JP2010169948A - 光走査装置用揺動ミラー、揺動状態検出装置、及び、光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部の軽量化を十分に図ることが可能な光走査装置用揺動ミラー、及び、該光走査装置用揺動ミラーを備える光走査装置を提供することを課題とする。
【解決手段】固定部３１ａ、３１ｂ、可動部３２、及び、固定部３１ａ、３１ｂに対して可動部３２を揺動可能に支持する支持部３３ａ、３３ｂを有する基板３と、可動部３２の一方の面側に設けられるミラー部４と、可動部３２とミラー部４との間に介装される平面コイル５とを備えることを特徴とする光走査装置用揺動ミラー２、及び、該光走査装置用揺動ミラー２を備える光走査装置１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光走査装置に用いられる光走査装置用揺動ミラー、揺動状態検出装置、及び、光走査装置に関する。

光走査装置として、光源からの光を揺動するミラー部で反射させることによって、該光の出射方向を変化させる装置や、様々な方向から入射する光を揺動するミラー部で撮像装置に導く装置が知られている。このような光走査装置として、光走査装置用揺動ミラーと、交流電源と、磁界発生部とを備えたものが知られている。光走査装置用揺動ミラーは、例えば、特許文献１の図１０に示すように、固定部、可動部、及び、固定部に対して可動部を揺動可能に支持する支持部を有する基板と、可動部の一方の面に設けられるミラー部と平面コイルとを備えている。平面コイルは、可動部の一方の面において、ミラー部を囲うように設けられている。交流電源は、平面コイルに交流電流を供給可能に構成されている。磁界発生部は、平面コイルに磁界を及ぼすように構成されている。このような構成の光走査装置において、ミラー部は、交流電源が平面コイルに供給する交流電流と磁界発生部が平面コイルに及ぼす磁界とによって生じる電磁力により、可動部が揺動することで揺動する。また、このような構成の光走査装置の中には、ミラー部の揺動状態を検出可能な光走査装置も存在する。該光走査装置においては、ミラー部の揺動が何らかの手段で行われ、ミラー部が揺動すると、平面コイルが磁界発生部の及ぼす磁界を横切るように移動し、ミラー部の揺動状態に応じた電圧が平面コイルに生じる。かかる光走査装置は、平面コイルに生じる電圧に基づいて、ミラー部の揺動状態を検出する。

近年、光走査装置の走査速度の高速化及び走査範囲の拡大化が要請され、該要請に応えるためには、光走査装置用揺動ミラーに備えられるミラー部を、高速、且つ、大振幅で揺動させる必要がある。ミラー部を高速、且つ、大振幅で揺動させる手法として、可動部の軽量化が挙げられる。

可動部の軽量化を図るための１つの構成として、可動部の一方の面にミラー部を設け、可動部の他方の面に平面コイルを設ける構成が特許文献１に開示されている（特許文献１の図２参照）。かかる構成においては、ミラー部と平面コイルとが異なる面上に設けられるため、例えば、可動部の法線方向から見た場合において、ミラー部と平面コイルとが重なるようにそれぞれを設けることができる。このため、可動部の面積（可動部の法線方向から見た場合の面積）をミラー部と略同じ大きさにまで小さくすることができる。従って、かかる構成によれば、可動部の小型化により可動部の軽量化を図ることができる。

また、可動部の軽量化を図るための他の構成として、ミラー部が設けられる可動部の一方の面と反対側の他方の面に凹部を形成する構成が特許文献２及び３に開示されている。かかる構成においては、凹部の形成により可動部の軽量化を図ることができる。

特開２０００−２４９９６４号 特開２００４−３７８８６号 米国特許出願公開第２００５／０１８４３５１号

しかしながら、上述の何れの構成においても、可動部の軽量化が十分でなく、上述の要請に応えることが困難である。可動部の軽量化を十分に図るための構成として、可動部の一方の面にミラー部を設け、可動部の他方の面に平面コイルを設けると共に、可動部の他方の面に凹部を形成する構成が考えられる。しかし、可動部の他方の面に凹部を形成すると、可動部の他方の面が平坦で無くなるため、該他方の面に平面コイルを設けることは技術的に困難になる。従って、かかる構成を採用することは技術的に困難である。

本発明は、可動部の軽量化を十分に図ることが可能な光走査装置用揺動ミラー、該光走査装置用揺動ミラーが備えるミラー部の揺動状態を検出する揺動状態検出装置、及び、該光走査装置用揺動ミラーを備える光走査装置を提供することを課題とする。

本発明は、固定部、可動部、及び、前記固定部に対して前記可動部を揺動可能に支持する支持部を有する基板と、前記可動部の一方の面側に設けられるミラー部と、前記可動部と前記ミラー部との間に介装される平面コイルとを備えることを特徴とする光走査装置用揺動ミラーを提供する。

本発明に係る光走査装置用揺動ミラーにおいては、可動部とミラー部との間に平面コイルが介装されるので、ミラー部と平面コイルとを同一平面上に設ける必要がない。このため、例えば、可動部の法線方向から見た場合において、ミラー部と平面コイルとが重なるようにそれぞれを設けることができる。このようにミラー部と平面コイルとを設けることで、可動部の面積（可動部の法線方向から見た場合の面積）をミラー部と略同じ大きさにまで小さくすることができる。従って、本発明に係る光走査装置用揺動ミラーの可動部は、小型化により軽量化を図ることができる。また、平面コイルは、可動部の一方の面側に設けられるミラー部と可動部との間に介装されるので、可動部の他方の面側には平面コイルが設けられない。このため、可動部の他方の面を自由に加工することができ、可動部の他方の面に凹部を形成することで、可動部の軽量化を図ることができる。以上のように、可動部の小型化、及び、凹部の形成の双方によって可動部の軽量化を図ることができるので、本発明に係る光走査装置用揺動ミラーの可動部は、軽量化を十分に図ることができる。

好ましくは、前記支持部に設けられる第１配線及び第２配線を備え、前記ミラー部は、前記平面コイルに対向する面が導電性材料で形成され、前記平面コイルは、渦状であり、外側の端部が前記第１配線に直接電気的に接続され、内側の端部が前記ミラー部の前記平面コイルに対向する面を介して前記第２配線に電気的に接続されている構成とされる。

かかる好ましい構成においては、平面コイルの外側の端部が第１配線に直接電気的に接続されている。また、かかる好ましい構成においては、ミラー部の平面コイルに対向する面が導電性材料で形成されており、平面コイルの内側の端部と第２配線とが、ミラー部の平面コイルに対向する面を介して電気的に接続されている。従って、かかる好ましい構成においては、第１配線、平面コイルの外側の端部、平面コイルの内側の端部、ミラー部の平面コイルに対向する面、第２配線の順で又はその逆の順でこれらに交流電流を流すことが可能である。このため、第１配線及び第２配線を交流電源に接続すれば、交流電流を平面コイルに供給することができる。平面コイルの内側の端部と第２配線との電気的な接続は、ミラー部の平面コイルに対向する面を介して行われるため、平面コイルの内側の端部と第２配線とを接続するために、平面コイルを跨ぐ配線を設けることが不要である。このため、かかる好ましい構成の光走査装置用揺動ミラーは、製造が容易であると共に、構造が簡易である。

さらに好ましくは、前記平面コイルと前記ミラー部との間に介装される絶縁層を備え、該絶縁層には、前記平面コイルの内側の端部と前記ミラー部の前記平面コイルに対向する面とを電気的に接続させる導通部が設けられている構成とされる。

上述の構成においては、平面コイルが絶縁材料等で被覆されていない場合、該平面コイルと、導電性材料で形成されたミラー部の平面コイルに対向する面との間で電気的に短絡する可能性がある。かかる好ましい構成においては、平面コイルとミラー部との間に絶縁層が介装されているので、ミラー部と平面コイルとの間で電気的に短絡することを防止するために、ミラー部と平面コイルとの間に絶縁のための空間等を設けることが不要である。このため、かかる好ましい構成においては、ミラー部を可動部の一方の面側に容易に設けることができる。また、絶縁層には、平面コイルの内側の端部とミラー部の平面コイルに対向する面とを電気的に接続させる導通部が設けられている。このため、第１配線、平面コイルの外側の端部、平面コイルの内側の端部、ミラー部の平面コイルに対向する面、第２配線の順で又はその逆の順でこれらに交流電流を流すことができ、平面コイルの内側の端部と第２配線とを接続するために、平面コイルを跨ぐ配線を設けることが不要である。

また、好ましくは、前記可動部の一方の面には、溝が形成され、前記平面コイルは、前記溝に導電性材料を埋め込むことによって形成され、前記平面コイルの表面と前記可動部の一方の面とが略同一面上に位置する構成とされる。

かかる好ましい構成によれば、平面コイルは、可動部の一方の面に形成された溝に導電性材料を埋め込むことによって形成されている。これにより、溝の深さに応じた厚膜で、抵抗の低い平面コイルを容易に形成することができる。平面コイルの抵抗が低ければ小さな電力で該平面コイルに大電流を供給できる。このため、例えば、平面コイルに供給される交流電流と平面コイルに及ぶ磁界とによって生じる電磁力により可動部を揺動させる場合、平面コイルに供給される電力が小さくても、平面コイルに供給される電流が大きくなるため、大きな電磁力が得られ、ミラー部を大振幅で揺動させることができる。従って、かかる好ましい構成の光走査装置用揺動ミラーは、ミラー部を大振幅で揺動させ易く、且つ、製造が容易である。また、かかる好ましい構成によれば、平面コイルの表面と可動部の一方の面とが略同一面上に位置するため、ミラー部又は絶縁層が設けられる面が略平坦となる。このため、かかる好ましい構成によれば、光の干渉や散乱、光のビーム径の変化などを抑制することができる。

また、本発明は、上述の光走査装置用揺動ミラーと、前記平面コイルに駆動電流を供給する駆動電源と、前記平面コイルに磁界を及ぼす磁界発生部とを備え、前記可動部は、前記駆動電源が供給する駆動電流と前記磁界発生部が及ぼす磁界とによって生じる電磁力により揺動するように構成されている光走査装置を提供することもできる。

また、本発明は、上述の光走査装置用揺動ミラーが備える前記平面コイルに磁界を及ぼす磁界発生部と、前記磁界発生部が及ぼす磁界と前記平面コイルの揺動とによって前記平面コイルに生じる電圧に基づいて、前記光走査装置用揺動ミラーが備える前記ミラー部の揺動状態を検出する揺動状態検出部とを備えることを特徴とする揺動状態検出装置を提供することもできる。

上述の光走査装置用揺動ミラーにおいては、ミラー部を何らかの手段で揺動させ、ミラー部の揺動によって平面コイルが磁界発生部の及ぼす磁界を横切るように移動すると、ミラー部の揺動状態に応じた電圧が平面コイルに生じる。よって、揺動状態検出装置が備える揺動状態検出部は、平面コイルに生じる電圧に基づいて、ミラー部の揺動状態を検出することができる。

また、本発明は、上述の光走査装置用揺動ミラーと、上述の揺動状態検出装置と、前記光走査装置用揺動ミラーが備える前記可動部を揺動させる揺動部とを備えることを特徴とする光走査装置を提供することもできる。

本発明は、可動部の軽量化を十分に図ることが可能な光走査装置用揺動ミラー、該光走査装置用揺動ミラーが備えるミラー部の揺動状態を検出する揺動状態検出装置、及び、該光走査装置用揺動ミラーを備える光走査装置を提供することができる。

図１は実施形態１の光走査装置の外観図であり、図１（ａ）は平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ―Ａ断面図を示す。 図２は、実施形態１の光走査装置用揺動ミラーの分解図である 図３は、各製造状況における図１（ａ）のＡ―Ａ断面図である。 図４は、実施形態１の光走査装置用揺動ミラーに第３配線を設けた場合の図１（ａ）のＡ―Ａ断面図を示す。 図５は、実施形態２の光走査装置の外観図であり、図５（ａ）は平面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。

＜実施形態１＞
図１は本実施形態の光走査装置１の外観図であり、図１（ａ）は平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ―Ａ断面図を示す。図１に示すように、光走査装置１は、光走査装置用揺動ミラー２と、駆動電源８と、磁界発生部９とを備える。

図２は、光走査装置用揺動ミラー２の分解図である。図２に示すように、光走査装置用揺動ミラー２は、基板３（以下、「第１基板３」という）と、ミラー部４と、平面コイル５（以下、「第１平面コイル５」という）とを備える。

図２に示すように、第１基板３は、固定部３１ａ、３１ｂ（以下、「第１固定部３１ａ、３１ｂ」という）、可動部３２（以下、「第１可動部３２」という）、及び、支持部３３ａ、３３ｂ（以下、「第１支持部３３ａ、３３ｂ」という）を有する。第１固定部３１ａ、３１ｂは、第１可動部３２を挟んで反対側に設けられている。第１支持部３３ａは、第１固定部３１ａと第１可動部３２とを連結し、その軸線Ｘ（以下、「第１軸線Ｘ」という）周りに第１固定部３１ａに対して揺動可能になるように第１可動部３２を支持している。一方、第１支持部３３ｂは、第１固定部３１ｂと第１可動部３２とを連結し、その軸線（第１支持部３３ａと第１支持部３３ｂとの軸線は一致している）周りに第１固定部３１ｂに対して揺動可能になるように第１可動部３２を支持している。第１基板３には、シリコン基板を用いることができ、第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、及び、第１支持部３３ａ、３３ｂは、異方性エッチング等によって形成することができる。

図１、及び、図２に示すように、ミラー部４は、第１可動部３２の一方の面側に設けられている。ミラー部４は、アルミ等の導電性材料で形成されている。

図１（ｂ）、及び、図２に示すように、第１平面コイル５は、第１可動部３２とミラー部４との間に介装されている。尚、本実施形態では、第１平面コイル５は、第１可動部３２の一方の面に形成された渦状の溝に銅などの導電性材料を埋め込むことにより形成されている。図１（ｂ）に示すように、第１平面コイル５の表面と、第１可動部３２の一方の面とは、同一面上に位置している。また、図２に示すように、第１平面コイル５は、第１軸線Ｘを挟んで一方側の部位と他方側の部位とにおいて、第１軸線Ｘと平行な方向に互いに逆向きの成分を有する電流が流れるように設けられている。

本実施形態においては、図１（ｂ）、及び、図２に示すように、ミラー部４と第１平面コイル５との間に絶縁層６が介装されている。具体的には、第１平面コイル５及び第１可動部３２の一方の面に絶縁層６が直接積層され、該絶縁層６にミラー部４が直接積層されている。絶縁層６が介装されることで、第１平面コイル５に沿って電流が流れるようにするために、第１平面コイル５と導電性材料で形成されたミラー部４との間に絶縁のための空間を設ける必要がない。このため、ミラー部４を第１可動部３２の一方の面側に容易に設けることができる。

絶縁層６は、絶縁材料で形成された絶縁部６０、第１平面コイル５の内側の端部５１とミラー部４とを電気的に接続させる導通部６１（以下、「第１導通部６１」という）、及び、ミラー部４と電気的に接続されている第２導通部６２が設けられている。第１導通部６１及び第２導通部６２は、銅などの導電性部材によって形成されている。図１（ｂ）に示すように、絶縁部６０と第１導通部６１と第２導通部６２との上面は、同一の高さである。

本実施形態においては、図１（ａ）、及び、図２に示すように、光走査装置用揺動ミラー２は、第１配線７１と第２配線７２とを備え、第１支持部３３ａの一方の面に第１配線７１が、第１支持部３３ｂの一方の面に第２配線７２が設けられている。

第１配線７１は、第１支持部３３ａから第１可動部３２まで延出され、一端部７１ａが第１平面コイル５の外側の端部５２に直接電気的に接続されている。また、第１配線７１は、第１支持部３３ａから第１固定部３１ａまで延出され、他端部７１ｂが第１固定部３１ａ上に位置している。

一方、第２配線７２は、ミラー部４と電気的に接続されている。具体的には、図２に示すように、第２配線７２は、第１支持部３３ｂから第１可動部３２まで延出され、一端部７２ａが第１可動部３２上に位置している。図１（ｂ）に示すように、第２配線７２の一端部７２ａは、上述の第２導通部６２が上面に直接積層され、該第２導通部６２と電気的に接続されている。上述のように、第２導通部６２は、ミラー部４と電気的に接続されているため、第２配線７２は、第２導通部６２を介してミラー部４と電気的に接続されている。このように、第２配線７２がミラー部４と電気的に接続されることで、第１配線７１と第２配線７２とは電気的に接続されている。具体的には、第１配線７１と第２配線７２とは、平面コイル５の外側の端部５２と、平面コイル５の内側の端部５１と、第１導通部６１と、ミラー部４と、第２導通部６２とを介して電気的に接続されている。尚、第２配線７２は、第１支持部３３ｂから第１固定部３１ｂまで延出され、他端部７２ｂが第１固定部３１ｂ上に位置している。

本実施形態においては、第１配線７１は第１支持部３３ａに、第２配線７２は第１支持部３３ｂに設けられており、第１配線７１及び第２配線７２が異なる第１支持部に設けられているが、第１配線７１と第２配線７２とは、同一の第１支持部に設けられてもよい。また、第１配線７１、及び、第２配線７２は、第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、及び、第１支持部３３ａ、３３ｂの一方の面に形成された溝に銅などの導電性材料を埋め込むことにより形成されている。

図１（ａ）に示すように、光走査装置用揺動ミラー２が備える駆動電源８（以下、「第１駆動電源８」という）は、第１配線７１の他端部７１ｂと第２配線７２の他端部７２ｂとに電気的に接続されている。第１配線７１及び第２配線７２のそれぞれの他端部７１ｂ、７２ｂは、第１固定部３１ａ、３１ｂ上に位置しているため、第１配線７１及び第２配線７２のそれぞれの他端部７１ｂ、７２ｂと第１駆動電源８とを電気的に接続すれば、第１可動部３２の揺動を阻害することなく第１駆動電源８と平面コイル５とを電気的に接続することができる。

また、磁界発生部９（以下、「第１磁界発生部９」という）は、第１平面コイル５に磁界を及ぼす。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、第１磁界発生部９は、第１基板３に平行で、且つ、第１軸線Ｘと直交する方向に第１可動部３２を挟んだ両側に設けられた永久磁石によって構成されている。両側のそれぞれに設けられた永久磁石は、互いに対向する面の極性が反対となるように設けられている。このため、第１磁界発生部９は、第１基板３に平行で、第１軸線Ｘに対して直交する方向（図１（ａ）の矢印Ｙ方向）の成分を有する磁界を、第１平面コイル５に及ぼす。尚、第１磁界発生部９は、電磁石で構成することもできる。

尚、本実施形態では、第１基板３の第１固定部３１ａ、３１ｂ、及び、第１磁界発生部９は図示しない同一の台座に固定されている。

次に、以上において構成を説明した光走査装置用揺動ミラー２の製造方法について説明する。尚、図３は、各製造状況における図１（ｂ）のＡ―Ａ断面の状態を示す図である。

まず、予め、エッチングや成膜など公知のＭＥＭＳ技術等を用いて第１基板３を加工し、該第１基板３に第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、第１支持部３３ａ、３３ｂを作製する。次に、図３（ａ）に示すように、第１平面コイル５、第１配線７１、及び、第２配線７２を埋め込むための溝３０を第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、及び、第１支持部３３ａ、３３ｂの一方の面に形成する。尚、図３（ａ）では、溝３０の断面形状が矩形状に表されているが、溝３０の断面形状は特に限定されるものでない。次に、図３（ａ）に示されていないが、溝３０の表面に絶縁膜を形成する。

次に、図３（ｂ）に示すように、導電性材料の膜５３を第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、及び、第１支持部３３ａ、３３ｂの一方の面に形成して、溝３０に導電性材料を埋め込む。次に、図３（ｃ）に示すように、導電性材料の膜５３を研磨して、該膜５３の上面を第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、及び、第１支持部３３ａ、３３ｂの一方の面と同一の高さにする。これにより、溝３０に埋め込まれた第１平面コイル５、第１配線７１、及び、第２配線７２が形成される。

次に、図３（ｄ）に示すように、第１可動部３２の一方の面、第１平面コイル５（但し、内側の端部５１を除く）、及び、第１配線７１の一端部７１ａに絶縁材料を成膜し、これらの上面に絶縁部６０を直接積層する。次に、図３（ｅ）に示すように、第１平面コイル５の内側の端部５１、及び、第２配線の一端部７２ａに、導電性材料の層を形成することで、第１平面コイル５の内側の端部５１の上面に第１導通部６１を直接積層し、第２配線の一端部７２ａの上面に第２導通部６２を直接積層する。これにより、絶縁部６０、第１導通部６１、及び、第２導通部６２からなる絶縁層６が形成される。次に、図３（ｆ）に示すように、第１導通部６１及び第２導通部６２を研磨して、第１導通部６１及び第２導通部６２の上面を絶縁部６０の上面と同一の高さにする。次に、図１（ｂ）に示すように、絶縁層６に導電性材料の層を形成することによって、絶縁層６の上面にミラー部４を直接積層する。以上により、光走査装置用揺動ミラー２が完成する。

次に、以上に説明した光走査装置用揺動ミラー２が備えるミラー部４の揺動について説明する。第１駆動電源８が、駆動電流としての交流電流を第１配線７１及び第２配線７２を介して第１平面コイル５に供給すると、該第１平面コイル５に供給された交流電流と、第１磁界発生部９が第１平面コイル５に及ぼす磁界とによって、第１基板３の法線方向の電磁力が第１平面コイル５に生じる。上述のように、第１平面コイル５は、第１軸線Ｘを挟んで一方側の部位と他方側の部位とで、第１軸線Ｘと平行な方向に互いに逆向きの成分を有する電流が流れるように設けられている。このため、第１軸線Ｘを挟んで第１平面コイル５の一方側の部位に生じる電磁力と、他方側の部位に生じる電磁力とは、向きが反対である。向きが反対の電磁力が生じることで、第１可動部３２は、第１軸線Ｘ周りに回動する。第１平面コイル５に供給される電流は交流電流であるため、第１平面コイル５に供給される電流の向きは周期的に変化し、電磁力の向きも周期的に変化する。よって、第１駆動電源８が交流電流を平面コイル５に供給することで、第１可動部３２は、第１軸線Ｘ周りに揺動する。第１可動部３２が揺動することで、ミラー部４も揺動する。尚、以上においては、駆動電流として交流電流を用いた場合について説明したが、駆動電流には、直流パルス電流を用いることもできる。例えば、間欠的に直流成分が生じる直流パルス電流を駆動電流に用いた場合において、直流成分が第１平面コイル５に供給されているときは、該直流成分と第１磁界発生手段９が及ぼす磁界とによって第１平面コイル５に電磁力が生じ、該電磁力によって、第１可動部３２は、第１軸線Ｘ周りの一方向に回動する。一方、直流成分が第１平面コイル５に供給されなくなると、第１平面コイル５に生じていた電磁力が消滅する。そして、第１可動部３２が第１軸線Ｘ周りの一方向に回動したことより捩れた第１支持部３３ａ、３３ｂが元に戻ろうとし、これにより、第１可動部３２は第１軸線Ｘ周りの他方向に回動する。このように、第１可動部３２が第１軸線Ｘ周りの一方向及び他方向に回動するため、駆動電流に直流パルス電流を用いた場合でも、ミラー部４を揺動させることができる。

以上のように、光走査装置用揺動ミラー２においては、第１可動部３２とミラー部４との間に第１平面コイル５が介装されるので、ミラー部４と第１平面コイル５とを同一平面上に設ける必要がない。このため、例えば、第１可動部３２の法線方向から見た場合において、ミラー部４と第１平面コイル５とが重なるようにそれぞれを設けることができる。このようにミラー部４と第１平面コイル５とを設ければ、第１可動部３２の面積（第１可動部３２の法線方向から見た場合の面積）をミラー部４と略同じ大きさにまで小さくすることができる。従って、光走査装置用揺動ミラー２の第１可動部３２は、小型化により軽量化を図ることができる。また、第１平面コイル５は、第１可動部３２の一方の面側に設けられるミラー部４と第１可動部３２との間に介装されるので、第１可動部３２の他方の面側には第１平面コイル５が設けられない。このため、第１可動部３２の他方の面を自由に加工することができ、第１可動部３２の他方の面に凹部を形成することで、第１可動部３２の軽量化を図ることができる。以上のように、第１可動部３２の小型化、及び、凹部の形成の双方によって第１可動部３２の軽量化を図ることができるので、光走査装置用揺動ミラー２の第１可動部３２は、軽量化を十分に図ることが可能である。

また、光走査装置用揺動ミラー２においては、第１平面コイル５の内側の端部５１がミラー部４の第１平面コイル５に対向する面を介して第２配線７２に電気的に接続されている。このため、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線７２とを接続するために、第１平面コイル５を跨ぐ配線を設けることが不要である。よって、光走査装置用揺動ミラー２は、製造が容易であると共に、構造が簡易である。

また、光走査装置用揺動ミラー２においては、ミラー部４と第１平面コイル５との間に絶縁層６が介装されている。従って、仮に、第１平面コイル５が絶縁材料等で被覆されていない場合であっても、第１平面コイル５とミラー部４との間の電気的な短絡を防ぐために、ミラー部４と第１平面コイル５との間に絶縁のための空間等を設ける必要がない。このため、ミラー部４を第１可動部３２の一方の面側に容易に設けることができる。また、絶縁層６には、第１平面コイル５の内側の端部５１とミラー部４の第１平面コイル５に対向する面とを電気的に接続させる第１導通部６１が設けられているため、絶縁層６を設けても、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線７２とを接続するために、第１平面コイル５を跨ぐ配線を設けることが不要である。

また、光走査装置用揺動ミラー２においては、第１平面コイル５、第１配線７１、及び、第２配線７２は、第１固定部３１ａ、３１ｂ、第１可動部３２、及び、第１支持部３３ａ、３３ｂの一方の面に形成された溝３０に導電性材料を埋め込むことによって形成されている。これによれば、溝３０の深さに応じた厚膜で、抵抗の低い第１平面コイル５、第１配線７１、及び、第２配線７２を容易に形成することができる。第１平面コイル５、第１配線７１、及び、第２配線７２の抵抗が低ければ、小さな電力で第１平面コイル５に大電流を供給できるので、第１駆動電源８が第１平面コイル５に供給する交流電流と、第１磁界発生部９が第１平面コイル５に及ぼす磁界とによって大きな電磁力を得ることができ、第１可動部３２を大振幅で揺動させることができる。よって、光走査装置用揺動ミラー２は、第１可動部３２を大振幅で揺動させ易く、且つ、製造が容易である。

また、光走査装置用揺動ミラー２は、第１平面コイル５の表面と第１可動部３２の一方の面とが同一面上に位置するため、絶縁層６が直接積層される面が平坦化されている。このため、絶縁層６の平坦化が容易であり、ひいては、平坦なミラー部４を容易に設けることができる。このため、光走査装置用揺動ミラー２は、光の干渉や散乱、光のビーム径の変化などを抑制することができる。また、本実施形態においては、絶縁層６の絶縁部６０、第１導通部６１、及び、第２導通部６２の上面が同一の高さであるので、平坦なミラー部４を設けることが一層容易である。

本実施形態では、図３（ｅ）〜図３（ｆ）に示すように、第１導通部６１、及び、第２導通部６２を形成してから、ミラー部４を形成している。しかしながら、第１導通部６１、第２導通部６２、及び、ミラー部４は、例えば、図３（ｄ）に示すように、絶縁部６０を形成した後に、絶縁部６０の上面、第１平面コイル５の内側の端部５１の上面、及び、第２配線の一端部７２ａの上面に、導電性材料の層を形成することで同時に形成してもよい。

本実施形態では、ミラー部４は、導電性材料で形成されているが、ミラー部４全体が導電性材料で形成されている必要はない。例えば、ミラー部４のうち、第１平面コイル５と対向する面のみが導電性材料で形成されてもよい。上述のように、ミラー部４のうち、第１平面コイル５と対向する面のみが、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線とに電気的に接続されている。このため、ミラー部４のうち、第１平面コイル５と対向する面のみさえ導電性を有していれば、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線７２とを電気的に接続することが可能となる。

また、光走査装置用揺動ミラー２は、ミラー部４全体が導電性材料で形成されていない構成とすることもできる。この構成においては、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線７２との電気的な接続は、例えば、図４に示すように、第１平面コイル５を跨ぐように、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線７２とを電気的に接続する第３配線７３を介して行うことができる。尚、第１平面コイル５の内側の端部５１と第２配線７２との電気的な接続を第３配線７３で行う場合は、第３配線７３と第１平面コイル５（内側の端部５１を除く）との導通を防ぐための絶縁膜７３ａを第３配線７３と第１平面コイル５（内側の端部５１を除く）との間に設けることが必要である。

また、光走査装置用揺動ミラー２は、第１基板３が絶縁材料で形成されていない場合は、第１配線７１と第１基板３とに第１駆動電源８を電気的に接続することで、第１平面コイル５に交流電流を供給する構成を採用することも可能である。具体的には、第１平面コイル５の内側の端部５１と第１可動部３２とを電気的に接続する。第１平面コイル５の内側の端部５１と第１可動部３２とが電気的に接続されることで、第１平面コイル５の内側の端部５１と第１基板３全体とが電気的に接続される。このように、第１平面コイル５の内側の端部５１と第１基板３全体とが電気的に接続されることで、第１配線７１と第１基板３とに第１駆動電源８を電気的に接続することで、第１平面コイル５に交流電流を供給することができる。尚、第１平面コイル５の内側の端部５１と第１可動部３２との電気的な接続は、例えば、図３（ａ）に示すように、溝３０を形成した後に溝３０の表面に形成される絶縁膜を、溝３０の表面のうち、第１平面コイル５の内側の端部５１が形成される部分には形成しないことで行うことができる。

＜実施形態２＞
図５は、実施形態２の光走査装置１Ａの外観図であり、図５（ａ）は平面図を示し、図５（ｂ）はＢ−Ｂ断面図を示す。本実施形態に係る光走査装置１Ａは、光走査装置用揺動ミラー２Ａと、揺動状態検出装置と、揺動部１０Ａとを備える。

光走査装置用揺動ミラー２Ａは、実施形態１の光走査装置用揺動ミラー２と同様の構成である。

揺動状態検出装置は、第１磁界発生部９Ａ、及び、揺動状態検出部２１Ａを備える。第１磁界発生部９Ａは、実施形態１の第１磁界発生部９と同様の構成である。揺動状態検出部２１Ａは、光走査装置用揺動ミラー２Ａに備えられる第１平面コイル５Ａに生じる電圧に基づいて、ミラー部４Ａの揺動状態を検出する。この揺動状態検出部２１Ａは、第１配線７１Ａと第２配線７２Ａとを介して第１平面コイル５に電気的に接続されている。

揺動部１０Ａは、第２固定部１２Ａａ、１２Ａｂ、第２可動部１３Ａ、及び、第２支持部１４Ａａ、１４Ａｂを有する第２基板１１Ａと、第２平面コイル１５Ａと、第２駆動電源（図示しない）と、第２磁界発生部１６Ａとを備える。第２固定部１２Ａａ、１２Ａｂは、第２可動部１３Ａを挟んで反対側に設けられている。第２支持部１４Ａａは、第２固定部１２Ａａと第２可動部１３Ａとを連結し、その軸線Ｚ（以下、「第２軸線Ｚ」という）周りに第２固定部１２Ａａに対して揺動可能になるように第２可動部１３Ａを支持している。一方、第２支持部１４Ａｂは、第２固定部１２Ａｂと第２可動部１３Ａとを連結し、その軸線（第２支持部１４Ａａと第２支持部１４Ａｂとの軸線は一致している）周りに第２固定部１２Ａｂに対して揺動可能になるように第２可動部１３Ａを支持している。第２基板１１Ａには、シリコン基板を用いることができ、第２固定部１２Ａａ、１２Ａｂ、第２可動部１３Ａ、及び、第２支持部１４Ａａ、１４Ａｂは、異方性エッチング等によって形成することができる。

第２可動部１３Ａの一方の面には、図示しないスペーサ等を介して光走査装置用揺動ミラー２Ａの第１固定部３１Ａａ、３１Ａｂが第２軸線Ｚに沿って載置されている。尚、第１軸線Ｘと第２軸線Ｚとは互い平行であり、第１軸線Ｘと第２軸線Ｚとは、図５（ａ）に示すように、平面視において一致している。

第２平面コイル１５Ａは、第２可動部１３Ａの片方の面に設けられている。第２平面コイル１５Ａは、第２軸線Ｚを挟んで一方側の部位と他方側の部位とにおいて、第２軸線Ｚと平行な方向に互いに逆向きの成分を有する電流が流れるように設けられている。

第２駆動電源は、第２平面コイル１５Ａの両端部と電気的に接続されている。

第２磁界発生部１６Ａは、第２平面コイル１５Ａに磁界を及ぼす。本実施形態では、第２磁界発生部１６Ａは、第２基板１１Ａに平行で、且つ、第２軸線Ｚと直交する方向に第２可動部１３Ａを挟んだ両側に設けられた永久磁石によって構成されている。両側のそれぞれに設けられた永久磁石は、互いに対向する面の極性が反対となるように配置されている。このため、第２磁界発生部１６Ａは、第２基板１１Ａに平行で、第２軸線Ｚに対して直交する方向（図５（ａ）の矢印Ｙ方向）の成分を有する磁界を、第２平面コイル１５Ａに及ぼすことができる。尚、第１磁界発生部９Ａと第２磁界発生部１６Ａとは同一の永久磁石によって構成されてもよい。

次に、以上に説明した光走査装置用揺動ミラー２Ａが備えるミラー部４Ａの揺動について説明する。第２駆動電源が交流電流を第２平面コイル１５Ａに供給すると、第２平面コイル１５Ａに供給された交流電流と、第２磁界発生部１６Ａが第２平面コイル１５Ａに及ぼす磁界とによって、第２基板１１Ａの法線方向の電磁力が第２平面コイル１５Ａに生じる。上述のように、第２平面コイル１５Ａは、第２軸線Ｚを挟んで一方側の部位と他方側の部位とで、第２軸線Ｚと平行な方向に互いに逆向きの成分を有する電流が流れるように設けられている。このため、第２軸線Ｚを挟んで第２平面コイル１５Ａの一方側の部位に生じる電磁力と、第２軸線Ｚを挟んで他方側の部位に生じる電磁力とは、向きが反対である。このように、向きが反対の電磁力が生じることで、第２可動部１３Ａ、及び、第２可動部１３Ａに載置された第１基板３Ａが第１軸線Ｘ及び第２軸線Ｙと平行な軸周りに回動する。第２平面コイル１５Ａに供給される電流は交流電流であるため、第２平面コイル１５Ａに供給される電流の向きは周期的に変化し、電磁力の向きも周期的に変化する。よって、第２駆動電源が交流電流を第２平面コイル１５Ａに供給することで、第２可動部１３Ａ、及び、第１基板３Ａは、第１軸線Ｘ及び第２軸線Ｙと平行な軸周りに揺動する。第１基板３Ａが揺動することで、第１基板３Ａの第１可動部３２Ａに設けられたミラー部４Ａも揺動する。

ミラー部４Ａが揺動すると、第１平面コイル５Ａは第１磁界発生部９Ａが及ぼす磁界を横切るように移動するため、ミラー部４Ａの揺動状態に応じた第１平面コイル５Ａに電圧が生じる。揺動状態検出部２１Ａは、このように生じた電圧の大きさに基づいてミラー部４Ａの揺動状態を検出する。以上のように、光走査装置用揺動ミラー２Ａは、ミラー部４Ａの揺動状態を検出することができる。このため、例えば、揺動状態検出部２１Ａの検出結果に基づいて、ミラー部４Ａが正常に揺動しているか否かを確認することができる。また、実施形態１の光走査装置用揺動ミラー２と同様に、光走査装置用揺動ミラー２Ａにおいては、ミラー部４Ａの揺動状態に応じた電圧が生じる第１平面コイル５Ａが、第１可動部３２Ａとミラー部４Ａとの間に介装されている。このため、第１可動部３２Ａの小型化と、及び、第１可動部３２Ａの他方の面への凹部の形成との双方によって、第１可動部３２Ａの軽量化を図ることができ、第１可動部３２Ａは、軽量化を十分に図ることが可能である。

１、１Ａ…光走査装置、２、２Ａ…光走査装置用揺動ミラー、２１…第２磁界発生部、２２…揺動状態検出部、３…第１基板、３０…溝、３１ａ、３１ｂ…第１固定部、３２…第１可動部、３３ａ、３３ｂ…第１支持部、４…ミラー部、５…第１平面コイル、５１…第１平面コイルの内側の端部、５２…第１平面コイルの外側の端部、６…絶縁層、７１…第１配線、７２…第２配線、８…駆動電源、９…第１磁界発生部

Claims (7)

1. 固定部、可動部、及び、前記固定部に対して前記可動部を揺動可能に支持する支持部を有する基板と、
   前記可動部の一方の面側に設けられるミラー部と、
   前記可動部と前記ミラー部との間に介装される平面コイルとを備えることを特徴とする光走査装置用揺動ミラー。
2. 前記支持部に設けられる第１配線及び第２配線を備え、
   前記ミラー部は、前記平面コイルに対向する面が導電性材料で形成され、
   前記平面コイルは、渦状であり、外側の端部が前記第１配線に直接電気的に接続され、内側の端部が前記ミラー部の前記平面コイルに対向する面を介して前記第２配線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置用揺動ミラー。
3. 前記平面コイルと前記ミラー部との間に介装される絶縁層を備え、
   該絶縁層には、前記平面コイルの内側の端部と前記ミラー部の前記平面コイルに対向する面とを電気的に接続させる導通部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置用揺動ミラー。
4. 前記可動部の一方の面には、溝が形成され、
   前記平面コイルは、前記溝に導電性材料を埋め込むことによって形成され、
   前記平面コイルの表面と前記可動部の一方の面とが略同一面上に位置することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光走査装置用揺動ミラー。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の光走査装置用揺動ミラーと、
   前記平面コイルに駆動電流を供給する駆動電源と、
   前記平面コイルに磁界を及ぼす磁界発生部とを備え、
   前記可動部は、前記駆動電源が供給する駆動電流と前記磁界発生部が及ぼす磁界とによって生じる電磁力により揺動するように構成されていることを特徴とする光走査装置。
6. 請求項１から４の何れか１項に記載の光走査装置用揺動ミラーが備える前記平面コイルに磁界を及ぼす磁界発生部と、
   前記磁界発生部が及ぼす磁界と前記平面コイルの揺動とによって前記平面コイルに生じる電圧に基づいて、前記光走査装置用揺動ミラーが備える前記ミラー部の揺動状態を検出する揺動状態検出部とを備えることを特徴とする揺動状態検出装置。
7. 請求項１から４の何れか１項に記載の光走査装置用揺動ミラーと、
   請求項６に記載の揺動状態検出装置と、
   前記光走査装置用揺動ミラーが備える前記可動部を揺動させる揺動部とを備えることを特徴とする光走査装置。

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