JP2011013621A - Light deflector, image forming apparatus and image projector - Google Patents
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Description
本発明は、小型ガルバノミラーを用い、レーザ光等の光ビームを偏向・走査する光偏向器、この光偏向器を光書込みユニットに組み込んだ画像形成装置、また、この光偏向器を投影面の走査ユニットとして組み込んだ画像投影装置に関する。 The present invention relates to an optical deflector that deflects and scans a light beam such as a laser beam using a small galvanometer mirror, an image forming apparatus in which the optical deflector is incorporated in an optical writing unit, and the optical deflector on a projection surface. The present invention relates to an image projection apparatus incorporated as a scanning unit.
マイクロマシン技術を用いた、小型ガルバノミラーによる光偏向器(光走査装置)は、ポリゴンミラーや従来型のガルバノミラーに較べて省電力化、小型化や高速化の可能性があり、駆動部分の形成もシリコンウエハーを素材として、半導体微細加工技術を用いて大量で安価に形成できる可能性があるため実用化が期待されている。 The optical deflector (optical scanning device) using a micromachine technology with a small galvanometer mirror has the potential for power saving, miniaturization and high speed compared to a polygon mirror or a conventional galvanometer mirror. However, it is expected to be put to practical use because there is a possibility that it can be formed in large quantities at a low cost by using a semiconductor microfabrication technique using a silicon wafer as a material.
このような光偏向器では、シリコンウエハーを除去加工し、トーション梁を形成して、ミラー面の角度を変えられるようにした場合、ミラー部を保持する可動板を回動可能に保持するトーション梁に捩り方向の力を発生させてミラーを傾け、入射する光線の出射方向を変更する。 In such an optical deflector, when the silicon wafer is removed and a torsion beam is formed so that the angle of the mirror surface can be changed, the torsion beam that rotatably holds the movable plate that holds the mirror portion. A force in the torsional direction is generated to tilt the mirror to change the outgoing direction of the incident light beam.
駆動手段としては、静電駆動、電磁駆動、圧電駆動などの方式がある。ここで、静電式は、駆動力を得るには、変位しても対向する電極の面積を確保する必要があるために、変位を大きく取れない。そのために、光偏向器の駆動手段として用いる場合は、光線の出射角を大きくすることは期待できない。また、電磁式は、小型化によりコイルの配線の断面積は小さくなり抵抗が増すため、ジュール損失が大きいことや電流駆動であるため消費電力が大きいことなど不利な点がある。さらに、磁性体を搭載するので、磁気を嫌う周辺の他の部品、装置がある場合には磁気シールドが必要となるために、大型化する可能性がある。 Examples of the driving means include electrostatic driving, electromagnetic driving, and piezoelectric driving. Here, the electrostatic type cannot secure a large displacement because it is necessary to secure the area of the opposing electrode even if it is displaced in order to obtain a driving force. For this reason, when used as a driving means for an optical deflector, it is not expected to increase the light emission angle. In addition, the electromagnetic type has disadvantages such as a reduction in size and a reduction in the cross-sectional area of the coil wiring and an increase in resistance, resulting in high Joule loss and high power consumption due to current driving. Furthermore, since a magnetic body is mounted, if there are other peripheral parts and devices that dislike magnetism, a magnetic shield is required, which may increase the size.
一方、バイモルフやモノモルフ、バイメタルなどにより、厚み方向に反りを発生させられるカンチレバーを形成し、カンチレバーに発生する曲げ力をトーション梁に伝えて、ミラーにトーション梁の軸周りに回転力を生じさせる圧電方式には、上記のような欠点がない。 On the other hand, a cantilever that can be warped in the thickness direction is formed by bimorph, monomorph, bimetal, etc., and the bending force generated in the cantilever is transmitted to the torsion beam, and the piezoelectric element generates a rotational force around the axis of the torsion beam. The system does not have the drawbacks described above.
図28に、圧電方式の光偏向器の従来の構成例を示す。図28において、10はミラー面を有する可動板であり、該可動板10がトーション梁部材20a,20bにより揺動可能に支持され、バイモルフやモノモルフなどにより厚み方向に反りを発生する駆動部材30a,30b,30c,30dが、それぞれ一端がトーション梁部材20a,30aに接続され、他端が枠部40に接続されてカンチレバーを形成している。駆動部材30a,30cと30b,30dとにそれぞれ逆方向の反りを発生させ、該反りの方向を交互に切り替えることにより、ミラー面を有する可動板10は図29(a),(b)のように回転する。
FIG. 28 shows a conventional configuration example of a piezoelectric optical deflector. In FIG. 28,
ところで、図28のように光偏向器を構成して、駆動部材(カンチレバー)の両端を枠部とトーション梁部に接続された状態で、圧電膜の反り方向を切り替えることで、大きな偏向角を得るには、カンチレバーを構成する材料のヤング率が小さく、僅かな力で大きく伸びる必要がある。しかし、実際はミラーの支持部はシリコンで形成されることが多く、シリコンはヤング率が非常に大きい材料であるため、カンチレバーの両端が接続された構成では、ミラー面を傾ける大きな力を発生させることはできない。 By the way, an optical deflector is configured as shown in FIG. 28, and a large deflection angle is obtained by switching the warping direction of the piezoelectric film in a state where both ends of the drive member (cantilever) are connected to the frame portion and the torsion beam portion. In order to obtain it, the Young's modulus of the material constituting the cantilever is small, and it is necessary to extend greatly with a slight force. However, in reality, the support part of the mirror is often made of silicon, and silicon is a material with a very high Young's modulus. Therefore, in the configuration where both ends of the cantilever are connected, a large force that tilts the mirror surface is generated. I can't.
なお、図28のような構成の光偏向器については、例えば特許文献1や特許文献2などに詳述されている。 The optical deflector configured as shown in FIG. 28 is described in detail in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2.
本発明は、従来の上記のような問題を解決し、装置が大型化することなく、大きな反り量が得られ、大きな偏向角を得ることが可能な光偏向器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical deflector that solves the conventional problems as described above and that can obtain a large amount of warpage and a large deflection angle without increasing the size of the apparatus.
また、本発明は、このような光偏向器を組み込むことで、設計自由度が改善し、コストダウン、小型化が可能な画像形成装置及び画像投影装置を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus and an image projecting apparatus that can improve design flexibility, reduce costs, and reduce size by incorporating such an optical deflector.
請求項1の発明の光偏向器は、光反射面を有する可動部材と、前記可動部材を回転振動可能に支持するトーション梁部材と、前記トーション梁部材の端部を支持する枠部材と、前記可動部材と前記枠部材との間に配置され、長手方向の一端が自由で他端が前記トーション梁部材に支持されて、反りを発生する駆動部材とを有し、前記駆動部材に反りが発生することにより、前記トーション梁部材に捩りが発生し、前記可動部材が回転振動することを特徴とする。 The optical deflector of the invention of claim 1 is a movable member having a light reflecting surface, a torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration, a frame member that supports an end of the torsion beam member, A drive member disposed between the movable member and the frame member, having one end in the longitudinal direction free and the other end supported by the torsion beam member, and generating a warp, wherein the drive member is warped By doing so, the torsion beam member is twisted, and the movable member rotates and vibrates.
請求項2の発明は、請求項1に記載の光偏向器において、前記駆動部材は前記可動部材から所定の距離はなして配置され、前記可動部材と前記駆動部材の間は捩れ可能なトーション梁部材で接続されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the optical deflector according to the first aspect, the drive member is disposed at a predetermined distance from the movable member, and a torsion beam member capable of being twisted between the movable member and the drive member. It is characterized by being connected by.
請求項3の発明は、請求項2に記載の光偏向器において、前記駆動部材を支持するトーション梁部材と、前記可動部材と前記駆動部材を接続するトーション梁部材とは、それぞれ太さが異なることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the optical deflector according to the second aspect, the torsion beam member that supports the driving member and the torsion beam member that connects the movable member and the driving member have different thicknesses. It is characterized by that.
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光偏向器において、前記駆動部材は、前記トーション梁部材の軸に対して前記可動部材側に傾いて配置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical deflector according to any one of the first to third aspects, the drive member is disposed to be inclined toward the movable member with respect to an axis of the torsion beam member. It is characterized by that.
請求項5の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光偏向器において、前記駆動部材は、途中で前記可動部材側に屈曲または湾曲していることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical deflector according to any one of the first to third aspects, the drive member is bent or curved toward the movable member halfway.
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光偏向器において、前記駆動部材の自由端側は、他の部分に比べて重くなっていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the optical deflector according to any one of the first to fifth aspects, wherein a free end side of the driving member is heavier than other portions.
請求項7の発明は、請求項6に記載の光偏向器において、前記駆動部材の自由端側の重量を調整する重量調整手段が設けられていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the optical deflector according to the sixth aspect, a weight adjusting means for adjusting the weight of the free end side of the driving member is provided.
請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光偏向器において、前記駆動部材は圧電モノモルフあるいはバイモルフであることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the optical deflector according to any one of the first to seventh aspects, the drive member is a piezoelectric monomorph or a bimorph.
請求項9の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の光偏向器において、前記枠部材の、前記トーション梁部材の前記枠部材との接続部の内側で、かつ、前記可動部材の先端部の内側となる位置に、前記駆動部材の給電用パッドが設けられていることを特徴とする。 A ninth aspect of the present invention is the optical deflector according to any one of the first to eighth aspects, wherein the frame member is connected to the frame member of the torsion beam member inside the connecting portion and the movable member. A power supply pad for the drive member is provided at a position inside the tip of the member.
請求項10の発明の光偏向器は、可動枠と、光反射面を有する可動部材と、前記可動部材を第1の方向の軸周りに回転振動可能に支持する第1のトーション梁部材と、一端が前記第1のトーション梁部材に接続され他端が前記可動枠に接続され、反りを発生する第1の駆動部材と、前記可動枠を第2の方向の軸周りに回転振動可能に支持する第2のトーション梁部材と、前記第2のトーション梁部材の端部を支持する固定枠と、前記可動枠と前記固定枠との間に配置され、長手方向の一端が自由で他端が前記第2のトーション梁部材に支持されて、反りを発生する第2の駆動部材とを有し、前記第1の駆動部材に反りが発生することにより、前記第1のトーション梁部材に第1の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動部材が第1の方向に回転振動し、前記第2の駆動部材に反りが発生することにより、前記第2のトーション梁部材に第2の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動枠が該第2の方向の軸周りに回転振動して、前記可動部材が第2の方向に回転振動するすることを特徴とする。 An optical deflector according to a tenth aspect of the present invention is a movable frame, a movable member having a light reflecting surface, a first torsion beam member that supports the movable member so as to be able to rotate and vibrate about an axis in a first direction, One end is connected to the first torsion beam member and the other end is connected to the movable frame, and a first drive member that generates a warp and supports the movable frame so as to be capable of rotational vibration about an axis in a second direction. The second torsion beam member, the fixed frame that supports the end of the second torsion beam member, and the movable frame and the fixed frame. A second driving member that is supported by the second torsion beam member and generates a warp, and the first driving member is warped, whereby the first torsion beam member has a first driving member. Torsion occurs around the axis in the direction, and the movable member rotates in the first direction. When the second drive member is vibrated and warped, the second torsion beam member is twisted about the axis in the second direction, and the movable frame is rotated about the axis in the second direction. And the movable member rotates and vibrates in the second direction.
請求項11の発明の光偏向器は、光反射面を有する可動部材と、前記可動部材を第1の方向の軸周りに回転振動可能に支持する第1のトーション梁部材と、前記第1のトーション梁部材の端部を支持する可動枠と、前記可動部材と前記可動枠との間に配置され、長手方向の一端が自由で他端が前記第1のトーション梁部材に支持されて、反りを発生する第1の駆動部材と、固定ベースと、前記可動枠を第2の方向の軸周りに回転振動可能に支持する第2のトーション梁部材と、一端が前記第2のトーション梁部材に接続され他端が前記固定ベースに接続されて、反りを発生する第2の駆動部材とを有し、前記第1の駆動部材に反りが発生することにより、前記第1のトーション梁部材に第1の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動部材が第1の方向に回転振動し、前記第2の駆動部材に反りが発生することにより、前記第2のトーション梁部材に第2の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動枠が該第2の方向の軸周りに回転振動して、前記可動部材が第2の方向に回転振動することを特徴とする。 An optical deflector according to an eleventh aspect of the present invention is a movable member having a light reflecting surface, a first torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration about an axis in a first direction, and the first deflector. A movable frame that supports an end portion of the torsion beam member, and is arranged between the movable member and the movable frame, one end in the longitudinal direction is free and the other end is supported by the first torsion beam member, and warps. A first drive member that generates a fixed base, a second torsion beam member that supports the movable frame so as to be capable of rotational vibration about an axis in a second direction, and one end of the second torsion beam member. And a second drive member connected to the fixed base and generating a warp. The warp of the first drive member causes the first torsion beam member to A twist occurs around the axis in the direction of 1, and the movable member And the second drive member is warped, causing the second torsion beam member to twist about an axis in the second direction, and the movable frame is moved to the second drive member. The movable member rotates and vibrates around a direction axis, and the movable member rotates and vibrates in a second direction.
請求項12の発明の光偏向器は、光反射面を有する可動部材と、前記可動部材を第1の方向の軸周りに回転振動可能に支持する第1のトーション梁部材と、前記第1のトーション梁部材の端部を支持する可動枠と、前記可動部材と前記可動枠との間に配置され、長手方向の一端が自由で他端が前記第1のトーション梁部材に支持されて、反りを発生する第1の駆動部材と、前記可動枠を第2の方向の軸周りに回転振動可能に支持する第2のトーション梁部材と、前記第2のトーション梁部材の端部を支持する固定枠と、前記可動枠と前記固定枠との間に配置され、長手方向の一端が自由で他端が前記第2のトーション梁部材に支持されて、反りを発生する第2の駆動部材とを有し、前記第1の駆動部材に反りが発生することにより、前記第1のトーション梁部材に第1の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動部材が第1の方向に回転振動し、前記第2の駆動部材に反りが発生することにより、前記第2のトーション梁部材に第2の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動枠が該第2の方向の軸周りに回転振動して、前記可動部材が第2の方向に回転振動することを特徴とする。 An optical deflector according to a twelfth aspect of the present invention includes a movable member having a light reflecting surface, a first torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration about an axis in a first direction, and the first A movable frame that supports an end portion of the torsion beam member, and is arranged between the movable member and the movable frame, one end in the longitudinal direction is free and the other end is supported by the first torsion beam member, and warps. A first drive member that generates the second frame, a second torsion beam member that supports the movable frame so as to be capable of rotational vibration about an axis in the second direction, and a fixed member that supports the end of the second torsion beam member. A frame, and a second drive member disposed between the movable frame and the fixed frame, wherein one end in the longitudinal direction is free and the other end is supported by the second torsion beam member to generate a warp. And the first driving member is warped, so that the first driving member The torsion beam member is twisted around the axis in the first direction, the movable member is rotated and vibrated in the first direction, and the second drive member is warped, whereby the second torsion beam is generated. The member is twisted around an axis in the second direction, the movable frame rotates and vibrates around the axis in the second direction, and the movable member rotates and vibrates in the second direction. .
請求項13の発明の画像形成装置は、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光偏向器を用いて、光源からの光ビームを偏向・走査し、感光体上に画像を形成させることを特徴とする。 An image forming apparatus according to a thirteenth aspect of the present invention uses the optical deflector according to any one of the first to ninth aspects to deflect and scan a light beam from a light source to form an image on a photosensitive member. It is characterized by that.
請求項14の発明の画像投影装置は、請求項10乃至12のいずれか1項に記載の光偏向器を用いて、光源からの光ビームを2次元的に偏向・走査し、投影面に画像を投影させることを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image projection apparatus that deflects and scans a light beam from a light source two-dimensionally using the optical deflector according to any one of the tenth to twelfth aspects, and displays an image on a projection surface. Is projected.
本発明の光偏向器によれば、駆動部材の一端が固定されていないので、大きな反り量を得ることができ、ミラー面を保持する可動部材を大きく回転振動させることが可能であり、また、小型化も容易に可能である。 According to the optical deflector of the present invention, since one end of the drive member is not fixed, a large amount of warpage can be obtained, and the movable member holding the mirror surface can be largely rotated and oscillated. Miniaturization is also possible easily.
本発明の光偏向器を画像形成装置に組み込むことで、設計自由度が改善し、小型で性能のよい画像形成装置が可能になる。また、本発明の光偏向器を画像投影装置に組み込むことで、小型で、広画角投影の画像投影装置が可能になる。 By incorporating the optical deflector of the present invention into an image forming apparatus, the degree of freedom in design is improved, and a compact and high-performance image forming apparatus can be realized. Further, by incorporating the optical deflector of the present invention into an image projection apparatus, a small-sized and wide-angle-projection image projection apparatus can be realized.
なお、本発明の光偏向器のさらなる作用、効果は実施の形態の説明で明らかである。 In addition, the further effect | action and effect of the optical deflector of this invention are clear by description of embodiment.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、駆動手段は圧電方式とするが、本発明は圧電方式に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the driving means is a piezoelectric system, but the present invention is not limited to the piezoelectric system.
図1に、本発明の光偏向器の実施例1の平面図を示す。図1において、10は表面に光反射層(ミラー面)が設けられた可動板であり、該可動板10は、一対のトーション梁部材(トーションバースプリング)20a,20bに回動可能に支持され、該トーション梁部材20a,20bの他端は枠部材(固定ベース)40に支持されている。そして、可動板10と枠部材40との間には、トーション梁部材20a,20bに捩りを発生させて、可動板10を回動させるために、それぞれ長手方向の一端が自由で、他端がトーション梁部材20a,20bに支持され、長手方向に反りを発生する駆動部材30a,30b,30c,30dが設けられている。該駆動部材30a,30b,30c,30dは、具体的には弾性部材の片面あるいは両面に圧電材料が積層されたモノモルフあるいはバイモルフ構造となっている。
FIG. 1 is a plan view of Embodiment 1 of the optical deflector according to the present invention. In FIG. 1,
例えば、シリコンウエハーを素材として、MEMS(micro electro mechanical system)プロセスによって加工することで、可動板10、トーション梁部材20a,20b、駆動部材30a,30b,30c,30dが一体的に形成される。また、可動板10は、表面にアルミニウムや金などの金属の薄膜を形成することによって光反射面が形成される。
For example, the
図2は駆動部材の駆動信号線の配線を示した図である。便宜上、図2では駆動部材30c,30dについて示したが、駆動部材30a,30bについても同様である。図2において、31,32は駆動信号線、33は共通グランド線であり、これらはトーション梁部材20b上に白金などを成膜し、必要な部分だけ残るようにエッチング加工して形成される。この駆動信号線31,32、共通グランド線33は枠部材40まで延び、該枠部材40にランド部が形成されている。駆動部材30cには駆動信号線31と共通グランド線33を通して電圧が印加され駆動部材30dには駆動信号32と共通グランド線33を通して電圧が印加される。この電圧の印加により、駆動部材30c,30dに反りが発生する。印加電圧の波形は、正弦波やパルス波などのいずれでもよいが、後述するように、駆動部材30cと駆動部材30dでは互いに逆位相とする。これは駆動部材30aと駆動部材30bでも同様である。
FIG. 2 is a diagram showing wiring of drive signal lines of the drive member. For convenience, FIG. 2 shows the
図1に戻り、駆動部材30a,30cに、例えば紙面の手前側に反りを発生させると、トーション梁部材20a,20bに時計方向(20aから20bの方向に見て)の捩りが発生し、可動板10は図3(a)のように回動する。次に、駆動部材30b,30cに、同様に紙面の手前側に反りを発生させると、トーション梁部材20a,20bに反時計方向の捩りが発生し、可動板10は図3(b)のように回動する。これを繰り返すことにより、可動板(ミラー面)10を往復回転振動させることができる。ここで、振動周期を、可動部全体の共振特性に近い値で、連続させることにより、より大きな変位を発生させることが可能になる。所望の(使用条件に適した)周波数と、可動部の共振特性を一致させるために、可動部の形状、全体重量や、バランス、梁部の長さ・太さの調整や、構成する材料の選択など、適宜決めればよい。
Returning to FIG. 1, when the
図4に、駆動部材30a,30b,30c,30dを駆動する電圧の波形の一例を示す。図4では正弦波としたが、先にも述べたようにパルス波(矩形波)でもよい。ここで、イは駆動部材30a,30cへの印加電圧、ロは駆動部材30b,30dへの印加電圧とする。また、駆動部材30a〜30dは弾性部材の表面側にのみ圧電材料が積層されたモノモルフ構造をとり、電圧の印加により紙面の手前側にのみ反りが発生するとする。
FIG. 4 shows an example of a voltage waveform for driving the
いま、toのとき、駆動部材30a,30cの反りと駆動部材30b,30cの反りが拮抗し、可動板10は紙面と略平行状態をとる。t1のときは、駆動部材30a,30cの反りが最大で、駆動部材30b,30dの反りが最小(零)となり、可動板10は図3(a)のように回動する。そして、t2になると、再び駆動部材30a,30cの反りと駆動部材30b,30dの反りとが拮抗して、可動板10は紙面と平行状態に戻る。次に、t3のときは、駆動部材30b,30dの反りが最大で、駆動部材30a,30cの反りが最小となり、可動板10は図3(b)のように回動する。このようにして、可動板10は往復回動振動を繰り返す。駆動部材30a,30b,30c,30dの一端は固定されていないので、大きな反り量が得られ、大きな偏向角を得ることが可能である。
Now, when to, the warp of the
なお、駆動部材30a〜30dが弾性部材の表面と裏面の両側に圧電材料が積層されたバイモルフ構造とし、紙面の手前側と奥側に反りを発生させる構成とした場合には、さらに大きな偏向角を得ることが可能である。すなわち、モノモルフを表裏はり合わせてバイモルフ構造とし、例えば、駆動部材30a,30cの表面側の圧電材料及び駆動部材30b,30dの裏面側の電圧材料に対しては図4のイに示す電圧を印加し、一方、駆動部材30a,30cの裏面側の圧電材料及び駆動部材30b,30dの表面側の電圧材料に対しては図4のロに示す電圧を印加するようにする。こうすることにより。例えば、t1のときは、駆動部材30a,30cで紙面の手前側に最大の反りが発生し、駆動部材30b,30dでは紙面の奥側に最大の反りかせ発生して、可動板10は図3(a)のように回動する。紙面手前側の反りに紙面奥側の反りが加わるため、トーション梁部材20a,20bに大きな捩り(時計方向)が発生し、可動板10は、より大きく回動する。次に、t2のときは、駆動部材30b,30dで紙面の手前側に最大の反りが発生し、駆動部材30a,30cでは紙面の奥側に最大の反りが発生して、可動板10は図3(b)のように回動する。この場合も、紙面手前側の反りに紙面奥側の反りが加わるため、トーション梁部材20a,20bに大きな捩り(反時計方向)が発生し、可動板10は、より大きく回動する。
When the driving
図1では、可動部材10と枠部材40と間に、30aと30b、30cと30dの計4つの駆動部材を配置するとしたが、駆動部材は30aと30d、あるいは30cと30bのみでも、動作は可能である。これは、後述の各実施例の光偏向器においても同様である。本発明の光偏向器には、このような構成のものも含まれる。
In FIG. 1, a total of four
図5、図6に本発明の光偏向器の実施例2の平面図を示す。図5、図6において、図1と同一部分には同一の符号が付与されている。図5、図6に示すように、実施例2では、ミラー面を保持する可動板10と可動部30a,30b,30c,30dとの間に所定の距離をもたせ、その間も捩じれ可能なトーション梁部材20a,20bによって接続されるようにしたものである。これにより、駆動部材30a,30b,30c,30dは、ミラー面を保持する可動板10と共に2自由度振動系を形成することになる。駆動部材30a,30b,30c,30dの駆動の仕方は実施例1の場合と同様である。
5 and 6 are plan views of Embodiment 2 of the optical deflector according to the present invention. 5 and 6, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIGS. 5 and 6, in the second embodiment, a predetermined distance is provided between the
2自由度振動系とすることで、より大きな変位を得ることができたり、角速度の変動を小さくしたりできることが知られているが、従来はミラーを保持する可動部材の外側にトーション梁を介して別の可動部を設けて2自由度振動系のアクチュエータとしており(例えば、特許文献3、4等)、装置が大型化せざるを得なかった。これに対し、本実施例の場合、駆動部材30a〜30dの一端が自由で、加振力を発生させると同時に質量系であるように構成されるので、装置を大型化せずに、ミラー面を保持する可動板10と共に2自由度振動系にすることができる。
Although it is known that a two-degree-of-freedom vibration system can obtain a larger displacement and can reduce fluctuations in angular velocity, conventionally, a torsion beam is provided outside the movable member holding the mirror. Thus, another movable part is provided as a two-degree-of-freedom vibration system actuator (for example, Patent Documents 3 and 4), and the apparatus has to be enlarged. On the other hand, in the case of the present embodiment, one end of the
ここで、周波数特性を調整するために、駆動部材30a〜30dの位置を、可動板10の方に近づけたり(図5)、枠部40の方に近づけたりする(図6)。また、図7に示すように、トーション梁部材20a,20bの太さを、枠部材40と駆動部材30a〜30dとを接続する部分と、駆動部材30a〜30dと可動板10とを接続する部分とで、それぞれ異ならせても、調整が可能である。さらには、両方を組み合わせて、調整することでもよい。
Here, in order to adjust the frequency characteristics, the positions of the
図8に、本発明の光偏向器の実施例3の平面図を示す。図8において、図1と同一部分には同一の符号が付与されている。 FIG. 8 shows a plan view of a third embodiment of the optical deflector according to the present invention. In FIG. 8, the same parts as those in FIG.
本発明の光偏向器では、駆動部の一端が固定されていないので、駆動部材はトーション梁部材の端に取り付けられる必要はない(図1、図5)。この場合、駆動部材の周りの部分は、トーション梁部材に捩りを発生させるのに差支えないスペースがあればよい。そこで、本実施例では、図8に示すように、枠部40の隅を幅広にして、トーション梁部材20a,20bの枠部40との接続部の内側で(図8中の範囲A)、かつ、可動板10の先端部の内側(図8中の範囲B)となる位置に、少なくとも一部が含まれるように給電用のパッド51〜56を配置する。ここで、パッド54,55,56が図2に示した駆動部材30c,30dの駆動信号線31,32、共通グランド線33にそれぞれ接続される。同様に、パッド51,52,53は、駆動部材30a,30bの駆動信号線、共通グランド線に接続されることになる。
In the optical deflector of the present invention, since one end of the drive unit is not fixed, the drive member does not need to be attached to the end of the torsion beam member (FIGS. 1 and 5). In this case, the portion around the drive member only needs to have a space that can cause the torsion beam member to twist. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the corners of the
本実施例では、給電用のパッド部は、駆動部材の駆動の邪魔にならず、図28に示したような従来の構成に比べて、トーション梁を所望の長さに維持しつつ、枠部のより内側に給電用のパッドを設けることができるので、光偏向器の、さらなる小型化が可能になる。 In this embodiment, the power supply pad portion does not interfere with the driving of the driving member, and the frame portion while maintaining the torsion beam at a desired length as compared with the conventional configuration as shown in FIG. Since the power supply pad can be provided inside the optical deflector, the optical deflector can be further reduced in size.
図9に、本発明の光偏向器の実施例4の平面図を示す。図9において、図1などと同一部分には同一の符号が付与されている。 FIG. 9 shows a plan view of a fourth embodiment of the optical deflector according to the present invention. In FIG. 9, the same parts as those in FIG.
大きな偏向角を得るには、駆動部材に大きな反り量を発生させるか、駆動部材自体を長くして、駆動部材の変位を大きくし、トーション梁部材に、より大きな捩り力を発生させる必要がある。ここで、反り量は、駆動部材を構成する材料の特性によって決まるので、モノモルフやバイモルフによる加振手段では、材料や膜特性の改善が考えられるが、その改善には限界がある。また、駆動部材を長くして、該駆動部材の変位を大きくしようとすると、駆動部が枠部から出っ張らないように枠部を大きくする必要があり、装置が大型化する。 In order to obtain a large deflection angle, it is necessary to generate a large amount of warp in the driving member or lengthen the driving member itself to increase the displacement of the driving member and generate a larger torsional force on the torsion beam member. . Here, since the amount of warpage is determined by the characteristics of the material constituting the drive member, improvement of the material and film characteristics can be considered with the excitation means using monomorph or bimorph, but the improvement is limited. Further, if the drive member is lengthened to increase the displacement of the drive member, it is necessary to enlarge the frame portion so that the drive portion does not protrude from the frame portion, which increases the size of the apparatus.
そこで、本実施例では、図9に示すように、駆動部材30a,30b,30c,30dをトーション梁部材20a,20bに対し、垂直でなく、可動板10側に傾けて配置して、駆動部材30a,30b,30c,30dの実効長を長くする。動作は、実施例1などと同様である。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the
厚み方向に反りを発生させる駆動部材30a,30b,30c,30dが長くなれば、自由端側の変位が大きくなるので、トーション梁部材20a,20bの軸周りに、より大きな捩り力を発生させることができる。本実施例では、駆動部材30a,30b,30c,30dを傾けて配置することで、該駆動部材30a,30b,30c,30dの突出を抑え、枠部40を大きくすることなく、駆動部材先端の反り量を増やすことができるので、装置の大型化を抑えながら、可動板10の偏向角を大きくすることができる。
If the
図10、図11に、本発明の光偏向器の実施例5の平面図を示す。図10、図11において、図1などと同一部分には同一の符号が付与されている。 10 and 11 are plan views of Embodiment 5 of the optical deflector according to the present invention. 10 and 11, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG.
先の図9のように、駆動部材30a,30b,30c,30dをトーション梁部材20a,20bに対し、単に傾けて配置するだけでは、駆動部材を長くするには限界があり、駆動部先端の反り量が十分得られない場合がある。
As shown in FIG. 9, the
そこで、本実施例では、図10や図11に示すように、駆動部材30a,30b,30c,30dを屈曲または湾曲させた形状とするものである。これにより、枠部40内の限られたスペースに、より長い駆動部材30a,30b,30c,30dを配置することができ、該駆動部材30a,30b,30c,30dに、より大きな反りを発生させて、装置の大型化を抑えながら、大きな偏向角を得ることが可能になる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIGS. 10 and 11, the driving
なお、先の図9のように駆動部材をトーション梁部材に斜めに取り付け、該駆動部材を屈曲させる構造とすることも可能である。また、図11のように、駆動部材の形状を、可動板10の形状に沿ったものとすることも可能である。
It is also possible to adopt a structure in which the drive member is obliquely attached to the torsion beam member as shown in FIG. 9 and the drive member is bent. In addition, as shown in FIG. 11, the shape of the drive member can be made to conform to the shape of the
図12は、図10の構成の場合について、駆動部材の各部の厚み方向の変位分布を示した図である。また、図13は、駆動部材の各部の反りの高低の様子を示した図である。図13中、Xはトーション梁方向、Yはトーション梁と直角方向、Zは紙面方向を示している。このように、本実施例では、駆動部材の先端で大きな反りを発生させることができる。 FIG. 12 is a diagram showing the displacement distribution in the thickness direction of each part of the drive member in the case of the configuration of FIG. FIG. 13 is a view showing the level of warpage of each part of the drive member. In FIG. 13, X indicates the torsion beam direction, Y indicates the direction perpendicular to the torsion beam, and Z indicates the paper surface direction. Thus, in this embodiment, a large warp can be generated at the tip of the drive member.
図14、図16、図17に、本発明の光偏向器の実施例6の平面図を示す。なお、図15は図14のA−B線の断面図を示したものである。図14、図16、図17において、図1と同一部分には同一の符号が付与されている。動作は図1などと同様である。 FIGS. 14, 16 and 17 are plan views of Embodiment 6 of the optical deflector according to the present invention. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line AB of FIG. 14, 16, and 17, the same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 1. The operation is the same as in FIG.
駆動部材自体の重さが、可動部全体の重さに対する比率が小さい場合、可動部全体に大きな加振力を発生させることができない。そこで、本実施例は、必要な振動数や振幅が確保できる範囲で、駆動部材の自由端側の重量を増加させて、該駆動部材の慣性モーメントを増大させて、より大きな捩り力をトーション梁部材に伝わるようにして、大きな偏向角を得るようにしたものである。 When the ratio of the weight of the drive member itself to the weight of the entire movable part is small, a large excitation force cannot be generated in the entire movable part. Therefore, in this embodiment, within the range in which the necessary frequency and amplitude can be ensured, the weight on the free end side of the driving member is increased, the moment of inertia of the driving member is increased, and a larger torsional force is applied. A large deflection angle is obtained by being transmitted to the member.
ここで、図14は、駆動部材30a,30b,30c,30dの先端にそれぞれ重量を増加させるための質量部材61a,61b,61c,61dを取り付けた例であり、図16は、駆動部材30a,30b,30c,30dの先端部の幅を、それぞれ62a〜62dのように幅広にして重量を増加させた例である。また、図17は、可動板10を挟むように、駆動部材30aと30c、30bと30dの先端同士をそれぞれ梁部材63a,63bでつなげて、駆動部材30a,30b,30s,30dの自由端側の重量を増加させた例である。なお、図14、図16では、駆動部材30a,30b,30c,30dの自由端部の厚みを単に増やすようにしてもよい。
Here, FIG. 14 is an example in which
図14、図16、図17のような構成とすることで、駆動部材30a,30b,30c,30dの自由端側の重量が増すので、一度動きはじめ、振動が共振周波数に到達すると、大きな捩り力をトーション梁部材20a,20bに与えることができ、可動板30の振れ角を大きくすることが可能となる。
14, 16, and 17 increase the weight on the free end side of the
図18乃至図21は、本発明の光偏向器の実施例7を説明する図である。図18乃至図21において、図1などと同一部分には同一の符号が付与されている。 18 to 21 are diagrams for explaining an optical deflector 7 according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 18 to FIG. 21, the same parts as those in FIG.
先の実施例6において、駆動部材の自由端が重すぎると、必要な変位量が得られず、トーション梁部材に必要な捩り力を発生させることができなくなる。また、逆に軽すぎると、変位量が大きくても、トーション梁部材に伝わる捩り方向の力が小さくなってしまう。また、可動部全体の重量、バランスが所定値と異なることにより、所望の共振周波数特性が得られないことがある。このように、駆動部材の先端部の重量が適正でない場合、可動部と駆動部で、二重に光偏向器の特製を悪化させてしまう。そこで、本実施例は、駆動部材の自由端側の重量を調整する重量調整手段を設けるようにしたものである。 In the previous embodiment 6, if the free end of the drive member is too heavy, the required amount of displacement cannot be obtained and the torsional force required for the torsion beam member cannot be generated. On the other hand, if it is too light, even if the amount of displacement is large, the force in the torsional direction transmitted to the torsion beam member will be small. Further, since the weight and balance of the entire movable part are different from predetermined values, desired resonance frequency characteristics may not be obtained. As described above, when the weight of the front end portion of the driving member is not appropriate, the special behavior of the optical deflector is doubled by the movable portion and the driving portion. Therefore, in this embodiment, weight adjusting means for adjusting the weight on the free end side of the driving member is provided.
図18(調整前)と図19(調整後)は、駆動部材30a,30b,30c,30dの先端部に接着剤塗布面70a,71b,71c,71dを設け、そこに質量部材としての接着剤72を必要な量や数だけ盛るなどして、該先端部の重量を増加させて調整する例である。この場合、接着材に密度の大きい金属粉を混ぜるなどすることで、限られた面積で、大きく質量を変化させることが可能になる。
In FIG. 18 (before adjustment) and FIG. 19 (after adjustment),
図20(調整前)と図21(調整後)は、駆動部材30a,30b,30c,30dの先端部にあらかじめ質量部材としてダミー部材73a,73b,73c,73dを付加しておき、これの一部等を図21にイ、ロで示すように、レーザなどで除去加工して、該先端部の重量を減少させて調整する例である。
In FIG. 20 (before adjustment) and FIG. 21 (after adjustment),
実際の製造工程では、コンタクトプローブなどで光偏向器に駆動波形を入力し、回動動作をさせて、所望の共振周波数、偏向角が得られているかを確認し、調整していくこととなる。可動部と駆動部の調整を同時に行えるので、所望の特性が得やすい。また、調整する場所は、ミラー面を有する可動部材から離れた位置で行うので、ミラー面を汚したり、傷つけたりする可能性が小さく、光学的特性の劣化を防止できる。 In the actual manufacturing process, a drive waveform is input to the optical deflector using a contact probe or the like, and a rotation operation is performed to check whether or not a desired resonance frequency and deflection angle are obtained and adjusted. . Since the movable part and the drive part can be adjusted simultaneously, it is easy to obtain desired characteristics. In addition, since the adjustment is performed at a position away from the movable member having the mirror surface, there is little possibility that the mirror surface is soiled or damaged, and deterioration of optical characteristics can be prevented.
図22、図23、図24に、本発明の光偏向器の実施例8の平面図を示す。これまで説明した光偏向器は、いずれも1軸方向にミラー面を回転振動させるものであったが、本実施例は2軸方向にミラー面を回転振動させる構成としたものである。 22, 23, and 24 are plan views of Embodiment 8 of the optical deflector of the present invention. The optical deflectors described so far all rotate and oscillate the mirror surface in the uniaxial direction, but this embodiment is configured to rotate and oscillate the mirror surface in the biaxial direction.
図22は、図28の従来と同様の構成の一端が第1のトーション梁部材120a,120bに接続され他端が可動枠140に接続された第1の駆動部材130a,130b,130c,130dを駆動して、第1のトーション梁部材120a,120bにY軸周りの捩りを発生させることで、ミラー面を保持する可動板10をY軸周りに回動させ、X軸周りには、本発明の形態を利用し、一端が第2のトーション梁部材220a,220bに接続され他端が自由な第2の駆動部材230a,230b,230c,230dを駆動して、第2のトーション梁部材220a,220bにX軸周りの捩りを発生させることで、可動枠140をX軸周りに回動させる構成としたものである。図22の構成の場合、外側の枠部(固定ベース)240を小さくできるので、2軸駆動の光偏向器を小型化することが可能となる。
FIG. 22 shows the
図23は、図22とは逆に、Y軸周りに本発明の形態を利用し、一端が第1のトーション梁部材120a,120bに接続され他端が自由な第1の駆動部材130a,130b130c,130dを駆動して、第1のトーション梁部材120a,120bにY軸周りの捩りを発生させることで、ミラー面を保持する可動板10をY軸周りに回動させ、X軸周りには従来と同様の構成を利用し、一端が第2のトーション梁部材220a,220bに接続され他端が固定ベース240に接続された第2の駆動部材230a,230b,230c,230dを駆動して、第2のトーション梁部材220a,220bにX軸周りの捩りを発生させることで、可動枠140をX軸周りに回動させる構成としたものである。図23の構成の場合、内側の枠部(可動枠)を小さくできるので、より小さいエネルギーでX軸周りの駆動を行えるようになる。
In contrast to FIG. 22, FIG. 23 uses the form of the present invention around the Y axis, and is connected to the first
図24は、X及びY軸周りに本発明の形態を利用するもので、一端が第1のトーション梁部材120a,120bに接続された他端が自由な第1の駆動部材130a,130b,130c,130dを駆動して、第1のトーション梁部材120a,120bにY軸周りの捩りを発生させることで、ミラー面を保持する可動板10をY軸周りに回動させ、X軸周りには、一端が第2のトーション梁部材220a,220bに接続され他端が自由な第2の駆動部材230a,230b,230c,230dを駆動して、一端が可動枠140を支持し他端が固定ベース240に支持された第2のトーション梁部材220a,220bにX軸周りの捩りを発生させることで、可動枠140をX軸周りに回動させる構成としたものである。図24の構成の場合、図22と図23の利点を併せ持つことにより、内部の可動枠140を小さくできることで、より小さいエネルギーでX軸周りの駆動を行え、また、外側の可動枠140も小さくできることで、2軸駆動の光偏向器を小型化することが可能になる。
FIG. 24 uses the form of the present invention around the X and Y axes. The
本実施例は、実施例1〜7の1軸駆動の光偏向器を光書込みユニットの構成部材として実装した画像形成装置を提供するものである。 The present embodiment provides an image forming apparatus in which the uniaxially driven optical deflector of the first to seventh embodiments is mounted as a constituent member of an optical writing unit.
図25に本実施例の画像形成装置の全体構成図を示す。図25において、1001が光書込みユニットであり、レーザビームを被走査面に出射して画像を書き込む。1002は光書込みユニット1001による走査対象としての被走査面を提供する像担持体としての感光体ドラムである。
FIG. 25 shows an overall configuration diagram of the image forming apparatus of the present embodiment. In FIG. 25,
光書込みユニット1001は、記録信号によって変調された1本又は複数本のレーザビームで感光体ドラム1002の表面(被走査面)を同ドラムの軸方向に走査する。感光体ドラム1002は矢印1003方向に回転駆動され、帯電部1004により帯電された表面に、光書込みユニット1001により光走査されることによって、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像部1005でトナー像に顕像化され、このトナー像は転写部1006で記録紙1007に転写される。転写されたトナー像は定着部1008によって記録紙1007に定着される。感光体ドラム1002の転写部1006を通過した感光体ドラムの表面部分はクリーニング部1009で残留トナーを除去される。
The
なお、感光体ドラム1002に代えてベルト状の感光体を用いる構成も可能である。また、トナー像を記録紙以外の転写媒体に一旦転写し、この転写媒体からトナー像を記録紙に転写して定着させる構成とすることも可能である。
A configuration using a belt-like photoconductor in place of the
光書込みユニット1001は記録信号によって変調された1本又は複数本のレーザビームを発するレーザ素子としての光源部1020と、レーザビームを変調する光源駆動部1500と、1軸方向にレーザビームを走査する光偏向器(前述した実施例1〜5の本発明の光偏向器)1022と、この光偏向器1022のミラー面に光源部1020からの記録信号によって変調されたレーザビーム(光ビーム)を結像させるための結像光学系1021と、光偏向器1002のミラー面で反射・偏向された1本又は複数本のレーザビームを感光体ドラム1002の表面(被走査面)に結像させるための手段である走査光学系1023などから構成される。光偏向器1022は、その駆動のための集積回路(駆動手段)1024とともに回路基板1025に実装された形で光書込みユニット1001に組み込まれている。
The
このような本発明による光偏向器1022を用いた構成の光書込ユニット1001は、次のような利点を有する。光偏向器1022は、ミラー面の変形が少なくビーム形状が安定しているため、安定したビームスポット径での書き込みが可能であるほか、回転多面鏡に比べ駆動のための消費電力が小さいため、画像形成装置の高画質化、省電力化に有利である。また、光偏向器1022のミラー面の振動時の風切り音は回転多面鏡に比べ小さいため、画像形成装置の静粛性の改善に有利である。さらに、光偏向器1022は回転多面鏡に比べ設置スペースが圧倒的に少なくて済み、また、光偏向器1022の発熱量もわずかであるため、光書込装置1001の小型化が容易であり、したがって画像形成装置の小型化に有利である。また、光偏向器1022は高速の往復走査が可能であるため、画像記録速度の高速化が可能である。
The
なお、記録紙1007の搬送機構、感光体ドラム1002の駆動機構、現像部1005、転写部1006などの制御手段、光源部1020の駆動系などは、従来の画像形成装置と同様でよいため、図25では省略されている。
Note that the conveyance mechanism of the
本実施例は、実施例8のような2軸駆動の光偏向器を搭載し、二次元的に光ビームを走査して画像を投影面(スクリーン)に表示する画像投影装置を提供するものである。 The present embodiment provides an image projection apparatus equipped with a two-axis drive optical deflector as in the eighth embodiment and displaying an image on a projection surface (screen) by two-dimensionally scanning the light beam. is there.
図26に、本実施例の画像投影装置の全体構成図を示す。この画像投影装置は、赤色(R)のレーザ光を出射する赤色光源2001−R、緑色(G)のレーザ光を出射する緑色光源2001−R、青色(B)のレーザ光を出射する緑色光源2001−B、各光源2001−R,2001−G,2001−Bから出射されたR,G,Bのレーザ光を入射し、合成レーザ光として出射するダイクロイックプリズム(合成プリズム)2003、このダイクロイックプリズム2003から出射された合成レーザ光を二次元的に走査して投影面(スクリーン)2004に投影する光偏向器(前述した実施例8の本発明の光偏向器)2003などで構成される。なお、画像投影装置は投影面(スクリーン)2004を一体とする構成であってもよい。 FIG. 26 shows an overall configuration diagram of the image projection apparatus of the present embodiment. This image projection apparatus includes a red light source 2001-R that emits red (R) laser light, a green light source 2001-R that emits green (G) laser light, and a green light source that emits blue (B) laser light. 2001-B, a dichroic prism (synthetic prism) 2003 that receives R, G, B laser beams emitted from the respective light sources 2001-R, 2001-G, 2001-B and emits them as synthesized laser beams, and this dichroic prism An optical deflector (the optical deflector according to the eighth embodiment of the present invention described above) 2003 that two-dimensionally scans the combined laser light emitted from 2003 and projects it onto a projection surface (screen) 2004 is configured. Note that the image projection apparatus may have a configuration in which a projection surface (screen) 2004 is integrated.
赤色光源装置2001−Rは、中心波長が630nmである半導体レーザ(LD)であり、青色光源装置2001−Bは、中心波長が430nmである半導体レーザ(LD)である。緑色光源装置2001−Gは、中心波長が540nmである緑色のレーザ光を出射する。図26では省略したが、これら光源2001−R,2001−G,2001−Bから出射されるレーザ光は、画像の水平/垂直同期信号に同期し、画像情報の各画素のRGB成分の画素値に応じて発光量が変化される。このようなR,G,Bのレーザ光がダイクロイックプリズム2002により合成されて、光偏向器2003のミラー面に入射される。
The red light source device 2001-R is a semiconductor laser (LD) having a center wavelength of 630 nm, and the blue light source device 2001-B is a semiconductor laser (LD) having a center wavelength of 430 nm. The green light source device 2001-G emits green laser light having a center wavelength of 540 nm. Although omitted in FIG. 26, the laser light emitted from these light sources 2001-R, 2001-G, 2001-B is synchronized with the horizontal / vertical synchronizing signal of the image, and the pixel value of the RGB component of each pixel of the image information. The amount of light emission is changed according to. Such R, G, and B laser beams are combined by the
光偏向器2003は、前述した実施例8の2軸駆動構成の光偏向器であり、ミラー面を保持する可動板10を画像の水平/垂直同期信号に同期して2軸周りに回動することにより、ミラー面に入射されたレーザ光が二次元的に偏向・走査される。これにより、画像の水平/垂直同期信号に同期して投影面(スクリーン)2001の水平方向及び垂直方向にレーザ光が走査され、投影面2004に所望の画像が表示される。
The
なお、図27に示すように、ダイクロイックプリズム2002を省略して、各色光源2001−R,2001−G,2001−Bから出射されたR,G,Bのレーザ光を光偏向器(実施例8の光偏向器)2003に直接入射することでもよい。
As shown in FIG. 27, the
また、図26、図27ではカラー画像を投影する画像投影装置の構成例を示したが、白黒画像の場合は、光源は一つで良い。 26 and 27 show an example of the configuration of an image projection apparatus that projects a color image, but in the case of a monochrome image, only one light source may be used.
10 可動板
20a,20b トーション梁部材
30a,30b,30c,30d 駆動部材
40 枠部材
51〜56 パッド
61a〜61d 質量部
62a〜62d 質量部
63a,63b 梁部材
71a〜71d 接着剤塗布面
72 接着剤
73a〜73d ダミー部材
120a,120b 第1のトーション梁部材
130a〜130d 第1の駆動部材
140 可動枠
220a,220b 第2のトーション梁部材
230a〜230d 第2の駆動部材
240 固定ベース
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記駆動部材に反りが発生することにより、前記トーション梁部材に捩りが発生し、前記可動部材が回転振動することを特徴とする光偏向器。 A movable member having a light reflecting surface, a torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration, a frame member that supports an end of the torsion beam member, and the movable member and the frame member disposed between the movable member and the frame member A drive member that generates a warp, with one end in the longitudinal direction being free and the other end being supported by the torsion beam member,
When the drive member is warped, the torsion beam member is twisted, and the movable member rotates and vibrates.
前記第1の駆動部材に反りが発生することにより、前記第1のトーション梁部材に第1の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動部材が第1の方向に回転振動し、
前記第2の駆動部材に反りが発生することにより、前記第2のトーション梁部材に第2の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動枠が該第2の方向の軸周りに回転振動して、前記可動部材が第2の方向に回転振動する、
することを特徴とする光偏向器。 A movable frame, a movable member having a light reflecting surface, a first torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration about an axis in a first direction, and one end connected to the first torsion beam member The other end of which is connected to the movable frame and generates a warp, the second torsion beam member that supports the movable frame so as to be able to rotate and vibrate about an axis in the second direction, and the first A fixed frame that supports an end of the second torsion beam member, and is arranged between the movable frame and the fixed frame, and one end in the longitudinal direction is free and the other end is supported by the second torsion beam member. A second drive member that generates warpage,
When the first driving member is warped, the first torsion beam member is twisted around an axis in the first direction, and the movable member is rotated and vibrated in the first direction.
When the warp occurs in the second driving member, the second torsion beam member is twisted around the axis in the second direction, and the movable frame rotates and vibrates around the axis in the second direction. Then, the movable member rotates and vibrates in the second direction.
An optical deflector characterized by:
前記第1の駆動部材に反りが発生することにより、前記第1のトーション梁部材に第1の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動部材が第1の方向に回転振動し、
前記第2の駆動部材に反りが発生することにより、前記第2のトーション梁部材に第2の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動枠が該第2の方向の軸周りに回転振動して、前記可動部材が第2の方向に回転振動する、
することを特徴とする光偏向器。 A movable member having a light reflecting surface, a first torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration about an axis in a first direction, and a movable frame that supports an end of the first torsion beam member And a first driving member that is disposed between the movable member and the movable frame, is supported by the first torsion beam member at one end in the longitudinal direction and is supported by the first torsion beam member, and fixed. A base, a second torsion beam member that supports the movable frame so as to be capable of rotational vibration about an axis in the second direction, one end connected to the second torsion beam member, and the other end connected to the fixed base. And a second drive member that generates warpage,
When the first driving member is warped, the first torsion beam member is twisted around an axis in the first direction, and the movable member is rotated and vibrated in the first direction.
When the warp occurs in the second driving member, the second torsion beam member is twisted around the axis in the second direction, and the movable frame rotates and vibrates around the axis in the second direction. Then, the movable member rotates and vibrates in the second direction.
An optical deflector characterized by:
前記第1の駆動部材に反りが発生することにより、前記第1のトーション梁部材に第1の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動部材が第1の方向に回転振動し、
前記第2の駆動部材に反りが発生することにより、前記第2のトーション梁部材に第2の方向の軸周りに捩りが発生し、前記可動枠が該第2の方向の軸周りに回転振動して、前記可動部材が第2の方向に回転振動する、
することを特徴とする光偏向器。 A movable member having a light reflecting surface, a first torsion beam member that supports the movable member so as to be capable of rotational vibration about an axis in a first direction, and a movable frame that supports an end of the first torsion beam member And a first driving member disposed between the movable member and the movable frame, wherein one end in the longitudinal direction is free and the other end is supported by the first torsion beam member, and warps. A second torsion beam member for supporting the movable frame around an axis in the second direction so as to be capable of rotational vibration, a fixed frame for supporting an end of the second torsion beam member, the movable frame and the fixed frame; And a second driving member that generates a warp with one end in the longitudinal direction being free and the other end being supported by the second torsion beam member,
When the first driving member is warped, the first torsion beam member is twisted around an axis in the first direction, and the movable member is rotated and vibrated in the first direction.
When the warp occurs in the second driving member, the second torsion beam member is twisted around the axis in the second direction, and the movable frame rotates and vibrates around the axis in the second direction. Then, the movable member rotates and vibrates in the second direction.
An optical deflector characterized by:
Priority Applications (1)
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JP2009159864A JP2011013621A (en) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Light deflector, image forming apparatus and image projector |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011013621A true JP2011013621A (en) | 2011-01-20 |
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ID=43592532
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011013621A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014232180A (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | スタンレー電気株式会社 | Light deflector |
JP2019139057A (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | スタンレー電気株式会社 | Two-dimensional light deflector |
WO2022163105A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drive element and light deflection element |
WO2024024300A1 (en) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drive element and light deflection element |
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2009
- 2009-07-06 JP JP2009159864A patent/JP2011013621A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014232180A (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-11 | スタンレー電気株式会社 | Light deflector |
JP2019139057A (en) * | 2018-02-09 | 2019-08-22 | スタンレー電気株式会社 | Two-dimensional light deflector |
JP6990960B2 (en) | 2018-02-09 | 2022-01-12 | スタンレー電気株式会社 | 2D optical deflector |
WO2022163105A1 (en) * | 2021-01-26 | 2022-08-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drive element and light deflection element |
WO2024024300A1 (en) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Drive element and light deflection element |
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