8-322227

しかしながら、このような光スキャナは、光スキャナ本体を介して互いに対向するように1対の永久磁石を設けているため、光スキャナの小型化を図ることが難しい。また、外側可動板および内側可動板に設けたそれぞれに1つずつの駆動コイルに電流を印加するため発熱によって可動板の変形を生じる恐れがある。特に大きな回動を得る為にはこの変形は大きくなる。また、駆動電流を低減し、大きな回動を得る為に、パッケージ内を減圧することも考えられるが、駆動コイルへの配線をパッケージの外に引き出すため、安価なパッケージでは減圧状態を保つことが難しい。また、配線引き出しや、大きな永久磁石が2つパッケージ内に配置されているため、パッケージ容積が大きく、減圧状態を保つには不向きな構成となっている。
よって、本発明は、小型化を図りつつ、可動板をより低消費電力でX軸及びY軸の回りに大きく回動させることのできるアクチュエータ、光スキャナ、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
However, since such an optical scanner is provided with a pair of permanent magnets so as to face each other via the optical scanner body, it is difficult to reduce the size of the optical scanner. Further, since current is applied to one drive coil provided on each of the outer movable plate and the inner movable plate, there is a possibility that the movable plate is deformed by heat generation. In particular, this deformation becomes large in order to obtain a large rotation. In order to reduce the drive current and obtain a large rotation, it is conceivable to reduce the pressure in the package. However, since the wiring to the drive coil is drawn out of the package, the low pressure package can maintain the reduced pressure state. difficult. In addition, since the wiring lead-out and two large permanent magnets are arranged in the package, the package volume is large and the structure is unsuitable for maintaining a reduced pressure state.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator, an optical scanner, and an image forming apparatus capable of rotating the movable plate largely around the X axis and the Y axis with lower power consumption while reducing the size. And

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエータは、可動板を第1及び第2の軸まわりに回動可能に支持する振動構造体が形成される振動系形成基板と、2つの磁極が前記可動板を間に介して配置され、該2つの磁極を結ぶ線分が上記第1及び第2の軸のそれぞれの軸に対して傾斜するように、上記振動構造体に設けられる磁性体と、上記可動板、上記振動構造体及び上記磁性体を動作可能に囲んで閉空間を形成し、該閉空間を大気圧以下に減圧された雰囲気下に保つ、封止部材と、上記封止部材の外側面の上記磁性体に対向する位置に設けられる駆動コイルと、を備えることを特徴とする。上記磁性体には、永久磁石、磁場の印加により容易に磁石となる軟磁性体等が該当する。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The actuator of the present invention includes a vibration system forming substrate on which a vibration structure that supports the movable plate so as to be rotatable about the first and second axes is formed, and two magnetic poles arranged with the movable plate interposed therebetween. A magnetic body provided in the vibration structure, the movable plate, and the vibration structure so that a line segment connecting the two magnetic poles is inclined with respect to each of the first and second axes. And enclosing the magnetic body in an operative manner to form a closed space, and maintaining the closed space in an atmosphere reduced to a pressure lower than atmospheric pressure, and facing the magnetic body on the outer surface of the sealing member And a drive coil provided at a position to be provided. The magnetic material includes a permanent magnet, a soft magnetic material that easily becomes a magnet when a magnetic field is applied, and the like.

かかる構成とすることによって可動板や振動構造体の振動動作に対する空気の抵抗が減少し、より高い周波数で可動板を振動させることができる。また、減圧された、より好ましくは真空状態の封止部材内に振動構造体を配置することで高いQ値を利用した共振駆動が利用でき、低消費電力化が可能となる。また、封止部材内には、電気的な配線が不要な可動部や振動構造体を配置し、駆動コイルなどの電気配線が必要なものは封止部材の外部に配置する構成としているので、減圧状態(例えば、真空)を維持しやすい密閉容易な封止部材構成としているので、安価に真空パッケージが実現できる。   With such a configuration, the resistance of air to the vibration operation of the movable plate and the vibration structure is reduced, and the movable plate can be vibrated at a higher frequency. In addition, by arranging the vibrating structure in a reduced pressure sealing member, more preferably in a vacuum state, resonance driving using a high Q value can be used, and power consumption can be reduced. In addition, the movable member and the vibration structure that do not require electrical wiring are arranged in the sealing member, and those that require electrical wiring such as a drive coil are arranged outside the sealing member. Since the sealing member is configured to be easily sealed so as to easily maintain a reduced pressure state (for example, vacuum), a vacuum package can be realized at low cost.

上記軟磁性体としては、例えば、鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金などがあり、適宜に選択される。軟磁性体は駆動コイルによって磁場が印加されることによって磁石となり、磁場との間で磁力を発生し、振動構造体を駆動する力を発生する。   Examples of the soft magnetic material include iron, silicon steel, permalloy, sendust, permendur, soft ferrite, and amorphous magnetic alloy, and are appropriately selected. The soft magnetic material becomes a magnet when a magnetic field is applied by the drive coil, generates a magnetic force with the magnetic field, and generates a force for driving the vibrating structure.

上記のように、駆動コイルは、封止部材外側の磁性体(永久磁石)の直下に設けられていることが好ましい。
これにより、アクチュエータの省電力化および小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記コイルは、前記可動板の平面視にて、前記駆動部材の外周を囲むように形成されていることが好ましい。
これにより、前記コイルと前記永久磁石との離間距離を極めて小さくすることができる。その結果、前記コイルから発生する磁界を効率的に前記永久磁石に作用させることができる。すなわち、アクチュエータの省電力化および小型化を図ることができる。
As described above, the drive coil is preferably provided directly below the magnetic body (permanent magnet) outside the sealing member.
Thereby, power saving and size reduction of the actuator can be achieved.
In the actuator according to the aspect of the invention, it is preferable that the coil is formed so as to surround an outer periphery of the driving member in a plan view of the movable plate.
Thereby, the separation distance between the coil and the permanent magnet can be made extremely small. As a result, the magnetic field generated from the coil can be efficiently applied to the permanent magnet. That is, power saving and downsizing of the actuator can be achieved.

更に、上記封止部材内側に上記閉空間内のガスを吸収するゲッター膜が形成されている、ことが望ましい。それにより、基板封止の際に内部に残留したガスを吸収して真空度を上昇させ、あるいは封止後に外部から侵入したガスを吸着除去して、封止部材内の減圧状態(真空度)を維持することができる。   Furthermore, it is desirable that a getter film for absorbing the gas in the closed space is formed inside the sealing member. As a result, the gas remaining inside the substrate during the sealing is absorbed to increase the degree of vacuum, or the gas that has entered from the outside after sealing is adsorbed and removed to reduce the pressure in the sealing member (the degree of vacuum). Can be maintained.

上記可動板には反射膜が設けられ、上記封止部材の一部に該反射膜への入射光及び該反射膜からの反射光を通過させる透明な窓部が形成され、該封止部材の少なくとも該窓部の周囲には、前記ゲッター膜が光吸収膜として配置されている、ことが望ましい。それにより、封止部材による乱反射が回避可能となる(迷光対策)。
上述した、ゲッター膜の材料としては、Zr,Ti,Nb,Ta,V等の遷移金属、または、これ等の合金若しくは化合物、Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Al,Y,La及び希土類から選ばれる少なくとも1つの元素との合金若しくは化合物、例えば、Ti−V,Zr−Al,Zr−V,Zr−Fe及びZr−Ni、三元合金、Zr−V−Fe及びZr−Co−希土類、または多成分系合金等があげられる。光吸収膜としては、これ等の材料のうち黒色のものや、GeN、TiNなどの黒色の膜、これ等ゲッター膜材料を反射光の少ない構造である、いわゆるモスアイ構造として光吸収膜を形成(パターニング)したものを使用することができる。
The movable plate is provided with a reflective film, and a transparent window portion through which incident light to the reflective film and reflected light from the reflective film pass is formed in a part of the sealing member. It is desirable that the getter film is disposed as a light absorption film at least around the window. Thereby, irregular reflection by the sealing member can be avoided (measures against stray light).
As the material of the getter film described above, transition metals such as Zr, Ti, Nb, Ta, and V, or alloys or compounds thereof, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Al, Y, La, and rare earths are used. Alloys or compounds with at least one element selected from, for example, Ti-V, Zr-Al, Zr-V, Zr-Fe and Zr-Ni, ternary alloys, Zr-V-Fe and Zr-Co-rare earth Or a multi-component alloy. As the light absorption film, a black film of these materials, a black film such as GeN or TiN, or a getter film material is formed as a so-called moth-eye structure having a structure with little reflected light. Patterned ones can be used.

上記封止部材が、少なくともいずれかが凹部を有する、上側封止部材と下側封止部材とを接合してなることが望ましい。それにより、振動系形成基板を封止することができる。   It is desirable that the sealing member is formed by joining an upper sealing member and a lower sealing member, at least one of which has a recess. Thereby, the vibration system forming substrate can be sealed.

上記上側封止部材がガラス、上記振動系形成基板がシリコン、上記下側封止部材がガラスである、ことが望ましい。それにより、上側封止部材、振動系形成基板、上側封止部材を重ねた状態で陽極接合によってボンデイングすることができる。上下の封止部材をガラスにすることで、接合後の振動系形成基板の状態を上下から確認でき、生産工程での外観検査等が容易である。   It is desirable that the upper sealing member is glass, the vibration system forming substrate is silicon, and the lower sealing member is glass. Thereby, it can bond by anodic bonding in the state which accumulated the upper side sealing member, the vibration system formation board | substrate, and the upper side sealing member. By making the upper and lower sealing members into glass, the state of the vibration system forming substrate after joining can be confirmed from above and below, and appearance inspection and the like in the production process are easy.

上記振動構造体が、枠状の駆動部材と、上記駆動部材をX軸まわりに回動可能とするように、上記駆動部材を両持ち支持する1対の第1の軸部材とで構成された第1の振動系と、上記駆動部材の内側に設けられた上記可動板と、上記可動板を上記X軸に直交するY軸まわりに回動可能とするように、上記可動板を上記駆動部材に両持ち支持する1対の第2の軸部材とで構成された第2の振動系と、を含むことが望ましい。それにより、X軸回り及びY軸回りに回動する可動板が得られる。   The vibration structure includes a frame-shaped drive member and a pair of first shaft members that support the drive member so that the drive member can be rotated about the X axis. The first vibration system, the movable plate provided on the inner side of the drive member, and the movable plate so that the movable plate can be rotated about a Y axis orthogonal to the X axis. And a second vibration system composed of a pair of second shaft members that are supported at both ends. Thereby, a movable plate that rotates around the X axis and the Y axis is obtained.

更に、上記コイルに駆動電圧を印加する電圧印加手段を備え、上記電圧印加手段は、互いに周波数の異なる第1の交番電圧と第2の交番電圧とを発生させる電圧発生部と、上記第1の電圧と上記第2の電圧とを重畳する電圧重畳部とを備え、上記電圧重畳部で重畳された電圧を上記コイルに印加することにより、上記可動板を上記第1の電圧の周波数で上記X軸まわりに回動させつつ、上記第2の電圧の周波数で上記Y軸まわりに回動させるように構成されていることが望ましい。それにより、可動板をX軸回り及びY軸回りに回動することが可能となる。   Furthermore, voltage application means for applying a driving voltage to the coil is provided, the voltage application means generating a first alternating voltage and a second alternating voltage having different frequencies, and the first A voltage superimposing unit that superimposes the voltage and the second voltage, and applying the voltage superimposed by the voltage superimposing unit to the coil, thereby moving the movable plate at the frequency of the first voltage. It is desirable to be configured to rotate around the Y axis at the frequency of the second voltage while rotating around the axis. Thereby, the movable plate can be rotated around the X axis and the Y axis.

本発明のアクチュエータは、2次元的な走査光を発生する光スキャナや2次元的な走査光で画像を形成する画像形成装置に用いて好都合である。低コスト化および小型化を図りつつ、上記可動板をX軸およびY軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、2次元的に光を走査することのできる光スキャナを備えた画像形成装置を提供することができる。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学デバイスとして用いることができる。   The actuator of the present invention is convenient for use in an optical scanner that generates two-dimensional scanning light or an image forming apparatus that forms an image with two-dimensional scanning light. Provided is an image forming apparatus provided with an optical scanner capable of two-dimensionally scanning light by rotating the movable plate around each of the X axis and the Y axis while reducing the cost and size. can do. For example, it can be used as an optical device provided in an image forming apparatus such as a laser printer, a barcode reader, a scanning confocal laser microscope, or an imaging display.

以下、本発明のアクチュエータ、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。   Hereinafter, preferred embodiments of an actuator, an optical scanner, and an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(実施例1)
図1は、本発明のアクチュエータの好適な実施形態を示す平面図、図2は、本発明のアクチュエータの上側封止部材を外した状態で振動機構を示す平面図、図3は、図2中のX−X’方向における断面図(ただし、後述の駆動部材、永久磁石部分は図中のA−A方向における断面で示している。)、図4は、図3に示すアクチュエータが備える駆動手段を示すブロック図、図5は、図4に示す第1の電圧発生部および第2の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。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「右」、左側を「左」と言う。
Example 1
FIG. 1 is a plan view showing a preferred embodiment of the actuator of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a vibration mechanism with the upper sealing member of the actuator of the present invention removed, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view in the XX ′ direction (however, a driving member and a permanent magnet portion described later are shown in a cross section in the AA direction in the drawing), and FIG. 4 is a driving means provided in the actuator shown in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a voltage generated in the first voltage generation unit and the second voltage generation unit illustrated in FIG. 4. In the following, for convenience of explanation, the front side in FIG. 2 is referred to as “up”, the back side in FIG. 2 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 “right”, and the left side is called “left”.

図1及び図3に示すように、アクチュエータ1は、概略、振動系形成基板2と、振動系形成基板2を封止する封止部材としての上側封止基板10及び下側封止基板11によって構成されている。上側封止基板10及び下側封止基板11はそれぞれ外周縁部に枠部(突起)が形成された凹状体であり、上側封止基板10及び下側封止基板11の凹部同士が腹合わせに(対向して)組み合わされることによって閉空間を形成する。この閉空間内に振動系形成基板2の振動構造体(後述の21、22)が配置される。この実施例では、振動系形成基板2はシリコン、上側封止基板10及び下側封止基板11はガラスによって構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the actuator 1 is roughly composed of a vibration system forming substrate 2, and an upper sealing substrate 10 and a lower sealing substrate 11 as sealing members for sealing the vibration system forming substrate 2. It is configured. Each of the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11 is a concave body having a frame (projection) formed on the outer peripheral edge, and the concave portions of the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11 are aligned with each other. Are combined (oppositely) to form a closed space. In this closed space, vibration structures (21 and 22 described later) of the vibration system forming substrate 2 are arranged. In this embodiment, the vibration system forming substrate 2 is made of silicon, and the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11 are made of glass.

振動系形成基板2は、上側封止基板10及び下側封止基板11間に、減圧雰囲気下(望ましくは、大気圧から十分に減圧されたいわゆる真空状態)において、重ね合わされ、例えば、360℃程度に加熱され、基板10及び11との間に高電圧が印加されて、いわゆる陽極接合によって接合される。なお、基板間の接合はこれに限定されるものではなく、樹脂系の接着材によって基板間を貼り合わせても良い。   The vibration system forming substrate 2 is superposed between the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11 in a reduced pressure atmosphere (desirably, a so-called vacuum state in which the pressure is sufficiently reduced from atmospheric pressure). It is heated to such a degree that a high voltage is applied between the substrates 10 and 11 and bonding is performed by so-called anodic bonding. Note that the bonding between the substrates is not limited to this, and the substrates may be bonded together with a resin-based adhesive.

上側封止基板10及び下側封止基板11間に形成される閉空間内には、ガスを吸収し、あるいはガス粒子と結合する等して、閉空間内の真空度を高めるゲッター材の膜110が形成されている。ゲッターの膜110は、振動構造体の動作を妨げない位置であれば、特に配置場所は限定されない。上側封止基板10及び下側封止基板11のいずれの側に設けても良い。ゲッターの膜110は真空度を高めるほか、長期間の真空度の維持に寄与する。   In the closed space formed between the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11, a film of a getter material that increases the degree of vacuum in the closed space by absorbing gas or combining with gas particles. 110 is formed. There are no particular restrictions on the location of the getter film 110 as long as it does not interfere with the operation of the vibrating structure. It may be provided on either side of the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11. The getter film 110 increases the degree of vacuum and contributes to maintaining the degree of vacuum for a long period of time.

本願の実施例では、ゲッター膜110は上側封止基板10の内壁に設けられている。ゲッター膜110は、予め、上側封止基板10に蒸着、塗布、焼結、接着などによって設けられている。例えば、主たる非蒸発型ゲッター材料(当該技術分野でNEG材料としても知られている)は、Zr、Ti、Nb、Ta、V等の遷移金属、またはそれらの合金もしくは化合物および/もしくはCr、Mn、Fe、Co、Ni、Al、Y、Laおよび希土類から選ばれる少なくとも1つの元素との合金もしくは化合物、例えば、二元合金、Ti−V、Zr−Al、Zr−V、Zr−FeおよびZr−Ni、三元合金、Zr−V−FeおよびZr−Co−希土類、または多成分系合金である。   In the embodiment of the present application, the getter film 110 is provided on the inner wall of the upper sealing substrate 10. The getter film 110 is previously provided on the upper sealing substrate 10 by vapor deposition, application, sintering, adhesion, or the like. For example, the main non-evaporable getter materials (also known in the art as NEG materials) are transition metals such as Zr, Ti, Nb, Ta, V, or their alloys or compounds and / or Cr, Mn Alloys or compounds with at least one element selected from Fe, Co, Ni, Al, Y, La and rare earths, for example, binary alloys, Ti-V, Zr-Al, Zr-V, Zr-Fe and Zr -Ni, ternary alloys, Zr-V-Fe and Zr-Co-rare earths, or multicomponent alloys.

図1に示すように、ゲッター膜110の光反射部(ミラー)221aに対向する部分は開口しており、透明な上側封止基板10によって光が通過する透明な窓部120になっている。この窓部120において、外部から閉空間内に配置された光反射部221aに光ビームが入射し、揺動する光反射部221aによって方向が変調された反射ビームが外部に出射する。   As shown in FIG. 1, a portion of the getter film 110 that faces the light reflecting portion (mirror) 221 a is opened, and a transparent window portion 120 through which light passes is formed by the transparent upper sealing substrate 10. In this window part 120, a light beam is incident on the light reflecting part 221a disposed in the closed space from the outside, and a reflected beam whose direction is modulated by the oscillating light reflecting part 221a is emitted to the outside.

光ビームが上側封止部基板10を通過する際に、光ビームの一部が基板10で反射あるいは散乱してスキャナ1の封止部材内で迷光となることを防止するため、上述したゲッター膜110の部分に光吸収膜(反射防止膜)を設けることが望ましい。光吸収膜としては、例えば、GeN、TiN等が使用可能である。既述した、ゲッター膜110のうち、光吸収効果の高いもの(黒色系)を選択することができる。また、ゲッター膜110の形状をいわゆるモスアイ形状にパターニングすることによって反射光を減少することができる。   In order to prevent a part of the light beam from being reflected or scattered by the substrate 10 and becoming stray light in the sealing member of the scanner 1 when the light beam passes through the upper sealing portion substrate 10, the getter film described above is used. It is desirable to provide a light absorption film (antireflection film) at 110. For example, GeN, TiN or the like can be used as the light absorption film. Among the getter films 110 described above, a film having a high light absorption effect (black type) can be selected. Further, the reflected light can be reduced by patterning the shape of the getter film 110 into a so-called moth-eye shape.

封止部材である下側封止基板11の外部面の振動構造体の磁性体(永久磁石(硬磁性体)あるいは軟磁性体)に対応する位置には、駆動手段としての駆動コイル62が配置されている。振動構造体には、可動コイルがなく、また、駆動コイル62が封止部材の外部に配置されることによって封止部材の内外を貫く電気配線がなく、密封状体を保つに好都合な構成となっている。   A drive coil 62 as drive means is arranged at a position corresponding to the magnetic body (permanent magnet (hard magnetic body) or soft magnetic body) of the vibration structure on the outer surface of the lower sealing substrate 11 which is a sealing member. Has been. The vibration structure does not have a moving coil, and since the drive coil 62 is arranged outside the sealing member, there is no electric wiring penetrating the inside and outside of the sealing member, and a configuration that is convenient for maintaining a sealed body. It has become.

次に、各部の構成について説明する。   Next, the configuration of each unit will be described.

図2に示すように、アクチュエータ1は、第1の振動系21と第2の振動系22とを備える振動系形成基板2を備えている。さらに、図3に示すように、振動系形成基板2は、接合層4を介して上側封止基板10と下側封止基板11とが接合され、密封されている。接合層4は、既出した陽極接合部あるいは接着剤層である。   As shown in FIG. 2, the actuator 1 includes a vibration system forming substrate 2 that includes a first vibration system 21 and a second vibration system 22. Further, as shown in FIG. 3, the vibration system forming substrate 2 is sealed by bonding the upper sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11 through the bonding layer 4. The bonding layer 4 is an anodic bonding portion or an adhesive layer that has already been described.

図2に示すように、振動系形成基板2は、枠状の支持部23と、支持部23に支持された第1の振動系21と、第1の振動系21に支持された第2の振動系22とを備えている。第1の振動系21は、支持部23の内側に設けられた枠状の駆動部材211と、駆動部材211を支持部23に両持ち支持する1対の第1の軸部材212、213とで構成されている。また、第2の振動系22は、駆動部材211の内側に設けられた可動板221と、可動板221を駆動部材211に両持ち支持する1対の第2の軸部材222、223とで構成されている。   As shown in FIG. 2, the vibration system forming substrate 2 includes a frame-shaped support portion 23, a first vibration system 21 supported by the support portion 23, and a second support supported by the first vibration system 21. And a vibration system 22. The first vibration system 21 includes a frame-shaped drive member 211 provided inside the support portion 23, and a pair of first shaft members 212 and 213 that support the drive member 211 on the support portion 23. It is configured. The second vibration system 22 includes a movable plate 221 provided inside the drive member 211 and a pair of second shaft members 222 and 223 that support the movable plate 221 on both sides of the drive member 211. Has been.

すなわち、振動系形成基板2は、可動板221と、1対の第2の軸部材222、223と、駆動部材211と、1対の第2の軸部材212、213と、支持部23とで構成されている。
駆動部材211は、図2の平面視(すなわち、可動板221の平面視)にて、円環状をなしている。ただし、駆動部材211の形状は、枠状をなしていれば、特に限定されない。そして、この駆動部材211の下面には、後述する、磁性体としての永久磁石61が設けられている。このような駆動部材211は、1対の第1の軸部材212、213によって支持部23に両持ち支持されている。
That is, the vibration system forming substrate 2 includes the movable plate 221, the pair of second shaft members 222 and 223, the drive member 211, the pair of second shaft members 212 and 213, and the support portion 23. It is configured.
The drive member 211 has an annular shape in a plan view of FIG. 2 (that is, a plan view of the movable plate 221). However, the shape of the drive member 211 is not particularly limited as long as it has a frame shape. And the permanent magnet 61 as a magnetic body mentioned later is provided in the lower surface of this drive member 211. As shown in FIG. Such a drive member 211 is supported at both ends on the support portion 23 by a pair of first shaft members 212 and 213.

第1の軸部材212、213のそれぞれは、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第1の軸部材212、213のそれぞれは、駆動部材211を支持部23に対して回動可能とするように、駆動部材211と支持部23とを連結している。このような、第1の軸部材212、213は、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下、「回動中心軸X」という)を中心として、駆動部材211が支持部23に対して回動するように構成されている。   Each of the first shaft members 212 and 213 has a longitudinal shape and can be elastically deformed. Each of the first shaft members 212 and 213 connects the drive member 211 and the support portion 23 so that the drive member 211 can be rotated with respect to the support portion 23. The first shaft members 212 and 213 are provided coaxially with each other, and the drive member 211 is located with respect to the support portion 23 around the shaft (hereinafter referred to as “rotation center axis X”). And is configured to rotate.

駆動部材211の内側に形成された可動板221は、その平面視にて、円形状をなしている。だたし、可動板221の形状は、特に限定されない。また、可動板221の上面には、光反射性を有する光反射部221aが形成されている。このような可動板221は、1対の第2の軸部材222、223によって、駆動部材211に両持ち支持されている。   The movable plate 221 formed inside the drive member 211 has a circular shape in plan view. However, the shape of the movable plate 221 is not particularly limited. In addition, a light reflecting portion 221 a having light reflectivity is formed on the upper surface of the movable plate 221. Such a movable plate 221 is supported at both ends by the drive member 211 by a pair of second shaft members 222 and 223.

第2の軸部材222、223のそれぞれは、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第2の軸部材222、223のそれぞれは、可動板221を駆動部材211に対して回動可能とするように、可動板221と駆動部材211とを連結している。このような第2の軸部材222、223は、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下、「回動中心軸Y」という)を中心として、可動板221が駆動部材211に対して回動するように構成されている。   Each of the second shaft members 222 and 223 has a longitudinal shape and can be elastically deformed. Each of the second shaft members 222 and 223 connects the movable plate 221 and the drive member 211 so that the movable plate 221 can be rotated with respect to the drive member 211. Such second shaft members 222 and 223 are provided coaxially with each other, and the movable plate 221 with respect to the drive member 211 is centered on this shaft (hereinafter referred to as “rotation center axis Y”). It is configured to rotate.

なお、図2に示すように、回動中心軸Xと回動中心軸Yとは、互いに直交する軸である。すなわち、回動中心軸Xと回動中心軸Yとのなす角は、90度である。また、駆動部材211の中心および可動板221の中心のそれぞれは、図1の平面視にて、回動中心軸Xと回動中心軸Yとの交点上に位置している。   As shown in FIG. 2, the rotation center axis X and the rotation center axis Y are axes orthogonal to each other. That is, the angle formed by the rotation center axis X and the rotation center axis Y is 90 degrees. Further, each of the center of the drive member 211 and the center of the movable plate 221 is located on the intersection of the rotation center axis X and the rotation center axis Y in the plan view of FIG.

このような振動系形成基板2は、前述したように、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板221と、第2の軸部材222、223と、駆動部材211と、第1の軸部材212、213と、支持部23とが一体的に形成されている。シリコンを主材料とすることで、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理(加工)が可能であり、アクチュエータ1の小型化を図ることができる。   As described above, the vibration system forming substrate 2 is made of, for example, silicon as a main material, and includes a movable plate 221, second shaft members 222 and 223, a drive member 211, and a first member. The shaft members 212 and 213 and the support portion 23 are integrally formed. By using silicon as a main material, it is possible to realize excellent rotation characteristics and to exhibit excellent durability. Further, fine processing (processing) is possible, and the actuator 1 can be miniaturized.

なお、振動系形成基板2は、SOI基板等の積層構造を有する基板から、可動板221と、第2の軸部材222、223と、駆動部材211と、第1の軸部材212、213と、支持部23とを形成したものであってもよい。その際、可動板221と、第2の軸部材222、223と、駆動部材211と、第1の軸部材212、213と、支持部23とが一体的となるように、これらを積層構造基板の1つの層で構成するのが好ましい。   The vibration system forming substrate 2 includes a movable plate 221, second shaft members 222 and 223, a drive member 211, first shaft members 212 and 213, and a substrate having a laminated structure such as an SOI substrate. The support part 23 may be formed. At that time, the movable plate 221, the second shaft members 222 and 223, the drive member 211, the first shaft members 212 and 213, and the support portion 23 are integrated with each other so as to be integrated. It is preferable to be composed of one layer.

図3に示すように、以上のような振動系形成基板2は、接合層4を介して上が世封止基板10及び下側封止基板11と接合している。封止基板10及び11は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。下側封止基板11の外周囲の枠体部は、可動板221の平面視にて、支持部23とほぼ同一形状をなしている(すなわち、枠状をなしている)。ただし、上下の封止基板10及び11の形状については、振動系形成基板2を支持することができれば、特に限定されない。また、振動系形成基板2全体を下側封止基板11の凹部内に収容し、上側封止基板10を平坦な(凹部のない)蓋体として構成しても良い。   As shown in FIG. 3, the vibration system forming substrate 2 as described above is bonded to the world sealing substrate 10 and the lower sealing substrate 11 through the bonding layer 4. The sealing substrates 10 and 11 are made of, for example, glass or silicon as a main material. The outer peripheral frame body portion of the lower sealing substrate 11 has substantially the same shape as the support portion 23 in plan view of the movable plate 221 (that is, has a frame shape). However, the shapes of the upper and lower sealing substrates 10 and 11 are not particularly limited as long as the vibration system forming substrate 2 can be supported. Alternatively, the entire vibration system forming substrate 2 may be accommodated in the recess of the lower sealing substrate 11 and the upper sealing substrate 10 may be configured as a flat (no recess) lid.

下側封止基板11と振動系形成基板2との間に形成された接合層4は、既述樹脂による接着材の他、例えば、ガラス、シリコン、またはSiO2を主材料として構成することができる。ただし、このような接合層4は、省略してもよい(必須ではない。)。すなわち、振動系形成基板2が封止部材内に固定され、密閉されているものであればよい。 The bonding layer 4 formed between the lower sealing substrate 11 and the vibration system forming substrate 2 may be composed of, for example, glass, silicon, or SiO 2 as a main material in addition to the adhesive made of the resin described above. it can. However, such a bonding layer 4 may be omitted (not required). That is, it is only necessary that the vibration system forming substrate 2 is fixed and sealed in the sealing member.

下側封止基板11の下面には、永久磁石61に磁界を作用させるための駆動コイル62が設けられている。このコイル62は、図3に示すように、電圧印加手段63と電気的に接続されている。このような永久磁石61と、コイル62と、電圧印加手段63とで駆動手段6を構成している。   A drive coil 62 for applying a magnetic field to the permanent magnet 61 is provided on the lower surface of the lower sealing substrate 11. As shown in FIG. 3, the coil 62 is electrically connected to the voltage applying means 63. The permanent magnet 61, the coil 62, and the voltage applying means 63 constitute the driving means 6.

図3に示すように、永久磁石61は、長手形状をなしている。そして、永久磁石61は、接着層81、82を介して、駆動部材211の下面に接合されている。すなわち、永久磁石61は、可動板221の光反射部221aと反対の面側に設けられている。これにより、永久磁石61によって、光反射部221aでの光走査が阻害されてしまうことを防止することができる。   As shown in FIG. 3, the permanent magnet 61 has a longitudinal shape. The permanent magnet 61 is bonded to the lower surface of the driving member 211 via the adhesive layers 81 and 82. That is, the permanent magnet 61 is provided on the surface of the movable plate 221 opposite to the light reflecting portion 221a. Thereby, it can prevent that the optical scanning in the light reflection part 221a is obstructed by the permanent magnet 61. FIG.

また、永久磁石61は、図2の平面視にて、回動中心軸Xと回動中心軸Yとの交点(以下、この交点を「交点G」ともいう)を通り、回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸に対して傾斜した線分(以下、この線分を「線分J」ともいう)に沿って設けられている。
このような永久磁石61は、その長手方向の交点Gに対して一方の側がS極、他方の側がN極となっている。つまり、永久磁石61のS極とN極とを結ぶ線分(すなわち、線分J)が、回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸に対して傾斜している。なお、図3では、説明の便宜上、永久磁石61の長手方向の紙面左側をS極とし、紙面右側をN極としたものについて図示している。
Further, the permanent magnet 61 passes through the intersection of the rotation center axis X and the rotation center axis Y (hereinafter, this intersection point is also referred to as “intersection point G”) in the plan view of FIG. And a line segment inclined with respect to each of the rotation center axes Y (hereinafter, this line segment is also referred to as “line segment J”).
Such a permanent magnet 61 has an S pole on one side and an N pole on the other side with respect to the intersection G in the longitudinal direction. That is, the line segment connecting the S pole and the N pole of the permanent magnet 61 (that is, the line segment J) is inclined with respect to the rotation center axis X and the rotation center axis Y. In FIG. 3, for convenience of explanation, the permanent magnet 61 is illustrated with the left side in the longitudinal direction as the S pole and the right side as the N pole.

図2の平面視にて、線分Jの回動中心軸Xに対する傾斜角θは、30〜60度であるのが好ましく、40〜50度であるのがより好ましく、ほぼ45度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石61を設けることで、極めて円滑に、可動板221を回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸まわりに回動させることができる。これに対し、傾斜角θが前記下限値未満であると、コイル62に印加される電圧の強さなどによっては、円滑に、可動板221をX軸まわりに回動させることができない場合がある。一方、傾斜角θが前記上限値を超えると、コイル62に印加される電圧の強さなどによっては、円滑に、可動板221をY軸まわりに回動させることができない場合がある。   In the plan view of FIG. 2, the inclination angle θ of the line segment J with respect to the rotation center axis X is preferably 30 to 60 degrees, more preferably 40 to 50 degrees, and approximately 45 degrees. Is more preferable. By providing the permanent magnet 61 in this manner, the movable plate 221 can be rotated around the rotation center axis X and the rotation center axis Y very smoothly. On the other hand, if the tilt angle θ is less than the lower limit value, the movable plate 221 may not be smoothly rotated around the X axis depending on the strength of the voltage applied to the coil 62 or the like. . On the other hand, when the inclination angle θ exceeds the upper limit value, the movable plate 221 may not be smoothly rotated around the Y axis depending on the strength of the voltage applied to the coil 62 or the like.

本実施形態では、線分Jは、回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸に対して45度傾斜している。
また、図3に示すように、永久磁石61の可動板221側の面(すなわち、上面)には、凹部611が形成されている。この凹部611は、永久磁石61と可動板221との接触を防止するための逃げ部である。このような凹部(逃げ部)611を形成することで、可動板221の回動中心軸Yまわりの回動を円滑に行うことができる。また、逃げ部を凹部611とすることで、極めて簡単に永久磁石61と可動板221との接触を防止することができる。だだし、逃げ部としては、可動板221と永久磁石61との接触を防止することができれば、とくに限定されず、例えば、回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸に直交する方向へ形成された貫通孔であってもよい。また、例えば、接着層81、82が、可動板221と永久磁石61との接触を防止することができる程度の厚さを有する場合などには、このような凹部611を省略してもよい。
In the present embodiment, the line segment J is inclined 45 degrees with respect to each of the rotation center axis X and the rotation center axis Y.
Further, as shown in FIG. 3, a concave portion 611 is formed on the surface (that is, the upper surface) of the permanent magnet 61 on the movable plate 221 side. The recess 611 is an escape portion for preventing contact between the permanent magnet 61 and the movable plate 221. By forming such a recess (escape portion) 611, the movable plate 221 can be smoothly rotated about the rotation center axis Y. In addition, since the escape portion is the recess 611, the contact between the permanent magnet 61 and the movable plate 221 can be prevented very easily. However, the escape portion is not particularly limited as long as the contact between the movable plate 221 and the permanent magnet 61 can be prevented. For example, the escape portion is orthogonal to the rotation center axis X and the rotation center axis Y. It may be a through hole formed in a direction. For example, when the adhesive layers 81 and 82 have such a thickness that the contact between the movable plate 221 and the permanent magnet 61 can be prevented, such a recess 611 may be omitted.

このような永久磁石61としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
なお、既に着磁された硬磁性体(すなわち、永久磁石)を駆動部材211の下面に設けることで永久磁石61としてもよいし、硬磁性体を駆動部材211に設けてから、その硬磁性体を着磁することで永久磁石61としてもよい。
Such a permanent magnet 61 is not particularly limited, and for example, a magnet obtained by magnetizing a hard magnetic material such as a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, an alnico magnet, or a bond magnet can be suitably used.
In addition, it is good also as the permanent magnet 61 by providing the hard magnetic body (namely, permanent magnet) already magnetized in the lower surface of the drive member 211, or after providing a hard magnetic body in the drive member 211, the hard magnetic body is provided. May be used as the permanent magnet 61.

永久磁石61と駆動部材211とを接合するための接着層81、82は、例えば、接着剤で構成されている。これにより、駆動部材211と永久磁石61とを強固に接着(接合)することができる。だたし、永久磁石61を駆動部材211の下面に設けることができれば、接着層81、82を構成する材料は特に限定されない。また、永久磁石61と駆動部材211との接合方法などにとっては、接着層81、82を省略してもよい。   The adhesive layers 81 and 82 for joining the permanent magnet 61 and the drive member 211 are made of, for example, an adhesive. Thereby, the drive member 211 and the permanent magnet 61 can be firmly bonded (joined). However, as long as the permanent magnet 61 can be provided on the lower surface of the drive member 211, the material constituting the adhesive layers 81 and 82 is not particularly limited. In addition, the bonding layers 81 and 82 may be omitted for the method of joining the permanent magnet 61 and the drive member 211.

永久磁石61の直下かつ下側封止基板11の外側に、駆動コイル62が設けられている。すなわち、可動板221および駆動部材211のそれぞれの下面と対向するように、コイル62が設けられている。なお、コイル62は、例えば、磁心に巻き付けられていてもよい。このように、コイル62を永久磁石61の直下に設けることで、可動板221および駆動部材211の雰囲気を減圧雰囲気下(好ましくは、高真空状態)に保ったまま、コイル62と永久磁石61との離間距離を極めて小さくすることができ、空気の抵抗を減らして高速に可動板221および駆動部材211を移動させることができる。また、コイル62から発生する磁界を効率的に永久磁石61に作用させることができる。すなわち、アクチュエータ1の高周波動作化、省電力化および小型化を図ることができる。   A drive coil 62 is provided directly below the permanent magnet 61 and outside the lower sealing substrate 11. That is, the coil 62 is provided so as to face the lower surfaces of the movable plate 221 and the drive member 211. The coil 62 may be wound around a magnetic core, for example. Thus, by providing the coil 62 directly below the permanent magnet 61, the coil 62, the permanent magnet 61, and the movable plate 221 and the driving member 211 are maintained in a reduced-pressure atmosphere (preferably in a high vacuum state). The distance between the movable plate 221 and the driving member 211 can be moved at high speed by reducing the air resistance. Further, the magnetic field generated from the coil 62 can be efficiently applied to the permanent magnet 61. That is, high-frequency operation, power saving, and downsizing of the actuator 1 can be achieved.

このようなコイル62は、電圧印加手段63と電気的に接続されている。そして、電圧印加手段63によりコイル62に電圧が印加されることで、コイル62から回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸に直交する軸方向の磁束を有する磁界が発生する。   Such a coil 62 is electrically connected to the voltage applying means 63. When a voltage is applied to the coil 62 by the voltage applying means 63, a magnetic field having an axial magnetic flux perpendicular to the rotation center axis X and the rotation center axis Y is generated from the coil 62.

図4に示すように、電圧印加手段63は、可動板221を回動中心軸Xまわりに回動させるための第1の電圧V1を発生させる第1の電圧発生部631と、可動板221を回動中心軸Yまわりに回動させるための第2の電圧V2を発生させる第2の電圧発生部632と、第1の電圧V1と第2の電圧V2とを重畳し、その電圧をコイル62に印加する電圧重畳部633とを備えている。   As shown in FIG. 4, the voltage applying unit 63 includes a first voltage generating unit 631 that generates a first voltage V <b> 1 for rotating the movable plate 221 around the rotation center axis X, and a movable plate 221. A second voltage generator 632 for generating a second voltage V2 for rotating around the rotation center axis Y is superimposed on the first voltage V1 and the second voltage V2, and the voltage is applied to the coil 62. And a voltage superimposing unit 633 applied to the.

第1の電圧発生部631は、図5(a)に示すように、周期T1で周期的に変化する第1の電圧V1(垂直走査用電圧)を発生させるものである。
第1の電圧V1は、鋸波のような波形をなしている。そのため、アクチュエータ1は効果的に光を垂直走査(副走査)することができる。なお、第1の電圧V1の波形は、これに限定されない。ここで、第1の電圧V1の周波数(1/T1)は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、30〜80Hz(60Hz程度)であるのが好ましい。
As shown in FIG. 5A, the first voltage generator 631 generates a first voltage V1 (vertical scanning voltage) that periodically changes at a period T1.
The first voltage V1 has a waveform like a sawtooth wave. Therefore, the actuator 1 can effectively perform vertical scanning (sub-scanning) of light. Note that the waveform of the first voltage V1 is not limited to this. Here, the frequency (1 / T1) of the first voltage V1 is not particularly limited as long as it is a frequency suitable for vertical scanning, but is preferably 30 to 80 Hz (about 60 Hz).

本実施形態では、第1の電圧V1の周波数は、駆動部材211と1対の第1の軸部材212、213とで構成された第1の振動系21のねじり共振周波数と異なる周波数となるように調整されている。
一方、第2の電圧発生部632は、図5(b)に示すように、周期T1と異なる周期T2で周期的に変化する第2の電圧V2(水平走査用電圧)を発生させるものである。
In the present embodiment, the frequency of the first voltage V <b> 1 is different from the torsional resonance frequency of the first vibration system 21 configured by the driving member 211 and the pair of first shaft members 212 and 213. Has been adjusted.
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the second voltage generator 632 generates a second voltage V2 (horizontal scanning voltage) that periodically changes at a period T2 different from the period T1. .

第2の電圧V2は、正弦波のような波形をなしている。そのため、アクチュエータ1は効果的に光を主走査することができる。なお、第2の電圧V2の波形は、これに限定されない。
このような第2の電圧V2の周波数は、第1の電圧V1の周波数よりも大きいのが好ましい。すなわち、周期T2は、周期T1よりも短いのが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動板221を回動中心軸Xまわりに第1の電圧V1の周波数で回動させつつ、回動中心軸Yまわりに第2の電圧V2の周波数で回動させることができる。
The second voltage V2 has a waveform like a sine wave. Therefore, the actuator 1 can perform main scanning of light effectively. Note that the waveform of the second voltage V2 is not limited to this.
The frequency of the second voltage V2 is preferably higher than the frequency of the first voltage V1. That is, the period T2 is preferably shorter than the period T1. As a result, the movable plate 221 is rotated around the rotation center axis X at the frequency of the second voltage V2 while rotating the movable plate 221 around the rotation center axis X at a frequency of the second voltage V2. Can be moved.

また、第2の電圧V2の周波数は、第1の電圧V1の周波数と異なり、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、10〜40kHzであるのが好ましい。このように、第2の電圧V2の周波数を10〜40kHzとし、前述したように第1の電圧V1の周波数を60Hz程度とすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動板221を回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸まわりに回動させることができる。ただし、可動板221を回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸まわりに回動させることができれば、第1の電圧V1の周波数、第2の電圧V2の周波数、第1の電圧V1の周波数と第2の電圧V2の周波数との組み合わせなどは、特に限定されない。   The frequency of the second voltage V2 is not particularly limited as long as it is different from the frequency of the first voltage V1 and is suitable for horizontal scanning, but is preferably 10 to 40 kHz. Thus, by setting the frequency of the second voltage V2 to 10 to 40 kHz and the frequency of the first voltage V1 to about 60 Hz as described above, the movable plate 221 has a frequency suitable for drawing on the display. The rotation center axis X and the rotation center axis Y can be rotated around the respective axes. However, if the movable plate 221 can be rotated around each of the rotation center axis X and the rotation center axis Y, the frequency of the first voltage V1, the frequency of the second voltage V2, and the first voltage A combination of the frequency of V1 and the frequency of the second voltage V2 is not particularly limited.

本実施形態では、第2の電圧V2の周波数は、可動板221と1対の第2の軸部材222、223とで構成された第2の振動系22のねじり共振周波数と等しくなるように調整されている。つまり、第2の振動系22は、そのねじり共振周波数が水平走査に適した周波数になるように設計(製造)されている。これにより、可動板221の回動中心軸Yまわりの回動角を大きくすることができる。   In the present embodiment, the frequency of the second voltage V2 is adjusted to be equal to the torsional resonance frequency of the second vibration system 22 configured by the movable plate 221 and the pair of second shaft members 222 and 223. Has been. That is, the second vibration system 22 is designed (manufactured) so that its torsional resonance frequency is a frequency suitable for horizontal scanning. Thereby, the rotation angle of the movable plate 221 around the rotation center axis Y can be increased.

また、第1の振動系21の共振周波数をf1[Hz]とし、第2の振動系22の共振周波数をf2[Hz]としたとき、f1とf2とが、f2>f1の関係を満たすことが好ましく、f2≧10f1の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板221を回動中心軸Xまわりに第1の電圧V1の周波数で回動させつつ、回動中心軸Yまわりに第2の電圧V2の周波数で回動させることができる。 When the resonance frequency of the first vibration system 21 is f 1 [Hz] and the resonance frequency of the second vibration system 22 is f 2 [Hz], f 1 and f 2 are f 2 > f. 1 is preferably satisfied, and more preferably, f 2 ≧ 10f 1 is satisfied. As a result, the movable plate 221 is more smoothly rotated around the rotation center axis X at the frequency of the second voltage V2 while being rotated more smoothly around the rotation center axis X. Can do.

このような第1の電圧発生部631および第2の電圧発生部632は、それぞれ、制御部7に接続され、この制御部7からの信号に基づき駆動する。このような第1の電圧発生部631および第2の電圧発生部632には、電圧重畳部633が接続されている。
この電圧重畳部633は、コイル62に電圧を印加するための加算器633aを備えている。加算器633aは、第1の電圧発生部631から第1の電圧V1を受けるとともに、第2の電圧発生部632から第2の電圧V2を受け、これらの電圧を重畳しコイル62に印加するようになっている。
The first voltage generation unit 631 and the second voltage generation unit 632 are connected to the control unit 7 and driven based on a signal from the control unit 7. A voltage superimposing unit 633 is connected to the first voltage generating unit 631 and the second voltage generating unit 632 as described above.
The voltage superimposing unit 633 includes an adder 633 a for applying a voltage to the coil 62. The adder 633a receives the first voltage V1 from the first voltage generator 631, and also receives the second voltage V2 from the second voltage generator 632, and superimposes these voltages and applies them to the coil 62. It has become.

以上のような構成のアクチュエータ1は、次のようにして駆動する。なお、本実施形態では、前述したように、第1の電圧V1の周波数は、第1の振動系21のねじり共振周波数と異なる値に設定されており、第2の電圧V2の周波数は、第2の振動系22のねじり共振周波数と等しく、かつ、第1の電圧V1の周波数よりも大きくなるように設定されている(例えば、第1の電圧V1の周波数が60Hzで、第2の電圧V2の周波数が18kHz)。   The actuator 1 having the above configuration is driven as follows. In the present embodiment, as described above, the frequency of the first voltage V1 is set to a value different from the torsional resonance frequency of the first vibration system 21, and the frequency of the second voltage V2 is 2 is set to be equal to the torsional resonance frequency of the vibration system 22 and higher than the frequency of the first voltage V1 (for example, the frequency of the first voltage V1 is 60 Hz and the second voltage V2 Frequency is 18 kHz).

例えば、図5(a)に示すような第1の電圧V1と、図5(b)に示すような電圧V2とを電圧重畳部633にて重畳し、重畳した電圧をコイル62に印加する。
すると、第1の電圧V1によって、駆動部材211の接着層81付近をコイル62に引き付けようとするとともに、駆動部材211の接着層82付近をコイル62から離間させようとする磁界(この磁界を「磁界A1」という)と、駆動部材211の接着層81付近をコイル62から離間させようとするとともに、駆動部材211の接着層82付近をコイル62に引き付けようとする磁界(この磁界を「磁界A2」という)とが交互に切り換わる。
For example, the first voltage V 1 as shown in FIG. 5A and the voltage V 2 as shown in FIG. 5B are superimposed by the voltage superimposing unit 633, and the superimposed voltage is applied to the coil 62.
Then, the first voltage V1 tries to attract the vicinity of the adhesive layer 81 of the driving member 211 to the coil 62, and the magnetic field that attempts to separate the vicinity of the adhesive layer 82 of the driving member 211 from the coil 62. Magnetic field A1 ”) and a magnetic field that tries to separate the vicinity of the adhesive layer 81 of the drive member 211 from the coil 62 and attract the coil 62 near the adhesive layer 82 of the drive member 211 (this magnetic field is referred to as“ magnetic field A2 ”). ”) And the display alternately.

ここで、図2の平面視にて、駆動部材211の回動中心軸Xに対して一方側に接着層81が位置し、他方側に接着層82が位置している。言い換えれば、1対の第1の接着層81、82は、図2の平面視にて、回動中心軸Xを挟むようにして駆動部材211に設けられている。そのため、前述したような磁界A1と磁界A2とが交互に切り換わることで、第1の軸部材212、213を捩れ変形させつつ、駆動部材211が可動板221とともに、第1の電圧V1の周波数で回動中心軸Xまわりに回動する。   Here, in the plan view of FIG. 2, the adhesive layer 81 is located on one side and the adhesive layer 82 is located on the other side with respect to the rotation center axis X of the drive member 211. In other words, the pair of first adhesive layers 81 and 82 are provided on the drive member 211 so as to sandwich the rotation center axis X in the plan view of FIG. Therefore, by alternately switching the magnetic field A1 and the magnetic field A2 as described above, the driving member 211 together with the movable plate 221 has the frequency of the first voltage V1 while twisting and deforming the first shaft members 212 and 213. To rotate around the rotation center axis X.

なお、第1の電圧V1の周波数は、第2の電圧V2の周波数に比べて極めて低く設定されている。また、第1の振動系21の共振周波数は、第2の振動系22の共振周波数よりも低く設計されている(例えば、第2の振動系22の共振周波数の1/10以下)。つまり、第1の振動系21は、第2の振動系22よりも振動しやすいように設計されているため、第1の電圧V1によって回動中心軸Xまわりに回動する。すなわち、第2の電圧V2によって、駆動部材211が回動中心軸Xまわりに回動してしまうことを防止することができる。   Note that the frequency of the first voltage V1 is set to be extremely lower than the frequency of the second voltage V2. The resonance frequency of the first vibration system 21 is designed to be lower than the resonance frequency of the second vibration system 22 (for example, 1/10 or less of the resonance frequency of the second vibration system 22). That is, since the first vibration system 21 is designed to vibrate more easily than the second vibration system 22, the first vibration system 21 is rotated around the rotation center axis X by the first voltage V1. That is, it is possible to prevent the driving member 211 from rotating about the rotation center axis X by the second voltage V2.

一方、第2の電圧V2によって、駆動部材211の接着層81付近をコイル62に引き付けようとするとともに、駆動部材211の接着層82付近をコイル62から離間させようとする磁界(この磁界を「磁界B1」という)と、駆動部材211の接着層81付近をコイル62から離間させようとするとともに、駆動部材211の接着層82付近をコイル62に引き付けようとする磁界(この磁界を「磁界B2」という)とが交互に切り換わる。   On the other hand, the second voltage V2 tries to attract the vicinity of the adhesive layer 81 of the driving member 211 to the coil 62, and to magnetically separate the vicinity of the adhesive layer 82 of the driving member 211 from the coil 62. Magnetic field B1 ") and a magnetic field (this magnetic field is referred to as" magnetic field B2 ") that attempts to separate the vicinity of the adhesive layer 81 of the drive member 211 from the coil 62 and attract the vicinity of the adhesive layer 82 of the drive member 211 to the coil 62. ”) And the display alternately.

ここで、図2の平面視にて、駆動部材211の回動中心軸Yに対して一方側に接着層81が位置し、他方側に接着層82が位置している。言い換えれば、1対の第1の接着層81、82は、図1の平面視にて、回動中心軸Yを挟むようにして駆動部材211に設けられている。そのため、磁界B1と磁界B2とが交互に切り換わることで、第2の軸部材222、223を捩れ変形させつつ、可動板221が第2の電圧V2の周波数(15kHz)で回動中心軸Yまわりに回動する。
なお、第2の電圧V2の周波数は、第2の振動系22のねじり共振周波数と等しい。そのため、第2の電圧V2によって、支配的に、可動板221を回動中心軸Yまわりに回動させることができる。つまり、第1の電圧V1によって、可動板221が回動中心軸Yまわりに回動してしまうことを防止することができる。また、減圧封止することで共振を利用した駆動において、大気下での駆動に対して大きなQ値が得られる。本構成では、減圧封止された中に、コイルなどを含まないため、減圧する容積が小さく、またコイル配線を外部へ引き出す必要もない。これにより、減圧環境を容易に保つことができる。例えば、0.01Pa程度に減圧も可能で、このとき、大気下のQ値に対して数十〜数百倍のQ値が得られる。このQ値の大きさは可動板の大きさ、駆動周波数、振幅によってことなる。また、コイルを封止材の外側に置くことで、封止材の厚さ分、永久磁石とコイルのギャップが大きくなり、駆動効率の低下が懸念されるが、本構成では、ギャップが大きくなることによる駆動効率の低下に対して、安定して保たれた減圧効果によるQ値アップによる駆動効率アップが十分な有効性を示すことができる。
Here, in the plan view of FIG. 2, the adhesive layer 81 is located on one side and the adhesive layer 82 is located on the other side with respect to the rotation center axis Y of the drive member 211. In other words, the pair of first adhesive layers 81 and 82 are provided on the drive member 211 so as to sandwich the rotation center axis Y in the plan view of FIG. Therefore, the magnetic plate B1 and the magnetic field B2 are alternately switched, so that the movable plate 221 rotates at the frequency (15 kHz) of the second voltage V2 while the second shaft members 222 and 223 are torsionally deformed. Rotate around.
The frequency of the second voltage V2 is equal to the torsional resonance frequency of the second vibration system 22. Therefore, the movable plate 221 can be predominantly rotated around the rotation central axis Y by the second voltage V2. That is, it is possible to prevent the movable plate 221 from rotating around the rotation center axis Y by the first voltage V1. In addition, by driving under reduced pressure by sealing under reduced pressure, a large Q value can be obtained as compared with driving under the atmosphere. In this configuration, since the coil is not included in the sealed under reduced pressure, the volume to be decompressed is small, and it is not necessary to draw the coil wiring to the outside. Thereby, a decompression environment can be maintained easily. For example, the pressure can be reduced to about 0.01 Pa. At this time, a Q value that is several tens to several hundred times as large as the Q value under the atmosphere is obtained. The magnitude of the Q value depends on the size of the movable plate, the driving frequency, and the amplitude. In addition, by placing the coil outside the sealing material, the gap between the permanent magnet and the coil is increased by the thickness of the sealing material, and there is a concern that the driving efficiency may be reduced. However, in this configuration, the gap is increased. Therefore, the increase in drive efficiency by increasing the Q value due to the pressure reduction effect kept stably can be sufficiently effective against the decrease in drive efficiency.

以上より、アクチュエータ1にあっては、第1の電圧V1と第2の電圧V2とを重畳させた電圧をコイル62に印加することで、可動板221を回動中心軸Xまわりに第1の電圧V1の周波数で回動させつつ、回動中心軸Yまわりに第2の電圧のV2の周波数で回動させることができる。これにより、低コスト化および小型化を図りつつ、極めて円滑に、可動板221を回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸まわりに回動させることができる。   As described above, in the actuator 1, the movable plate 221 is moved around the rotation center axis X by applying a voltage obtained by superimposing the first voltage V 1 and the second voltage V 2 to the coil 62. While rotating at the frequency of the voltage V1, it is possible to rotate around the rotation center axis Y at the frequency of the second voltage V2. As a result, the movable plate 221 can be rotated around the rotation center axis X and the rotation center axis Y very smoothly while reducing costs and downsizing.

特に、駆動源となる永久磁石とコイルのそれぞれの数を少なくすることができるため、簡単かつ小型な構成とすることができる。
また、第1の電圧V1および第2の電圧V2を適宜変更することで、振動系形成基板2や永久磁石61の設計を変更することなく、所望の振動特性を得ることができる。
また、アクチュエータ1は、駆動部材211に永久磁石61を設け、永久磁石61に対向するように下側封止基板11外面にコイル62を設けている。つまり、第1の振動系21上には発熱体であるコイル62が設けられていない。また、閉空間内部に発熱体であるコイル62が設けられていない。そのため、通電によってコイル62から発生する熱による振動系形成基板2の熱膨張や閉空間内部での熱発生を抑制することができる。その結果、アクチュエータ1は、長時間の連続使用であっても、所望の振動特性を発揮することができる。
In particular, since the number of permanent magnets and coils serving as driving sources can be reduced, a simple and compact configuration can be achieved.
In addition, by appropriately changing the first voltage V1 and the second voltage V2, desired vibration characteristics can be obtained without changing the design of the vibration system forming substrate 2 and the permanent magnet 61.
In the actuator 1, a permanent magnet 61 is provided on the drive member 211, and a coil 62 is provided on the outer surface of the lower sealing substrate 11 so as to face the permanent magnet 61. That is, the coil 62 that is a heating element is not provided on the first vibration system 21. Moreover, the coil 62 which is a heat generating body is not provided in the closed space. Therefore, thermal expansion of the vibration system forming substrate 2 due to heat generated from the coil 62 by energization and heat generation inside the closed space can be suppressed. As a result, the actuator 1 can exhibit desired vibration characteristics even when used continuously for a long time.

(実施例2)
図6及び図7は、本願の他の実施例を示している。同図において、図2及び図3と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
(Example 2)
6 and 7 show another embodiment of the present application. In the same figure, parts corresponding to those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この実施例では、駆動部材211上に設けられた棒状の永久磁石61に代えて、永久磁石61の2つの磁極の位置に2つの磁性体61a及び61bをそれぞれ配置している。磁性体61a及び61bはそれぞれ永久磁石61のS極、N極に対応した永久磁石(硬磁性体)である。また、鉄やケイ素綱、フェライトなどの軟磁性体であってもよい。これ等の2つの磁性体61a及び61bにそれぞれ対応して駆動コイル62a及び62bが設けられている。駆動コイル62a及び62bにはそれぞれ電圧印加手段によって相補的な極性の磁界を発生する電流が供給される。駆動コイル62aは磁性体61aの直下の下側封止基板11の下面に配置され、駆動コイル62bは磁性体61bの直下の下側封止基板11の下面に配置される。このような構成とすることによっても、アクチュエータ1の小型化を図りつつ、減圧雰囲気下で、可動板221を回動中心軸Xおよび回動中心軸Yのそれぞれの軸まわりに高速で回動させることができる。   In this embodiment, instead of the rod-shaped permanent magnet 61 provided on the drive member 211, two magnetic bodies 61a and 61b are arranged at the positions of the two magnetic poles of the permanent magnet 61, respectively. The magnetic bodies 61a and 61b are permanent magnets (hard magnetic bodies) corresponding to the S pole and N pole of the permanent magnet 61, respectively. Moreover, soft magnetic materials, such as iron, a silicon rope, and a ferrite, may be sufficient. Drive coils 62a and 62b are provided corresponding to these two magnetic bodies 61a and 61b, respectively. Each of the drive coils 62a and 62b is supplied with a current that generates a magnetic field having a complementary polarity by the voltage applying means. The drive coil 62a is disposed on the lower surface of the lower sealing substrate 11 directly below the magnetic body 61a, and the drive coil 62b is disposed on the lower surface of the lower sealing substrate 11 directly below the magnetic body 61b. Even with such a configuration, the movable plate 221 is rotated at high speeds around the rotation center axis X and the rotation center axis Y in a reduced pressure atmosphere while reducing the size of the actuator 1. be able to.

また、この実施例においても、上側封止基板10の内面に既述ゲッター膜110を形成して、上下封止基板10及び11間に形成される閉空間の真空度を向上させている。なお、ゲッター膜110は閉空間内に存在すれば良く、その配置場所は、上側封止基板10の内面に限られない。ゲッター膜110を反射防止の光吸収膜を兼ねるものとしても良い。   Also in this embodiment, the aforementioned getter film 110 is formed on the inner surface of the upper sealing substrate 10 to improve the degree of vacuum of the closed space formed between the upper and lower sealing substrates 10 and 11. The getter film 110 only needs to be present in the closed space, and the arrangement location thereof is not limited to the inner surface of the upper sealing substrate 10. The getter film 110 may also serve as an antireflection light absorption film.

以上説明したように、本発明の実施例によれば、封止部材による閉空間内にアクチュエータの可動部分が配置されるので、内部に埃などの侵入がなく光反射部(ミラー)の汚れが少ない。また、可動部分が外部のガスにさらされないので酸化などの経時変化の影響を受けにくいので長寿命化される。また、封止部材の可動部分の磁性体の直近に駆動コイルが配置されるので、封止部材の内外を貫通する電気配線がなく、気密を保持しやすい。そして、封止部材内の閉空間を減圧状体(より好ましくは真空状態)とすることによって可動部が動作する際の空気抵抗を減じているのでより高い周波数で可動部を振動(回動)させることができる。また、可動部が動作する際の空気抵抗を減じているので該可動部を低消費電力で駆動することが可能となる。可動部の磁性体(磁石)と駆動コイルを接近させた配置が可能であるので、封止部材を設けてもアクチュエータ全体を小型に形成することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, since the movable part of the actuator is arranged in the closed space by the sealing member, there is no entry of dust or the like inside, and the light reflecting part (mirror) is contaminated. Few. In addition, since the movable part is not exposed to an external gas, it is not easily affected by changes over time such as oxidation, so the life is extended. In addition, since the drive coil is disposed in the vicinity of the magnetic body of the movable part of the sealing member, there is no electrical wiring penetrating the inside and outside of the sealing member, and it is easy to maintain airtightness. And since the air resistance when the movable part operates is reduced by making the closed space in the sealing member into a decompression-like body (more preferably in a vacuum state), the movable part vibrates (rotates) at a higher frequency. Can be made. In addition, since the air resistance when the movable part operates is reduced, the movable part can be driven with low power consumption. Since the magnetic body (magnet) of the movable part and the drive coil can be arranged close to each other, the entire actuator can be made small even if a sealing member is provided.

以上説明したようなアクチュエータ1は、光反射部221aを備えているため、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。なお、本発明の光スキャナは、前述したアクチュエータと同様の構成であるため、その説明を省略する。   Since the actuator 1 as described above includes the light reflecting portion 221a, for example, it is suitable for 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. Can be applied. Since the optical scanner of the present invention has the same configuration as the actuator described above, the description thereof is omitted.

ここで、図8に基づき、画像形成装置の一例として、アクチュエータ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。なお、スクリーンSの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。また、回動中心軸XがスクリーンSの横方向と平行であり、回動中心軸YがスクリーンSの縦方向と平行である。   Here, based on FIG. 8, a case where the actuator 1 is used as an optical scanner of an imaging display will be described as an example of an image forming apparatus. The longitudinal direction of the screen S is referred to as “lateral direction”, and the direction perpendicular to the longitudinal direction is referred to as “vertical direction”. Further, the rotation center axis X is parallel to the horizontal direction of the screen S, and the rotation center axis Y is parallel to the vertical direction of the screen S.

画像形成装置(プロジェクタ)9は、レーザーなどの光を照出する光源装置91と、複数のダイクロイックミラー92、92、92と、アクチュエータ1とを有している。
光源装置91は、赤色光を照出する赤色光源装置911と、青色光を照出する青色光源装置912と、緑色光を照出する緑色光源装置913とを備えている。
各ダイクロイックミラー92は、赤色光源装置911、青色光源装置912、緑色光源装置913のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
The image forming apparatus (projector) 9 includes a light source device 91 that emits light such as a laser, a plurality of dichroic mirrors 92, 92, and 92, and an actuator 1.
The light source device 91 includes a red light source device 911 that emits red light, a blue light source device 912 that emits blue light, and a green light source device 913 that emits green light.
Each dichroic mirror 92 is an optical element that combines light emitted from each of the red light source device 911, the blue light source device 912, and the green light source device 913.

このようなプロジェクタ9は、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて、高原装置91(赤色光源装置911、青色光源装置912、緑色光源装置913)から照出された光をダイクロイックミラー92で合成し、この合成された光がアクチュエータ1によって2次元走査され、スクリーンS上でカラー画像を形成するように構成されている。   Such a projector 9 combines light emitted from the plateau device 91 (red light source device 911, blue light source device 912, green light source device 913) by a dichroic mirror 92 based on image information from a host computer (not shown). Then, the combined light is two-dimensionally scanned by the actuator 1 to form a color image on the screen S.

2次元走査の際、アクチュエータ1の可動板221の、回動中心軸Yまわりの回動により光反射部221aで反射した光がスクリーンSの横方向に走査(主走査)される。一方、アクチュエータ1の可動板221の、回動中心軸Xまわりの回動により光反射部221aで反射した光がスクリーンSの縦方向に走査(副走査)される。
なお、図5中では、ダイクロイックミラー92で合成された光をアクチュエータ1によって2次元的に走査した後、その光を固定ミラーMで反射させてからスクリーンSに画像を形成するように構成されているが、固定ミラーMを省略し、アクチュエータ1によって2次元的に走査された光を直接スクリーンSに照射してもよい。
During the two-dimensional scanning, the light reflected by the light reflecting portion 221a due to the rotation of the movable plate 221 of the actuator 1 around the rotation central axis Y is scanned (main scanning) in the horizontal direction of the screen S. On the other hand, the light reflected by the light reflecting portion 221 a due to the rotation of the movable plate 221 of the actuator 1 around the rotation center axis X is scanned (sub-scanned) in the vertical direction of the screen S.
In FIG. 5, the light synthesized by the dichroic mirror 92 is scanned two-dimensionally by the actuator 1, and then the light is reflected by the fixed mirror M and then an image is formed on the screen S. However, the fixed mirror M may be omitted, and the screen S may be directly irradiated with light two-dimensionally scanned by the actuator 1.

以上、本発明のアクチュエータ、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。例えば、本発明のアクチュエータ、光スキャナおよび画像形成装置では、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。   Although the actuator, optical scanner, and image forming apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to this. For example, in the actuator, optical scanner, and image forming apparatus 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.

また、前述した実施形態では、アクチュエータは、Y軸およびX軸のそれぞれの軸に対しほぼ対称な形状をなしているが、非対称であってもよい。   In the above-described embodiment, the actuator has a substantially symmetric shape with respect to the Y axis and the X axis, but may be asymmetrical.

また、前述した実施形態では、長手形状をなす永久磁石を用いたものや円形のものについて説明したが、可動板の平面視にて、両極を結ぶ線分がX軸およびY軸のそれぞれの軸に対して傾斜するように設けられていれば、その形状は特に限定されない。例えば、可動板の平面視して、楕円形、正方形状をなしていてもよい。また、例えば、永久磁石をその両極を結ぶ線分方向にて狭持するように、1対のヨークを設け、このヨークによって磁束を導くように構成してもよい。   Further, in the above-described embodiment, the one using a permanent magnet having a longitudinal shape or the one having a circular shape has been described. However, in the plan view of the movable plate, the line segment connecting both poles is the axis of each of the X axis and the Y axis. If it is provided so as to be inclined with respect to the shape, the shape is not particularly limited. For example, the planar shape of the movable plate may be elliptical or square. Further, for example, a pair of yokes may be provided so that the permanent magnet is sandwiched in the direction of the line segment connecting both poles, and the magnetic flux may be guided by this yoke.

本発明のアクチュエータの実例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of the actuator of this invention. 本発明のアクチュエータの上側封止基板を外した状態で振動機構を示す平面図である。It is a top view which shows a vibration mechanism in the state which removed the upper side sealing substrate of the actuator of this invention. 図2に示されるアクチュエータの断面図である。It is sectional drawing of the actuator shown by FIG. 図2に示すアクチュエータが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the voltage application means of the drive means with which the actuator shown in FIG. 2 is provided. 図4に示す第1の電圧発生部および第2の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of voltages generated in a first voltage generation unit and a second voltage generation unit illustrated in FIG. 4. 本発明のアクチュエータの他の実施例を示す平面図である。It is a top view which shows the other Example of the actuator of this invention. 本発明のアクチュエータの他の実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other Example of the actuator of this invention. 本発明の画像形成装置を示す概略図である。1 is a schematic view showing an image forming apparatus of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 アクチュエータ、 2 振動系形成基板、10 上側封止基板、 11 下側封止基板、 110 ゲッター膜、 21 第1の振動系、 211 駆動部材、 212,213 第1の軸部材、 22 第2の振動系、 221 可動板、 221a 光反射部、 222、223 第2の軸部材、 23 支持部、 3 支持基板、 4 接合層、 5 対向基板 6 駆動手段 61、61a,61b 永久磁石(磁性体) 611 凹部 62 駆動コイル、 63 電圧印加手段、 631 第1の電圧発生部、 632 第2の電圧発生部、 633 電圧重畳部、 633a 加算器、 7 制御部、 81,82 接着層、 9 画像形成装置(プロジェクタ)、 91 光源装置、 911 赤色光源装置、 912 青色光源装置、 913 緑色光源装置、 92 ダイクロイックミラー、 M 固定ミラー、 S スクリーン X,Y 回動中心軸   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator, 2 Vibration system formation board | substrate, 10 Upper side sealing substrate, 11 Lower side sealing board | substrate, 110 Getter film | membrane, 21 1st vibration system, 211 Drive member, 212,213 1st shaft member, 22 2nd Vibration system, 221 movable plate, 221a light reflecting portion, 222, 223 second shaft member, 23 support portion, 3 support substrate, 4 bonding layer, 5 counter substrate 6 driving means 61, 61a, 61b permanent magnet (magnetic material) 611 Concave part 62 Drive coil, 63 Voltage application means, 631 1st voltage generation part, 632 2nd voltage generation part, 633 Voltage superposition part, 633a Adder, 7 Control part, 81, 82 Adhesive layer, 9 Image forming apparatus (Projector), 91 light source device, 911 red light source device, 912 blue light source device, 913 green light source device, Second dichroic mirror, M fixed mirror, S screen X, Y rotation center axis

Claims (9)

可動板を第1及び第2の軸まわりに回動可能に支持する振動構造体が形成される振動系形成基板と、
2つの磁極が前記可動板を間に介して配置され、該2つの磁極を結ぶ線分が前記第1及び第2の軸のそれぞれの軸に対して傾斜するように、前記振動構造体に設けられる磁性体と、
前記可動板、前記振動構造体及び前記磁性体を動作可能に囲んで閉空間を形成し、該閉空間を大気圧以下に減圧された雰囲気下に保つ、封止部材と、
前記封止部材の外側面の前記磁性体に対向する位置に設けられる駆動コイルと、を備えるアクチュエータ。
A vibration system forming substrate on which a vibration structure that supports the movable plate so as to be rotatable about the first and second axes is formed;
Two magnetic poles are arranged with the movable plate interposed therebetween, and the vibration structure is provided so that a line segment connecting the two magnetic poles is inclined with respect to each of the first and second axes. Magnetic material,
A sealing member that operably surrounds the movable plate, the vibration structure, and the magnetic body to form a closed space, and maintains the closed space in an atmosphere reduced to an atmospheric pressure or lower; and
An actuator provided with a drive coil provided at a position facing the magnetic body on the outer surface of the sealing member.
更に、前記封止部材内側に前記閉空間内のガスを吸収するゲッター膜が形成されている、請求項1に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1, further comprising a getter film that absorbs gas in the closed space inside the sealing member. 前記可動板には反射膜が設けられ、前記封止部材の一部に該反射膜への入射光及び該反射膜からの反射光を通過させる透明な窓部が形成され、該封止部材の少なくとも該窓部の周囲には、前記ゲッター膜が光吸収膜として配置されている、請求項2に記載のアクチュエータ。   The movable plate is provided with a reflective film, and a transparent window portion through which incident light to the reflective film and reflected light from the reflective film pass is formed in a part of the sealing member. The actuator according to claim 2, wherein the getter film is disposed as a light absorption film at least around the window. 前記封止部材が、少なくともいずれかが凹部を有する、上側封止部材と下側封止部材とを接合してなる、請求項1又は2に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 1 or 2, wherein the sealing member is formed by joining an upper sealing member and a lower sealing member, at least one of which has a recess. 前記上側封止部材がガラス、前記振動系形成基板がシリコン、前記下側封止部材がガラスである、請求項4に記載のアクチュエータ。   The actuator according to claim 4, wherein the upper sealing member is glass, the vibration system forming substrate is silicon, and the lower sealing member is glass. 前記振動構造体が、
枠状の駆動部材と、
前記駆動部材をX軸まわりに回動可能とするように、前記駆動部材を両持ち支持する1対の第1の軸部材とで構成された第1の振動系と、
前記駆動部材の内側に設けられた前記可動板と、
前記可動板を前記X軸に直交するY軸まわりに回動可能とするように、前記可動板を前記駆動部材に両持ち支持する1対の第2の軸部材とで構成された第2の振動系と、を含む請求項1乃至5のいずれかに記載のアクチュエータ。
The vibrating structure is
A frame-shaped drive member;
A first vibration system composed of a pair of first shaft members that support both of the drive members so that the drive members can rotate about the X axis;
The movable plate provided inside the drive member;
A second pair of second shaft members configured to both-support the movable plate on the drive member so that the movable plate can be rotated about a Y axis orthogonal to the X axis. The actuator according to claim 1, comprising a vibration system.
更に、前記コイルに駆動電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記電圧印加手段は、互いに周波数の異なる第1の交番電圧と第2の交番電圧とを発生させる電圧発生部と、前記第1の電圧と前記第2の電圧とを重畳する電圧重畳部とを備え、前記電圧重畳部で重畳された電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動板を前記第1の電圧の周波数で前記X軸まわりに回動させつつ、前記第2の電圧の周波数で前記Y軸まわりに回動させるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のアクチュエータ。
Furthermore, a voltage applying means for applying a driving voltage to the coil is provided,
The voltage applying means includes a voltage generating unit that generates a first alternating voltage and a second alternating voltage having different frequencies, and a voltage superimposing unit that superimposes the first voltage and the second voltage. And applying the voltage superimposed by the voltage superimposing unit to the coil to rotate the movable plate around the X axis at the frequency of the first voltage, and at the frequency of the second voltage. The actuator according to claim 1, wherein the actuator is configured to rotate around the Y axis.
請求項1乃至7のいずれかに記載されたアクチュエータを使用して2次元的な走査光を発生する光スキャナ。   An optical scanner that generates two-dimensional scanning light using the actuator according to claim 1. 請求項1乃至7のいずれかに記載されたアクチュエータを使用して2次元的な走査光で画像を形成する画像形成装置。   An image forming apparatus that forms an image with two-dimensional scanning light using the actuator according to claim 1.
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