JP2016024223A - 光走査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光走査装置を小型化する。【解決手段】光走査装置1の反射部3は、光ビームを反射させる反射面19と、反射面19の向きを調整する第2の駆動部13と、反射面19の形状を変化させ、反射された光ビームの焦点を調整する第3の駆動部14とを有する。また、光走査装置1は、基板と、基板に配された圧電素子47,49を有し、圧電素子47,49の屈曲変形により基板を変位させ、反射面19の向きを変化させる第1の駆動部9を備える。そして、第3の駆動部14に繋がる配線21は、第1の駆動部9を構成する基板における圧電素子47の下方に配されている。【選択図】図1

Description

本発明は、光ビームを走査する光走査装置に関する。
光ビームを反射するミラー部の向きを水平方向に変化させる圧電素子と、垂直方向に変化させる圧電素子とにより、2次元に光ビームを走査する光走査装置が知られている(例えば、特許文献1)。
また、圧電素子によりミラー部の反射面の形状を変化させることで、反射された光ビームの焦点を調整することが知られている(例えば、特許文献2)。このような圧電素子により、特許文献1に記載の光走査装置のミラー部の反射面の形状を変化させることで、光ビームを3次元に走査することが可能となる。
特開2008−40240号公報 特開2007−121944号公報
しかしながら、上述した方法で3次元の走査を行う場合、3種類の圧電素子(ミラー部の向きを水平方向に変化させる圧電素子と、垂直方向に変化させる圧電素子と、焦点を調整する圧電素子)が必要となり、光走査装置が大型化してしまう。
本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、光走査装置の小型化を目的とする。
上記課題に鑑みてなされた請求項1に記載の光走査装置(1)は、光ビームを反射させる反射面(19)と、反射面の向き又は形状を変化させる第1の圧電素子(14,33)と、を有する反射部(3)と、基板(45)と、基板の上面に配された第2の圧電素子(47,49)とを有し、第2の圧電素子の屈曲変形により基板を変位させることで、反射部の向きを変化させる駆動部(9)と、を備え、第1の圧電素子に繋がる配線(21)は、基板における第2の圧電素子の下方に配されていること、を特徴とする。
このような構成によれば、第1の圧電素子に繋がる配線は、第2の圧電素子に覆われた状態で駆動部を構成する基板に配されるため、基板の面積を低減することができる。したがって、光走査装置を小型化することができる。
また、請求項4に記載の光走査装置(1)は、光ビームを反射させる反射面(19)と、反射面の向き又は形状を変化させる第1の圧電素子(14,33)と、を有する反射部(3)と、基板(45)と、基板に配された第2の圧電素子(47,49)とを有し、第2の圧電素子の屈曲変形により基板を変位させることで、反射部の向きを変化させる駆動部(9)と、第1の圧電素子に繋がっており、少なくともその一部が基板に配されている配線(22,41)と、を備える。
そして、配線は、下部配線(22c,41c)と、下部配線の上に配された絶縁層(22b,22d,41b)と、絶縁層の上に配された上部配線(22a,41a)とから構成されている。
このような構成によれば、第1の圧電素子に繋がる配線は、絶縁層を挟んで下部配線と上部配線が積層された構造となっており、これらの上部配線及び下部配線を並べて配置する場合に比べ、配線の配置領域の面積を低減することができる。したがって、配線が配された駆動部の基板等の面積を低減することができ、光走査装置を小型化することができる。
また、請求項5に記載の光走査装置(1)は、光ビームを反射させる反射面(19)と、反射面の向き又は形状を変化させる第1の圧電素子(14,33)と、を有する反射部(3)と、基板(45)と、基板の上面に配された第2の圧電素子(47,49)とを有し、第2の圧電素子の屈曲変形により基板を変位させることで、反射部の向きを変化させる駆動部(9)と、を備え、第1の圧電素子に繋がる配線(23)は、第2の圧電素子の上に配されている。
このような構成によれば、第1の圧電素子に繋がる配線は、第2の圧電素子の上に配されるため、駆動部を構成する基板の面積を低減することができる。したがって、光走査装置を小型化することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものでは無い。
第1実施形態の光走査装置1の構成を示す平面図である。 図1のI−I断面における断面図である。 図1のII−II断面における断面図である。 第2実施形態の光走査装置1の構成を示す平面図である。 図4のIII−III断面における断面図である。 図4のIV−IV断面における断面図である。 第3実施形態の光走査装置1の構成を示す平面図である。 図7のV−V断面における断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
[第1実施形態]
[構成の説明]
第1実施形態の光走査装置1は、反射部3と、支持部5と、一対の第1の駆動部9とを備えている(図1〜図3参照)。
反射部3は、さらに、外周部10と、内周部11と、一対の反射部内梁部材12と、第2の駆動部13とを備えている。
外周部10は矩形の枠であり、その枠内に、円板状の内周部11及び第2の駆動部13が配置されている。
内周部11は、その表面全体を覆った状態で第3の駆動部14が配されている。第3の駆動部14は、内周部11の上に積層された圧電素子として構成されており、上部電極17、厚さ3μmのPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)膜16、及び下部電極15からなる多層構造を有する。上部電極17及び下部電極15は、それぞれ、厚さ0.2μmのPt膜と厚さ0.1μmのTi膜とを積層した膜である(図2参照)。なお、PZT膜16に替えて、圧電性を有する他の物質により構成される膜を設けても良い。
第3の駆動部14は、配線21により、支持部5に形成された端子24に電気的に接続されている。配線21は、上側の反射部内梁部材12、上側の第2の駆動部13を構成する基板31、後述する接続部9A、及び、右側の第1の駆動部9を構成する基板45の上を通り、端子24に至る。なお、ここでの上下左右は、図1における上下左右を意味し、光走査装置1を使用する状態での上下左右とは必ずしも一致しない。
第3の駆動部14の上に、光ビームを反射させる反射面19が配されている。反射面19は、厚さ2μmのアルミニウム薄膜である。内周部11の裏面には、縁に沿ってリブが設けられており、リブの内側は外周部10と比べて板厚が小さい。
一対の反射部内梁部材12は、内周部11の両端において、内周部11と外周部10とを曲げ振動可能に接続する。反射部内梁部材12は棒状の部材である。反射部内梁部材12は、内周部11の中心を通り、上下方向に延びるA軸20上に配置されている。反射部内梁部材12は、外周部10に比べて板厚が小さい。
第2の駆動部13は、屈曲変形が可能な4つの駆動部材26〜29から構成される。駆動部材26〜29は同様の構造を有する。駆動部材26は、外周部10における左上部分と、上側の反射部内梁部材12における左側とを接続する。駆動部材27は、外周部10における右上部分と、上側の反射部内梁部材12における右側とを接続する。駆動部材28は、外周部10における右下部分と、下側の反射部内梁部材12における右側とを接続する。駆動部材29は、外周部10における左下部分と、下側の反射部内梁部材12における左側とを接続する。
駆動部材26〜29は、それぞれ、図2に示すように、板状の基板31と、その上に形成された圧電素子33とから構成される。圧電素子33は、第3の駆動部14と同様、上部電極35、PZT膜37、及び下部電極39からなる多層構造を有する。
駆動部材26〜29は、配線40により端子43に電気的に接続されている。端子43は支持部5上に形成されており、配線40は、後述する接続部9A、及び、基板45の上を通り、端子43に至る。第2の駆動部13は、外周部10に比べて板厚が小さい。
支持部5は、矩形の枠であり、その枠内に、反射部3、及び一対の第1の駆動部9が配置されている。
一対の第1の駆動部9は、反射部3の左右にそれぞれ1つずつ設けられている。2つの第1の駆動部9は同様の構造を有する。第1の駆動部9は、その下端9Cにおいて支持部5に接続するとともに、その上端9Dの側において、反射部3に接続している。さらに詳しくは、第1の駆動部9は、その上端9Dの側において、反射部3の方向に張り出す接続部9Aを備えており、その接続部9Aの先端を、反射部3における上端3Aに接続させている。
第1の駆動部9は、基板45と、その上に形成された2枚の圧電素子47,49とを備えている。圧電素子47,49は、それぞれ、第1の駆動部9の下端9C側から、上端9D側まで達している。圧電素子47,49の層構成は圧電素子33と同様である。圧電素子47,49の間には一定幅の隙間が存在する。基板45は、圧電素子47,49の間において、それらの長手方向に沿ったスリット(基板45が切り欠かれた部分)51を有する。無論、スリット51を有しない構成としても良い。
第1の駆動部9は、圧電素子47,49の屈曲動作により、屈曲変形可能である。第1の駆動部9のうち、変形部(圧電素子47,49が設けられており、屈曲方向に直交する方向での幅が十分小さい部分)9Bが屈曲変形する。その屈曲の方向は、第1の駆動部9のうち、上端9D側の部分が、図1の紙面の正面側に移動する方向である。圧電素子47,49は、それぞれ、配線53により、端子55に電気的に接続されている。配線53及び端子55は、ともに支持部5上に形成されている。
右側の第1の駆動部9における反射部3側には、圧電素子47の長手方向に沿って、第2の駆動部13に繋がる配線40と、第3の駆動部14に繋がる配線21が配されている。また、左側の第1の駆動部9における反射部3側には、圧電素子47の長手方向に沿って、第2の駆動部13に繋がる配線40が配されている。
配線21は、上側の反射部内梁部材12、上側の第2の駆動部13を構成する基板31、接続部9A、及び、右側の第1の駆動部9を構成する基板45の上を通り、端子24に至る。配線21は、第1,第2配線21a,21bから構成されており、これらの配線は、これらの部位における配線21の配置領域に並んで配される(図2,図3参照)。
第1配線21aは、第3の駆動部14における上部電極17に繋がっており、第2配線21bは、下部電極15に繋がっている。また、第1,第2配線21a,21bは、非圧電性の導体により構成されている。
また、配線21のうち、第1の駆動部9に配された部分は、圧電素子47に覆われた状態で配される(換言すれば、配線21は、右側の第1の駆動部9における内側に位置する圧電素子47の下を通って端子24に至る)。
すなわち、基板45における圧電素子47の配置領域では、第1配線21a、及び、第2配線21bを覆った状態で絶縁膜46が積層されている。そして、絶縁膜46の上に、圧電素子47が積層されている(図3参照)。第1配線21a及び第2配線21bは、絶縁膜46により、圧電素子47の下部電極47cと絶縁された状態になる。なお、絶縁膜46は、例えば、SiO2により構成されていても良い。
また、左右の第1の駆動部9に配され、第2の駆動部13に繋がる配線40も、配線21と同様の構成を有している。すなわち、配線40は、第2の駆動部13を構成する圧電素子33の上部電極35に繋がる第1配線40aと、下部電極39に繋がる第2配線40bとから構成されており、第1,第2配線40a,40bは、配線40の配置領域に並んで配される。また、この第1,第2配線40a,40bは、配線21と同様、非圧電性の導体により構成されており、基板45に配された部分は絶縁膜46に覆われた状態となっている。
[製造方法について]
第1実施形態の光走査装置1は、以下の方法で製造することができる。まず、Siからなる厚さ350μmの支持層、SiOからなる厚さ2μmの中間酸化膜、及びSiからなる厚さ10μmの活性層を積層したSOIウエハを用意する。
次に、配線21,40を形成する。具体的には、例えば、SOIウエハの表面における第1,第2配線の配置領域に不純物拡散を行うことで、配線21,40を形成しても良い。こうすることにより、製造プロセスを簡易的にすることができる。
また、例えば、エッチングによりSOIウエハの表面における第1,第2配線の配置領域に溝部を形成した後、これらの溝部に金属膜を製膜することで、配線21,40を形成しても良い。こうすることにより、不純物拡散により配線21,40を形成する場合に比べ、抵抗を低くすることができる。
次に、右側の第1の駆動部9を構成する基板45(配線21が配される基板45)の表面に、絶縁膜46を製膜する。
次に、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子を構成する下部電極とPZT膜を、SOIウエハの片面に順次製膜し、所定の形状にエッチングする。なお、右側の第1の駆動部9を構成する下部電極とPZT膜は、絶縁膜46の上に製膜される。また、これらの薄膜が形成されたSOIウエハの面を、表面(又は上面)とも記載する。
次に、上部電極17及び第1配線21a、上部電極35及び第1配線40aが、下部電極15,39と接触しないよう、図示しない絶縁膜を製膜し、これを所定の形状にエッチングする。
次に、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子を構成する上部電極を製膜し、所定の形状にエッチングする。これにより、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子と、配線53と、端子24,43,55が形成される。
次に、第3の駆動部14を構成する圧電素子の上に、反射面19を製膜する。
次に、このSOIウエハを選択的にエッチングすることで、支持部5と、基板31,45と、接続部9Aと、外周部10と、反射部内梁部材12と、内周部11とを含む一体の部材を形成する。
このとき、図2に示すように、支持部5、内周部11の一部、及び外周部10は、支持層201、中間酸化膜203、及び活性層205を有する。一方、基板31,45と、反射部内梁部材12と、内周部11の一部は、活性層205からなる。
[動作について]
図1に基づき、光走査装置1の動作について説明する。一対の端子55に、それぞれ第1駆動信号源101を接続し、60Hzの駆動信号S1を印加する。駆動信号S1により、第1の駆動部9における圧電素子47,49が屈曲し、接続部9Aが、図1の紙面の正面に向かって移動する。反射部3の上端3Aは第1の駆動部9の接続部9Aに接続しているので、第1の駆動部9の上述した屈曲により、反射部3の上端3Aは、図1における紙面における正面に向かって変位する。
その結果、反射部3が、A軸20に直交するB軸18を中心軸とする曲げ振動を行う。この振動は非共振振動である。
また、一対の端子43のうちの一方に、第2駆動信号源103を直接接続すると共に、他方の端子43に、位相反転回路105を介して第2駆動信号源103を接続する。この結果、一対の端子43のうちの一方には、30kHzの駆動信号S2が印加され、他方の端子43には、駆動信号S2とは逆位相の駆動信号S3が印加される。
駆動信号S2,S3により、第2の駆動部13は、駆動部材26,29の左右方向の中央が上方に移動し、且つ、駆動部材27,28の左右方向の中央が下方に移動した状態と、駆動部材26,29の左右方向の中央が下方に移動し、且つ、駆動部材27,28の左右方向の中央が上方に移動した状態とに、交互に変位する。これにより、内周部11に、反射部内梁部材12(A軸20)を中心軸とする曲げ振動を行わせる。この振動は共振振動である。
さらに、焦点制御回路106からの駆動信号S4が端子24に印可され、駆動信号S4により、第3の駆動部14が屈曲変形し、これに伴い反射面19も屈曲変形する。これにより、反射面19から反射された光ビームの焦点が調整される。
このように、反射部3の内周部11に設けられた反射面19は、A軸20及びB軸18のそれぞれについて揺動可能であると共に、その焦点を調整可能である。このため、反射面19で反射した光ビームを3次元に走査できる。
[第2実施形態]
[構成の説明]
第2実施形態の光走査装置1は、第1実施形態の光走査装置1と同様の構成を有しているが、第2の駆動部13に繋がる配線41や、第3の駆動部14に繋がる配線22の配置位置や構成等が異なっている(図4〜図6参照)。
第1実施形態と同様、配線22は、上側の反射部内梁部材12、上側の第2の駆動部13を構成する基板31、接続部9A、及び、右側の第1の駆動部9を構成する基板45の上を通り、端子24に至る。
配線22は、圧電素子47が設けられている基板45に配された下部配線22cと、下部配線22cの上に配された絶縁層22b,22dと、絶縁層22b,22dの上に配された上部配線22aとからなる多層構造となっている。下部配線22cは第3の駆動部14における下部電極15に、上部配線22aは第3の駆動部14における上部電極17に繋がっている(図5,図6参照)。
ここで、上述したように、第1〜第3の駆動部を構成する圧電素子は、厚さ0.2μmのPt膜と厚さ0.1μmのTi膜とを積層して形成された下部電極及び上部電極と、PZT膜とからなる多層構造となっている。
これに対し、配線22における下部配線22c及び上部配線22aは、圧電素子の下部電極及び上部電極と同じ構成となっており、厚さ0.2μmのPt膜と厚さ0.1μmのTi膜とを積層して形成されている。
また、配線22における絶縁層22b,22dのうち、変形部9B以外の部位に配された絶縁層22dは、圧電素子のPZT膜と同じ構成となっており、厚さ3μmのPZTの膜により構成されている。一方、変形部9Bに位置する絶縁層22bは、PZTから圧電性を除去することで得られた物質により構成されており、厚さが3μmとなっている。具体的には、絶縁層22bは、例えば、レーザーアニールによりPZTから鉛を除去して得られた物質により構成されていても良い。具体的には、該物質とは、ペロブスカイト相ではない非圧電性の絶縁膜(一例として、Pb2Ti27とPb2Zr27の混合物)であっても良い。
一方、第2の駆動部13に繋がる配線41は、第1実施形態と同様、左右の第1の駆動部9に配されており、接続部9A、及び、基板45の上を通り、端子43に至る。配線41も、配線22と同様の構成を有している。すなわち、配線41は、配線22と同様の下部配線41c、絶縁層41b、及び上部配線41aからなる多層構造を有している(図5参照)。そして、配線41のうち、変形部9B以外の部位に配された部分の絶縁層41bはPZT膜として構成されており、変形部9Bに配された部分の絶縁層41bは、PZTから圧電性を除去することで得られた物質により構成されている。具体的には、該物質とは、ペロブスカイト相ではない非圧電性の絶縁膜(一例として、Pb2Ti27とPb2Zr27の混合物)であっても良い。
[製造方法について]
第2実施形態の光走査装置1は、以下の方法で製造することができる。まず、第1実施形態と同様のSOIウエハを用意する。
次に、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子を構成する下部電極とPZT膜を、SOIウエハの片面に順次製膜し、所定の形状にエッチングする。次に、これらの圧電素子を構成する上部電極を製膜し、所定の形状にエッチングする。
これらのエッチングで、配線22,41,53と、端子24,43,55も形成するが、配線22,41を形成する際には、上部電極の形成前に、PZT膜のうち、変形部9Bに配される部分に対してレーザーアニールを行う。これにより、当該部分から鉛を除去し、当該部分を、ペロブスカイト相ではない非圧電性の絶縁膜(一例として、Pb2Ti27とPb2Zr27の混合物)とする。
次に、第3の駆動部14を構成する圧電素子の上に、反射面19を製膜する。
次に、このSOIウエハを選択的にエッチングすることで、支持部5と、基板31,45と、接続部9Aと、外周部10と、反射部内梁部材12と、内周部11とを含む一体の部材を形成する。
このとき、第1実施形態と同様、支持部5、内周部11の一部、及び外周部10は、支持層201、中間酸化膜203、及び活性層205を有する。一方、基板31,45と、反射部内梁部材12と、内周部11の一部は、活性層205からなる。
[動作について]
第2実施形態の光走査装置1もまた、第1実施形態と同様、端子55に60Hzの駆動信号S1が印可されると共に、一対の端子43の各々に30kHzの駆動信号S2,S3が印加され、さらに、端子24には、駆動信号S4が印可される(図4参照)。
このため、第1実施形態と同様、反射部3がB軸18を中心軸とする曲げ振動を行うと共に、内周部11がA軸20を中心軸とする曲げ振動を行い、さらに、第3の駆動部14が屈曲変形し、反射面19から反射された光ビームの焦点が調整される。このため、反射面19で反射した光ビームを3次元に走査できる。
[第3実施形態]
[構成の説明]
第3実施形態の光走査装置1は、第1実施形態の光走査装置1と同様の構成を有しているが、第3の駆動部14に繋がる配線23の配置位置等が異なっている(図7,図8参照)。
第1実施形態と同様、配線23は、上側の反射部内梁部材12、上側の第2の駆動部13を構成する基板31、接続部9A、及び、右側の第1の駆動部9を構成する基板45の上を通り、端子24に至る。なお、ここでの上下左右は、図7における上下左右を意味し、光走査装置1を使用する状態での上下左右とは必ずしも一致しない。
また、配線23は、第1実施形態と同様、第1,第2配線から構成されており、これらの配線は、配線23の配置領域に並んで配される。第1配線は、第3の駆動部14における上部電極17に繋がっており、第2配線は、下部電極15に繋がっている。第1,第2配線は、非圧電性の導体により構成されている。
そして、配線23のうち、第1の駆動部9に配された部分は、圧電素子47の上に配される(換言すれば、配線23は、右側の第1の駆動部9における内側に位置する圧電素子47の上を通って端子24に至る)。
すなわち、右側の第1の駆動部9における内側の圧電素子47の上部電極47aの上には、絶縁膜47dが形成されており、絶縁膜47dの上に、配線23を構成する第1,第2配線23a,23bが配される(図8参照)。換言すれば、第1配線23a及び第2配線23bは、絶縁膜47dにより、圧電素子47の上部電極47aと絶縁された状態になる。なお、絶縁膜47dは、例えば、SiO2により構成されていても良い。
一方、配線42は、第1実施形態と同様に配置されている。また、配線42は、配線23と同様、第1,第2配線42a,42bから構成されており、これらは、配線42の配置領域に並んで配される。第1配線42aは、第2の駆動部13の圧電素子33における上部電極35に繋がっており、第2配線42bは、下部電極39に繋がっている。第1,第2配線42a,42bは、非圧電性の導体により構成されている。
[製造方法について]
第3実施形態の光走査装置1は、以下の方法で製造することができる。まず、第1実施形態と同様のSOIウエハを用意する。
次に、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子を構成する下部電極とPZT膜を、SOIウエハの片面に順次製膜し、所定の形状にエッチングする。
次に、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子を構成する上部電極を製膜し、所定の形状にエッチングする。これにより、第1〜第3の駆動部9,13,14における圧電素子と、配線53と、端子24,43,55が形成される。
次に、右側の第1の駆動部9の圧電素子47を覆う絶縁膜47dを形成する。
次に、配線23,42を形成する。具体的には、例えば、第1,第2配線の配置領域に金属膜を形成することで、配線23,42を形成しても良い。なお、配線23は、右側の第1の駆動部9の圧電素子47を覆う絶縁膜47dの上に形成される。
次に、第3の駆動部14を構成する圧電素子の上に、反射面19を製膜する。
次に、このSOIウエハを選択的にエッチングすることで、支持部5と、基板31,45と、接続部9Aと、外周部10と、反射部内梁部材12と、内周部11とを含む一体の部材を形成する。
このとき、第1実施形態と同様、支持部5、内周部11の一部、及び外周部10は、支持層201、中間酸化膜203、及び活性層205を有する。一方、基板31,45と、反射部内梁部材12と、内周部11の一部は、活性層205からなる。
[効果]
第1実施形態の光走査装置1によれば、第3の駆動部14に繋がる配線21は、右側の第1の駆動部9における圧電素子47に覆われた状態で基板45に配されるため、第1の駆動部9を構成する基板45の面積を低減することができる。したがって、3次元での光ビームの走査が可能な光走査装置1を小型化することができる。
また、第2実施形態の光走査装置1によれば、第2,第3の駆動部13,14に繋がる配線22,41は、絶縁層を挟んで下部配線と上部配線が積層された構造となっている。このため、これらの上部配線及び下部配線を並べて配置する場合に比べ、配線22,41の配置領域の面積を低減することができる。したがって、3次元での光ビームの走査が可能な光走査装置1を小型化することができる。
また、第3実施形態の光走査装置1によれば、第3の駆動部14に繋がる配線23は、右側の第1の駆動部9における圧電素子47の上に配されるため、第1の駆動部9を構成する基板45の面積を低減することができる。したがって、3次元での光ビームの走査が可能な光走査装置1を小型化することができる。
さらに、第1〜第3実施形態の光走査装置1によれば、第1の駆動部9の変形部9Bにおける圧電素子47が配された部分の幅が狭くなり、変形部9Bが屈曲し易くなる。これにより、反射部3の上端3Aを大きく変位させることが可能となり、B軸18を中心とした走査角度を大きくすることができる。
[他の実施形態]
(1)第1実施形態では、第2,第3の駆動部13,14に繋がる配線21,40の双方が、第1,第2配線を並べた構成となっており、第3実施形態では、第2,第3の駆動部13,14に繋がる配線23,42の双方が、第1,第2配線を並べた構成となっている。しかしながら、第2の駆動部13に繋がる配線40,42については、第2実施形態における配線41と同じ構成としても良い。
また、第1,第3実施形態において、左右両側に配された配線40,42は、圧電素子47に隣接して配されている。しかしながら、第1実施形態において、配線40は、配線21と同様、圧電素子47に覆われた状態で配されていても良い。また、第3実施形態において、配線42は、配線23と同様、圧電素子47の上に配されていても良い。
このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
(2)また、第2実施形態において、第2,第3の駆動部13,14に繋がる配線22,41は、下部配線,絶縁層,上部配線からなる多層構造となっており、これらの配線のうち、第1の駆動部9における変形部9Bに位置する部分の絶縁層は、非圧電性の物質により構成されている。
しかしながら、これに限らず、配線22,41の全ての区間における絶縁層を、非圧電性の物質により構成しても良いし、変形部9Bに位置する配線のうちの一部の区間の絶縁層を、非圧電性の物質により構成しても良い。また、配線22,41の全ての区間における絶縁層を、圧電性の物質(例えば、PZT)により構成してもよい。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
また、第2実施形態では、配線22,41の双方が、第1の駆動部9における変形部9Bに位置する部分の絶縁層が非圧電性となっている。しかしながら、配線22,41の一方についてのみ、変形部9Bに位置する部分の絶縁層を非圧電性としても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
(3)また、第1〜第3実施形態や、他の実施形態(1),(2)の光走査装置1は、反射部3には第2,第3の駆動部13,14が設けられているが、これらの駆動部のうちの一方のみを設ける構成としても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
[特許請求の範囲との対応]
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。
第3の駆動部14及び圧電素子33が第1の圧電素子の一例に、第3の駆動部14がB圧電素子の一例に、圧電素子33がA圧電素子の一例に、圧電素子47,49が第2の圧電素子の一例に、第1の駆動部9が駆動部の一例に、A軸20が第1の軸の一例に、B軸18が第2の軸の一例に相当する。
1…光走査装置、3…反射部、5…支持部、7…梁部材、9…第1の駆動部、12…反射部内梁部材、13…第2の駆動部、14…第3の駆動部、15…下部電極、16…PZT膜、17…上部電極、18…B軸、19…反射面、20…A軸、21…配線、22…配線、23…配線、24…端子、33…圧電素子、35…上部電極、37…PZT膜、39…下部電極、40…配線、41…配線、42…配線、47…圧電素子、49…圧電素子。

Claims (6)

  1. 光ビームを反射させる反射面(19)と、前記反射面の向き又は形状を変化させる第1の圧電素子(14,33)と、を有する反射部(3)と、
    基板(45)と、前記基板の上面に配された第2の圧電素子(47,49)とを有し、前記第2の圧電素子の屈曲変形により前記基板を変位させることで、前記反射部の向きを変化させる駆動部(9)と、を備え、
    前記第1の圧電素子に繋がる配線(21)は、前記基板における前記第2の圧電素子の下方に配されていること、
    を特徴とする光走査装置(1)。
  2. 請求項1に記載の光走査装置において、
    前記配線は、前記基板の前記上面に不純物拡散を行うことで形成されたものであること、
    を特徴とする光走査装置。
  3. 請求項1に記載の光走査装置において、
    前記配線は、前記基板の前記上面に設けられた溝部に金属を配することで形成されたものであること、
    を特徴とする光走査装置。
  4. 光ビームを反射させる反射面(19)と、前記反射面の向き又は形状を変化させる第1の圧電素子(14,33)と、を有する反射部(3)と、
    基板(45)と、前記基板に配された第2の圧電素子(47,49)とを有し、前記第2の圧電素子の屈曲変形により前記基板を変位させることで、前記反射部の向きを変化させる駆動部(9)と、
    前記第1の圧電素子に繋がっており、少なくともその一部が前記基板に配されている配線(22,41)と、
    を備え、
    前記配線は、下部配線(22c,41c)と、前記下部配線の上に配された絶縁層(22b,22d,41b)と、前記絶縁層の上に配された上部配線(22a,41a)とから構成されていること、
    を特徴とする光走査装置(1)。
  5. 光ビームを反射させる反射面(19)と、前記反射面の向き又は形状を変化させる第1の圧電素子(14,33)と、を有する反射部(3)と、
    基板(45)と、前記基板の上面に配された第2の圧電素子(47,49)とを有し、前記第2の圧電素子の屈曲変形により前記基板を変位させることで、前記反射部の向きを変化させる駆動部(9)と、を備え、
    前記第1の圧電素子に繋がる配線(23)は、前記第2の圧電素子の上に配されていること、
    を特徴とする光走査装置(1)。
  6. 請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の光走査装置において、
    前記第1の圧電素子として、第1の方向に延びる第1の軸(20)を中心に前記反射面の傾きを変化させるA圧電素子(33)と、前記反射面の形状を変化させ、前記反射面の焦点を調整するB圧電素子(14)とが設けられており、
    前記配線は、前記A圧電素子と前記B圧電素子とのうちの双方又は一方に繋がっており、
    前記駆動部は、前記第1の方向に交差する第2の方向に延びる第2の軸(18)を中心に前記反射部の傾きを変化させること、
    を特徴とする光走査装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218585A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090021818A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Medical scanning assembly with variable image capture and display
JP2011020207A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Nippon Signal Co Ltd:The プレーナ型アクチュエータ
WO2013136759A1 (ja) * 2012-03-15 2013-09-19 パナソニック株式会社 光学反射素子とアクチュエータ
JP2013200337A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Stanley Electric Co Ltd 光偏向器
WO2013161271A1 (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 キヤノン電子株式会社 光走査装置及び画像読取装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090021818A1 (en) * 2007-07-20 2009-01-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Medical scanning assembly with variable image capture and display
JP2011020207A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Nippon Signal Co Ltd:The プレーナ型アクチュエータ
WO2013136759A1 (ja) * 2012-03-15 2013-09-19 パナソニック株式会社 光学反射素子とアクチュエータ
JP2013200337A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Stanley Electric Co Ltd 光偏向器
WO2013161271A1 (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 キヤノン電子株式会社 光走査装置及び画像読取装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218585A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス
JPWO2020218585A1 (ja) * 2019-04-26 2020-10-29
JP7209082B2 (ja) 2019-04-26 2023-01-19 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス

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