JP2018022004A - Optical deflector and image display system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical deflector which reduces defects by suppressing progress of peeling or cracking when a piezoelectric member is repeatedly deformed.SOLUTION: An optical deflector 13 includes: a mirror part 101 with a reflective surface 14; a supporting part 120 supporting the mirror part 101, the supporting part having a plurality of elastic parts 130a and 130b formed tortuously and continuously; piezoelectric driving parts 131a to 131f and 132a to 132f separately located in the elastic parts; an insulating film 153 partially covering the piezoelectric driving parts; and a connection part 151 connecting at least two of the piezoelectric driving parts via an opening part 154 provided in an insulating film 153, the piezoelectric driving parts 131a to 131f and 132a to 132f having a laminated structure of a lower electrode 201, a piezoelectric part 202, and an upper electrode 203, and the connection part 151 being in contact with the upper electrode 203 and the piezoelectric part 202 of the piezoelectric driving parts 131a to 131f and 132a to 132f.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、光偏向器及び画像表示システムに関する。   The present invention relates to an optical deflector and an image display system.

光ビームを偏向、走査するための手段として、半導体製造技術を応用して基板上に反射面を設けた可動部や弾性梁部を一体形成した小型の光偏向器が開発されている。
このような光偏向器においては、圧電材料を電極で挟持して電圧を印加し、圧電材料の伸縮によって可動部を回転させる構成が知られている。
As a means for deflecting and scanning a light beam, a small-sized light deflector in which a movable part provided with a reflective surface and an elastic beam part are integrally formed on a substrate by applying a semiconductor manufacturing technique has been developed.
In such an optical deflector, a configuration is known in which a piezoelectric material is sandwiched between electrodes, a voltage is applied, and a movable portion is rotated by expansion and contraction of the piezoelectric material.

かかる構成の光偏向器においては、走査角を大きく、高速に振動させることが求められている。しかしながら、走査角が向上すると、特に振れ幅の大きい圧電材料の端部において、圧電部材が繰り返し高速で変形することによって電極と配線部材との間で剥離が進行しやすいという問題があった。   The optical deflector having such a configuration is required to have a large scanning angle and vibrate at high speed. However, when the scanning angle is improved, there is a problem that peeling is likely to proceed between the electrode and the wiring member due to repeated deformation of the piezoelectric member at a high speed, particularly at the end of the piezoelectric material having a large deflection width.

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、圧電部材への変形が繰り返し生じるときにも剥離、クラックの進行を抑制して故障を低減する光偏向器の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical deflector that reduces the failure by suppressing the progress of peeling and cracking even when deformation to the piezoelectric member occurs repeatedly. To do.

上述した課題を解決するため、本発明における光偏向器は、反射面を有するミラー部と、複数の弾性部が蛇行状に連続して形成され、ミラー部を支持する支持部と、前記弾性部に個別に設けられた複数の圧電部と、前記圧電部を少なくとも部分的に覆う絶縁膜と、前記絶縁膜に設けられた開口部を介して少なくとも2つの圧電部を接続する接続部と、を有し、前記圧電部は、下部電極と、圧電膜と、上部電極と、が積層されており、前記接続部は、前記圧電部の前記上部電極および前記圧電膜とに当接する。   In order to solve the above-described problems, an optical deflector according to the present invention includes a mirror portion having a reflective surface, a plurality of elastic portions continuously formed in a meandering manner, a support portion that supports the mirror portion, and the elastic portion. A plurality of individually provided piezoelectric parts, an insulating film that at least partially covers the piezoelectric part, and a connecting part that connects at least two piezoelectric parts through an opening provided in the insulating film, The piezoelectric portion includes a lower electrode, a piezoelectric film, and an upper electrode, and the connecting portion contacts the upper electrode and the piezoelectric film of the piezoelectric portion.

本発明の光偏向器によれば、圧電部材への変形が繰り返し生じるときにも剥離、クラックの進行を抑制して故障の発生を低減する。   According to the optical deflector of the present invention, even when deformation to the piezoelectric member repeatedly occurs, the occurrence of failure is reduced by suppressing the progress of peeling and cracking.

光走査システムの一例の概略図である。It is the schematic of an example of an optical scanning system. 光走査システムの一例のハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram of an example of an optical scanning system. 駆動装置の一例の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an example of a drive device. 光走査システムに係る処理の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of the process which concerns on an optical scanning system. ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the motor vehicle carrying a head up display apparatus. ヘッドアップディスプレイ装置の一例の概略図である。It is a schematic diagram of an example of a head up display device. 光書込装置を搭載した画像形成装置の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the image forming apparatus carrying an optical writing device. 光書込装置の一例の概略図である。It is the schematic of an example of an optical writing device. レーザレーダ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the motor vehicle carrying a laser radar apparatus. レーザレーダ装置の一例の概略図である。It is the schematic of an example of a laser radar apparatus. パッケージングされた光偏向器の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the packaged optical deflector. 光偏向器の一例を+Z方向から見たときの平面図である。It is a top view when an example of an optical deflector is seen from + Z direction. 図12に示す光偏向器のP−P’断面図である。It is P-P 'sectional drawing of the optical deflector shown in FIG. 図12に示す光偏向器のQ−Q’断面図である。It is Q-Q 'sectional drawing of the optical deflector shown in FIG. 本発明の実施形態にかかる圧電駆動部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the piezoelectric drive part concerning embodiment of this invention. 図15に示した圧電駆動部の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of the piezoelectric drive part shown in FIG. 光偏向器の第2駆動部の変形を模式的に表した模式図である。It is the schematic diagram which represented typically the deformation | transformation of the 2nd drive part of an optical deflector. (a)は、光偏向器の圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧Aの波形の一例を示すグラフ図であり、(b)は、光偏向器の圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧Bの波形の一例を示すグラフ図であり、(c)は、(a)の駆動電圧の波形と(b)の駆動電圧の波形を重ね合わせた一例を示すグラフ図である。(A) is a graph which shows an example of the waveform of the drive voltage A applied to the piezoelectric drive part group A of an optical deflector, (b) is applied to the piezoelectric drive part group B of an optical deflector. It is a graph which shows an example of the waveform of the drive voltage B, (c) is a graph which shows an example which superimposed the waveform of the drive voltage of (a), and the waveform of the drive voltage of (b). 図15に示した圧電駆動部の製造方法の一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a manufacturing method of the piezoelectric drive unit illustrated in FIG. 15. 圧電駆動部の構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a structure of a piezoelectric drive part. 圧電駆動部の構成の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of a structure of a piezoelectric drive part. 光偏向器の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an optical deflector. 光偏向器の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of an optical deflector. 従来の圧電駆動部の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the conventional piezoelectric drive part. 図24で示した従来例のR−R’断面を示す図である。It is a figure which shows the R-R 'cross section of the prior art example shown in FIG.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
[光走査システム]
まず、図1〜図4を参照して、本発明の実施形態に係る駆動装置を適用した光走査システムについて詳細に説明する。
図1に、光走査システムの一例の概略図を示す。図1に示すように、光走査システム10は、駆動装置11の制御に従って光源装置12から照射された光を光偏向器13の有する反射面14により偏向して被走査面15を光走査するシステムである。
光走査システム10は、駆動装置11,光源装置12、反射面14を有する光偏向器13により構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[Optical scanning system]
First, an optical scanning system to which a driving apparatus according to an embodiment of the present invention is applied will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of an optical scanning system. As shown in FIG. 1, the optical scanning system 10 optically scans the surface to be scanned 15 by deflecting the light emitted from the light source device 12 according to the control of the driving device 11 by the reflecting surface 14 of the optical deflector 13. It is.
The optical scanning system 10 includes a driving device 11, a light source device 12, and an optical deflector 13 having a reflecting surface 14.

駆動装置11は、例えばCPU(Central Processing Unit)およびFPGA(Field-Programmable Gate Array)等を備えた電子回路ユニットである。光偏向器13は、例えば反射面14を有し、反射面14を可動可能なMEMS(Micro Electromechanical Systems)デバイスである。光源装置12は、例えばレーザを照射するレーザ装置である。なお、被走査面15は、例えばスクリーンである。
駆動装置11は、取得した光走査情報に基づいて光源装置12および光偏向器13の制御命令を生成し、制御命令に基づいて光源装置12および光偏向器13に駆動信号を出力する。
The drive device 11 is an electronic circuit unit including, for example, a CPU (Central Processing Unit) and an FPGA (Field-Programmable Gate Array). The optical deflector 13 is, for example, a MEMS (Micro Electromechanical Systems) device having a reflective surface 14 and capable of moving the reflective surface 14. The light source device 12 is, for example, a laser device that irradiates a laser. The scanned surface 15 is, for example, a screen.
The drive device 11 generates a control command for the light source device 12 and the optical deflector 13 based on the acquired optical scanning information, and outputs a drive signal to the light source device 12 and the optical deflector 13 based on the control command.

光源装置12は、入力された駆動信号に基づいて光源の照射を行う。光偏向器13は、入力された駆動信号に基づいて反射面14を1軸方向または2軸方向の少なくともいずれかに可動させる。
これにより、例えば、光走査情報の一例である画像情報に基づいた駆動装置11の制御によって、光偏向器13の反射面14を所定の範囲で2軸方向に往復可動させ、反射面14に入射する光源装置12からの照射光を偏向して光走査することにより、被走査面15に任意の画像を投影することができる。
なお、光偏向器の詳細および本実施形態の駆動装置による制御の詳細については後述する。
次に、図2を参照して、光走査システム10の一例のハードウェア構成について説明する。
図2は、光走査システム10の一例のハードウェア構成図である。
図2に示すように、光走査システム10は、駆動装置11、光源装置12および光偏向器13を備え、それぞれが電気的に接続されている。
The light source device 12 irradiates the light source based on the input drive signal. The optical deflector 13 moves the reflecting surface 14 in at least one of the uniaxial direction and the biaxial direction based on the input drive signal.
Thus, for example, the control of the driving device 11 based on the image information which is an example of the optical scanning information causes the reflecting surface 14 of the optical deflector 13 to reciprocate in a biaxial direction within a predetermined range and enter the reflecting surface 14. An arbitrary image can be projected on the scanned surface 15 by deflecting the light emitted from the light source device 12 and performing optical scanning.
Details of the optical deflector and details of control by the driving device of the present embodiment will be described later.
Next, an exemplary hardware configuration of the optical scanning system 10 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a hardware configuration diagram of an example of the optical scanning system 10.
As shown in FIG. 2, the optical scanning system 10 includes a driving device 11, a light source device 12, and an optical deflector 13, and each is electrically connected.

[駆動装置]
このうち、駆動装置11は、CPU20、RAM21(Random Access Memory)、ROM22(Read Only Memory)、FPGA23、外部I/F24、光源装置ドライバ25、光偏向器ドライバ26を備えている。
[Driver]
Among these, the drive device 11 includes a CPU 20, a RAM 21 (Random Access Memory), a ROM 22 (Read Only Memory), an FPGA 23, an external I / F 24, a light source device driver 25, and an optical deflector driver 26.

CPU20は、ROM22等の記憶装置からプログラムやデータをRAM21上に読み出し、処理を実行して、駆動装置11の全体の制御や機能を実現する演算装置である。
RAM21は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の記憶装置である。
ROM22は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の記憶装置であり、CPU20が光走査システム10の各機能を制御するために実行する処理用プログラムやデータを記憶している。
FPGA23は、CPU20の処理に従って、光源装置ドライバ25および光偏向器ドライバ26に適した制御信号を出力する回路である。
外部I/F24は、例えば外部装置やネットワーク等とのインタフェースである。外部装置には、例えば、PC(Personal Computer)等の上位装置、USBメモリ、SDカード、CD、DVD、HDD、SSD等の記憶装置が含まれる。また、ネットワークは、例えば自動車のCAN(Controller Area Network)やLAN(Local Area Network)、インターネット等である。外部I/F24は、外部装置との接続または通信を可能にする構成であればよく、外部装置ごとに外部I/F24が用意されてもよい。
The CPU 20 is an arithmetic device that reads out programs and data from a storage device such as the ROM 22 onto the RAM 21 and executes processing to realize the overall control and functions of the drive device 11.
The RAM 21 is a volatile storage device that temporarily stores programs and data.
The ROM 22 is a nonvolatile storage device that can retain programs and data even when the power is turned off, and stores processing programs and data that the CPU 20 executes to control each function of the optical scanning system 10. Yes.
The FPGA 23 is a circuit that outputs control signals suitable for the light source device driver 25 and the optical deflector driver 26 in accordance with the processing of the CPU 20.
The external I / F 24 is an interface with, for example, an external device or a network. The external device includes, for example, a host device such as a PC (Personal Computer), a storage device such as a USB memory, an SD card, a CD, a DVD, an HDD, and an SSD. The network is, for example, a car CAN (Controller Area Network), a LAN (Local Area Network), the Internet, or the like. The external I / F 24 may be configured to enable connection or communication with an external device, and the external I / F 24 may be prepared for each external device.

光源装置トライバは、入力された制御信号に従って光源装置12に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
光偏向器ドライバ26は、入力された制御信号に従って光偏向器13に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
駆動装置11において、CPU20は、外部I/F24を介して外部装置やネットワークから光走査情報を取得する。なお、CPU20が光走査情報を取得することができる構成であればよく、駆動装置11内のROM22やFPGA23に光走査情報を格納する構成としてもよいし、駆動装置11内に新たにSSD等の記憶装置を設けて、その記憶装置に光走査情報を格納する構成としてもよい。
ここで、光走査情報とは、被走査面15にどのように光走査させるかを示した情報であり、例えば、光走査により画像を表示する場合は、光走査情報は画像データである。また、例えば、光走査により光書込みを行う場合は、光走査情報は書込み順や書込み箇所を示した書込みデータである。他にも、例えば、光走査により物体認識を行う場合は、光走査情報は物体認識用の光を照射するタイミングと照射範囲を示す照射データである。
本実施形態に係る駆動装置11は、CPU20の命令および図2に示したハードウェア構成によって、次に説明する機能構成を実現することができる。
The light source device triver is an electric circuit that outputs a drive signal such as a drive voltage to the light source device 12 in accordance with an input control signal.
The optical deflector driver 26 is an electric circuit that outputs a drive signal such as a drive voltage to the optical deflector 13 in accordance with the input control signal.
In the driving device 11, the CPU 20 acquires optical scanning information from an external device or a network via the external I / F 24. The CPU 20 may be configured so that the optical scanning information can be acquired. The optical scanning information may be stored in the ROM 22 or the FPGA 23 in the driving device 11, or a new SSD or the like may be included in the driving device 11. A storage device may be provided, and the optical scanning information may be stored in the storage device.
Here, the optical scanning information is information indicating how the scanned surface 15 is optically scanned. For example, when an image is displayed by optical scanning, the optical scanning information is image data. For example, when optical writing is performed by optical scanning, the optical scanning information is writing data indicating the writing order and writing location. In addition, for example, when object recognition is performed by optical scanning, the optical scanning information is irradiation data indicating the timing and irradiation range for irradiating light for object recognition.
The drive device 11 according to the present embodiment can realize the functional configuration described below by the instruction of the CPU 20 and the hardware configuration shown in FIG.

[駆動装置の機能構成]
次に、図3を参照して、光走査システム10の駆動装置11の機能構成について説明する。図3は、光走査システムの駆動装置の一例の機能ブロック図である。
図3に示すように、駆動装置11は、機能として制御部30と駆動信号出力部31とを有する。
制御部30は、例えばCPU20、FPGA23等により実現され、外部装置から光走査情報を取得し、光走査情報を制御信号に変換して駆動信号出力部31に出力する。例えば、制御部30は、制御手段を構成し、外部装置等から画像データを光走査情報として取得し、所定の処理により画像データから制御信号を生成して駆動信号出力部31に出力する。
駆動信号出力部31は、印加手段を構成し、光源装置ドライバ25、光偏向器ドライバ26等により実現され、入力された制御信号に基づいて光源装置12または光偏向器13に駆動信号を出力する。駆動信号出力部31(印加手段)は、例えば、駆動信号を出力する対象ごとに設けられてもよい。
駆動信号は、光源装置12または光偏向器13の駆動を制御するための信号である。例えば、光源装置12においては、光源の照射タイミングおよび照射強度を制御する駆動電圧である。また、例えば、光偏向器13においては、光偏向器13の有する反射面14を可動させるタイミングおよび可動範囲を制御する駆動電圧である。なお、駆動装置は、光源装置12や受光装置等の外部装置から光源の照射タイミングや受光タイミングを取得し、これらを光偏向器13の駆動に同期するようにしてもよい。
[Functional configuration of drive unit]
Next, a functional configuration of the driving device 11 of the optical scanning system 10 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram of an example of a driving device of the optical scanning system.
As shown in FIG. 3, the drive device 11 includes a control unit 30 and a drive signal output unit 31 as functions.
The control unit 30 is realized by, for example, the CPU 20, the FPGA 23, and the like, acquires optical scanning information from an external device, converts the optical scanning information into a control signal, and outputs the control signal to the drive signal output unit 31. For example, the control unit 30 constitutes a control unit, acquires image data as optical scanning information from an external device or the like, generates a control signal from the image data by a predetermined process, and outputs the control signal to the drive signal output unit 31.
The drive signal output unit 31 constitutes application means, and is realized by the light source device driver 25, the optical deflector driver 26, and the like, and outputs a drive signal to the light source device 12 or the optical deflector 13 based on the input control signal. . The drive signal output unit 31 (applying unit) may be provided for each target that outputs a drive signal, for example.
The drive signal is a signal for controlling driving of the light source device 12 or the optical deflector 13. For example, in the light source device 12, the driving voltage is used to control the irradiation timing and irradiation intensity of the light source. Further, for example, in the optical deflector 13, the driving voltage is used to control the timing and movable range for moving the reflecting surface 14 of the optical deflector 13. The driving device may acquire the irradiation timing and the light receiving timing of the light source from an external device such as the light source device 12 and the light receiving device, and synchronize these with the driving of the optical deflector 13.

[光走査処理]
次に、図4を参照して、光走査システム10が被走査面15を光走査する処理について説明する。図4は、光走査システムに係る処理の一例のフローチャートである。
ステップS11において、制御部30は、外部装置等から光走査情報を取得する。
ステップS12において、制御部30は、取得した光走査情報から制御信号を生成し、制御信号を駆動信号出力部31に出力する。
ステップS13において、駆動信号出力部31は、入力された制御信号に基づいて駆動信号を光源装置12および光偏向器13に出力する。
ステップS14において、光源装置12は、入力された駆動信号に基づいて光照射を行う。また、光偏向器13は、入力された駆動信号に基づいて反射面14の可動を行う。光源装置12および光偏向器13の駆動により、任意の方向に光が偏向され、光走査される。
なお、上記光走査システム10では、1つの駆動装置11が光源装置12および光偏向器13を制御する装置および機能を有しているが、光源装置用の駆動装置および光偏向器用の駆動装置と、別体に設けてもよい。
また、上記光走査システム10では、一つの駆動装置11に光源装置12および光偏向器13の制御部30の機能および駆動信号出力部31の機能を設けているが、これらの機能は別体として存在していてもよく、例えば制御部30を有した駆動装置11とは別に駆動信号出力部31を有した駆動信号出力装置を設ける構成としてもよい。なお、上記光走査システム10のうち、反射面14を有した光偏向器13と駆動装置11により、光偏向を行う光偏向システムを構成してもよい。
[Optical scanning processing]
Next, a process in which the optical scanning system 10 optically scans the scanned surface 15 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of an example of processing according to the optical scanning system.
In step S11, the control unit 30 acquires optical scanning information from an external device or the like.
In step S <b> 12, the control unit 30 generates a control signal from the acquired optical scanning information, and outputs the control signal to the drive signal output unit 31.
In step S <b> 13, the drive signal output unit 31 outputs a drive signal to the light source device 12 and the optical deflector 13 based on the input control signal.
In step S <b> 14, the light source device 12 performs light irradiation based on the input drive signal. The optical deflector 13 moves the reflecting surface 14 based on the input drive signal. By driving the light source device 12 and the optical deflector 13, light is deflected in an arbitrary direction and optically scanned.
In the optical scanning system 10, one driving device 11 has a device and a function for controlling the light source device 12 and the optical deflector 13, but the driving device for the light source device and the driving device for the optical deflector Alternatively, it may be provided separately.
In the optical scanning system 10, the function of the control unit 30 and the function of the drive signal output unit 31 of the light source device 12 and the optical deflector 13 are provided in one drive device 11, but these functions are separately provided. For example, a drive signal output device having a drive signal output unit 31 may be provided in addition to the drive device 11 having the control unit 30. In the optical scanning system 10, an optical deflection system that performs optical deflection may be configured by the optical deflector 13 having the reflecting surface 14 and the driving device 11.

[画像投影装置]
次に、図5及び図6を参照して、本実施形態の駆動装置を適用した画像投影装置について詳細に説明する。
図5は、画像投影装置の一例であるヘッドアップディスプレイ装置500を搭載した自動車400の実施形態に係る概略図である。また、図6はヘッドアップディスプレイ装置500の一例の概略図である。
画像投影装置は、光走査により画像を投影する装置であり、例えばヘッドアップディスプレイ装置である。
図5に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置500は、例えば、自動車400のウインドシールド(フロントガラス401等)の付近に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置500から発せられる投射光Lがフロントガラス401で反射され、ユーザーである観察者(運転者402)に向かう。
これにより、運転者402は、ヘッドアップディスプレイ装置500によって投影された画像等を虚像として視認することができる。なお、ウインドシールドの内壁面にコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光によってユーザーに虚像を視認させる構成にしてもよい。
[Image projection device]
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, an image projection apparatus to which the drive device of this embodiment is applied will be described in detail.
FIG. 5 is a schematic diagram according to an embodiment of an automobile 400 equipped with a head-up display device 500 which is an example of an image projection device. FIG. 6 is a schematic diagram of an example of the head-up display device 500.
The image projection device is a device that projects an image by optical scanning, for example, a head-up display device.
As shown in FIG. 5, the head-up display device 500 is installed, for example, in the vicinity of a windshield (a windshield 401 or the like) of the automobile 400. The projection light L emitted from the head-up display device 500 is reflected by the windshield 401 and travels toward the observer (driver 402) who is the user.
Accordingly, the driver 402 can visually recognize an image or the like projected by the head-up display device 500 as a virtual image. In addition, you may make it the structure which installs a combiner in the inner wall face of a windshield, and makes a user visually recognize a virtual image with the projection light reflected by a combiner.

図6に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置500は、赤色、緑色、青色のレーザ光源501R,501G,501Bからレーザ光が出射される。出射されたレーザ光は、各レーザ光源に対して設けられるコリメータレンズ502,503,504と、2つのダイクロイックミラー505,506と、光量調整部507と、から構成される入射光学系を経た後、反射面14を有する光偏向器13にて偏向される。
そして、偏向されたレーザ光は、自由曲面ミラー509と、中間スクリーン510と、投射ミラー511とから構成される投射光学系を経て、スクリーンに投影される。
なお、上記ヘッドアップディスプレイ装置500では、レーザ光源501R,501G,501B、コリメータレンズ502,503,504、ダイクロイックミラー505,506は、光源ユニット530として光学ハウジングによってユニット化されている。
上記ヘッドアップディスプレイ装置500は、中間スクリーン510に表示される中間像を自動車400のフロントガラス401に投射することで、その中間像を運転者402に虚像として視認させる。
レーザ光源501R,501G,501Bから発せられる各色レーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ502,503,504で略平行光とされ、2つのダイクロイックミラー505,506により合成される。合成されたレーザ光は、光量調整部507で光量が調整された後、反射面14を有する光偏向器13によって二次元走査される。光偏向器13で二次元走査された投射光Lは、自由曲面ミラー509で反射されて歪みを補正された後、中間スクリーン510に集光され、中間像を表示する。中間スクリーン510は、マイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイで構成されており、中間スクリーン510に入射してくる投射光Lをマイクロレンズ単位で拡大する。
光偏向器13は、反射面14を2軸方向に往復可動させ、反射面14に入射する投射光Lを二次元走査する。この光偏向器13の駆動制御は、レーザ光源501R,501G,501Bの発光タイミングに同期して行われる。
以上、画像投影装置の一例としてのヘッドアップディスプレイ装置500の説明をしたが、画像投影装置は、反射面14を有した光偏向器13により光走査を行うことで画像を投影する装置であればよい。
例えば、机等に置かれ、表示スクリーン上に画像を投影するプロジェクタや、観測者の頭部等に装着される装着部材に搭載され、装着部材が有する反射透過スクリーンに投影、または眼球をスクリーンとして画像を投影するヘッドマウントディスプレイ装置等にも、同様に適用することができる。
また、画像投影装置は、車両や装着部材だけでなく、例えば、航空機、船舶、移動式ロボット等の移動体、あるいは、その場から移動せずにマニピュレータ等の駆動対象を操作する作業ロボットなどの非移動体に搭載されてもよい。
As shown in FIG. 6, the head-up display device 500 emits laser light from red, green, and blue laser light sources 501R, 501G, and 501B. The emitted laser light passes through an incident optical system composed of collimator lenses 502, 503, and 504 provided for each laser light source, two dichroic mirrors 505 and 506, and a light amount adjusting unit 507. The light is deflected by an optical deflector 13 having a reflecting surface 14.
The deflected laser light is projected onto a screen through a projection optical system including a free-form surface mirror 509, an intermediate screen 510, and a projection mirror 511.
In the head-up display device 500, the laser light sources 501R, 501G, and 501B, the collimator lenses 502, 503, and 504 and the dichroic mirrors 505 and 506 are unitized as an optical housing by an optical housing.
The head-up display device 500 projects the intermediate image displayed on the intermediate screen 510 onto the windshield 401 of the automobile 400 so that the driver 402 can visually recognize the intermediate image as a virtual image.
The respective color laser beams emitted from the laser light sources 501R, 501G, and 501B are substantially collimated by the collimator lenses 502, 503, and 504, and are combined by the two dichroic mirrors 505 and 506. The combined laser light is two-dimensionally scanned by the optical deflector 13 having the reflecting surface 14 after the light amount is adjusted by the light amount adjusting unit 507. The projection light L that has been two-dimensionally scanned by the optical deflector 13 is reflected by the free-form surface mirror 509, corrected for distortion, and then condensed on the intermediate screen 510 to display an intermediate image. The intermediate screen 510 includes a microlens array in which microlenses are two-dimensionally arranged, and enlarges the projection light L incident on the intermediate screen 510 in units of microlenses.
The optical deflector 13 reciprocally moves the reflecting surface 14 in the biaxial direction, and two-dimensionally scans the projection light L incident on the reflecting surface 14. The drive control of the optical deflector 13 is performed in synchronization with the light emission timings of the laser light sources 501R, 501G, and 501B.
The head-up display device 500 as an example of the image projection device has been described above. However, the image projection device is any device that projects an image by performing optical scanning with the optical deflector 13 having the reflective surface 14. Good.
For example, it is mounted on a projector that is placed on a desk or the like and projects an image on a display screen, or a mounting member that is mounted on an observer's head or the like, and is projected on a reflective transmission screen that the mounting member has, or an eyeball as a screen The present invention can be similarly applied to a head-mounted display device that projects an image.
The image projection apparatus is not only a vehicle or a mounting member, but also, for example, a moving body such as an aircraft, a ship, or a mobile robot, or a work robot that operates a driving target such as a manipulator without moving from the spot. It may be mounted on a non-moving body.

[光書込装置]
次に、図7及び図8を参照して、本実施形態の駆動装置11を適用した光書込装置について詳細に説明する。
図7は、光書込装置600を組み込んだ画像形成装置の一例である。また、図8は、光書込装置の一例の概略図である。
図7に示すように、上記光書込装置600は、レーザ光によるプリンタ機能を有するレーザプリンタ650等に代表される画像形成装置の構成部材として使用される。画像形成装置において光書込装置600は、1本または複数本のレーザビームで被走査面15である感光体ドラムを光走査することにより、感光体ドラムに光書込を行う。
図8に示すように、光書込装置600において、レーザ素子などの光源装置12からのレーザ光は、コリメータレンズなどの結像光学系601を経た後、反射面14を有する光偏向器13により1軸方向または2軸方向に偏向される。
そして、光偏向器13で偏向されたレーザ光は、その後、第一レンズ602aと第二レンズ602b、反射ミラー部602cからなる走査光学系602を経て、被走査面15(例えば感光体ドラムや感光紙)に照射し、光書込みを行う。走査光学系602は、被走査面15にスポット状に光ビームを結像する。
また、光源装置12および反射面14を有する光偏向器13は、駆動装置11の制御に基づき駆動する。
このように上記光書込装置600は、レーザ光によるプリンタ機能を有する画像形成装置の構成部材として使用することができる。
また、走査光学系を異ならせて1軸方向だけでなく2軸方向に光走査可能にすることで、レーザ光をサーマルメディアに偏向して光走査し、加熱することで印字するレーザラベル装置等の画像形成装置の構成部材として使用することができる。
上記光書込装置に適用される反射面14を有した光偏向器13は、ポリゴンミラー等を用いた回転多面鏡に比べ駆動のための消費電力が小さいため、光書込装置の省電力化に有利である。
また、光偏向器13の振動時における風切り音は回転多面鏡に比べ小さいため、光書込装置の静粛性の改善に有利である。光書込装置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13の発熱量もわずかであるため、小型化が容易であり、よって画像形成装置の小型化に有利である
[Optical writing device]
Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, an optical writing device to which the driving device 11 of this embodiment is applied will be described in detail.
FIG. 7 is an example of an image forming apparatus incorporating the optical writing device 600. FIG. 8 is a schematic diagram of an example of an optical writing device.
As shown in FIG. 7, the optical writing device 600 is used as a constituent member of an image forming apparatus represented by a laser printer 650 having a printer function using laser light. In the image forming apparatus, the optical writing device 600 performs optical writing on the photosensitive drum by optically scanning the photosensitive drum which is the surface to be scanned 15 with one or a plurality of laser beams.
As shown in FIG. 8, in the optical writing device 600, the laser light from the light source device 12 such as a laser element passes through an imaging optical system 601 such as a collimator lens, and is then transmitted by the optical deflector 13 having the reflecting surface 14. Deflection is performed in one or two axial directions.
Then, the laser beam deflected by the optical deflector 13 passes through a scanning optical system 602 including a first lens 602a, a second lens 602b, and a reflection mirror unit 602c, and then the surface to be scanned 15 (for example, a photosensitive drum or a photosensitive drum). (Paper) and write optically. The scanning optical system 602 forms a light beam in a spot shape on the scanned surface 15.
The light deflector 13 having the light source device 12 and the reflecting surface 14 is driven based on the control of the driving device 11.
As described above, the optical writing device 600 can be used as a constituent member of an image forming apparatus having a printer function using laser light.
Also, by making the scanning optical system different so that optical scanning is possible not only in one axis direction but also in two axis directions, a laser label device that performs printing by deflecting laser light to a thermal medium, optical scanning, and heating. It can be used as a component of the image forming apparatus.
The optical deflector 13 having the reflecting surface 14 applied to the optical writing device consumes less power for driving than a rotating polygonal mirror using a polygon mirror or the like, so that power saving of the optical writing device is achieved. Is advantageous.
Further, since the wind noise during vibration of the optical deflector 13 is smaller than that of the rotary polygon mirror, it is advantageous for improving the quietness of the optical writing device. The optical writing device requires much less installation space than the rotary polygon mirror, and the optical deflector 13 generates only a small amount of heat. Therefore, the optical writing device can be easily downsized, and thus is advantageous for downsizing the image forming apparatus. Is

[物体認識装置]
次に、図9及び図10を参照して、上記本実施形態の駆動装置を適用した物体認識装置について詳細に説明する。
図9は、物体認識装置の一例であるレーザレーダ装置を搭載した自動車の概略図である。また、図10はレーザレーダ装置の一例の概略図である。
物体認識装置は、対象方向の物体を認識する装置であり、例えばレーザレーダ装置である。
図9に示すように、レーザレーダ装置700は、例えば自動車701に搭載され、対象方向を光走査して、対象方向に存在する被対象物702からの反射光を受光することで、被対象物702を認識する。
図10に示すように、光源装置12から出射されたレーザ光は、発散光を略平行光とする光学系であるコリメートレンズ703と、平面ミラー704とから構成される入射光学系を経て、反射面14を有する光偏向器13で1軸もしくは2軸方向に走査される。
そして、投光光学系である投光レンズ705等を経て装置前方の被対象物702に照射される。光源装置12および光偏向器13は、駆動装置11により駆動を制御される。被対象物702で反射された反射光は、光検出器709により光検出される。
すなわち、反射光は受光光学系である集光レンズ706等を経て撮像素子707により受光され、撮像素子707は検出信号を信号処理回路708に出力する。信号処理回路708は、入力された検出信号に2値化やノイズ処理等の所定の処理を行い、結果を測距回路710に出力する。
測距回路710は、光源装置12がレーザ光を発光したタイミングと、光検出器709でレーザ光を受光したタイミングとの時間差、または受光した撮像素子707の画素ごとの位相差によって、被対象物702の有無を認識し、さらに被対象物702との距離情報を算出する。
反射面14を有する光偏向器13は多面鏡に比べて破損しづらく、小型であるため、耐久性の高い小型のレーダ装置を提供することができる。
このようなレーダレーダ装置は、例えば車両、航空機、船舶、ロボット等に取り付けられ、所定範囲を光走査して障害物の有無や障害物までの距離を認識することができる。
上記物体認識装置では、一例としてのレーザレーダ装置700の説明をしたが、物体認識装置は、反射面14を有した光偏向器13を駆動装置11で制御することにより光走査を行い、光検出器により反射光を受光することで被対象物702を認識する装置であればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、手や顔を光走査して得た距離情報から形状等の物体情報を算出し、記録と参照することで対象物を認識する生体認証や、対象範囲への光走査により侵入物を認識するセキュリティセンサ、光走査により得た距離情報から形状等の物体情報を算出して認識し、3次元データとして出力する3次元スキャナの構成部材などにも同様に適用することができる。
[Object recognition device]
Next, with reference to FIG. 9 and FIG. 10, an object recognition device to which the driving device of the present embodiment is applied will be described in detail.
FIG. 9 is a schematic diagram of an automobile equipped with a laser radar device which is an example of an object recognition device. FIG. 10 is a schematic diagram of an example of a laser radar device.
The object recognition device is a device that recognizes an object in a target direction, for example, a laser radar device.
As shown in FIG. 9, a laser radar device 700 is mounted on, for example, an automobile 701, optically scans the target direction, and receives reflected light from the target object 702 existing in the target direction, thereby receiving the target object. 702 is recognized.
As shown in FIG. 10, the laser light emitted from the light source device 12 is reflected through an incident optical system including a collimating lens 703 that is an optical system that makes diverging light substantially parallel light, and a plane mirror 704. Scanning is performed in one or two axial directions by an optical deflector 13 having a surface 14.
Then, the object 702 in front of the apparatus is irradiated through a projection lens 705 or the like that is a projection optical system. Driving of the light source device 12 and the optical deflector 13 is controlled by the driving device 11. The reflected light reflected by the object 702 is detected by the photodetector 709.
That is, the reflected light is received by the image sensor 707 via the condenser lens 706 that is a light receiving optical system, and the image sensor 707 outputs a detection signal to the signal processing circuit 708. The signal processing circuit 708 performs predetermined processing such as binarization and noise processing on the input detection signal, and outputs the result to the distance measurement circuit 710.
The distance measuring circuit 710 determines whether the light source device 12 emits the laser beam and the timing at which the photodetector 709 receives the laser beam, or the phase difference for each pixel of the received image sensor 707. The presence / absence of 702 is recognized, and further distance information with respect to the object 702 is calculated.
Since the optical deflector 13 having the reflecting surface 14 is less likely to be damaged than a polygonal mirror and is small in size, it is possible to provide a small and highly durable radar device.
Such a radar radar apparatus is attached to, for example, a vehicle, an aircraft, a ship, a robot, and the like, and can optically scan a predetermined range to recognize the presence or absence of an obstacle and the distance to the obstacle.
In the object recognition apparatus, the laser radar apparatus 700 as an example has been described. However, the object recognition apparatus performs optical scanning by controlling the optical deflector 13 having the reflecting surface 14 with the driving device 11 to detect light. Any device that recognizes the object 702 by receiving reflected light with a vessel may be used, and is not limited to the above-described embodiment.
For example, object information such as shape is calculated from distance information obtained by optically scanning the hand or face, and biometric authentication that recognizes the target object by referring to the record, or recognizes an intruder by optical scanning of the target range The present invention can be similarly applied to a security sensor, a three-dimensional scanner component that calculates and recognizes object information such as a shape from distance information obtained by optical scanning, and outputs it as three-dimensional data.

[パッケージング]
次に、図11を参照して、本実施形態の駆動装置により制御される光偏向器のパッケージングについて説明する。
図11は、パッケージングされた光偏向器の一例の概略図である。
図11に示すように、光偏向器13は、パッケージ部材801の内側に配置される取付部材802に取り付けられ、パッケージ部材の一部を透過部材803で覆われて、密閉されることでパッケージングされる。
さらに、パッケージ内は窒素等の不活性ガスが密封されている。これにより、光偏向器13の酸化による劣化が抑制され、さらに温度等の環境の変化に対する耐久性が向上する。
次に、以上に説明した光偏向システム、光走査システム、画像投射装置、光書込装置、物体認識装置に使用される光偏向器の詳細および本実施形態の駆動装置による制御の詳細について説明する。
[Packaging]
Next, with reference to FIG. 11, the packaging of the optical deflector controlled by the drive device of this embodiment will be described.
FIG. 11 is a schematic diagram of an example of a packaged optical deflector.
As shown in FIG. 11, the optical deflector 13 is attached to an attachment member 802 disposed inside the package member 801, and a part of the package member is covered with a transmission member 803 and sealed to achieve packaging. Is done.
Further, an inert gas such as nitrogen is sealed in the package. As a result, deterioration of the optical deflector 13 due to oxidation is suppressed, and durability against changes in the environment such as temperature is improved.
Next, details of the optical deflector used in the above-described optical deflection system, optical scanning system, image projection apparatus, optical writing apparatus, and object recognition apparatus and details of control by the driving apparatus of the present embodiment will be described. .

[光偏向器の詳細]
まず、図12〜図14を参照して、光偏向器について詳細に説明する。
図12は、2軸方向に光偏向可能な別タイプの光偏向器の平面図である。図13は、図12のP−P’断面図である。図14は図12のQ−Q’断面図である。図12に示すように、光偏向器13は、入射した光束Lを反射するミラー部101と、ミラー部101に接続され、ミラー部101をY軸に平行な第1軸O周りに駆動する第1駆動部110a、110bと、を有している。
光偏向器13はまた、ミラー部101および第1駆動部110a、110bを支持する第1支持部120を有している。
光偏向器13はまた、第1支持部120に接続され、ミラー部101および第1支持部120をX軸に平行な第2軸O周りに駆動する第2駆動部130a、130bと、第2駆動部130a、130bを支持する枠体部たる第2支持部140と、を有している。
なお、本実施形態における第1駆動部110a、110bと、ミラー部101と、第1支持部120とは、第2軸Oを中心に回転する可動部を構成している。また、第2駆動部130a、130bは、かかる可動部を第2支持部140に対して支持する。
光偏向器13は、第1駆動部110a、110bおよび第2駆動部130a、130bおよび駆動装置に電気的に接続される電極接続部150と、電極接続部150から第1駆動部110a、110bまで延びた通電路たる電極配線151と、を有している。
[Details of optical deflector]
First, the optical deflector will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 12 is a plan view of another type of optical deflector capable of deflecting light in two axial directions. 13 is a cross-sectional view taken along the line PP ′ of FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line QQ ′ of FIG. As shown in FIG. 12, the optical deflector 13 is connected to the mirror unit 101 that reflects the incident light beam L and the mirror unit 101, and drives the mirror unit 101 around the first axis O 1 parallel to the Y axis. 1st drive part 110a, 110b.
The optical deflector 13 also has a first support part 120 that supports the mirror part 101 and the first drive parts 110a and 110b.
Optical deflector 13 is also connected to the first support part 120, second driving unit 130a to drive the mirror unit 101 and the first support portion 120 to the second axis O 2 around parallel to the X axis, and 130b, first 2 has a second support part 140 that is a frame body part that supports the drive parts 130a and 130b.
The first driving portion 110a in the present embodiment, and 110b, a mirror unit 101, and the first supporting portion 120 constitute a movable portion rotates about a second axis O 2. The second driving units 130 a and 130 b support the movable unit with respect to the second support unit 140.
The optical deflector 13 includes the first drive units 110a and 110b, the second drive units 130a and 130b, and the electrode connection unit 150 electrically connected to the drive device, and from the electrode connection unit 150 to the first drive units 110a and 110b. And an electrode wiring 151 which is an extended current path.

光偏向器13は、例えば、1枚のSOI(Silicon On Insulator)基板をエッチング処理等により成形し、成形した基板上に反射面14や第1圧電駆動部112a、112b、第2圧電駆動部131a〜131f、132a〜132f、電極接続部150等を形成することで、各構成部が一体的に形成されている。
なお、上記の各構成部の形成は、SOI基板の成形後に行ってもよいし、SOI基板の成形中に行ってもよい。
The optical deflector 13 is formed, for example, by forming a single SOI (Silicon On Insulator) substrate by etching or the like, and on the formed substrate, the reflecting surface 14, the first piezoelectric drive units 112a and 112b, and the second piezoelectric drive unit 131a. Each component is integrally formed by forming ~ 131f, 132a to 132f, electrode connecting part 150, and the like.
Note that each of the above-described components may be formed after the SOI substrate is formed or during the formation of the SOI substrate.

SOI基板は、図13、図14に示すように、例えば単結晶シリコン(Si)からなる第1のシリコン層たるシリコン支持層161と、シリコン支持層161の上部に形成された酸化シリコン層162と、酸化シリコン層162の上に形成された第2のシリコン層たるシリコン活性層163と、を有するシリコン基板である。   As shown in FIGS. 13 and 14, the SOI substrate includes a silicon support layer 161 as a first silicon layer made of, for example, single crystal silicon (Si), and a silicon oxide layer 162 formed on the silicon support layer 161. And a silicon active layer 163 which is a second silicon layer formed on the silicon oxide layer 162.

シリコン活性層163は、X軸方向またはY軸方向に対してZ軸方向への厚みが小さいため、シリコン活性層163のみで構成された部材は、弾性を有する弾性部としての機能を備える。   Since the silicon active layer 163 has a smaller thickness in the Z-axis direction with respect to the X-axis direction or the Y-axis direction, a member formed only of the silicon active layer 163 has a function as an elastic part having elasticity.

なお、SOI基板は、必ず平面状である必要はなく、曲率等を有していてもよい。また、エッチング処理等により一体的に成形でき、部分的に弾性を持たせることができる基板であれば光偏向器13の形成に用いられる部材はSOI基板に限られない。   Note that the SOI substrate is not necessarily flat and may have a curvature or the like. In addition, the member used for forming the optical deflector 13 is not limited to the SOI substrate as long as it is a substrate that can be integrally formed by etching or the like and can be partially elastic.

ミラー部101は、例えば、円形状のミラー部基体102と、ミラー部基体の+Z側の面上に形成された反射面14とから構成される。ミラー部基体102は、例えば、シリコン活性層163から構成される。
反射面14は、例えば、アルミニウム、金、銀等を含む金属薄膜で構成される。また、ミラー部101は、ミラー部基体102の−Z側の面にミラー部補強用のリブが形成されていてもよい。
リブは、例えば、シリコン支持層161および酸化シリコン層162から構成され、可動によって生じる反射面14の歪みを抑制することができる。
The mirror unit 101 includes, for example, a circular mirror unit base 102 and a reflection surface 14 formed on the + Z side surface of the mirror unit base. The mirror part base | substrate 102 is comprised from the silicon | silicone active layer 163, for example.
The reflecting surface 14 is made of a metal thin film containing, for example, aluminum, gold, silver or the like. Further, the mirror portion 101 may have a mirror portion reinforcing rib formed on the surface of the mirror portion base 102 on the −Z side.
The rib is composed of, for example, a silicon support layer 161 and a silicon oxide layer 162, and can suppress distortion of the reflecting surface 14 caused by movement.

第1駆動部110a、110bは、ミラー部基体102に一端が接続し、第1軸方向にそれぞれ延びてミラー部101を可動可能に支持する2つのトーションバー111a、111bと、一端がトーションバーに接続され、他端が第1支持部の内周部に接続される第1圧電駆動部112a、112bと、から構成される。   The first drive units 110a and 110b are connected at one end to the mirror unit base 102, extend in the first axial direction, and movably support the mirror unit 101, and one end to the torsion bar. The first piezoelectric drive units 112a and 112b are connected to each other and connected to the inner peripheral portion of the first support unit at the other end.

図13に示すように、トーションバー111a、111bはシリコン活性層163から構成される。また、第1圧電駆動部112a、112bは、弾性部であるシリコン活性層163の+Z側の面上に下部電極201と、圧電部202と、上部電極203とが順に積層して形成される。
上部電極203および下部電極201は、例えば金(Au)または白金(Pt)等を用いて構成される。
圧電部202は、例えば、圧電材料であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた圧電膜で構成される。
以降の説明では、特に必要のある場合には下部電極201と、圧電部202と、上部電極203とをまとまりとして圧電駆動部との文言を用いる。
As shown in FIG. 13, the torsion bars 111 a and 111 b are composed of a silicon active layer 163. In addition, the first piezoelectric driving units 112a and 112b are formed by sequentially stacking a lower electrode 201, a piezoelectric unit 202, and an upper electrode 203 on the surface on the + Z side of the silicon active layer 163 that is an elastic unit.
The upper electrode 203 and the lower electrode 201 are configured using, for example, gold (Au) or platinum (Pt).
The piezoelectric part 202 is configured by a piezoelectric film using PZT (lead zirconate titanate) which is a piezoelectric material, for example.
In the following description, the term “piezoelectric driving unit” will be used with the lower electrode 201, the piezoelectric unit 202, and the upper electrode 203 as a group when particularly necessary.

第1支持部120は、例えば、シリコン支持層161、酸化シリコン層162、シリコン活性層163から構成され、ミラー部101を囲うように形成された矩形形状の支持体である。 The first support part 120 is a rectangular support body that is formed of, for example, a silicon support layer 161, a silicon oxide layer 162, and a silicon active layer 163 and is formed so as to surround the mirror part 101.

第2駆動部130a、130bは、例えば、折り返すように連結された複数の第2圧電駆動部131a〜131f、132a〜132fから構成されており、第2駆動部130a、130bの一端は第1支持部120の外周部に接続され、他端は第2支持部140の内周部に接続されている。
このとき、第2駆動部130aと第1支持部120の接続箇所および第2駆動部130bと第1支持部120の接続箇所、さらに第2駆動部130aと第2支持部140の接続箇所および第2駆動部130bと第2支持部140の接続箇所は、反射面14の中心に対して点対称となっている。
For example, the second driving units 130a and 130b include a plurality of second piezoelectric driving units 131a to 131f and 132a to 132f connected so as to be folded back, and one end of each of the second driving units 130a and 130b is a first support. The other end is connected to the outer peripheral part of the part 120, and the other end is connected to the inner peripheral part of the second support part 140.
At this time, the connection location between the second drive unit 130a and the first support unit 120, the connection site between the second drive unit 130b and the first support unit 120, the connection site between the second drive unit 130a and the second support unit 140, and the The connection part of the 2 drive part 130b and the 2nd support part 140 is point-symmetric with respect to the center of the reflective surface 14. FIG.

図14に示すように、第2駆動部130a、130bは、弾性部であるシリコン活性層163の+Z側の面上に下部電極201、圧電部202、上部電極203の順に形成されて構成される。上部電極203および下部電極201は、例えば金(Au)または白金(Pt)等を用いて構成される。圧電部202は、例えば、圧電材料であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)を用いた圧電体である。   As shown in FIG. 14, the second driving units 130 a and 130 b are formed by sequentially forming a lower electrode 201, a piezoelectric unit 202, and an upper electrode 203 on the + Z side surface of the silicon active layer 163 that is an elastic unit. . The upper electrode 203 and the lower electrode 201 are configured using, for example, gold (Au) or platinum (Pt). The piezoelectric unit 202 is a piezoelectric body using, for example, PZT (lead zirconate titanate) which is a piezoelectric material.

第2支持部140は、例えば、シリコン支持層161、酸化シリコン層162、シリコン活性層163から構成され、ミラー部101、第1駆動部110a、110b、第1支持部120および第2駆動部130a、130bを囲うように形成された矩形の支持体である。   The second support unit 140 includes, for example, a silicon support layer 161, a silicon oxide layer 162, and a silicon active layer 163. The mirror unit 101, the first drive units 110a and 110b, the first support unit 120, and the second drive unit 130a. , 130b is a rectangular support formed so as to surround.

電極接続部150は、例えば、第2支持部140の+Z側の面上に形成され、第1圧電駆動部112a、112b、第2圧電駆動部131a〜131fの各上部電極203および各下部電極201,および駆動装置11にアルミニウム(Al)等を用いて構成された電極配線151を介して電気的に接続されている。
なお、上部電極203または下部電極201は、それぞれが電極接続部150と直接接続されていてもよいし、電極同士を接続して間接的に接続されていてもよい。
The electrode connection unit 150 is formed, for example, on the surface of the second support unit 140 on the + Z side, and the upper electrodes 203 and the lower electrodes 201 of the first piezoelectric driving units 112a and 112b and the second piezoelectric driving units 131a to 131f. , And the drive device 11 are electrically connected via an electrode wiring 151 formed using aluminum (Al) or the like.
Each of the upper electrode 203 and the lower electrode 201 may be directly connected to the electrode connecting portion 150, or may be indirectly connected by connecting the electrodes.

また本実施形態では、圧電部202が弾性部であるシリコン活性層163の一面(+Z側の面)のみに形成された場合を一例として説明したが、弾性部の他の面(例えば−Z側の面)に設けても良いし、弾性部の一面および他面の双方に設けても良い。   In the present embodiment, the case where the piezoelectric portion 202 is formed only on one surface (the surface on the + Z side) of the silicon active layer 163 that is an elastic portion has been described as an example. May be provided on both the one surface and the other surface of the elastic portion.

また、ミラー部101を第1軸周りまたは第2軸周りに駆動可能であれば、各構成部の形状は実施形態の形状に限定されない。例えば、トーションバー111a、111bや第1圧電駆動部112a、112bが曲率を有した形状を有していてもよい。   In addition, as long as the mirror unit 101 can be driven around the first axis or the second axis, the shape of each component is not limited to the shape of the embodiment. For example, the torsion bars 111a and 111b and the first piezoelectric drive units 112a and 112b may have a curved shape.

図14に示すように、第1圧電駆動部112a、112bと、第2圧電駆動部131a〜131f、132a〜132fとはいずれも、当該第2圧電駆動部の表面の少なくとも一部を覆うように、絶縁膜たる絶縁層153を有している。
絶縁層153は、上部電極203と、下部電極201との間の絶縁を保つように形成された保護膜たる層関絶縁層であり、例えばSiO等を用いて構成される。
絶縁層153には、図15に示して後述するように電極配線151を接続するための開口部154が形成されている。
As shown in FIG. 14, the first piezoelectric drive units 112a and 112b and the second piezoelectric drive units 131a to 131f and 132a to 132f all cover at least a part of the surface of the second piezoelectric drive unit. And an insulating layer 153 which is an insulating film.
The insulating layer 153 is a layer insulating layer serving as a protective film formed so as to maintain insulation between the upper electrode 203 and the lower electrode 201, and is configured using, for example, SiO 2 or the like.
As shown in FIG. 15 and described later, an opening 154 for connecting the electrode wiring 151 is formed in the insulating layer 153.

本実施形態では、電極配線151は、図15に示すように、隣り合う2つの第2圧電駆動部131aと第2圧電駆動部131bとを接続する接続部としての機能を有している。
なお以降の説明では例として特に第2圧電駆動部131aと第2圧電駆動部131bとを接続する場合について述べるが、第2圧電駆動部131a〜131f及び第2圧電駆動部132a〜132fについて同様の構成を有している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, the electrode wiring 151 has a function as a connecting portion that connects two adjacent second piezoelectric driving portions 131a and 131b.
In the following description, the case of connecting the second piezoelectric drive unit 131a and the second piezoelectric drive unit 131b will be described as an example, but the same applies to the second piezoelectric drive units 131a to 131f and the second piezoelectric drive units 132a to 132f. It has a configuration.

電極配線151は、絶縁層153に形成された開口部154を介して上部電極203に電圧を印加する接続部であり、最も−Z側の層に後述するパッシベーション膜としての機能を有するバリア層を備えている。本実施形態では、電極配線151は、バリア層となるSiO2の上層にAlやAl合金などの導電層が積層された積層構造である。本実施形態のように、上部電極203の側面203bと当接することとすれば、このように電極配線151の最下層を絶縁性のバリア層としても良いため、基板全体の保護性が向上する。
開口部154は、絶縁層153にエッチングなどの手法を用いて開けられた開口である。なお、かかる開口部154を設けるために、下部電極201は、圧電部202よりも大きく、圧電部202は上部電極203よりも大きくなるように、それぞれの幅と長さとが調整されることが望ましい。
開口部154は、+Z方向側から見たときに上部電極203と、圧電部202とが重なった部分と、重なっていない部分と、を含む位置に形成されている。言い換えると開口部154は、上部電極203の+Z方向側の一部と、圧電部202の+Z方向側の一部とを覆うように、上部電極203のX方向の端部に形成されている。
The electrode wiring 151 is a connection part for applying a voltage to the upper electrode 203 through the opening 154 formed in the insulating layer 153, and a barrier layer having a function as a passivation film to be described later is formed on the most -Z side layer. I have. In the present embodiment, the electrode wiring 151 has a laminated structure in which a conductive layer such as Al or an Al alloy is laminated on the upper layer of SiO2 serving as a barrier layer. As in the present embodiment, when the upper electrode 203 is in contact with the side surface 203b, the lowermost layer of the electrode wiring 151 may be used as an insulating barrier layer, so that the protection of the entire substrate is improved.
The opening 154 is an opening opened in the insulating layer 153 by using a technique such as etching. In order to provide the opening 154, the width and length of each of the lower electrode 201 and the piezoelectric portion 202 are preferably adjusted such that the lower electrode 201 is larger than the piezoelectric portion 202 and the piezoelectric portion 202 is larger than the upper electrode 203. .
The opening 154 is formed at a position including a portion where the upper electrode 203 and the piezoelectric portion 202 overlap and a portion where they do not overlap when viewed from the + Z direction side. In other words, the opening 154 is formed at the end of the upper electrode 203 in the X direction so as to cover a part of the upper electrode 203 on the + Z direction side and a part of the piezoelectric part 202 on the + Z direction side.

電極配線151は、端部が上部電極203と圧電部202とに当接して、隣り合う2つの第2圧電駆動部131a、131bの上部電極203と圧電部202とを接続している。さらにいうと、図16に示すように、電極配線151は、上部電極203の上面203aと、側面203bとに当接するとともに、圧電部202の上面202aにも当接するように配置されている。   The end portion of the electrode wiring 151 is in contact with the upper electrode 203 and the piezoelectric portion 202 to connect the upper electrode 203 and the piezoelectric portion 202 of the two adjacent second piezoelectric driving portions 131a and 131b. Further, as shown in FIG. 16, the electrode wiring 151 is disposed so as to contact the upper surface 203 a and the side surface 203 b of the upper electrode 203 and also contact the upper surface 202 a of the piezoelectric portion 202.

[駆動装置の制御の詳細]
次に、光偏向器の第1駆動部110a、110bおよび第2駆動部130a、130bを駆動させる駆動装置11の制御の詳細について説明する。
[Details of control of drive unit]
Next, details of control of the driving device 11 that drives the first driving units 110a and 110b and the second driving units 130a and 130b of the optical deflector will be described.

第1駆動部110a、110b、第2駆動部130a、130bが有する第2圧電駆動部131a〜131fは、分極方向に正または負の電圧が印加されると印加電圧の電位に比例した変形(例えば、伸縮)が生じ、いわゆる逆圧電効果を発揮する。第1駆動部110a,110b,第2駆動部130a、130bは、上記の逆圧電効果を利用してミラー部101を可動させる。   The second piezoelectric drive units 131a to 131f included in the first drive units 110a and 110b and the second drive units 130a and 130b are deformed in proportion to the potential of the applied voltage when a positive or negative voltage is applied in the polarization direction (for example, , Expansion and contraction) occurs, and the so-called reverse piezoelectric effect is exhibited. The first driving units 110a and 110b and the second driving units 130a and 130b move the mirror unit 101 using the above-described inverse piezoelectric effect.

このとき、ミラー部101の反射面14に入射した光束が偏向される角度を振れ角とよぶ。圧電部に電圧を印加していないときの振れ角をゼロとし、その角度よりも偏向角度が大きい場合を正の振れ角、小さい場合を負の振れ角とする。   At this time, the angle at which the light beam incident on the reflecting surface 14 of the mirror unit 101 is deflected is called a deflection angle. When the voltage is not applied to the piezoelectric portion, the deflection angle is set to zero. When the deflection angle is larger than the angle, the deflection angle is positive. When the deflection angle is smaller, the deflection angle is negative.

まず、第1駆動部を駆動させる駆動装置の制御について説明する。
第1駆動部110a、110bでは、第1圧電駆動部112a、112bが有する圧電部202に、上部電極203および下部電極201を介して駆動電圧が並列に印加されると、それぞれの圧電部202が変形する。この圧電部202の変形による作用により、第1圧電駆動部112a、112bが屈曲変形する。
その結果、2つのトーションバー111a、111bのねじれを介してミラー部101に第1軸O周りの駆動力が作用し、ミラー部101が第1軸O周りに可動する。第1駆動部110a、110bに印加される駆動電圧は、駆動装置11によって制御される。
First, control of the drive device that drives the first drive unit will be described.
In the first driving units 110a and 110b, when a driving voltage is applied in parallel to the piezoelectric units 202 included in the first piezoelectric driving units 112a and 112b via the upper electrode 203 and the lower electrode 201, the respective piezoelectric units 202 are connected. Deform. Due to the action of the deformation of the piezoelectric portion 202, the first piezoelectric driving portions 112a and 112b are bent and deformed.
As a result, a driving force around the first axis O 1 acts on the mirror portion 101 via the torsion of the two torsion bars 111a and 111b, and the mirror portion 101 moves around the first axis O 1 . The driving voltage applied to the first driving units 110 a and 110 b is controlled by the driving device 11.

そこで、駆動装置11によって、第1駆動部110a、110bが有する第1圧電駆動部112a、112bに所定の正弦波形の駆動電圧を並行して印加することで、ミラー部101を、第1軸周りに所定の正弦波形の駆動電圧の周期で可動させることができる。   Therefore, the drive unit 11 applies the drive voltage having a predetermined sine waveform in parallel to the first piezoelectric drive units 112a and 112b included in the first drive units 110a and 110b, so that the mirror unit 101 is moved around the first axis. Can be moved at a period of a drive voltage having a predetermined sine waveform.

特に、例えば、正弦波形電圧の周波数がトーションバー111a、111bの共振周波数と同程度である約20kHzに設定された場合、トーションバー111a、111bのねじれによる機械的共振が生じるのを利用して、ミラー部101を約20kHzで共振振動させることができる。   In particular, for example, when the frequency of the sinusoidal waveform voltage is set to about 20 kHz, which is about the same as the resonance frequency of the torsion bars 111a and 111b, utilizing the mechanical resonance caused by the torsion of the torsion bars 111a and 111b, The mirror unit 101 can be resonantly oscillated at about 20 kHz.

次に、図17〜図21を参照して、第2駆動部を駆動させる駆動装置の制御について説明する。   Next, with reference to FIGS. 17-21, control of the drive device which drives a 2nd drive part is demonstrated.

図17は、光偏向器の第2駆動部130bの駆動を模式的に表した模式図である。斜線で表されている領域がミラー部101等である。   FIG. 17 is a schematic diagram schematically illustrating driving of the second drive unit 130b of the optical deflector. A region represented by diagonal lines is the mirror unit 101 or the like.

第2駆動部130aが有する複数の第2圧電駆動部131a〜131fのうち、最もミラー部に距離が近い第2圧電駆動部(131a)から数えて偶数番目の第2圧電駆動部、すなわち第2圧電駆動部131b、131d、131fを圧電駆動部群Aとする。
また、さらに第2駆動部130bが有する複数の第2圧電駆動部132a〜132fのうち、最もミラー部に距離が近い第2圧電駆動部(132a)から数えて奇数番目の第2圧電駆動部、すなわち第2圧電駆動部132a、132c、132eを同様に圧電駆動部群Aとする。圧電駆動部群Aは、駆動電圧が並行に印加されると、図15(a)に示すように、圧電駆動部群Aが同一方向に屈曲変形し、正の振れ角となるようにミラー部101が第2軸O周りに可動する。
Among the plurality of second piezoelectric drive units 131a to 131f included in the second drive unit 130a, the even-numbered second piezoelectric drive unit counted from the second piezoelectric drive unit (131a) closest to the mirror unit, that is, the second piezoelectric drive unit. The piezoelectric drive units 131b, 131d, and 131f are referred to as a piezoelectric drive unit group A.
Further, among the plurality of second piezoelectric drive units 132a to 132f included in the second drive unit 130b, odd-numbered second piezoelectric drive units counted from the second piezoelectric drive unit (132a) closest to the mirror unit, That is, the second piezoelectric drive units 132a, 132c, and 132e are similarly referred to as a piezoelectric drive unit group A. When the drive voltage is applied in parallel, the piezoelectric drive unit group A is bent so that the piezoelectric drive unit group A bends in the same direction and has a positive deflection angle as shown in FIG. 101 moves around the second axis O 2 .

また、第2駆動部130aが有する複数の第2圧電駆動部131a〜131fのうち、最もミラー部に距離が近い第2圧電駆動部(131a)から数えて奇数番目の第2圧電駆動部、すなわち第2圧電駆動部131a、131c、131eを圧電駆動部群Bとする。
また、さらに第2駆動部130bが有する複数の第2圧電駆動部132a〜132fのうち、最もミラー部に距離が近い第2圧電駆動部(132a)から数えて偶数番目の第2圧電駆動部、すなわち、132b、132d、132fを同様に圧電駆動部群Bとする。圧電駆動部群Bは、駆動電圧が並行に印加されると、図15(b)に示すように、圧電駆動部群Bが同一方向に屈曲変形し、負の振れ角となるようにミラー部101が第2軸O周りに可動する。
Of the plurality of second piezoelectric drive units 131a to 131f of the second drive unit 130a, the odd-numbered second piezoelectric drive units counted from the second piezoelectric drive unit (131a) closest to the mirror unit, that is, The second piezoelectric drive units 131a, 131c, and 131e are referred to as a piezoelectric drive unit group B.
Further, among the plurality of second piezoelectric driving units 132a to 132f included in the second driving unit 130b, the even-numbered second piezoelectric driving unit counted from the second piezoelectric driving unit (132a) closest to the mirror unit, That is, 132b, 132d, and 132f are similarly set as the piezoelectric drive unit group B. When the drive voltage is applied in parallel, the piezoelectric drive unit group B is bent and deformed in the same direction as shown in FIG. 15B so that the mirror unit has a negative deflection angle. 101 moves around the second axis O 2 .

図17(a)、(b)に示すように、第2駆動部130aまたは130bでは、圧電駆動部群Aが有する複数の圧電部202または圧電駆動部群Bが有する複数の圧電部202を屈曲変形させることにより、屈曲変形による可動量を累積させ、ミラー部101の第2軸周りの振れ角を大きくすることができる。   As shown in FIGS. 17A and 17B, in the second drive unit 130a or 130b, the plurality of piezoelectric units 202 included in the piezoelectric drive unit group A or the plurality of piezoelectric units 202 included in the piezoelectric drive unit group B are bent. By deforming, the movable amount due to the bending deformation can be accumulated, and the deflection angle around the second axis of the mirror unit 101 can be increased.

例えば、図12に示すように、第2駆動部130a、130bが、第1支持部の中心点に対して第1支持部に点対称で接続されている。そのため、圧電駆動部群Aに駆動電圧を印加すると、第2駆動部130aでは第1支持部と第2駆動部130aの接続部に+Z方向に動かす駆動力が生じ、第2駆動部130bでは第1支持部と第2駆動部130bの接続部に−Z方向に動かす駆動力が生じ、可動量が累積されてミラー部101の第2軸O周りの振れ角度を大きくすることができる。 For example, as shown in FIG. 12, the second drive units 130a and 130b are connected to the first support unit in a point-symmetric manner with respect to the center point of the first support unit. Therefore, when a driving voltage is applied to the piezoelectric driving unit group A, the second driving unit 130a generates a driving force that moves in the + Z direction at the connecting portion between the first support unit and the second driving unit 130a, and the second driving unit 130b has the second driving unit 130b. 1 support and driving force to move in the -Z direction to the connecting portion of the second driving unit 130b occurs, can be movable amount is accumulated to increase the deflection angle of the second shaft O 2 around the mirror portion 101.

また、電圧が印加されていない、または、電圧印加による圧電駆動部群Aによるミラー部101の可動量と電圧印加による圧電駆動群Bによるミラー部101の可動量が釣り合っている時は、振れ角はゼロとなる。   Further, when no voltage is applied, or when the movable amount of the mirror unit 101 by the piezoelectric drive unit group A by voltage application is balanced with the movable amount of the mirror unit 101 by the piezoelectric drive group B by voltage application, the deflection angle Becomes zero.

図17(a)〜図17(b)を連続的に繰り返すように第2圧電駆動部131a〜131fに駆動電圧を印加することにより、ミラー部101を第2軸O周りに駆動させることができる。 By applying a driving voltage in FIG. 17 (a) ~ FIG 17 (b) so as continuously repeated second piezoelectric driving unit 131 a to 131 f, that drives the mirror unit 101 to the second axis O 2 around it can.

[駆動電圧]
第2駆動部130a、130bに印加される駆動電圧は、駆動装置11によって制御される。
図16を参照して、圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧(以下、駆動電圧A)、圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧(以下、駆動電圧B)について説明する。また、駆動電圧A(第1駆動電圧)を印加する印加手段を第1印加手段、駆動電圧B(第2駆動電圧)を印加する印加手段を第2印加手段とする。
[Drive voltage]
The driving voltage applied to the second driving units 130 a and 130 b is controlled by the driving device 11.
With reference to FIG. 16, the drive voltage applied to the piezoelectric drive unit group A (hereinafter referred to as drive voltage A) and the drive voltage applied to the piezoelectric drive unit group B (hereinafter referred to as drive voltage B) will be described. In addition, an application unit that applies the drive voltage A (first drive voltage) is a first application unit, and an application unit that applies the drive voltage B (second drive voltage) is a second application unit.

図18(a)は、光偏向器の圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧Aの波形の一例である。図18(b)は、光偏向器の圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧Bの波形の一例である。図18(c)は、駆動電圧Aの波形と駆動電圧Bの波形を重ね合わせた図である。   FIG. 18A shows an example of the waveform of the drive voltage A applied to the piezoelectric drive unit group A of the optical deflector. FIG. 18B shows an example of the waveform of the drive voltage B applied to the piezoelectric drive unit group B of the optical deflector. FIG. 18C is a diagram in which the waveform of the drive voltage A and the waveform of the drive voltage B are superimposed.

図18(a)に示すように、圧電駆動部群Aに印加される駆動電圧Aの波形は、例えば、ノコギリ波状の波形であり、周波数は、例えば60HZである。
また、駆動電圧Aの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をTrA、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をTfAとしたとき、例えば、TrA:TfA=9:1となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するTrAの比率を駆動電圧Aのシンメトリという。
As shown in FIG. 18A, the waveform of the drive voltage A applied to the piezoelectric drive unit group A is, for example, a sawtooth waveform, and the frequency is, for example, 60 Hz.
Further, the waveform of the drive voltage A has a rising time period TrA in which the voltage value increases from the minimum value to the next maximum value, and a falling period in which the voltage value decreases from the maximum value to the next minimum value. For example, a ratio of TrA: TfA = 9: 1 is set in advance. At this time, the ratio of TrA to one cycle is referred to as symmetry of drive voltage A.

図18(b)に示すように、圧電駆動部群Bに印加される駆動電圧Bの波形は、例えば、ノコギリ波状の波形であり、周波数は、例えば60HZである。
また、駆動電圧Bの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をTrB、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をTfBとしたとき、例えば、TfB:TrB=9:1となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するTfBの比率を駆動電圧Bのシンメトリという。
また、図18(c)に示すように、例えば、駆動電圧Aの波形の周期TAと駆動電圧Bの波形の周期TBは、同一となるように設定されている。
As shown in FIG. 18B, the waveform of the drive voltage B applied to the piezoelectric drive unit group B is, for example, a sawtooth waveform, and the frequency is, for example, 60 Hz.
In addition, the waveform of the drive voltage B indicates that the time width of the rising period in which the voltage value increases from the minimum value to the next maximum value is TrB, and the falling period in which the voltage value decreases from the maximum value to the next minimum value. For example, a ratio of TfB: TrB = 9: 1 is set in advance. At this time, the ratio of TfB to one cycle is referred to as symmetry of the drive voltage B.
As shown in FIG. 18C, for example, the period TA of the waveform of the drive voltage A and the period TB of the waveform of the drive voltage B are set to be the same.

なお、上記の駆動電圧Aおよび駆動電圧Bのノコギリ波状の波形は、例えば、正弦波の重ね合わせによって生成される。
また、本実施形態では、駆動電圧A、Bとしてノコギリ波状の波形の駆動電圧を用いているが、これに限らず、ノコギリ波状の波形の頂点を丸くした波形の駆動電圧や、ノコギリ波状の波形の直線領域を曲線とした波形の駆動電圧など、光偏向器のデバイス特性に応じて波形を変えることも可能である。この場合、シンメトリは、一周期に対する立ち上がり時間の比率、または一周期に対する立ち下がり時間の比率となる。このとき、立ち上がり時間、立ち下がり時間のどちらを基準にするかは、任意に設定してもよい。
The sawtooth waveform of the drive voltage A and the drive voltage B is generated, for example, by superimposing sine waves.
In the present embodiment, the drive voltages A and B use a sawtooth waveform drive voltage. However, the present invention is not limited to this, and a drive voltage having a sawtooth waveform with a rounded apex or a sawtooth waveform. It is also possible to change the waveform according to the device characteristics of the optical deflector, such as a drive voltage having a waveform with the straight line region as a curve. In this case, the symmetry is the ratio of the rise time to one cycle or the ratio of the fall time to one cycle. At this time, it may be arbitrarily set whether the rise time or the fall time is used as a reference.

次に、かかる駆動部の製造方法について説明する。
なお、以降の説明においても、圧電駆動部のうち特に第2圧電駆動部131aについて説明するが、かかる構成に限定されるものではなく、光偏向器13において圧電材料を用いた部分については同様の構成を有している。
図19(a)に示すように、基板材料としてシリコン支持層161と、酸化シリコン層162と、シリコン活性層163と、が積層されたSOI基板上に、下部電極材料1904と、圧電材料1905と、上部電極材料1906と、を層状に形成する。
次に図19(b)に示すように、ドライエッチングによって上部電極材料1906のパターニングと、圧電材料1905のパターニングと、下部電極材料1904のパターニングとを行い、圧電駆動部131aの圧電部材の形状を形成する。
さらに、図19(c)のように、全面に絶縁材料1908としてSiOをCVD法により形成する。
絶縁材料1908が成膜されると、図19(d)に示すように、コンタクトホールとして絶縁材料1908に開口部154をドライエッチングによって形成する。このとき開口部154は、上部電極材料1906と圧電材料1905とがZ方向からみて重複して形成された部分と、圧電材料1905が形成されて上部電極材料1906が存在しない部分と、を含むように形成されている。
Next, a method for manufacturing the drive unit will be described.
In the following description, the second piezoelectric drive unit 131a among the piezoelectric drive units will be described in particular. However, the present invention is not limited to this configuration, and the same applies to the portion using the piezoelectric material in the optical deflector 13. It has a configuration.
As shown in FIG. 19A, a lower electrode material 1904, a piezoelectric material 1905, and a piezoelectric material 1905 are formed on an SOI substrate in which a silicon support layer 161, a silicon oxide layer 162, and a silicon active layer 163 are stacked as substrate materials. The upper electrode material 1906 is formed in layers.
Next, as shown in FIG. 19B, patterning of the upper electrode material 1906, patterning of the piezoelectric material 1905, and patterning of the lower electrode material 1904 are performed by dry etching, and the shape of the piezoelectric member of the piezoelectric driving unit 131a is changed. Form.
Further, as shown in FIG. 19C, SiO 2 is formed as an insulating material 1908 on the entire surface by the CVD method.
When the insulating material 1908 is formed, an opening 154 is formed as a contact hole in the insulating material 1908 by dry etching as shown in FIG. At this time, the opening 154 includes a portion where the upper electrode material 1906 and the piezoelectric material 1905 are overlapped when viewed from the Z direction, and a portion where the piezoelectric material 1905 is formed and the upper electrode material 1906 does not exist. Is formed.

絶縁材料1908上に配線部材1910を用いて配線パターンを形成する(図19(e))。このとき、開口部154の内部に配線部材1910が充填されることにより、配線部材1910が上部電極材料1906と圧電材料1905との両方に当接した態様で配線パターンが形成される。
配線部材1910によって配線パターンが形成された後、図19(f)に示すように基板全体にパッシベーション膜1911を形成する。パッシベーション膜としては例えばSiNをCVD法により成膜することで形成する。
かかるパッシベーション膜1911は、外界からのガス、水分などからパターニングされた基板を保護するための保護膜としての機能を有している。
A wiring pattern is formed on the insulating material 1908 using the wiring member 1910 (FIG. 19E). At this time, the wiring member 1910 is filled in the opening 154, whereby the wiring pattern is formed in such a manner that the wiring member 1910 contacts both the upper electrode material 1906 and the piezoelectric material 1905.
After the wiring pattern is formed by the wiring member 1910, a passivation film 1911 is formed on the entire substrate as shown in FIG. As the passivation film, for example, SiN is formed by a CVD method.
The passivation film 1911 has a function as a protective film for protecting the patterned substrate from gas, moisture, and the like from the outside.

シリコン活性層163に形成したい構造、具体的には図12に示したような構造に合わせて、図19(g)に示すようにドライエッチングによってパッシベーション膜1911、絶縁材料1908を加工する。さらに、図19(h)に示すように、第2圧電駆動部131aが形成される部分のシリコン支持層161を−Z方向側からエッチングによって除去して、圧電部材による梁状部分の反りなどが生じやすいように加工する。
このように、シリコン活性層163がエッチングにより除去されている領域においてシリコン支持層161の加工を行うと、シリコン支持層161が除去されて所謂抜き部分が形成される。同様に、シリコン活性層163が残された部分においてシリコン支持層161の加工を行うことで、シリコン活性層163が残って第2圧電駆動部131aが電圧印加によって伸縮するときの変形が容易に行える。
In accordance with the structure to be formed in the silicon active layer 163, specifically, the structure as shown in FIG. 12, the passivation film 1911 and the insulating material 1908 are processed by dry etching as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 19 (h), the silicon support layer 161 where the second piezoelectric driving portion 131a is formed is removed by etching from the −Z direction side, and the beam-like portion is warped by the piezoelectric member. Process to make it easy to occur.
As described above, when the silicon support layer 161 is processed in the region where the silicon active layer 163 is removed by etching, the silicon support layer 161 is removed to form a so-called punched portion. Similarly, by processing the silicon support layer 161 in the portion where the silicon active layer 163 is left, the silicon active layer 163 remains and the second piezoelectric drive part 131a can be easily deformed when it expands and contracts by voltage application. .

かかる製造方法によれば、第2圧電駆動部131a〜131fへの繰り返しの電圧印加に対する開口部154の変形を抑制できるから、長時間動作した場合にも開口部154における剥離が生じにくく、信頼性・耐久性に優れた光偏向器が提供可能である。   According to such a manufacturing method, deformation of the opening 154 with respect to repeated voltage application to the second piezoelectric drive units 131a to 131f can be suppressed. -An optical deflector with excellent durability can be provided.

さて、従来の光偏向器では、図24、図25に示すように、第2圧電駆動部に相当する梁状部材1700は、シリコン活性層1701上に下部電極1702と、圧電膜1703と、上部電極1704とが積層して形成されている。
梁状部材1700は、上部電極1703を覆うように形成された絶縁膜1707と、絶縁膜1707の一部に開けられた開口たるコンタクトホール1705と、コンタクトホール1705を介して上部電極1704と当接する配線1706と、を有している。
In the conventional optical deflector, as shown in FIGS. 24 and 25, the beam-like member 1700 corresponding to the second piezoelectric drive unit is formed on the silicon active layer 1701 with the lower electrode 1702, the piezoelectric film 1703, and the upper part. An electrode 1704 is stacked.
The beam-shaped member 1700 is in contact with the upper electrode 1704 through the insulating film 1707 formed so as to cover the upper electrode 1703, a contact hole 1705 that is opened in a part of the insulating film 1707, and the contact hole 1705. Wiring 1706.

梁状部材1700においては、図25にR−R’断面図として示すように、コンタクトホール1705が上部電極1704上に設けられている。また、配線1706は上部電極1704とのみ当接する態様で保持されている。   In the beam-like member 1700, a contact hole 1705 is provided on the upper electrode 1704 as shown as a cross-sectional view along R-R ′ in FIG. Further, the wiring 1706 is held in such a manner that it only contacts the upper electrode 1704.

さて、梁状部材1700が上下動するときには上部電極1704と下部電極1702との間に挟まれた圧電膜1703が伸縮することによって上下動が生じている。すなわち、コンタクトホール1705が形成された部位においても梁状部材1700は圧電膜1703の伸縮変形に伴って上下方向へ振動する。
このような変形が繰り返し行われることによって、コンタクトホール1705の付近には、繰り返し応力が生じて、配線1706と上部電極1704との間の剥離やクラックなどの故障が生じるおそれがあった。特に、図24に示すように、従来の光偏向器においては、コンタクトホール1705を囲う周囲全てで圧電膜が伸縮するため、配線1706と上部電極1704との間の剥離やクラックが生じやすかった。
このような剥離やクラックを生じにくくさせるためには、コンタクトホール1705の周囲で圧電膜の伸縮を低減させる、または、上部電極1704と配線1706との間の密着力を向上させることが望ましい。こうした密着力は一般に、接触面積と、接触面の粗さによって大きく変動することが知られている。
Now, when the beam-like member 1700 moves up and down, the piezoelectric film 1703 sandwiched between the upper electrode 1704 and the lower electrode 1702 expands and contracts to cause vertical movement. That is, the beam-like member 1700 also vibrates in the vertical direction with the expansion and contraction of the piezoelectric film 1703 even at the site where the contact hole 1705 is formed.
By repeatedly performing such deformation, repeated stress is generated in the vicinity of the contact hole 1705, and there is a possibility that a failure such as peeling or cracking between the wiring 1706 and the upper electrode 1704 may occur. In particular, as shown in FIG. 24, in the conventional optical deflector, the piezoelectric film expands and contracts all around the contact hole 1705, so that peeling or cracking between the wiring 1706 and the upper electrode 1704 is likely to occur.
In order to make it difficult for such peeling and cracking to occur, it is desirable to reduce the expansion and contraction of the piezoelectric film around the contact hole 1705 or to improve the adhesion between the upper electrode 1704 and the wiring 1706. It is known that such an adhesion force generally varies greatly depending on the contact area and the roughness of the contact surface.

そこで、本実施形態では、反射面14を有するミラー部101と、複数の弾性部130a、130bが蛇行状に連続して形成され、ミラー部101を支持する支持部120と、弾性部130a、130bに個別に設けられた複数の第2圧電駆動部131a〜131fと、第2圧電駆動部131a〜131fを少なくとも部分的に覆う絶縁膜153と、絶縁膜153に設けられた開口部154を介して少なくとも2つの第2圧電駆動部131a、131bを接続する接続部と、を有している。
また第2圧電駆動部131a、131bは、下部電極201と、圧電部202と、上部電極203と、が積層されており、電極配線151は、第2圧電駆動部131aの上部電極203および圧電部202に当接する。
Therefore, in the present embodiment, the mirror part 101 having the reflecting surface 14 and the plurality of elastic parts 130a and 130b are continuously formed in a meandering manner, and the support part 120 that supports the mirror part 101 and the elastic parts 130a and 130b. A plurality of second piezoelectric driving units 131a to 131f provided individually, an insulating film 153 that at least partially covers the second piezoelectric driving units 131a to 131f, and an opening 154 provided in the insulating film 153. And a connecting portion for connecting at least two second piezoelectric driving portions 131a and 131b.
The second piezoelectric drive units 131a and 131b are formed by stacking the lower electrode 201, the piezoelectric unit 202, and the upper electrode 203, and the electrode wiring 151 includes the upper electrode 203 and the piezoelectric unit of the second piezoelectric drive unit 131a. 202 abuts.

かかる構成について、更に詳しく説明する。図15、16に示すように、本実施形態では、電極配線151が圧電部202と上部電極203とに当接するように、開口部154が形成されている。したがって、電極配線151は、上部電極203の上面203aと、側面203bと、圧電部202の上面202aと、に当接する。
すでに述べたように、圧電部202の変形は、上部電極203と下部電極201との間に電圧が印加されて生じる。しかしながら、本実施形態では、開口部154が上部電極203の両端部に設けられている。さらに言うと、開口部154は、上部電極203の±X方向の端部に重複するように、形成されている。
このように、開口部154が上部電極203が形成されない部分にも形成されることとすれば、図19の拡大図において一点破線で示す部分には、上部電極203がないので圧電部202の変形が生じない。すなわちコンタクトホールたる開口部154の周囲で圧電膜の伸縮を低減することができる。
かかる構成により、上部電極203と電極配線151との間の剥離やクラックの進行を抑制して、故障の発生が低減される。
This configuration will be described in more detail. As shown in FIGS. 15 and 16, in this embodiment, an opening 154 is formed so that the electrode wiring 151 contacts the piezoelectric portion 202 and the upper electrode 203. Therefore, the electrode wiring 151 is in contact with the upper surface 203a, the side surface 203b, and the upper surface 202a of the piezoelectric portion 202 of the upper electrode 203.
As already described, the deformation of the piezoelectric portion 202 occurs when a voltage is applied between the upper electrode 203 and the lower electrode 201. However, in this embodiment, the openings 154 are provided at both ends of the upper electrode 203. Furthermore, the opening 154 is formed so as to overlap the end of the upper electrode 203 in the ± X direction.
As described above, if the opening 154 is also formed in the portion where the upper electrode 203 is not formed, the portion indicated by the one-dot broken line in the enlarged view of FIG. Does not occur. That is, the expansion and contraction of the piezoelectric film can be reduced around the opening 154 as a contact hole.
With such a configuration, the occurrence of failure is reduced by suppressing the progress of peeling and cracking between the upper electrode 203 and the electrode wiring 151.

上記効果に加えてさらに、かかる構成により電極配線151と上部電極203との接触面積が向上するとともに、粗い上部電極203の側面と当接するから、密着力が向上して第2圧電駆動部131aの変形が繰り返し生じるときにも剥離、クラックの進行を抑制して故障の発生をより低減する。
また、電極配線151が上部電極203の側面203bと圧電部202の上面202aとに囲繞された態様で固定されるから、剥離方向に働く力が分散してより密着力が向上する。
In addition to the above effects, this configuration improves the contact area between the electrode wiring 151 and the upper electrode 203 and also makes contact with the side surface of the rough upper electrode 203, so that the adhesion is improved and the second piezoelectric driving unit 131a is improved. Even when deformation repeatedly occurs, the occurrence of failure is further reduced by suppressing the progress of peeling and cracking.
In addition, since the electrode wiring 151 is fixed in a manner surrounded by the side surface 203b of the upper electrode 203 and the upper surface 202a of the piezoelectric portion 202, the force acting in the peeling direction is dispersed and the adhesion is further improved.

また本実施形態では、電極配線151は、蛇行状に形成された第2圧電駆動部131a〜131fの折り返し部分に、隣り合う第2圧電駆動部131a、131bを接続するように配置されている。
かかる構成により、第2圧電駆動部131a、131bの変形が生じにくい折り返し部133に電極配線151が配置されるから、第2圧電駆動部131a、131bの変形による剥離やクラックの進行を抑制して、故障の発生が低減される。
Moreover, in this embodiment, the electrode wiring 151 is arrange | positioned so that the adjacent 2nd piezoelectric drive part 131a, 131b may be connected to the folding | turning part of 2nd piezoelectric drive part 131a-131f formed in the meandering shape.
With this configuration, since the electrode wiring 151 is disposed in the folded portion 133 where the deformation of the second piezoelectric drive portions 131a and 131b is unlikely to occur, the progress of peeling and cracks due to the deformation of the second piezoelectric drive portions 131a and 131b is suppressed. The occurrence of failure is reduced.

本実施形態の変形例として、開口部154の位置関係について述べる。
なお、以降の変形例においては、第1の実施形態と同様の構成については同一の付番をして説明は適宜省略する。
本変形例では、開口部154は、第2圧電駆動部131a〜131fのY方向の端部に配置されている。また、図20に示すように、第2圧電駆動部131a、131bの変形が生じにくい折り返し部133に電極配線151が配置されている。
さらに折り返し部133の幅Wと、折り返し部133の+Y方向側の端部から開口部154の−Y方向側までの幅Wとは、W<2W/3、の関係を満たす。
折り返し部133においては、+Y方向あるいは−Y方向の何れかの外側にあった方が、第2圧電駆動部の変位の影響が小さくなる。したがって、開口部154の位置は、+Y方向あるいは−Y方向の何れかの外側にあった方がより好ましい。
As a modification of the present embodiment, the positional relationship of the opening 154 will be described.
In the following modifications, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
In the present modification, the opening 154 is disposed at the end in the Y direction of the second piezoelectric drive units 131a to 131f. Further, as shown in FIG. 20, the electrode wiring 151 is arranged in the folded portion 133 where the second piezoelectric driving portions 131a and 131b are unlikely to be deformed.
Furthermore the width W 1 of the folded portion 133 and the width W 2 to the -Y direction side of the opening 154 from the + Y direction side of the end portion of the folded portion 133, W 2 <2W 1/3, satisfy the relationship.
In the folded portion 133, the influence of the displacement of the second piezoelectric drive portion becomes smaller when it is outside either the + Y direction or the -Y direction. Therefore, it is more preferable that the position of the opening 154 is outside either the + Y direction or the −Y direction.

さらに本実施形態の他の変形例として、図21(a)、(b)に示すように、開口部154が矩形の上部電極203の4つの辺のうち、少なくとも互いに直交する2辺を含んで当接するように形成されている構成でも良い。言い換えると、上部電極203の4隅のうち1つを覆うように形成される構成であっても良い。
かかる構成によれば、上部電極203と電極配線151との間における密着性に最も寄与する、上部電極203の側面203bとの接触面積を向上させることができるから、第2圧電駆動部131a、131bの変形による剥離やクラックの進行を抑制して、故障の発生が低減される。
Furthermore, as another modification of the present embodiment, as shown in FIGS. 21A and 21B, the opening 154 includes at least two sides orthogonal to each other among the four sides of the rectangular upper electrode 203. The structure formed so that it may contact | abut may be sufficient. In other words, it may be configured to cover one of the four corners of the upper electrode 203.
According to such a configuration, it is possible to improve the contact area with the side surface 203b of the upper electrode 203 that contributes most to the adhesion between the upper electrode 203 and the electrode wiring 151. Therefore, the second piezoelectric driving units 131a and 131b can be improved. The occurrence of failure is reduced by suppressing the progress of peeling and cracking due to the deformation of.

さらに、開口部154の形状を、互いに直交する矩形が合成された態様の所謂L字形状としても良い。かかる構成により、開口部154の面積を抑えながらも、上部電極203の側面203bとの間の接触面積を拡大でき、剥離やクラックの進行がさらに抑制される。   Furthermore, the shape of the opening 154 may be a so-called L-shape in which rectangles orthogonal to each other are combined. With such a configuration, the area of contact with the side surface 203b of the upper electrode 203 can be increased while suppressing the area of the opening 154, and the progress of peeling and cracking is further suppressed.

以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、上述した実施形態およびその変形例は本発明の一適用例を示したものである。本発明は、上述した実施形態およびその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。
例えば、上記実施形態およびその変形例では、駆動装置11は圧電部に常に正の電圧値を有する波形の駆動電圧を印加しているが、圧電部に駆動電圧が印加されて圧電部の変形が生じる構成であれば、これに限られない。例として、駆動装置11は、圧電部に常に負の電圧値を有する波形の駆動電圧を印加してもよいし、正の電圧値と負の電圧値を交互に印加してもよい。
また、コンタクトホールの形状は、電極配線が上部電極及び圧電部に当接できるような形状であれば、どのような形であっても良い。
上記実施形態およびその変形例では、光偏向器13は図12に示すように、トーションバー111a、111bから+X方向に向かって第一圧電駆動部112a、112bが延びる片持ちタイプの光偏向器を用いているが、電圧印加された圧電部により反射面14を可動させる構成であれば、これに限られない。
例えば、図22に示すように、トーションバー211a、211bから+X方向に向かって延びる第一圧電駆動部212a、212bおよび−X方向に向かって延びる第一圧電駆動部212c、212dを有するタイプの光偏向器を用いてもよい。また、1軸方向のみに反射面を可動させる場合は、図23に示すように、可動部220に反射面14を設ける構成としてもよい。このとき、反射面14は可動部220全面に設けてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention and its modification were demonstrated, embodiment mentioned above and its modification show one example of application of this invention. The present invention is not limited to the above-described embodiment and its modifications, and can be embodied by adding various modifications and changes without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment and its modification, the drive device 11 always applies a drive voltage having a waveform having a positive voltage value to the piezoelectric part. However, the drive voltage is applied to the piezoelectric part and the piezoelectric part is deformed. If it is the structure which arises, it will not be restricted to this. As an example, the driving device 11 may apply a driving voltage having a waveform having a negative voltage value to the piezoelectric unit, or may apply a positive voltage value and a negative voltage value alternately.
Further, the shape of the contact hole may be any shape as long as the electrode wiring can contact the upper electrode and the piezoelectric portion.
In the above embodiment and its modification, as shown in FIG. 12, the optical deflector 13 is a cantilever type optical deflector in which the first piezoelectric drive units 112a and 112b extend from the torsion bars 111a and 111b in the + X direction. Although it is used, the present invention is not limited to this as long as the reflecting surface 14 is movable by a piezoelectric part to which a voltage is applied.
For example, as shown in FIG. 22, light of a type having first piezoelectric drive units 212a and 212b extending from the torsion bars 211a and 211b in the + X direction and first piezoelectric drive units 212c and 212d extending in the −X direction. A deflector may be used. Further, when the reflecting surface is movable only in one axis direction, the reflecting surface 14 may be provided on the movable portion 220 as shown in FIG. At this time, the reflection surface 14 may be provided on the entire movable portion 220.

10…光走査システム、11…駆動装置、12…光源装置、13…光偏向器、14…反射面、15…被走査面、30…制御部(制御手段の一例)、31…駆動信号出力部(印加手段の一例)、101…ミラー部、102…ミラー基体、110a、100b…第1駆動部a、b、111a、b…トーションバーa,b、112a、112b…第1圧電駆動部、120…第1支持部、130a、130b…弾性部(第2駆動部)、131a〜131f…圧電駆動部(第2圧電駆動部a)、132a〜132f…圧電駆動部(第2圧電駆動部b)、140…第2支持部、150…電極接続部、151…接続部(電極配線)、161…シリコン支持層、162…酸化シリコン層、163…シリコン活性層、201…下部電極、202…圧電部、203…上部電極、400…自動車、500…ヘッドアップディスプレイ装置(画像投射装置)、600…光書込装置、650…レーザプリンタ(画像形成装置)、700…レーザレーダ装置(物体認識装置)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical scanning system, 11 ... Drive apparatus, 12 ... Light source device, 13 ... Optical deflector, 14 ... Reflecting surface, 15 ... Scanned surface, 30 ... Control part (an example of control means), 31 ... Drive signal output part (Example of applying means), 101... Mirror section, 102... Mirror base, 110 a, 100 b... First driving section a, b, 111 a, b ... Torsion bars a, b, 112 a, 112 b. ... 1st support part, 130a, 130b ... Elastic part (2nd drive part), 131a-131f ... Piezoelectric drive part (2nd piezoelectric drive part a), 132a-132f ... Piezoelectric drive part (2nd piezoelectric drive part b) , 140 ... second support part, 150 ... electrode connection part, 151 ... connection part (electrode wiring), 161 ... silicon support layer, 162 ... silicon oxide layer, 163 ... silicon active layer, 201 ... lower electrode, 202 ... piezoelectric part , 203 Upper electrode, 400 ... motor vehicle, 500 ... head-up display device (image projection apparatus), 600 ... optical writing device, 650 ... laser printer (image forming apparatus), 700 ... laser radar device (object recognition device)

特開2015−055829号公報JP2015-055829A 特許第5598578号公報Japanese Patent No. 5598578 特許第5316203号公報Japanese Patent No. 5316203 特許第4926596号公報Japanese Patent No. 4926596

Claims (7)

反射面を有するミラー部と、
複数の弾性部が蛇行状に連続して形成され、ミラー部を支持する支持部と、
前記弾性部に個別に設けられた複数の圧電駆動部と、
前記圧電駆動部を少なくとも部分的に覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜に設けられた開口部を介して少なくとも2つの圧電駆動部を接続する接続部と、を有し、
前記圧電駆動部は、下部電極と、圧電部と、上部電極と、が積層されており、
前記接続部は、前記圧電駆動部の前記上部電極および前記圧電膜とに当接する光偏向器。
A mirror portion having a reflective surface;
A plurality of elastic portions are continuously formed in a meandering shape, and a support portion for supporting the mirror portion,
A plurality of piezoelectric drive units individually provided in the elastic part;
An insulating film that at least partially covers the piezoelectric drive;
A connecting portion for connecting at least two piezoelectric driving portions through an opening provided in the insulating film,
The piezoelectric driving unit is formed by laminating a lower electrode, a piezoelectric unit, and an upper electrode,
The connecting portion is an optical deflector that contacts the upper electrode and the piezoelectric film of the piezoelectric driving portion.
請求項1に記載の光偏向器において、
前記開口部は、前記圧電駆動部の両端にそれぞれ形成され、
前記接続部は、前記蛇行状に形成された前記弾性部の折り返し部分に、隣り合う前記圧電部を接続するように配置されたことを特徴とする光偏向器。
The optical deflector according to claim 1.
The openings are respectively formed at both ends of the piezoelectric driving unit,
The optical deflector, wherein the connecting portion is arranged to connect the adjacent piezoelectric portion to a folded portion of the elastic portion formed in a meandering shape.
請求項1または2に記載の光偏向器において、
前記接続部は、2層以上の配線部材が積層して形成されていることを特徴とする光偏向器。
The optical deflector according to claim 1 or 2,
The connection portion is formed by laminating two or more wiring members.
請求項3に記載の光偏向器において、
前記配線部材のうち、最も下層に形成された配線部材は、バリア層であることを特徴とする光偏向器。
The optical deflector according to claim 3.
Among the wiring members, the wiring member formed in the lowermost layer is a barrier layer.
請求項1乃至4の何れか1つに記載の光偏向器において、
前記ミラー部は、所定の第1軸を中心として回動するとともに、前記第1軸に直交する第2軸を中心として回動可能に支持されることを特徴とする光偏向器。
The optical deflector according to any one of claims 1 to 4,
The optical deflector according to claim 1, wherein the mirror unit is pivotally supported about a predetermined first axis and is pivotally supported about a second axis orthogonal to the first axis.
請求項5に記載の光偏向器において、
前記ミラー部に一端が接続され、前記第1軸の方向に延びる支持梁と、
前記支持梁の他端に接続され、前記第2軸の方向に延びた弾性部と、
を有することを特徴とする光偏向器。
The optical deflector according to claim 5, wherein
A support beam having one end connected to the mirror portion and extending in the direction of the first axis;
An elastic part connected to the other end of the support beam and extending in the direction of the second axis;
An optical deflector comprising:
請求項5または6に記載の光偏向器と、
前記ミラー部に向けて複数の異なる波長の光を照射する光源と、
前記光の光路を1つに合成する光路合成手段と、
前記合成された前記光を前記光偏向器に照射して前記反射面で反射させることで走査し、投影面に画像を描画することを特徴とする画像表示装置。
An optical deflector according to claim 5 or 6,
A light source that irradiates a plurality of different wavelengths of light toward the mirror unit;
Optical path combining means for combining the optical paths of the light into one;
An image display device, wherein the combined light is irradiated to the optical deflector and reflected by the reflection surface to scan and draw an image on a projection surface.
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