JP2020122963A - ミラーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ光を低減しつつ、光走査デバイスによる走査可能範囲を広くすることができるミラーユニットを提供する。【解決手段】ミラーユニット１００は、光走査デバイス１、枠部材４３及び窓部材４４を備える。枠部材４３は、Ｘ軸方向において互いに向かい合う第１壁部５１及び第２壁部５２を有する。第１壁部５１の高さＨ１は、第２壁部５２の高さＨ２よりも高い。窓部材４４は、第１壁部５１の頂面５１ａ上及び第２壁部５２の頂面５２ａ上に配置され、光走査デバイス１のミラー面７ａに対して傾斜している。ミラー面７ａを通り且つＸ軸方向及びＺ軸方向の双方に平行な断面において、ミラー面７ａにおける第１壁部５１側の第１端Ｐ１と、窓部材４４において枠部材４３とは反対側の外表面４４ａと第１側面４４ｃとにより第１壁部５１側に形成された第１角部６１とを通る第１直線Ｌ１から、第１壁部５１が離れている。【選択図】図１

Description

本発明は、ミラーユニットに関する。

ミラーユニットとして、可動部上にミラー面が設けられた光走査デバイスと、光走査デバイスを囲むように配置された枠部材と、枠部材の開口を塞ぐ平板状の窓部材と、を備えるものが知られている（例えば特許文献１参照）。光は外部から窓部材を介してミラー面に入射してミラー面で反射され、窓部材を介して外部に出射する。

特開２０１７−２１５３５２号公報

特許文献１に記載のミラーユニットでは、枠部材を構成する互いに向かい合う一対の壁部の一方の高さが他方よりも高く形成されており、枠部材上に配置された窓部材がミラー面に対して傾斜している。窓部材がミラー面に対して傾斜していると、窓部材で反射した光が進む方向をミラー面で反射した光が進む方向とは異ならせることができ、窓部材で反射した光がノイズ光となるのを抑制することができる。しかしながら、枠部材を構成する壁部のうち高く形成された部分によってミラー面からの光が遮られてしまい、光走査デバイスにより光を走査可能な範囲が制限されるおそれがある。

本発明は、ノイズ光を低減しつつ、光走査デバイスによる走査可能範囲を広くすることができるミラーユニットを提供することを目的とする。

本発明のミラーユニットは、所定の軸線周りに揺動可能に構成された可動部、及び可動部上に設けられたミラー面を有する光走査デバイスと、第１方向から見た場合にミラー面を囲むように配置された枠部材と、枠部材の開口を覆うように枠部材上に配置された平板状の窓部材と、を備え、枠部材は、第１方向に垂直な第２方向において互いに向かい合う第１壁部及び第２壁部を有し、第１壁部の高さは、第２壁部の高さよりも高く、窓部材は、第１壁部の頂面上及び第２壁部の頂面上に配置され、ミラー面に対して傾斜しており、ミラー面を通り且つ第１方向及び第２方向の双方に平行な断面において、ミラー面における第１壁部側の第１端と、窓部材において枠部材とは反対側の外表面と第１側面とにより第１壁部側に形成された第１角部とを通る第１直線から、第１壁部が離れている。

このミラーユニットでは、第１壁部の高さが第２壁部の高さよりも高く、窓部材が、第１壁部の頂面上及び第２壁部の頂面上に配置され、ミラー面に対して傾斜している。これにより、窓部材で反射した光が進む方向をミラー面で反射した光が進む方向とは異ならせることができ、窓部材で反射した光がノイズ光となるのを抑制することができる。また、ミラー面を通り且つ第１方向及び第２方向の双方に平行な断面において、ミラー面における第１壁部側の第１端と、窓部材において枠部材とは反対側の外表面と第１側面とにより第１壁部側に形成された第１角部とを通る第１直線から、第１壁部が離れている。これにより、第２壁部よりも高さが高い第１壁部によってミラー面からの光が遮られるのを回避することができ、窓部材の外表面の全体を光走査に利用することができる。よって、このミラーユニットによれば、ノイズ光を低減しつつ、光走査デバイスによる走査可能範囲を広くすることができる。

軸線は、第３方向に平行であり、可動部が軸線周りに最大振れ角まで回転した状態において、第１直線から第１壁部が離れていてもよい。この場合、光走査デバイスによる走査可能範囲を一層広くすることができる。

上記断面において、ミラー面における第２壁部側の第２端と、窓部材において外表面と第２側面とにより第２壁部側に形成された第２角部とを通る第２直線から、第２壁部が離れていてもよい。この場合、光走査デバイスによる走査可能範囲をより一層広くすることができる。

第１壁部の内側面と窓部材における枠部材側の内表面との間の境界部には、第１壁部と窓部材との間の接合材によりフィレットが形成されており、上記断面において、第１直線からフィレットが離れていてもよい。この場合、光走査デバイスによる走査可能範囲をより一層広くすることができる。

窓部材の厚さは、第１壁部の厚さよりも薄くてもよい。この場合、窓部材での屈折が光走査に与える影響を低減することができる。

本発明によれば、ノイズ光を低減しつつ、光走査デバイスによる走査可能範囲を広くすることができるミラーユニットを提供することが可能となる。

実施形態に係るミラーユニットの断面図である。 光走査デバイスの平面図である。 可動部が回転した状態におけるミラーユニットの断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
［ミラーユニットの全体構成］

図１に示されるように、ミラーユニット１００は、光走査デバイス１と、光走査デバイス１を収容するパッケージ４０と、を備えている。パッケージ４０は、ベース４２と、枠部材４３と、窓部材４４と、を有している。

ベース４２は、例えば、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウム等の非磁性材料により矩形板状に形成されている。ベース４２は、主面４２ａと、主面４２ａとは反対側の裏面４２ｂと、を有している。主面４２ａは、パッケージ４０の内面の一部を構成する面である。主面４２ａには、凹部４２ｃが形成されている。凹部４２ｃの底面には、凹部４２ｄが形成されている。光走査デバイス１は、ベース４２上に、より具体的には凹部４２ｃの底面上に配置されている。ベース４２の裏面４２ｂ側には、後述する光走査デバイス１の第１駆動用コイル１１及び第２駆動用コイル１２に作用する磁界を発生させる磁界発生部（図示省略）が配置されている。磁界発生部は、例えば、ハルバッハ配列がとられた永久磁石を含んで構成されている。

枠部材４３は、ベース４２の主面４２ａに垂直なＺ軸方向（第１方向）から見た場合に光走査デバイス１を囲むように（後述するミラー面７ａを囲むように）、主面４２ａ上に配置されている。枠部材４３は、例えば、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウム等の非磁性材料により矩形枠状に形成されている。

窓部材４４は、例えば、ガラス等の透光性材料により形成された矩形平板状の基材の両表面に反射防止膜が形成されることで構成されている。窓部材４４は、枠部材４３の一方の開口４３ａを覆うように枠部材４３上に配置され、ベース４２及び光走査デバイス１とＺ軸方向において向かい合っている。窓部材４４は、開口４３ａを気密に封止するように、例えば低融点ガラス等の接合材４５により枠部材４３に接合されている。

ベース４２は、枠部材４３の他方の開口４３ｂを気密に封止するように、例えば低融点ガラス等の接合材４６により枠部材４３に接合されている。これにより、パッケージ４０内が気密に封止されている。ベース４２及び枠部材４３は、単一の部材を構成するように一体的に形成されていてもよい。

接合材４５，４６による接合は、低融点ガラスによる接合以外に、例えば、樹脂接着剤、低温はんだ（Ｓｎ／Ｐｂ、Ｓｎ／Ｃｕ系）、低温ロウ材（Ａｕ／Ｓｎ合金、Ａｕ／Ｇｅ合金等）、高温ロウ材（Ａｇ系等）、プロジェクション溶接、シームシール溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接等による接合であってもよい。
［光走査デバイスの構成］

図２に示されるように、光走査デバイス１は、支持部２と、支持部２に対して揺動可能な可動部１０と、を有している。可動部１０は、第１可動部３と、第２可動部４と、一対の第１連結部５と、一対の第２連結部６と、ミラー７と、を有している。支持部２、第１可動部３、第２可動部４、一対の第１連結部５及び一対の第２連結部６は、例えばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板により一体的に形成されている。つまり、光走査デバイス１は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとして構成されている。

第１可動部３は、例えば矩形板状に形成されている。第２可動部４は、光軸方向Ａから見た場合に隙間を介して第１可動部３を囲むように、例えば矩形環状に形成されている。支持部２は、光軸方向Ａから見た場合に隙間を介して第２可動部４を囲むように、例えば矩形枠状に形成されている。つまり、支持部２は、光軸方向Ａから見た場合に第１可動部３及び第２可動部４を囲むように枠状に形成されている。

第１可動部３は、第１軸線Ｘ１周りに揺動可能となるように、一対の第１連結部５を介して第２可動部４に連結されている。つまり、第１可動部３は、支持部２において第１軸線Ｘ１周りに揺動可能となるように支持されている。第１可動部３は、第１部分３１と、第２部分３２と、を含んでいる。第１部分３１は、光軸方向Ａから見た場合に例えば円形状に形成されている。第２部分３２は、光軸方向Ａから見た場合に例えば矩形環状に形成されている。第１部分３１は、光軸方向Ａから見た場合に第２部分３２に囲まれており、複数（この例では２つ）の接続部分３３を介して第２部分３２と接続されている。つまり、第１部分３１と第２部分３２との間には、複数の接続部分３３を除いて隙間が形成されている。

接続部分３３は、例えば、第２部分３２の矩形状の内縁のうち第２軸線Ｘ２と交差する２辺の中央部に位置している。すなわち、この例では、接続部分３３は、第２軸線Ｘ２上に位置している。第１部分３１は、少なくとも第２軸線Ｘ２に沿った方向において第２部分３２に接続されていればよい。

第２可動部４は、第２軸線Ｘ２周りに揺動可能となるように、一対の第２連結部６を介して支持部２に連結されている。つまり、第２可動部４は、支持部２において第２軸線Ｘ２周りに揺動可能となるように支持されている。第１軸線Ｘ１及び第２軸線Ｘ２は、光軸方向Ａに垂直であり、互いに交差している（この例では互いに直交している）。なお、第１部分３１は、光軸方向Ａから見た場合に矩形状又は多角形状に形成されていてもよい。第１部分３１は、光軸方向Ａから見た場合に、円形状（例えば楕円形状）に形成されていてもよい。第２部分３２は、光軸方向Ａから見た場合に五角形以上の多角形環状又は円環状に形成されていてもよい。

一対の第１連結部５は、第１可動部３の第２部分３２と第２可動部４との間の隙間において、第１可動部３を挟むように第１軸線Ｘ１上に配置されている。各第１連結部５は、トーションバーとして機能する。一対の第２連結部６は、第２可動部４と支持部２との間の隙間において、第２可動部４を挟むように第２軸線Ｘ２上に配置されている。各第２連結部６は、トーションバーとして機能する。

ミラー７は、第１可動部３の第１部分３１上に設けられている。ミラー７は、第１軸線Ｘ１と第２軸線Ｘ２との交点を含むように、第１部分３１におけるベース４２とは反対側（窓部材４４側）の表面上に形成されている。ミラー７は、例えば、アルミニウム、アルミニウム系合金、金又は銀等の金属材料により、円形、楕円形又は矩形の膜状に形成されている。ミラー７における第１可動部３とは反対側の表面は、光軸方向Ａと垂直に延在するミラー面７ａを構成している。ミラー面７ａの中心（幾何中心、重心）は、光軸方向Ａから見た場合に、第１軸線Ｘ１と第２軸線Ｘ２との交点に一致している。このように、複数の接続部分３３を介して第２部分３２と接続された第１部分３１にミラー７が設けられているため、第１可動部３が共振周波数レベルで第１軸線Ｘ１周りに揺動しても、ミラー７に撓み等の変形が生じるのを抑制することができる。

ミラー面７ａの外縁から第１部分３１の外縁までの距離は、接続部分３３の幅よりも小さい。接続部分３３の幅とは、接続部分３３の延在方向（この例では第２軸線Ｘ２に沿った方向）に垂直な方向（この例では第１軸線Ｘ１に沿った方向）に沿っての長さである。第１可動部３は、第２部分３２及び接続部分３３を有していなくてもよい。ミラー面７ａの外縁から第１部分３１の外縁までの距離は、第２連結部６の幅よりも小さくてもよい。第２連結部６の幅とは、第２連結部６の延在方向（この例では第２軸線Ｘ２に沿った方向）に垂直な方向（この例では第１軸線Ｘ１に沿った方向）に沿っての長さである。

更に、光走査デバイス１は、第１駆動用コイル１１と、第２駆動用コイル１２と、配線１５ａ，１５ｂと、配線１６ａ，１６ｂと、電極パッド２１ａ，２１ｂと、電極パッド２２ａ，２２ｂと、を有している。図２では、説明の便宜上、第１駆動用コイル１１及び第２駆動用コイル１２が一点鎖線で示され、配線１５ａ，１５ｂ及び配線１６ａ，１６ｂが実線で示されている。

第１駆動用コイル１１は、第１可動部３の第２部分３２に設けられている。第１駆動用コイル１１は、光軸方向Ａから見た場合におけるミラー７の外側の領域（すなわち、第２部分３２）においてスパイラル状（渦巻き状）に複数回巻かれている。第１駆動用コイル１１には、磁界発生部により発生させられる磁界が作用する。

第１駆動用コイル１１は、第１可動部３の表面に形成された溝内に配置されている。つまり、第１駆動用コイル１１は、第１可動部３に埋め込まれている。第１駆動用コイル１１の一端は、配線１５ａを介して電極パッド２１ａに接続されている。配線１５ａは、第１可動部３から、一方の第１連結部５、第２可動部４及び一方の第２連結部６を介して、支持部２まで延在している。配線１５ａ及び電極パッド２１ａは、例えば、タングステン、アルミニウム、金、銀、銅又はアルミニウム系合金等の金属材料により一体的に形成されている。

第１駆動用コイル１１の他端は、配線１５ｂを介して電極パッド２１ｂに接続されている。配線１５ｂは、第１可動部３から、他方の第１連結部５、第２可動部４及び他方の第２連結部６を介して、支持部２まで延在している。配線１５ｂ及び電極パッド２１ｂは、例えば、タングステン、アルミニウム、金、銀、銅又はアルミニウム系合金等の金属材料により一体的に形成されている。

第２駆動用コイル１２は、第２可動部４に設けられている。第２駆動用コイル１２は、第２可動部４においてスパイラル状（渦巻き状）に複数回巻かれている。第２駆動用コイル１２には、磁界発生部により発生させられる磁界が作用する。第２駆動用コイル１２は、第２可動部４の表面に形成された溝内に配置されている。つまり、第２駆動用コイル１２は、第２可動部４に埋め込まれている。

第２駆動用コイル１２の一端は、配線１６ａを介して電極パッド２２ａに接続されている。配線１６ａは、第２可動部４から、一方の第２連結部６を介して、支持部２に延在している。配線１６ａ及び電極パッド２２ａは、例えば、タングステン、アルミニウム、金、銀、銅又はアルミニウム系合金等の金属材料により一体的に形成されている。

第２駆動用コイル１２の他端は、配線１６ｂを介して電極パッド２２ｂに接続されている。配線１６ｂは、第２可動部４から、他方の第２連結部６を介して、支持部２に延在している。配線１６ｂ及び電極パッド２２ｂは、例えば、タングステン、アルミニウム、金、銀、銅又はアルミニウム系合金等の金属材料により一体的に形成されている。

以下、光走査デバイス１における可動部１０の動作の例として、第１例〜第５例を説明する。第１例では、第１駆動用コイル１１に高周波数の駆動電流が印加される。このとき、第１駆動用コイル１１には、磁界発生部により発生させられた磁界が作用しているため、第１駆動用コイル１１にローレンツ力が発生する。これにより、第１可動部３は、例えば、共振周波数レベルで第１軸線Ｘ１周りにおいて揺動させられる。

また、第２駆動用コイル１２には、一定の大きさの駆動電流が印加される。このとき、第２駆動用コイル１２には、磁界発生部により発生させられた磁界が作用しているため、第２駆動用コイル１２にローレンツ力が発生する。これにより、第２可動部４は、例えば、駆動電流の大きさに応じて第２軸線Ｘ２周りにおいて回転させられ、その状態で停止させられる。これにより、光走査デバイス１によれば、所定の光源からの光をミラー面７ａにより反射させて走査することができる。光は外部から窓部材４４を介してミラー面７ａに入射してミラー面７ａで反射され、窓部材４４を介して外部に出射する。第１例では、第１可動部３が共振周波数で揺動されると共に第２可動部４が静的に用いられる。

第２例では、第１例の第１可動部３の動作と同様に、第１駆動用コイル１１に高周波数の駆動電流が印加されることによって第１可動部３が共振周波数に応じて揺動されると共に、第２駆動用コイル１２に高周波数の駆動電流が印加されることによって第２可動部４が共振周波数に応じて揺動される。このように、第２例では、第１可動部３及び第２可動部４の両方が、共振周波数で揺動される。

第３例では、第１例の第２可動部４の動作と同様に、第１駆動用コイル１１に対して一定の大きさの駆動電流が印加されることによって、第１可動部３が駆動電流の大きさに応じて第１軸線Ｘ１周りにおいて回転させられて停止させられると共に、第２駆動用コイル１２に対して一定の大きさの駆動電流が印加されることによって、第２可動部４が駆動電流の大きさに応じて第２軸線Ｘ２周りにおいて回転させられて停止させられる。このように、第３例では、第１可動部３及び第２可動部４の両方が、静的に用いられる。

第４例及び第５例では、第１可動部３のみが駆動される。第４例では、第１駆動用コイル１１に高周波数の駆動電流が印加されることにより、第１可動部３が共振周波数に応じて揺動される。第５例では、第１駆動用コイル１１に対して一定の大きさの駆動電流が印加されることによって、第１可動部３が駆動電流の大きさに応じて第１軸線Ｘ１周りにおいて回転させられて停止させられる。第４例及び第５例は、例えば第２可動部４が設けられていない場合等に用いられ得る。

上述したとおり、光走査デバイス１は、ベース４２上に配置されている。支持部２が凹部４２ｃの底面に固定され、第１可動部３及び第２可動部４が凹部４２ｄの底面と向かい合っている。凹部４２ｄが設けられていることにより、第１可動部３及び第２可動部４がベース４２に干渉することなく揺動可能となっている。
［パッケージの構成］

図１及び図３に示されるように、枠部材４３は、第１壁部５１と、第２壁部５２と、第３壁部５３と、第４壁部５４と、を有している。各壁部５１〜５４は、平板状に形成されており、同一の厚さを有している。第１壁部５１と第２壁部５２は、互いに平行に延在し、Ｚ軸方向に垂直なＸ軸方向（第２方向）において互いに向かい合っている。第３壁部５３と第４壁部５４とは、互いに平行に延在し、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の双方に垂直なＹ軸方向（第３方向）において互いに向かい合っている。第３壁部５３は、第１壁部５１の一端及び第２壁部５２の一端に接続されており、第４壁部５４は、第１壁部５１の他端及び第２壁部５２の他端に接続されている。第３壁部５３及び第４壁部５４は、例えば同一の形状を有している。

第１壁部５１におけるベース４２とは反対側の頂面５１ａは、第２壁部５２から離れるにつれてベース４２の主面４２ａから遠ざかるように、主面４２ａに対して傾斜している。第２壁部５２におけるベース４２とは反対側の頂面５２ａは、第１壁部５１に近づくにつれてベース４２の主面４２ａから遠ざかるように、主面４２ａに対して傾斜している。第１壁部５１の高さＨ１は、第２壁部５２の高さＨ２よりも高い。第１壁部５１の高さＨ１は、主面４２ａから頂面５１ａまでの距離の最大値であり、第２壁部５２の高さＨ２は、主面４２ａから頂面５２ａまでの距離の最大値である。

第３壁部５３におけるベース４２とは反対側の頂面５３ａは、Ｙ軸方向から見た場合に、第１壁部５１に近づくにつれてベース４２の主面４２ａから遠ざかるように、主面４２ａに対して傾斜している。第４壁部５４におけるベース４２とは反対側の頂面５４ａは、Ｙ軸方向から見た場合に、第１壁部５１に近づくにつれてベース４２の主面４２ａから遠ざかるように、主面４２ａに対して傾斜している。

頂面５１ａ〜５４ａは、面一となっており、同一平面上に位置している。窓部材４４は、頂面５１ａ〜５４ａ上に配置されることにより、第２壁部５２から第１壁部５１へ向かうにつれて主面４２ａから遠ざかるように、主面４２ａ（ミラー面７ａ）に対して傾斜している。換言すれば、各頂面５１ａ〜５４ａは、窓部材４４の傾斜に応じた角度で傾斜している。

なお、第１壁部５１は、複数の部分により構成されていてもよい。これらの複数の部分は、互いの間に隙間が設けられて別体に形成されていてもよい。実施形態では頂面５１ａの全体が平坦に形成されているが、頂面５１ａに切欠き、凹部又は凸部等が形成されることにより、頂面５１ａが複数の領域に分割されていてもよい。必ずしも頂面５１ａの全体が、窓部材４４の傾斜に応じた角度で傾斜していなくてもよい。例えば、頂面５１ａ内の２点を結んだ直線が窓部材４４の傾斜に応じた角度で傾斜していればよい。これらの点は、第２壁部５２〜第４壁部５４についても同様である。窓部材４４は、頂面５１ａ〜５４ａの全体において枠部材４３に接合されていなくてもよく、頂面５１ａ〜５４ａの少なくとも一部において枠部材４３に接合されていればよい。

窓部材４４は、外表面４４ａと、内表面４４ｂと、第１側面４４ｃと、第２側面４４ｄと、第３側面と、第４側面と、を有している。外表面４４ａは、枠部材４３とは反対側の表面であり、内表面４４ｂは、枠部材４３側の表面である。外表面４４ａと内表面４４ｂとは、互いに平行に延在している。第１側面４４ｃ、第２側面４４ｄ、第３側面及び第４側面は、外表面４４ａ及び内表面４４ｂと垂直に延在し、外表面４４ａ及び内表面４４ｂに連続している。窓部材４４は、内表面４４ｂが頂面５１ａ〜５４ａと向かい合うように、枠部材４３上に配置されている。第１側面４４ｃ、第２側面４４ｄ、第３側面及び第４側面は、それぞれ、頂面５１ａ、頂面５２ａ、頂面５３ａ及び頂面５４ａ上に位置している。

窓部材４４は、外表面４４ａと第１側面４４ｃとにより第１壁部５１側に形成された第１角部６１と、外表面４４ａと第２側面４４ｄとにより第２壁部５２側に形成された第２角部６２と、を有している。Ｚ軸方向から見た場合に、第１角部６１は、頂面５１ａと重なっており、第２角部６２は、頂面５２ａと重なっている。窓部材４４の厚さＴ４４は、第１壁部５１の厚さＴ５１及び第２壁部５２の厚さＴ５２よりも薄い。この例では、第１壁部５１の厚さＴ５１は、第２壁部５２の厚さＴ５２と等しい。なお、この例では第１側面４４ｃが平坦面であるが、第１側面４４ｃは湾曲面であってもよい。この場合、第１角部６１は、平坦な外表面４４ａと、湾曲した第１側面４４ｃとの間の境界部に形成される。同様に、第２側面４４ｄは湾曲面であってもよい。この場合、第２角部６２は、平坦な外表面４４ａと、湾曲した第２側面４４ｄとの間の境界部に形成される。

第１壁部５１の内側面５１ｂと窓部材４４の内表面４４ｂとの間の境界部には、第１壁部５１と窓部材４４との間の接合材４５によりフィレット６５が形成されている。第２壁部５２の内側面５２ｂと窓部材４４の内表面４４ｂとの間の境界部には、第２壁部５２と窓部材４４との間の接合材４５によりフィレット６６が形成されている。フィレット６５，６６は、接合材４５が枠部材４３と窓部材４４との間からパッケージ４０の内側に向けてはみ出すことにより形成されている。

図１及び図３を参照しつつ、各部材の位置関係について説明する。光走査デバイス１は、例えば、第１軸線Ｘ１がＸ軸方向と平行になり且つ第２軸線Ｘ２がＹ軸方向と平行になるように配置されている。図１及び図３では、ミラー面７ａの中心を通り且つＸ軸方向及びＺ軸方向の双方に平行な断面（Ｙ軸方向に垂直な断面）が示されている。以下、当該断面における各部の位置関係について説明する。

図１では、可動部１０が第１軸線Ｘ１周り及び第２軸線Ｘ２周りに回転していない非回転状態（非駆動状態、初期状態）が示されている。非回転状態では、第１可動部３が第１軸線Ｘ１周りに回転しておらず、且つ第２可動部４が第２軸線Ｘ２周りに回転していない。非回転状態において、ミラー面７ａは、ベース４２の主面４２ａに平行である。

非回転状態においては、ミラー面７ａにおける第１壁部５１側の端部である第１端Ｐ１と、第１角部６１の頂点とを通る第１直線Ｌ１から、第１壁部５１が離れている。すなわち、第１直線Ｌ１は、第１壁部５１と交差していない。また、非回転状態においては、ミラー面７ａにおける第２壁部５２側の端部である第２端Ｐ２と、第２角部６２の頂点とを通る第２直線Ｌ２から、第２壁部５２が離れている。すなわち、第２直線Ｌ２は、第２壁部５２と交差していない。更に、非回転状態においては、第１直線Ｌ１からフィレット６５が離れていると共に、第２直線Ｌ２からフィレット６６が離れている。すなわち、第１直線Ｌ１がフィレット６５と交差しておらず、且つ第２直線Ｌ２がフィレット６６と交差していない。

図３では、第２可動部４が第２軸線Ｘ２周りに最大振れ角まで回転した状態が示されている。この状態では、第１可動部３は第１軸線Ｘ１周りに回転していない。図３に示される状態においても、第１直線Ｌ１から第１壁部５１が離れていると共に、第１直線Ｌ１からフィレット６５が離れている。また、第２直線Ｌ２から第２壁部５２が離れていると共に、第２直線Ｌ２からフィレット６６が離れている。

なお、第１可動部３の表面を鏡面加工することによりミラー面７ａが形成されている場合、ミラー面７ａの端部は、加工された領域の端部である。或いは、反射膜が形成されずに、第１可動部３の表面自体がミラー面７ａを構成する場合、ミラー面７ａの端部は、第１可動部３の端部である。上記実施形態では、ミラー面７ａの中心を通りＹ軸方向に垂直な断面において、第１可動部３が第１連結部５に繋がっている。この場合、第１可動部３の端部は、第１可動部３と第１連結部５との間の境界上に位置する。実施形態のように、第１可動部３が第１部分３１及び第１部分３１を囲む第２部分３２を有し、ミラー面７ａが第１部分３１上に設けられている場合、ミラー面７ａの端部は、第１部分３１の端部の近傍に位置する。
［作用及び効果］

ミラーユニット１００では、第１壁部５１の高さＨ１が第２壁部５２の高さＨ２よりも高く、窓部材４４が、第１壁部５１の頂面５１ａ上及び第２壁部５２の頂面５２ａ上に配置され、ミラー面７ａに対して傾斜している。これにより、窓部材４４で反射した光が進む方向をミラー面７ａで反射した光が進む方向とは異ならせることができ、窓部材４４で反射した光がノイズ光となるのを抑制することができる。また、ミラー面７ａを通り且つＸ軸方向及びＺ軸方向の双方に平行な断面において、ミラー面７ａにおける第１壁部５１側の第１端Ｐ１と、窓部材４４において外表面４４ａと第１側面４４ｃとにより第１壁部５１側に形成された第１角部６１とを通る第１直線Ｌ１から、第１壁部５１が離れている。これにより、第２壁部５２よりも高さが高い第１壁部５１によってミラー面７ａからの光が遮られるのを回避することができ、窓部材４４の外表面４４ａの全体を光走査に利用することができる。よって、ミラーユニット１００によれば、ノイズ光を低減しつつ、光走査デバイス１による走査可能範囲を広くすることができる。

可動部１０が第２軸線Ｘ２周りに最大振れ角まで回転した状態において、第１直線Ｌ１から第１壁部５１が離れている。これにより、光走査デバイス１による走査可能範囲を一層広くすることができる。

図１に示される断面において、ミラー面７ａにおける第２壁部５２側の第２端Ｐ２と、窓部材４４において外表面４４ａと第２側面４４ｄとにより第２壁部５２側に形成された第２角部６２とを通る第２直線Ｌ２から、第２壁部５２が離れている。これにより、光走査デバイス１による走査可能範囲をより一層広くすることができる。

図１に示される断面において、第１直線Ｌ１からフィレット６５が離れている。これにより、光走査デバイス１による走査可能範囲をより一層広くすることができる。

窓部材４４の厚さＴ４４が、第１壁部５１の厚さＴ５１よりも薄い。これにより、窓部材４４での屈折が光走査に与える影響を低減することができる。すなわち、第１直線Ｌ１から第１壁部５１を離すためには、窓部材４４を厚くして第１角部６１を第１壁部５１から遠ざけることが考えられるが、窓部材４４を厚く形成すると、窓部材４４での屈折量が大きくなり、高精度な光走査を実現できなくなるおそれがある。これに対し、ミラーユニット１００では、窓部材４４が薄く形成されているため、窓部材４４での屈折量を低減することができ、高精度な光走査を実現することができる。特に、ミラーユニット１００においては、窓部材４４での屈折の影響を低減することが極めて重要となる。これは、ミラーユニット１００のようにミラー面７ａが設けられた可動部１０を揺動させて光を走査する構成においては、ミラー面７ａの角度によっては窓部材４４への光の入射角度が大きくなり、窓部材４４から出射する光の屈折角度が大きくなるためである。また、ミラーユニット１００のように窓部材４４が傾斜している構成においては、窓部材４４への光の入射角度が一層大きくなるためである。

窓部材４４の第１側面４４ｃが、Ｙ軸方向から見た場合に、第１壁部５１から離れるにつれて、Ｘ軸方向において第１壁部５１に対して第２壁部５２が位置する側に向かうように（第２壁部５２に近づくように）、傾斜している。これにより、第１壁部５１側の第１角部６１をＸ軸方向においてミラー面７ａに近づけることができる。その結果、可動部１０を第２軸線Ｘ２周りに揺動させた場合に、光を遮り易い第１壁部５１から第１直線Ｌ１を離間させ易くなる。

本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、各構成の材料及び形状には、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。第１壁部５１の厚さＴ５１は、第２壁部５２の厚さＴ５２と異なっていてもよい。実施形態の光走査デバイス１では可動部１０が電磁力により駆動されたが、可動部１０は静電力又は圧電素子により駆動されてもよい。枠部材４３は、Ｚ軸方向から見た場合にミラー面７ａを囲むように、支持部２上に配置されていてもよい。

窓部材４４には、切欠きが形成されていてもよい。切欠きは、例えば、外表面４４ａに形成され、外表面４４ａの縁部に沿って延在していてもよい。切欠きは、例えば断面矩形状に形成されていてもよい。この場合、窓部材４４は、図１の断面において、外表面４４ａと切欠きの内面とにより第１壁部５１側に形成された第１角部と、外表面４４ａと切欠きの内面とにより第２壁部５２側に形成された第２角部と、切欠きの内面と第１側面４４ｃとにより形成された第３角部と、切欠きの内面と第２側面４４ｄとにより形成された第４角部と、有し得る。この場合、図１の断面において、ミラー面７ａにおける第１壁部５１側の第１端Ｐ１と、第１角部とを通る直線から、第１壁部５１が離れていてもよい。これにより、上記実施形態と同様に、第２壁部５２よりも高さが高い第１壁部５１によってミラー面７ａからの光が遮られるのを回避することができる。図１の断面において、ミラー面７ａにおける第２壁部５２側の第２端Ｐ２と、第２角部とを通る直線から、第２壁部５２が離れていてもよい。これにより、上記実施形態と同様に、光走査デバイス１による走査可能範囲をより一層広くすることができる。図１の断面において、第１端Ｐ１と第３角部とを通る直線から第１壁部５１が離れていてもよいし、離れていなくてもよい。図１の断面において、第２端Ｐ２と第４角部とを通る直線から第２壁部５２が離れていてもよいし、離れていなくてもよい。窓部材４４の外表面４４ａとは、光走査デバイス１に対して最も外側に位置する表面を意味し、切欠きの内面を含まない。

１…光走査デバイス、７ａ…ミラー面、１０…可動部、４３…枠部材、４３ａ…開口、４４…窓部材、４４ａ…外表面、４４ｂ…内表面、４４ｃ…第１側面、４４ｄ…第２側面、４５…接合材、５１…第１壁部、５１ａ…頂面、５１ｂ…内側面、５２…第２壁部、５２ａ…頂面、６１…第１角部、６２…第２角部、６５…フィレット、１００…ミラーユニット、Ｌ１…第１直線、Ｌ２…第２直線、Ｐ１…第１端、Ｐ２…第２端。

Claims (5)

1. 所定の軸線周りに揺動可能に構成された可動部、及び前記可動部上に設けられたミラー面を有する光走査デバイスと、
   第１方向から見た場合に前記ミラー面を囲むように配置された枠部材と、
   前記枠部材の開口を覆うように前記枠部材上に配置された平板状の窓部材と、を備え、
   前記枠部材は、前記第１方向に垂直な第２方向において互いに向かい合う第１壁部及び第２壁部を有し、
   前記第１壁部の高さは、前記第２壁部の高さよりも高く、
   前記窓部材は、前記第１壁部の頂面上及び前記第２壁部の頂面上に配置され、前記ミラー面に対して傾斜しており、
   前記ミラー面を通り且つ前記第１方向及び前記第２方向の双方に平行な断面において、前記ミラー面における前記第１壁部側の第１端と、前記窓部材において前記枠部材とは反対側の外表面と第１側面とにより前記第１壁部側に形成された第１角部とを通る第１直線から、前記第１壁部が離れている、ミラーユニット。
2. 前記軸線は、前記第１方向及び前記第２方向の双方に垂直であり、
   前記可動部が前記軸線周りに最大振れ角まで回転した状態において、前記第１直線から前記第１壁部が離れている、請求項１に記載のミラーユニット。
3. 前記断面において、前記ミラー面における前記第２壁部側の第２端と、前記窓部材において前記外表面と第２側面とにより前記第２壁部側に形成された第２角部とを通る第２直線から、前記第２壁部が離れている、請求項１又は２に記載のミラーユニット。
4. 前記第１壁部の内側面と前記窓部材における前記枠部材側の内表面との間の境界部には、前記第１壁部と前記窓部材との間の接合材によりフィレットが形成されており、
   前記断面において、前記第１直線から前記フィレットが離れている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のミラーユニット。
5. 前記窓部材の厚さは、前記第１壁部の厚さよりも薄い、請求項１〜４のいずれか一項に記載のミラーユニット。

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