JP2016024223A - 光走査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[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)。
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。
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、SiO2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、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、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。
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。
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。
[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、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。
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)。
[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、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、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。
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。
(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。
(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。
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。
Claims (6)
- 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)。 - 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。 - 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。 - 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)。 - 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)。 - 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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