JP2011039217A - 光偏向器及び光偏向器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ミラーと弾性支持部を連結するための接着剤が、弾性支持部へ付着してばね定数が変化することを防止する。
【解決手段】反射膜１１を有する可動板１０と、可動板１０とは異なる部材で、磁石４０を介して可動板１０取り付けるための取付部２１と、取付部２１に取り付けられた可動板１０を所定の軸の周りに回動可能に支持する弾性支持部２２と、を有する軸部材２０と、を備え、取付部２１は、取付面に、溝内に接着剤２５が存在する溝２３と、接着剤２５が存在しない溝２４を有しており、溝２４は溝２３よりも弾性支持部２２に近い位置に設けられている。
【選択図】図９

Description

本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いた光偏向器及び光偏向器の製造方法に関する。

レーザ光を用いて画像描画を行うディスプレイ、プリンタ等に応用することを目的とした光偏向器においては、画像の解像度を上げるため、光走査の更なる高速化が要求されている。しかし、現状で用いられているポリゴンミラーやガルバノミラーの性能向上には限界があり、これらに置き換わる光偏向器としてＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）によってシリコン基板を加工して製作したミラーデバイスが期待されている。このようなＭＥＭＳミラーは、ポリゴンミラーやガルバノミラーよりも高い共振周波数で駆動させることができるため、より解像度の高い画像形成が可能となる。

ＭＥＭＳミラーは、入射光を反射するミラーと、ミラーを回動可能に支持するばね（弾性支持部）を有する。このミラーとばねを別個の構造体として形成し、後から両者を接着等の方法により一体化することによりＭＥＭＳミラーを形成する方法が知られている。例えば特許文献１〜３には、このようなミラーとばねを別部材として形成した例が記載されている。

特開２００８−３１００４３号公報 特開２００６−７１６７８号公報 特開２００２−２４４０７１号公報

しかし、ミラーとばねを接着剤によって貼り合わせる場合、余分な接着剤がばねに付着して、ばね定数が変化してしまう場合がある。また、貼り合わせの際の位置合わせも難しい。特許文献３には、接着剤ではなく固定具を用いて部材同士を組み合わせることが記載されているが、固定具を作製することにより製造プロセスが増加し、コストもかかってしまう。また、固定具を付けることによるミラーの慣性モーメントの増加や、ミラーデバイスの大型化という問題もある。

本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、部材同士を接合するための接着剤が、弾性支持部へ付着してばね定数が変化することを防止する光偏向器及び光偏向器の製造方法を提供することである。

本発明に係る光偏向器は、反射部を有するミラーと、ミラーとは異なる部材で、ミラーを含む構造体を取り付けるための取付部と、取付部に取り付けられたミラーを所定の軸の周りに回動可能に支持する弾性支持部とを有する軸部材とを備え、取付部は、ミラーの取付面に、溝内に接着剤が存在する第１の溝と、接着剤が存在しない第２の溝を有しており、第２の溝は前記第１の溝よりも前記弾性支持部に近い位置に設けられている。

これにより、取付部に接着剤を介してミラーを含む構造体を接合する際、第１の溝から溢れた接着剤が第２の溝に流れる。第２の溝は第１の溝よりも弾性支持部に近い位置に設けられているため、接着剤が、弾性支持部へ付着してばね定数が変化することを防止できる。

また、第１の溝または第２の溝の少なくとも一方が複数形成されていることが望ましい。
第１の溝が複数形成されることにより、取付部とミラーを含む構造体との接着面積が広がり接着強度が高くなる。また、第２の溝を複数形成することにより、確実に接着剤の溢れた分を回収できる。

また、第１の溝及び第２の溝が前記取付部の外縁に沿って配置されていることが望ましい。
これにより、貼り合わせの際に、ミラーを含む構造体の外縁と合わせることにより、位置合わせをすることができる。

また、第１の溝と第２の溝が連結していてもよい。
第１の溝と第２の溝を１つの溝として形成することにより、接着面積を広げる効果がある。

また、第１の溝及び第２の溝の表面にシリコン（１１１）面が現れていることが望ましい。
ＫＯＨなどのウェットエッチングでは、シリコンの結晶面方位（１１１）面がエッチングストッパとして機能するため、表面との角度θ＝５４．７３°の面で構成された側面形状が自動的に形成され、軸部材を形成するのと同時に、簡易に溝を形成することができる。

本発明に係る光偏向器の製造方法は、ミラーを形成する工程と、ミラーとは異なる部材で、ミラーを含む構造体を取り付けるための取付部と、取付部に取り付けられたミラーを所定の軸の周りに回動可能に支持する弾性支持部と、を有する軸部材を形成する工程と、取付部にミラーを含む構造体を取付ける工程と、を備え、軸部材を形成する工程では、取付部のミラーを含む構造体の取付面に、第１の溝と第２の溝を、第２の溝が第１の溝よりも弾性支持部に近い位置に配置されるように形成し、取付部にミラーを含む構造体を取付ける工程では、第１の溝に接着剤を配し、取付部とミラーを含む構造体を貼り合わせる、ものである。

これにより、取付部に接着剤を介してミラーを含む構造体を接合する際、第１の溝から溢れた接着剤が第２の溝に流れる。第２の溝は第１の溝よりも弾性支持部に近い位置に設けられているため、接着剤が、弾性支持部へ付着してばね定数が変化することを防止できる。

また、第１の溝及び第２の溝は、ウェットエッチングにより形成することが望ましい。
ＫＯＨなどのウェットエッチングでは、シリコンの結晶面方位（１１１）面がエッチングストッパとして機能するため、表面との角度θ＝５４．７３°の面で構成された側面形状が自動的に形成され、軸部材を形成するのと同時に、簡易に溝を形成することができる。

実施の形態１による光偏向器の概略構成を示す上面図である。 実施の形態１による軸部材及び支持部材を示す上面図である。 図３（ａ）は実施の形態１による可動板の上面図、図３（ｂ）は実施の形態１による可動板の下面図である。 図１のＩ−Ｉ線における断面図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｊ）は、実施の形態１による光偏向器の製造方法を説明する断面図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、実施の形態１による光偏向器の製造方法を説明する断面図である。 溝の拡大図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、実施の形態１による光偏向器の製造方法を説明する平面図である。 実施の形態１による光偏向器の製造方法を説明する断面図である。 実施の形態１による溝の配置の他の例を示す平面図である。 実施の形態２による軸部材及び支持部材を示す上面図である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｊ）は、実施の形態２による光偏向器の製造方法を説明する断面図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、実施の形態２による光偏向器の製造方法を説明する平面図である。 図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、実施の形態２による溝の配置の他の例を示す平面図である。 図１５（ａ）は実施の形態３による可動板の上面図、図１５（ｂ）は実施の形態３による可動板の下面図である。 実施の形態３による光偏向器の概略構成を示す側方断面図である。 実施の形態３による光偏向器の製造方法を説明する断面図である。 実施の形態３の他の例による光偏向器の製造方法を説明する断面図である。 本発明に係る光偏向器を用いた表示装置の概略構成図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態１による、光偏向器１の概略構成を示す上面図である。
図１に示すように、光偏向器１は、可動板（ミラー）１０、軸部材２０、支持部材３０を備えている。可動板１０と軸部材２０は異なる部材として形成されており、可動板１０は軸部材２０上に取り付けられている。なお、軸部材２０と支持部材３０とは、略同一平面となるように一体形成されるのが好ましい。

図２は、図１に示した軸部材２０及び支持部材３０を示す上面図である。図２に示すように、軸部材２０は、略中央に配置される板状の取付部２１と、支持部材３０に対して取付部２１を軸部材２０の中心軸である軸Ａ周りに回動可能に支持する一対の弾性支持部２２とを有する。

取付部２１の上面には、溝（第１の溝）２３と溝（第２の溝）２４が形成されている。図２の例では、溝２３は４個設けられており、溝２４は１２個設けられている。各々の溝２３は３個の溝２４に周囲を囲まれるように配置されている。また、溝２３には、接着剤２５が充填されている。

支持部材３０は、軸部材２０を支持し、一対の弾性支持部２２にそれぞれ接続され、軸部材２０の両端を固定する固定部３１と、固定部３１同士を連結する枠部（フレーム）３２とを有する。本実施形態では、支持部材３０は固定部３１と枠部３２とを有するように構成したが、これに限定されず、固定部３１のみを有し、枠部３２はない構成であってもよい。

軸部材２０における取付部２１及び弾性支持部２２は、例えばシリコン基板をエッチング加工することにより、一体形成することができる。また、この時同時に溝２３、溝２４もエッチングにより形成することができる。また、軸部材２０と支持部材３０とを一体形成する場合も、同様にシリコン基板をエッチング加工することにより、一体形成することができる。

図３（ａ）は、図１に示した可動板１０の上面図、図３（ｂ）は可動板１０の下面図である。図３（ａ）に示すように、可動板１０の上面には、入射した光を反射する反射膜（反射部）１１が成膜されている。可動板１０は、例えばシリコン基板をエッチング加工して所定の形状に成形することにより形成する。反射膜１１は、可動板１０の上面に、真空蒸着、スパッタリング、金属箔の接合などの成膜方法を施すことにより、成膜することができる。

図３（ｂ）に示すように、可動板１０の下面の略中心部に凹部１２が形成されている。凹部１２は、例えばシリコン基板をエッチング加工することにより形成される。

なお、本実施形態では、可動板１０の平面形状として円形のものを示したが、これに限定されず、光偏向器１の可動板１０として求められる役割を果たす限り、楕円形、矩形、多角形などの他の形状であってもよい。

図４は、図１に示したＩ−Ｉ線における断面図である。なお、図１に示したＩ−Ｉ線は軸Ａから所定距離ずらして配置している。図４に示すように、取付部２１の一方の面（図４において上側の面）には、溝２３に充填された接着剤２５を介して磁石４０が接合されている。なお、磁石４０として永久磁石を用いるのが好ましい。

磁石４０の上部は、可動板１０の凹部１２に嵌合されており、図示しない接着剤を介して可動板１０が接合されている。このようにして、可動板１０が磁石４０を介して取付部２１に設けられる。ここで、取付部２１と可動板１０との間に磁石４０の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、磁石４０の厚さを適切な値に設定することにより、光偏向器１は、取付部２１とともに可動板１０が軸Ａ周りに揺動するときに、可動板１０と枠部（フレーム）３２とが接触しない構造にすることが可能となる。例えば、可動板１０の直径が２ｍｍ、厚さが２００μｍ、支持部材３０の厚さが２００μｍの場合に、磁石４０の厚さを４００μｍに設定すると、可動板１０が軸Ａ周りに揺動するときの振れ角を４０度にしても、可動板１０は枠部（フレーム）３２に接触しない。

なお、凹部１２の形状は、平面視したときに磁石４０と略同一の形状に成形されるのが好ましい。また、取付部２１の形状も、平面視したときに磁石４０と略同一の形状に成形されるのが好ましい。

図１に示したように光偏向器１を平面視したときに、可動板１０は、取付部２１と取付部２１の上面に設けられる磁石４０とを覆い隠すように、取付部２１及び磁石４０より大きい面積を有する。ここで、弾性支持部２２は取付部２１に接続され、取付部２１は可動板１０より面積が小さいので、図４に示すように、光偏向器１は、弾性支持部２２が可動板１０の端部より部分Ｂだけ内側に入り込む構造になる。

また、光偏向器１を平面視したときに、磁石４０は、軸Ａに直交する方向（図１におけるＹ軸方向）に磁化されている。すなわち、磁石４０は、軸Ａを介して対向する互いに極性の異なる一対の磁極を有している。本実施形態では、磁石４０を、可動板１０及び軸部材２０と異なる部材として説明したが、これに限定されず、可動板１０又は軸部材２０と一体形成してもよい。この場合、磁石４０は、可動板１０又は取付部２１の面にスパッタリングなどの成膜方法を施すことにより形成される。

図４に示すように、支持部材３０は、図示しない接着剤を介してホルダ５０に接合されており、ホルダ５０の底部５１上には、取付部２１を揺動させるためのコイル４１が配置されている。コイル４１は本発明の駆動手段に相当する。コイル４１には、図示しない電源から所定周波数の交流電流が供給される。これにより、コイル４１は上方（可動板１１側）に向く磁界と、下方に向く磁界とを交互に発生させる。これにより、コイル４１に対して磁石４０の一対の磁極のうち一方の磁極が接近し他方の磁極が離間するようにして、弾性支持部２２をねじれ変形させながら、取付部２１と取付部２１に設けられた可動板１０及び磁石４０が、軸Ａ回りに揺動させられる。

コイル４１に供給される交流電流の所定周波数は、可動板１０、軸部材２０、及び磁石４０から構成される振動系の振動数（ねじり共振周波数）とほぼ一致するように設定するのが好ましい。このように共振を利用することで、取付部２１を軸Ａ周りに揺動させるときに、少ない消費電力で振れ角を大きくすることができる。

本実施形態では、磁石４０とコイル４１との間の電磁力を利用した駆動方式を示したが、これに限定されず、強磁性体に相当する磁石４０と、磁界発生手段に相当するコイル４１及び電源との間に駆動力を発生させるように構成されていればよい。また、光偏向器１は、取付部２１に磁石４０に代わる剛性部材が設けられていれば、静電引力を利用した方式や、圧電素子を駆動手段として利用した駆動方式を採用してもよい。例えば、静電引力を利用した方式の場合には、磁石４０は不要であり、コイル４１の代わりに、ホルダ５０の底部５１における取付部２１に対向する位置に、１つ又は複数の電極が設置される。そして、取付部２１と当該電極との間に所定周波数の交流電圧を印加することにより、取付部２１と電極との間に静電引力を発生させ、弾性支持部２２をねじれ変形させながら、取付部２１と取付部２１に設けられた可動板１０及び磁石４０とが、軸Ａ周りに揺動させられる。

次に、本実施形態による光偏向器１の製造方法について説明する。
まず、図５及び６を用いて、軸部材２０及び支持部材３０の形成方法について説明する。なお、図５及び６は、図２に示したＩＩ−ＩＩ線における断面を示している。また、図５，６において、基板７０の裏面（図５、６の下側）は、磁石４０及び可動板１０を取付ける側の面（図２に示す面）である。

図５（Ａ）に示すように、例えば、シリコンからなる基板７０を用意する。そして、図５（Ｂ）に示すように、熱酸化により、基板７０の両面に、二酸化シリコンからなるマスク７１，７２を形成する。

次に、図５（Ｃ）に示すように、基板７０の表面側のマスク７１上にレジスト７３を形成する。レジストは、ポジ型であってもネガ型であってもよい。続いて、図５（Ｄ）に示すように、基板７０の裏面側のマスク７２上にレジスト７４を形成する。

次に、図５（Ｅ）に示すように、基板７０の裏面側のレジスト７４を露光及び現像して、レジスト７４に所定の開口パターンＰ２を形成する。開口パターンＰ２は、取付部２１、弾性支持部２２、固定部３１、及び枠部３２以外の領域を開口するとともに、溝２３、２４を形成するためのパターンである。

次に、図５（Ｆ）に示すように、レジスト７４をマスクとして裏面側のマスク７２をエッチングする。これにより、レジスト７４の開口パターンＰ２が、マスク７２に転写される。マスク７２のエッチングには、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）が用いられる。

次に、図５（Ｇ）に示すように、基板７０両面のレジスト７３，７４を除去する。レジスト７３，７４の除去には、硫酸洗浄又はアッシングが用いられる。

次に、図５（Ｈ）に示すように、基板７０の裏面側に再度、レジスト７４を形成する。さらに、図５（Ｉ）に示すように、基板７０の表面側に再度、レジスト７３を形成する。

次に、図５（Ｊ）に示すように、基板７０の表面側のレジスト７３を露光及び現像して、レジスト７３に所定の開口パターンＰ１を形成する。開口パターンＰ１は、取付部２１、弾性支持部２２、固定部３１、及び枠部３２以外の領域を開口するためのパターンである。

次に、図６（Ａ）に示すように、レジスト７３をマスクとして表面側のマスク７１をエッチングする。これにより、レジスト７３の開口パターンＰ１が、マスク７１に転写される。マスク７１のエッチングには、例えばバッファードフッ酸（ＢＨＦ）が用いられる。

次に、図６（Ｂ）に示すように、基板７０両面のレジスト７３，７４を除去する。レジスト７３，７４の除去には、硫酸洗浄又はアッシングが用いられる。

次に、図６（Ｃ）に示すように、マスク７１，７２を用いて、基板７０をエッチングする。これにより、基板７０に貫通孔が形成されて、取付部２１、弾性支持部２２、固定部３１、及び枠部３２のパターンが形成される。また、取付部２１の裏面には溝２３、溝２４が形成される。基板７０のエッチングには、ドライエッチング又はウェットエッチングのいずれも適用可能であるが、例えば、ＫＯＨを用いたウェットエッチングを用いる。ＫＯＨなどのウェットエッチングでは、シリコンの結晶面方位（１１１）面がエッチングストッパとして機能するため、表面との角度θ＝５４．７３°の面で構成された側面形状が自動的に形成される。なお、本実施形態では、マスク７１、７２は除去せずに残しているが、マスク７１，７２を除去してもよい。マスクの除去は、ＳｉＯ₂マスクの場合には希フッ酸やバッファードフッ酸等によるウェットエッチング、あるいは、ＣＦ₄ガスを用いたドライエッチングによって行うことができる。

次に、図６（Ｄ）に示すように、溝２３に接着剤２５を充填する。図７は、溝２３を拡大して示した図である。ＫＯＨなどのウェットエッチングを行うことにより、シリコンの結晶面方位（１１１）面がエッチングストッパとして機能するため、表面との角度θ＝５４．７３°の面で構成された側面形状が自動的に形成される。なお、基板７０の厚みが２００〜３００μｍであるとすると、溝２３の幅Ｗは２０〜４０μｍ程度に形成することが望ましい。基板７０の厚みをＴとすると、Ｗ≦Ｔｔａｎθであれば、溝２３は基板７０を貫通しない。また、溝２４の形状とパターンも溝２３と同様である。なお、図８（Ａ）に、基板７０の表面側のマスク７１のパターンを示す平面図、図８（Ｂ）に、基板７０の下面側のマスク７２のパターンを示す平面図を示す。

次に、図９に示すように、取付部２１に磁石４０と可動板１０を接着する。まず、磁石４０を取付部２１の貼り合わせ面に載せ、接着剤２５を硬化させることにより、取付部２１に磁石４０を接着する。この時、溝２３から溢れた接着剤２５は、溝２３を囲む溝２４に流れ込む。このため、溝２４に囲まれた周囲の外側に接着剤２５が流れることを極力防止できる。特に、弾性支持部２２と溝２３の間に溝２４が存在することで、接着剤２５が弾性支持部２２に付着することを防止できる。これにより、弾性支持部２２に接着剤２５が付着して弾性支持部２２のばね定数が変化し、可動板１０の回動する角度などが影響を受けることを防止できる。

また、磁石４０の貼り合わせ面の形状と取付部２１の貼り合わせ面の形状を同一にしておけば、位置あわせが容易になる。続いて、磁石４０の取付部２１に接着している面と反対側の面と、可動板１０の裏面とを接着剤を介して貼り合わせる。この時、磁石４０を可動板１０の裏面の凹部１２に嵌合するようにして接合させるため、容易に位置あわせを行うことができる。なお、可動板１０と磁石４０を接合してから、可動板１０と磁石４０からなる構造体を取付部２１に取付けてもよい。

さらに、図９に示す構造体をホルダ５０に取り付けることにより、光偏向器１が製造される。

以上のように、本実施形態によれば、軸部材２０の取付部２１に、接着剤２５充填用の溝２３と、溝２３を囲むように配置された溝２４を形成するようにしたので、取付部２１に接着剤２５を介して磁石４０等の他の構造体を接合する際、溢れた接着剤２５が溝２４に流れる。特に、溝２３と弾性支持部２２の間に溝２４が存在することにより、接着剤２５が、弾性支持部２２へ付着してばね定数が変化することを防止できる。

なお、溝２３、２４の配置は図２に示すものに限られず、溝２３よりも弾性支持部２２に近い位置に溝２４が存在して、弾性支持部２２に接着剤２５が付着することを防止できる配置であればよい。例えば図１０に示すような配置であってもよい。なお、取付部２１と弾性支持部２２の連結部付近は、強度を保つために溝２３、２４を設けないことが望ましい。また、可動板１０の回動の精度を保つため、溝２３、２４の配置は、図１のＸ軸及びＹ軸に対して対称であることが望ましい。

また、溝２３、２４を取付部２１の外縁に沿って設けることにより、磁石４０の外縁を利用して容易に位置合わせを行うことができる。

実施の形態２．
図１１は、実施の形態２による軸部材２０及び支持部材３０を示す上面図である。なお、実施の形態１による光偏向器１と同一または対応する構成は同一の符号をもって表し、その説明を省略する。

図１１に示すように、実施の形態２では、取付部２１に形成された溝２３、２４は、１つの長い溝として連結されている。溝２３は長い溝の中央部付近に相当し、溝２３の両脇に、溝２３を挟むようにして溝２４が設けられている。なお、溝２３、２４の形状の違い以外は、実施の形態１と同様である。

次に、本実施形態による光偏向器１の製造方法について説明する。
まず、図１２は、図１１に示したＩＩ−ＩＩ線における断面を示している。また、図１２において、基板７０の裏面（図１２の下側）は、磁石４０及び可動板１０を取付ける側の面（図１２に示す面）である。

図１２（Ａ）は、実施の形態１の図６（Ｂ）に相当する工程の断面図であり、軸部材２０及び支持部材３０の構造と、溝２３、２４を形成するためのエッチングマスク７１、７２のパターンを形成した状態を示している。なお、図１３（Ａ）に、基板７０の表面側のマスク７１のパターンを示す平面図、図１３（Ｂ）に、基板７０の下面側のマスク７２のパターンを示す平面図を示す。

図１２（Ｂ）に示すように、マスク７１，７２を用いて、基板７０をエッチングする。これにより、基板７０に貫通孔が形成されて、取付部２１、弾性支持部２２、固定部３１、及び枠部３２のパターンが形成される。また、取付部２１の裏面には長い溝が形成される。この長い溝の中央部付近が溝２３に該当し、溝２３の両脇が溝２４に該当する。基板７０のエッチングには、ドライエッチング又はウェットエッチングのいずれも適用可能であるが、例えば、ＫＯＨを用いたウェットエッチングを用いる。ＫＯＨなどのウェットエッチングでは、シリコンの結晶面方位（１１１）面がエッチングストッパとして機能するため、表面との角度θ＝５４．７３°の面で構成された側面形状が自動的に形成される。

次に、図１２（Ｃ）に示すように、溝２３の領域にのみ接着剤２５を載せる。
次に、図１２（Ｄ）に示すように、取付部２１に磁石４０と可動板１０を接着する。まず、磁石４０を取付部２１の貼り合わせ面に載せ、接着剤２５を硬化させることにより、取付部２１に磁石４０を接着する。この時、溝２３の領域に置かれていた接着剤２５が広がり、溝２４の領域にも流れる。このため、長い溝の外に接着剤２５が流れることを極力防止できる。特に、弾性支持部２２と溝２３の間に溝２４が存在することで、接着剤２５が弾性支持部２２に付着することを防止できる。これにより、弾性支持部２２に接着剤２５が付着して弾性支持部２２のばね定数が変化し、可動板１０の回動する角度などが影響を受けることを防止できる。

以上のように、実施の形態２のように溝２３と２４を１つの長い溝として形成しても、実施の形態１と同様の効果が得られる。実施の形態２の構成では、接着剤２５の表面積が比較的広くなるため、取付部２１と磁石４０との接着面積が大きくなり、接着強度を高めることができる。

なお、溝２３、２４の配置は図１１に示すものに限られず、溝２３よりも弾性支持部２２に近い位置に溝２４が存在して、弾性支持部２２に接着剤２５が付着することを防止できる配置であればよい。例えば図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すような配置であってもよい。例えば、図１４（Ａ）に示す例は、接着面積を大きくできるという特徴がある。図１４（Ｂ）の例は、接着部が弾性支持部２２から離れているため、弾性支持部２２への影響が少ない。また、取付部２１の回転軸Ａから最も離れたところに溝を設けて軽量化することにより、慣性モーメントを軽減する効果もある。図１４（Ｃ）の例は、溝がコの字型に形成されており、磁石４０の角部と合わせることにより、貼り合わせ時の位置合わせに利用することができる。

なお、取付部２１と弾性支持部２２の連結部付近は、強度を保つために溝を設けないことが望ましい。また、可動板１０の回動の精度を保つため、溝２３、２４の配置は、図１のＸ軸及びＹ軸に対して対称であることが望ましい。

実施の形態３．
図１５（ａ）は、実施の形態３による可動板１０の上面図、図１５（ｂ）は可動板１０の下面図である。なお、実施の形態１による光偏向器１と同一または対応する構成は同一の符号をもって表し、その説明を省略する。

図１５（ａ）に示すように、可動板１０の表面には、実施の形態１と同様に、入射した光を反射する反射膜１１が成膜されている。また、図１５（ｂ）に示すように、可動板１０の裏面には、略中心部に介在部材１３が設けられている。介在部材１３は、例えばシリコン基板をエッチング加工することにより、可動板１０と一体形成されてもよいし、可動板１０とは異なる部材として形成し、接着剤などで可動板１０の裏面に接合されてもよい。なお、介在部材１３の形状は、平面視したときに取付部２１と略同一の形状に成形されるのが好ましい。

図１６は、実施の形態３による光偏向器１の概略構成を示す側方断面図である。図１６は実施の形態１の図４と同様の断面を表している。図６に示すように、取付部２１の一方の面（図６において下側の面）には、図示しない接着剤を介して磁石４０が接合されている。また、取付部２１の他方の面（図６において上側の面）には、図示しない接着剤を介して介在部材１３が接合されている。これにより、可動板１０が介在部材１３を介して取付部２１に連結される。ここで、取付部２１と可動板１０との間に介在部材１３の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、介在部材１３の厚さを適切な値に設定することにより、光偏向器１は、取付部２１とともに可動板１０が軸Ａ周りに揺動するときに、可動板１０と枠部（フレーム）３２とが接触しない構造にすることが可能となる。なお、本実施形態では、可動板１０が介在部材１３を介して取付部２１に設けられるようにしたが、これに限定されず、可動板１０を取付部２１の他方の面に直接設けるようにしてもよい。

実施の形態３では、実施の形態１と同様に、軸部材２０の取付部２１には溝２３、２４が設けられている。
図１７は、実施の形態１の図９に対応する断面図である。図に示すように、実施の形態３では、取付部２１の両面に溝２３、２４が設けられ、下側面には磁石４０が、上側面には介在部材１３が接合されている。なお、実施の形態３では、基板７０の両面に溝２３、２４を形成するため、エッチングを行う際、両側の溝同士が繋がって貫通孔になってしまうのを避けるためには、基板７０の厚みをＴとすると、溝の幅Ｗｈａ，Ｗ≦Ｔ／２ｔａｎθとする必要がある。

以上のように、実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に軸部材２０の取付部２１に、接着剤２５充填用の溝２３と、溝２３を囲むように配置された溝２４を形成するようにしたので、取付部２１に接着剤２５を介して磁石４０及び可動板１０を接合する際、溢れた接着剤２５が溝２４に流れる。特に、溝２３と弾性支持部２２の間に溝２４が存在することにより、接着剤２５が、弾性支持部２２へ付着してばね定数が変化することを防止できる。

なお、溝２３、２４の配置は、実施の形態１と同様に、溝２３よりも弾性支持部２２に近い位置に溝２４が存在して、弾性支持部２２に接着剤２５が付着することを防止できる配置であればよい。

また、実施の形態２と同様に、溝２３、２４が１つの長い溝として形成されていてもよい。図１８は、実施の形態２の図１２（Ｄ）に対応する断面図である。図に示すように、実施の形態３では、取付部２１の両面に溝２３、２４が設けられ、下側面には磁石４０が、上側面には介在部材１３が接合されている。さらに、溝２３、２４は、例えば図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示すような配置であってもよい。

（表示装置）
本発明に係る光偏向器１の応用例として、投射型の表示装置を説明する。図１９は、投射型の表示装置の概略構成を示す図である。図１９に示す光走査装置は、水平走査ミラーとして本発明に係る光偏向器１を用いている。

図１９に示す光走査装置は、光偏向器１の他に、レーザ光源１０１と、ダイクロイックミラー１０２と、フォトダイオード１０３と、垂直ミラー１０４とを備える。

レーザ光源１０１は、赤色レーザ光を出射する赤色レーザ光源１０１Ｒと、青色レーザ光を出射する青色レーザ光源１０１Ｂと、緑色レーザ光を出射する緑色レーザ光源１０１Ｇとを有する。ただし、２色以下又は４色以上のレーザ光源を用いてもよい。

ダイクロイックミラー１０２は、赤色レーザ光源１０１Ｒからの赤色レーザ光を反射するダイクロイックミラー１０２Ｒと、青色レーザ光を反射し赤色レーザ光を透過させるダイクロイックミラー１０２Ｂと、緑色レーザ光を反射し青色レーザ光及び赤色レーザ光を透過させるダイクロイックミラー１０２Ｇとを有する。この３種のダイクロイックミラー１０２により、赤色レーザ光、青色レーザ光、及び緑色レーザ光の合成光が振動ミラー１に入射する。

フォトダイオード１０３は、各ダイクロイックミラー１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに反射されずに透過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レーザ光の光量を検出する。

光偏向器１は、ダイクロイックミラー１０２から送られたレーザ光を水平方向（軸線Ｘの垂直方向）に走査する。光偏向器１は、上述したように、ＭＥＭＳにより形成された、共振型ミラーである。

垂直ミラー１０４は、光偏向器１により反射されたレーザ光を垂直方向に走査する。垂直ミラー１０４は、例えば、ガルバノミラーにより構成される。ガルバノミラーとはミラーに軸を付け、電気振動に応じてミラーの回動角を変えられるようにした偏向器である。光偏向器１によるレーザ光の水平走査、及び垂直ミラー１０４によるレーザ光の垂直走査により画像が表示される。

本実施形態に係る光走査装置は、上記のレーザ光源１０１、光偏向器１、垂直ミラー１０４の駆動制御系として、さらに、レーザ光源１０１を駆動するレーザ駆動手段１１０と、光偏向器１を駆動する水平ミラー駆動手段１１１と、垂直ミラー１０４を駆動する垂直ミラー駆動手段１１２と、全体の動作の制御を担う制御手段１１３と、記憶手段１１４とを有する。

制御手段１１３は、パーソナルコンピュータや携帯電話等の各種の映像ソース１１５から送られた画像情報に基づいて、これらの画像を表示すべく、レーザ駆動手段１１０、水平ミラー駆動手段１１１、垂直ミラー駆動手段１１２の動作を制御する。

記憶手段１１４は、例えば、各種のプログラムを収納するＲＯＭと、変数等を収納するＲＡＭと、不揮発性メモリとにより構成される。

本実施形態に係る光偏向器１を表示装置に適用することにより、表示性能の良好な表示装置を実現できる。

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、可動板は円形以外の多角形でもよい。また、実施の形態１〜３では、１次元１自由度で駆動するタイプの可動板を例示したが、２次元に駆動するタイプの可動板であってもよく、また、１次元２自由度で駆動するタイプの可動板であってもよい。２次元に駆動するタイプの振動ミラーを用いた場合には、垂直ミラー１０４は不要である。
また、光偏向器１は、表示装置以外にもレーザプリンタ等に適用可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

１ 光偏向器、１０ 可動板、１１ 反射膜、１２ 凹部、１３ 介在部材、２０ 軸部材、２１ 取付部、２２ 弾性支持部、２３ 溝、２４ 溝、２５ 接着剤、３０ 支持部材、３１ 固定部、３２ 枠部、４０ 磁石、４１ コイル、５０ ホルダ、５１ 底部、７０ 基板、７１ マスク、７２ マスク、７３ レジスト、７４ レジスト、１０１ レーザ光源、１０１Ｒ 赤色レーザ光源、１０１Ｂ 青色レーザ光源、１０１Ｇ 緑色レーザ光源、１０２ ダイクロイックミラー、１０２Ｒ ダイクロイックミラー、１０２Ｂ ダイクロイックミラー、１０２Ｇ ダイクロイックミラー、１０３ フォトダイオード、１０３Ｒ フォトダイオード、１０３Ｂ フォトダイオード、１０３Ｇ フォトダイオード、１０４ 垂直ミラー、１１０ レーザ駆動手段、１１１ 水平ミラー駆動手段、１１２ 垂直ミラー駆動手段、１１３ 制御手段、１１４ 記憶手段、１１５ 映像ソース、Ｐ１ 開口パターン、Ｐ２ 開口パターン、Ａ 軸

Claims (7)

1. 反射部を有するミラーと、
   前記ミラーとは異なる部材で、前記ミラーを含む構造体を取り付けるための取付部と、前記取付部に取り付けられた前記ミラーを所定の軸の周りに回動可能に支持する弾性支持部と、を有する軸部材と、を備え
   前記取付部は、前記ミラーの取付面に、溝内に接着剤が存在する第１の溝と、接着剤が存在しない第２の溝を有しており、前記第２の溝は前記第１の溝よりも前記弾性支持部に近い位置に設けられている、光偏向器。
2. 請求項１に記載の光偏向器であって、
   前記第１の溝または前記第２の溝の少なくとも一方が複数形成されている、光偏向器。
3. 請求項１又は２に記載の光偏向器であって、
   前記第１の溝及び前記第２の溝が前記取付部の外縁に沿って配置されている、光偏向器。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光偏向器であって、
   前記第１の溝と前記第２の溝が連結している、光偏向器。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光偏向器であって、
   前記第１の溝及び前記第２の溝の表面にシリコン（１１１）面が現れている、光偏向器。
6. ミラーを形成する工程と、
   前記ミラーとは異なる部材で、前記ミラーを含む構造体を取り付けるための取付部と、前記取付部に取り付けられた前記ミラーを所定の軸の周りに回動可能に支持する弾性支持部と、を有する軸部材を形成する工程と、
   前記取付部に前記ミラーを含む構造体を取付ける工程と、を備え、
   前記軸部材を形成する工程では、前記取付部の前記ミラーを含む構造体の取付面に、第１の溝と第２の溝を、前記第２の溝が前記第１の溝よりも前記弾性支持部に近い位置に配置されるように形成し、
   前記取付部に前記ミラーを含む構造体を取付ける工程では、前記第１の溝に接着剤を配し、前記取付部と前記ミラーを含む構造体を貼り合わせる、光偏向器の製造方法。
7. 請求項６に記載の光偏向器の製造方法において、
   前記第１の溝及び前記第２の溝は、ウェットエッチングにより形成する、光偏向器の製造方法。

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