JP2022144257A - 光偏向器、画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ、レーザヘッドランプ、ヘッドマウントディスプレイ、距離測定装置、及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部の揺動に関する情報を正確に取得すること。【解決手段】本発明の一態様に係る光偏向器は、可動部と、前記可動部を揺動させる梁部と、前記梁部を支持する支持部と、前記可動部の揺動に関する情報を取得する情報取得部と、を備え、前記梁部は、第１の電圧が入力される第１の圧電部材と、第２の電圧を生成する第２の圧電部材と、を有し、前記支持部は、第３の電圧を生成する第３の圧電部材を有し、前記第１の圧電部材は、前記第１の電圧に基づいて前記梁部を変形させることで、前記可動部を揺動させ、前記情報取得部は、前記第２の電圧に関する情報と、前記第３の電圧に関する情報と、に基づき、前記可動部の揺動に関する情報を取得する。【選択図】図１

Description

本発明は、光偏向器、画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ、レーザヘッドランプ、ヘッドマウントディスプレイ、距離測定装置、及び移動体に関する。

近年、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術の発達に伴い、シリコンやガラスを微細加工して製造されるＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスの開発が進んでいる。

また、ミラー部等の可動部の２軸方向の振動を検知するため、可動部を第１軸の周りに揺動させる第１圧電アクチュエータと、可動部を囲む第１支持部を第２軸の周りに揺動させる第２圧電アクチュエータとを備え、第１圧電アクチュエータによる第１振動及び第２圧電アクチュエータによる第２振動を検知する検知用圧電素子が、第１支持部上に配置されている構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の構成では、検知用圧電素子（検出用圧電素子）が出力する信号にノイズが重畳するため、可動部の揺動に関する情報を正確に取得することに改善の余地があった。

本発明は、可動部の揺動に関する情報を正確に取得することを課題とする。

本発明の一態様に係る光偏向器は、可動部と、前記可動部を揺動させる梁部と、前記梁部を支持する支持部と、前記可動部の揺動に関する情報を取得する情報取得部と、を備え、前記梁部は、第１の電圧が入力される第１の圧電部材と、第２の電圧を生成する第２の圧電部材と、を有し、前記支持部は、第３の電圧を生成する第３の圧電部材を有し、前記第１の圧電部材は、前記第１の電圧に基づいて前記梁部を変形させることで、前記可動部を揺動させ、前記情報取得部は、前記第２の電圧に関する情報と、前記第３の電圧に関する情報と、に基づき、前記可動部の揺動に関する情報を取得する。

本発明によれば、可動部の揺動に関する情報を正確に取得できる。

第１実施形態に係る光偏向器である可動装置を例示する平面図である。 図１の第２軸に沿った可動装置の端面図である。 図１のＰ－Ｐ切断線に沿った可動装置の端面図である。 第１実施形態の変形例に係る可動装置を例示する平面図である。 第１検出用圧電素子及び第２検出用圧電素子の機能例を示す図である。 第１検出用圧電素子及び第２検出用圧電素子の接続関係例を示す図である。 駆動電圧とミラー部の揺動状態との関係例を示す図である。 差動増幅回路の構成例を示す回路図である。 差動アンプの変形例に係る計装アンプの構成例を示す回路図である。 第１検出信号と第２検出信号を例示する図である。 第２実施形態に係る差動増幅回路の構成例を示す回路図である。 第３実施形態に係る差動増幅回路周辺の構成例を示す回路図である。 光走査システムの一例の概略図である。 光走査システムの一例のハードウェア構成図である。 制御装置の一例の機能ブロック図である。 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。 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。 ヘッドアップディスプレイ装置の一例の概略図である。 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。 光書込装置の一例の概略図である。 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。 レーザレーダ装置を搭載した自動車の他の例の概略図である。 レーザレーダ装置の一例の概略図である。 レーザヘッドランプの一例の概略図である。 ヘッドマウントディスプレイの一例の外観の斜視図である。 ヘッドマウントディスプレイの構成を部分的に例示する図である。 パッケージングされた可動装置の一例の概略図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

なお、以下の実施形態の説明では、回動、揺動、可動は同義であるとする。また、矢印により示した方向のうち、圧電駆動部等における各層の積層方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な平面内で直交する方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、平面視とは、対象物をＺ方向から見ることをいう。

また、Ｘ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。但し、これらは光偏向器の向きを制限するものではなく、光偏向器の向きは任意である。

以下、可動装置を光偏向器の一例として実施形態を説明する。

［第１の実施形態］
＜可動装置１３の構成例＞

図１乃至図３を参照して、第１実施形態に係る可動装置１３の構成を説明する。図１は可動装置１３を例示する平面図である。図２は、図１の第２軸に沿った可動装置１３の端面図である。図３は、図１のＰ－Ｐ切断線に沿った可動装置１３の端面図である。

図１に示すように、可動装置１３は、ミラー部１０１と、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂと、第１支持部１２０と、第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂと、第２支持部１４０と、電極接続部１５０と、制御装置１１と、を有する。

ミラー部１０１は、反射面１４を有し、入射した光を反射する可動部の一例である。第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂのそれぞれは、ミラー部１０１に接続され、ミラー部１０１をＹ軸に平行な第１軸周りに揺動させる梁部の一例である。第１支持部１２０は、ミラー部１０１と、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂと、を支持する支持部の一例である。

第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂは、第１支持部１２０に接続され、ミラー部１０１及び第１支持部１２０をＸ軸に平行な第２軸周りに揺動させる。第２支持部１４０は、第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂを支持する。電極接続部１５０は、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂと、第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂと、制御装置１１と、に電気的に接続される。

可動装置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及び１１２ｂ、第２圧電駆動部１３１ａ～１３１ｆ及び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。

図２に示すように、可動装置１３が成形されるＳＯＩ基板は、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなるシリコン支持層１６１と、シリコン支持層１６１上（＋Ｚ方向側）に形成された酸化シリコン層１６２と、酸化シリコン層１６２上に形成された単結晶シリコンからなるシリコン活性層１６３とを含む。酸化シリコン層１６２は、ＢＯＸ（Buried Oxide）層と称することもできる。

シリコン活性層１６３は、Ｘ方向またはＹ方向に対してＺ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。

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可動装置１３の形成に用いられる部材はＳＯＩ基板に限られない。

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とを含む。ミラー部基体１０２は、例えば、シリコン活性層１６３を含む。反射面１４は、例えば、アルミニウム、金、銀等を含む金属薄膜を含む。

ミラー部基体１０２の－Ｚ側の面にミラー部補強用のリブ１０３が形成されている。リブ１０３は、例えば、シリコン支持層１６１及び酸化シリコン層１６２を含み、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。但し、リブ１０３は必須の構成部ではない。

図１に示すように、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂは、ミラー部基体１０２に一端が接続され、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及び１１１ｂと、一端がトーションバー１１１ａ及び１１１ｂに接続され、他端が第１支持部１２０の内周部にそれぞれ接続される第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂと、を含む。また第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂは、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂを含む。

第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂは、第１の電圧が入力される第１の圧電部材の一例である。第１の電圧は、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂをそれぞれ駆動させるための駆動電圧等である。

第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂは、第２の電圧を生成する第２の圧電部材の一例である。第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂは、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂの駆動に伴う変形に応じた第１検出信号を第２の信号として生成し、出力する。

図３に示すように、トーションバー１１１ａ及び１１１ｂは、シリコン活性層１６３を含む。また、第１圧電駆動部１１２ａ及び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３０１、圧電部３０２、上部電極３０３がこの順に積層されて構成される。上部電極３０３及び下部電極３０１は、例えば金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等を含む。圧電部３０２は、例えば、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を含む。

図１乃至図３に示すように、第１支持部１２０は、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２及びシリコン活性層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。

第１支持部１２０は、＋Ｚ方向側の面上に第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂを有する。第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂは、第３の電圧を生成する第３の圧電部材の一例である。第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂは、第２検出信号を第３の信号として生成し、出力する。

図３に示すように、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂ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４１１、圧電部４１２、上部電極４１３がこの順に積層されて構成される。上部電極４１３及び下部電極４１１は、例えば金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等を含む。圧電部４１２は、例えば、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を含む。なお、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂも、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂと同様の構成を有する。

図１に示すように、第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂは、折り返すように連結された複数の第２圧電駆動部１３１ａ～１３１ｆ及び１３２ａ～１３２ｆを含み、第２駆動部１３０ａ及び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。

第２駆動部１３０ａと第１支持部１２０の接続箇所と、第２駆動部１３０ｂと第１支持部１２０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。また第２駆動部１３０ａと第２支持部１４０の接続箇所と、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。

図２に示すように、第２駆動部１３０ａ及び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がこの順に積層されて構成される。上部電極２０３及び下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等を含む。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）を含む。

図１及び図２に示すように、第２支持部１４０は、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２、シリコン活性層１６３を含み、ミラー部１０１、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂ、第１支持部１２０、並びに第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂを囲うように形成された矩形の支持体である。

電極接続部１５０は、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及び１１２ｂ、第２圧電駆動部１３１ａ～１３１ｆの各上部電極２０３及び各下部電極２０１、並びに制御装置１１のそれぞれに、アルミニウム（Ａｌ）等の電極配線を介して電気的に接続されている。下部電極２０１には信号電圧を印加し、上部電極２０３は接地（ＧＮＤ）としている。

なお、上部電極２０３又は下部電極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、電極同士を接続する等により間接的に接続されていてもよい。

なお、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られても良い。

また、ミラー部１０１を第１軸周り又は第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及び１１１ｂや、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂが曲率を有する形状であってもよい。

さらに、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂの上部電極３０３の＋Ｚ側の面上、第１支持部の＋Ｚ側の面上、第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂの上部電極２０３の＋Ｚ側の面上、第２支持部の＋Ｚ側の面上の少なくとも何れか１つに酸化シリコン膜からなる絶縁層が形成されていてもよい。

この場合に、絶縁層の上に電極配線を設け、また、上部電極２０３、上部電極３０３、下部電極２０１又は下部電極３０１と、電極配線と、が接続される接続スポットのみ、開口部として部分的に絶縁層を除去または絶縁層を形成しない。これにより、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂ、第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂ、並びに電極配線の設計自由度をあげ、さらに電極同士の接触による短絡を抑制できる。また、酸化シリコン膜は、反射防止材としていの機能も備える。

＜制御装置１１による制御＞
次に、可動装置の第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂを駆動させる制御装置１１による制御について説明する。

第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂが有する圧電部３０２、並びに第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂが有する圧電部２０２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及び１１０ｂ、並びに第２駆動部１３０ａ及び１３０ｂは、逆圧電効果を利用してミラー部１０１を可動させる。

この場合に、ミラー部１０１の反射面１４がＸＹ平面に対して＋Ｚ方向または－Ｚ方向へ傾いたときのＸＹ平面と反射面１４により成す角度を、振れ角とよぶ。＋Ｚ方向を正の振れ角、－Ｚ方向を負の振れ角とする。

第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂでは、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂが有する圧電部３０２に、上部電極３０３及び下部電極３０１を介して駆動電圧が並行に印加されると、それぞれの圧電部３０２が変形する。

この圧電部３０２の変形による作用により、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂが屈曲変形する。その結果、２つのトーションバー１１１ａ及び１１１ｂの捻れを介してミラー部１０１に第１軸周りの駆動力が作用し、ミラー部１０１が第１軸周りに揺動する。第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂに印加される駆動電圧は、制御装置１１によって制御される。

制御装置１１によって、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂが有する第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂに所定の正弦波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波形の駆動電圧の周期で可動させることができる。

例えば、駆動電圧の周波数がトーションバー１１１ａ及び１１１ｂの共振周波数と同程度である約２０ｋＨｚに設定された場合には、トーションバー１１１ａ及び１１１ｂの捻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。

また制御装置１１は、差動増幅回路３３０を有する。差動増幅回路３３０はミラー部１０１の揺動に関する情報を取得する情報取得部の一例である。差動増幅回路３３０は、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂが出力する第１検出信号に関する情報と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂが出力する第２検出信号に関する情報と、に基づき、ミラー部１０１の揺動に関する情報を取得する。

＜第１実施形態の変形例＞
本実施形態に係る可動装置１３は、図１に示したように、トーションバー１１１ａ及び１１１ｂから＋Ｘ方向に向かって第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂが延びる片持ちタイプのものである。但し、駆動電圧が印加された圧電部２０２によりミラー部１０１を揺動可能な構成であれば、これに限定されるものではない。例えば、両端支持（両持ち）タイプの可動装置であってもよい。

ここで、図４は第１実施形態の変形例に係る可動装置１３ａを例示する平面図である。なお、可動装置１３と同じ構成部には同じ部品番号を付し、重複する説明を省略する。図４に示すように、可動装置１３ａは、第１駆動部２１０ａ及び２１０ｂを有する。

第１駆動部２１０ａは、トーションバー２１１ａと、トーションバー２１１ａから＋Ｘ方向に向かって延びる第１圧電駆動部２１２ａと、トーションバー２１１ａから－Ｘ方向に向かって延びる第１圧電駆動部２１２ｃと、を有する。

第１駆動部２１０ｂは、トーションバー２１１ｂと、トーションバー２１１ｂから＋Ｘ方向に向かって延びる第１圧電駆動部２１２ｂと、トーションバー２１１ｂから－Ｘ方向に向かって延びる第１圧電駆動部２１２ｄと、を有する。

このような両持ちタイプの可動装置１３ａに対しても実施形態を適用できる。

＜第１圧電駆動部、第１検出用圧電素子、第２検出用圧電素子の機能＞
次に図５乃至図７を参照して、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂと、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの各機能について説明する。図５は、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂと、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの各機能を説明する図である。

ミラー部１０１は、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂの弾性変形によりＸ方向に揺動する。図５に示すように、 第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂのＹ方向における両端部の＋Ｚ方向側の面には、第１駆動部１１０ａの弾性変形を検出する第１検出用圧電素子１６０ａが第１圧電駆動部１１２ａに近接して設けられている。また第１駆動部１１０ｂの弾性変形を検出する第１検出用圧電素子１６０ｂが第１圧電駆動部１１２ｂに近接して設けられている。

第１圧電駆動部１１２ａは、第１駆動部１１０ａに設けられ、印加される駆動電圧に応じて第１駆動部１１０ａを変形させる。第１圧電駆動部１１２ｂは、第１駆動部１１０ｂに設けられ、印加される駆動電圧に応じて第１駆動部１１０ｂを変形させる。

第１検出用圧電素子１６０ａは、第１駆動部１１０ａの変形に応じて圧電効果により第１検出信号を生成し、電極接続部１５０を介して制御装置１１に出力する。第１検出用圧電素子１６０ｂは、第１駆動部１１０ｂの変形に応じて圧電効果により第１検出信号を生成し、電極接続部１５０を介して制御装置１１に出力する。

第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂは、それぞれ第１支持部１２０に設けられ、第２検出信号を生成し、電極接続部１５０を介して制御装置１１に出力する。

第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂにおいて、下部電極３０１に駆動電圧が印加され、上部電極３０３は接地（ＧＮＤ）としてもよいし、上部電極３０３に駆動電圧が印加され、下部電極３０１は接地（ＧＮＤ）としてもよい。

但し、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの駆動電圧と変形量の関係である圧電特性が直線的な領域で駆動を行う観点では、下部電極３０１に駆動電圧が印加され、上部電極３０３は接地（ＧＮＤ）とした方が好ましい。また上部電極３０３にマイナス電位を与えるには、余分に負電圧用の電源が必要となる場合があるため、この点でも下部電極３０１に駆動電圧を印加することが好ましい。

また、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂは下部電極３０１、圧電部３０２及び上部電極３０３の３層構造の他に、下部電極、圧電部、中間電極、圧電部、上部電極といった５層構造等にしてもよい。同様に、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂ、並びに第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂも、下部電極４１１、圧電部４１２及び上部電極４１３の３層構造の他に、下部電極、圧電部、中間電極、圧電部、上部電極といった５層構造等にしてもよい。

ここで、下部電極３０１に駆動電圧が印加されることにより、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂによる第１検出信号にノイズが重畳する場合がある。このノイズは、例えば、シリコン基板と第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの下部電極３０１間の寄生容量、シリコン基板と第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの駆動用配線間の寄生容量、並びに、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの出力配線とシリコン基板の寄生容量のそれぞれに起因したクロストークノイズである。なお、クロストークノイズとは、電圧信号が他の電圧信号の伝送路に漏れ出し、他の電圧信号に重畳されたノイズをいう。クロストークノイズは混線ノイズともいう。

第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂは、固定された部位であって変形しない第１支持部１２０に設けられているため、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂが出力する第２検出信号は、上記のクロストークノイズを示すものとなる。本実施形態では、この第２検出信号を用いて、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂに重畳されるクロストークノイズを除去する。

ここで、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの各面積と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂと各面積は等しいことが好ましい。面積は、図５のＸＹ平面内における面積を意味する。またＸＹ平面は、図１又は図４における第１軸と第２軸の両方を含む平面である。

このように面積を等しくすることで、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂによる第１検出信号に重畳されるクロストークノイズと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂによる第２検出信号に重畳されるクロストークノイズが等しくなる。

なお、面積が等しいとは、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの各面積と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの各面積とが完全に一致することまでを要求するものではない。一般に誤差と認められる程度の相違、例えば面積の±１／１０程度の相違は許容するものである。

また、第１検出用圧電素子１６０ａと第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第１検出用圧電素子１６０ｂと第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ａと第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ｂと第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離は、それぞれ等しいことが好ましい。

さらに、第１検出用圧電素子１６０ａの長辺と第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第１検出用圧電素子１６０ｂの長辺と第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ａの長辺と第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ｂの長辺と第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離は、それぞれ等しいことが好ましい。なお、長辺とは、平面視が長方形状の圧電素子における長手方向の辺をいう。

このように距離を等しくすることで、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂによる第１検出信号に重畳されるクロストークノイズと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂによる第２検出信号に重畳されるクロストークノイズが等しくなる。

なお、距離が等しいとは、第１検出用圧電素子１６０ａの長辺と第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第１検出用圧電素子１６０ｂの長辺と第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ａの長辺と第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ｂの長辺と第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離が、それぞれ完全に一致することまでを要求するものではない。一般に誤差と認められる程度の相違、例えば長辺の長さの±１／１０程度の相違は許容するものである。この点は、以降で距離が等しいという用語を用いる場合においても同様である。

また、可動装置１３では、第１検出用圧電素子１６０ａと第１圧電駆動部１１２ａは１つの組を構成し、第１検出用圧電素子１６０ｂと第１圧電駆動部１１２ｂは１つの組を構成する。従って可動装置１３は、複数の組の一例として、２つの組を有する。

次に、図６は、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂと、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂと、の電気的な接続関係の一例を示す図である。

図６に示すように、第１圧電駆動部１１２ａの表面電極と、第１圧電駆動部１１２ｂの表面電極は、駆動用配線ＬＤを経由して共通の駆動用入力端子ＭＤに接続されている。 第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの上部電極３０３はアースライン（ＧＮＤ）に接続されている。

第１検出用圧電素子１６０ａの表面電極と、第１検出用圧電素子１６０ｂの表面電極は、第１検出用配線ＬＳ１を経由して共通の第１検出用出力端子ＭＳ１に接続されている。第２検出用圧電素子１７０ａの表面電極と、第２検出用圧電素子１７０ｂの表面電極は、第２検出用配線ＬＳ２を経由して共通の第２検出用出力端子ＭＳ２に接続されている。第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂにより検出された弾性変形量に応じた第１検出信号は、第１検出用出力端子ＭＳ１から出力される。

駆動用配線ＬＤ、第１検出用配線ＬＳ１及び第２検出用配線ＬＳ２は、図１に示した第２駆動部１３０ａ又は１３０ｂを経由して電極接続部１５０に接続される。

ここで、駆動用配線ＬＤは、第１検出用配線ＬＳ１と第２検出用配線ＬＳ２との間に配置されていることが好ましい。また駆動用配線ＬＤと第１検出用配線ＬＳ１との間の距離と、駆動用配線ＬＤと第２検出用配線ＬＳ２との間の距離は、等しいことが好ましい。

このような配置により、駆動用配線ＬＤとシリコン基板との間の寄生容量が、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの出力端子ＭＳに、クロストークノイズとして伝達され、出力される。

シリコン基板と第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの下部電極３０１との間の寄生容量によって出力端子ＭＳから出力されるクロストークノイズに比べると、駆動用配線ＬＤ、第１検出用配線ＬＳ１及び第２検出用配線ＬＳ２における配線間の寄生容量は軽微である。しかしながら、可動装置１３は高い周波数の駆動電圧が印加され、さらに２軸駆動では複数の折り返し部を有する折り返し構造を経由して電極接続部１５０まで配線されるため、配線距離が長い。従って、クロストークノイズをより低減するためには、第１検出用配線ＬＳ１と第２検出用配線ＬＳ２との間で同じ大きさのクロストークノイズが含まれることが好ましい。

図７は、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂに印加される駆動電圧ＭＤｉｎと、ミラー部１０１の揺動状態との関係を示す図である。なお、図７では、第１圧電駆動部１１２ａを例示するが、第１圧電駆動部１１２ｂであっても同様である。

図７に示すように、時点ｔ１では、駆動電圧ＭＤｉｎはゼロであり、ミラー部１０１の変位（揺動）はゼロである。 時点ｔ２では、第１圧電駆動部１１２ａが最大の中間ぐらいに収縮し、ミラー部１０１はやや左へ傾く。 時点ｔ３では、第１圧電駆動部１１２ａが最大に収縮し、ミラー部１０１は左側へ最大に傾く。

このようにして、ミラー部１０１はＸ方向に傾いていく。すなわち、ミラー部１０１は、Ｙ方向と平行な第２軸周りに揺動する（図１参照）。ミラー部１０１のＸ方向の揺動は、少ない駆動電力でできる限り大きな揺動振幅を得るために共振駆動させることが好ましい。駆動電圧ＭＤｉｎは、共振周波数における駆動電圧に対応する。

＜差動増幅回路３３０の構成例＞
次に、図８を参照して、制御装置１１に含まれる差動増幅回路３３０の構成について説明する。図８は、差動増幅回路３３０の構成の一例を示す回路図である。図８に示すように、差動増幅回路３３０は、電圧変換器３３１及び３３２と、差動アンプ３４０と、を有する。

電圧変換器３３１の非反転入力端子は接地され、反転入力端子は、ローパスフィルタＦ３を介して第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂによる第２検出信号が出力される第２検出用出力端子ＭＳ２に接続されている。

電圧変換器３３２の非反転入力端子は接地され、反転入力端子は、ローパスフィルタＦ３を介して第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂによる第１検出信号が出力される第１検出用出力端子ＭＳ１に接続されている。

差動アンプ３４０は、オペアンプ３４１と、抵抗Ｒ４～Ｒ７と、を有する。オペアンプ３４１の非反転入力端子は抵抗Ｒ４を介して電圧変換器３３１の出力端子に接続され、オペアンプ３４１の非反転入力端子は抵抗Ｒ５を介して接地されている。

オペアンプ３４１の反転入力端子は抵抗Ｒ６を介して電圧変換器３３２の出力端子に接続され、オペアンプ３４１の反転入力端子は抵抗Ｒ７を介して出力端子ＭＳに接続されている。

第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂのそれぞれから出力されるクロストークノイズの大きさはほぼ同じである。そのため、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの和の出力と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの和の出力を差動増幅回路３３０によって差分演算することによって、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂに含まれるクロストークノイズを除去できる。第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂによる第１検出信号に基づき、正確な揺動角度を検出できる。なお、揺動角度は、ミラー部１０１の傾きを意味する。

＜差動アンプ３４０の変形例＞
図９は、差動アンプ３４０の変形例に係る計装アンプ（計装増幅器）６３０の構成の一例を示す回路図である。計装アンプ６３０は、増幅器６３１及び６３２と、差動増幅器６３３と、を有する。計装アンプ６３０を差動アンプ３４０の替わりに使用すれば、高感度でさらにＳ／Ｎ比のよい状態で、揺動角度を検出できる。

＜検出用圧電素子の変形例＞
第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂ、並びに第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂについても変形が可能である。

第１実施形態では、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂを第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂに設け、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの出力の和が出力されるように配線する。そして、変形しない第１支持部１２０の位置に第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂを設け、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの出力の和から第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの和を差分演算（減算）することでクロストークノイズを除去する。

これに対し、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂの変形量が十分に検出できる場合には、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの何れか一方の出力信号と、第１支持部１２０に設けられた第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの何れか一方の出力信号の差分演算により、クロストークノイズを除去するようにしてもよい。

第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの何れか一方の出力信号と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの何れか一方の出力信号を利用しないため、これらを省略できる。或いは接続する配線を省略できる。

また、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂの変形量が十分に検出できない場合、或いは第１検出用圧電素子、及び第２検出用圧電素子の変形量を平均化したい場合には、第１検出用圧電素子と第２検出用圧電素子とから構成される組の数を３組以上にすることもできる。

＜第１検出信号及び第２検出信号の一例＞
次に図１０は、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂにより出力される第１検出信号と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂにより出力される第２検出信号を例示する図である。

図１０において、駆動電圧ＭＤｉｎは、駆動用配線ＬＤを経由して共通の駆動用入力端子ＭＤに接続されている第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの下部電極３０１に入力される駆動電圧であり、第１の電圧の一例である。

第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔは、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの表面電極が第２検出用配線ＬＳ２を経由して共通の第２検出用出力端子ＭＳ２に接続されて出力された信号であり、第３の電圧の一例である。

第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂが設けられた第１支持部１２０と、を介して第２検出用出力端子ＭＳ２に伝達され、第２検出用出力端子ＭＳ２からクロストークノイズを示す第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔが出力される。

第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔは、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの表面電極が第１検出用配線ＬＳ１を経由して共通の第１検出用出力端子ＭＳ１に接続されて出力された信号であり、第２の電圧の一例である。

第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂにより検出される弾性変形量に応じた信号に加え、第１検出用出力端子ＭＳ１に駆動電圧ＭＤｉｎが伝達されたクロストークイズが出力される。これらが重畳されて、第１検出用出力端子ＭＳ１から第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔが出力される。

検出信号ＭＶｏｕｔは、差動増幅回路３３０によって第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔが減算された出力信号である。第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂと第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂのそれぞれから出力されるクロストークノイズの大きさは等しい。そのため、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを減算することで、クロストークノイズが除去される。これによりミラー部１０１の揺動角度を精度よく検出でき、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御できる。

＜可動装置１３の作用効果＞
次に可動装置１３の作用効果について説明する。

従来、ＭＥＭＳデバイスとしての光偏向器等の可動装置では、駆動用圧電素子等の圧電駆動部に加えて、可動部の揺動に伴う梁部の変形量を検出するための検出用圧電素子が梁部に設けられた構成が開示されている。

この構成では、圧電駆動部の上部電極と下部電極に駆動用配線を介して電圧が印加されると、梁部の寄生容量により検知用圧電素子が出力する検出信号にクロストークノイズが重畳される場合がある。特に圧電駆動部の下部電極に駆動電圧が印加される場合にクロストークノイズが発生しやすい。クロストークノイズが重畳されると、検出用圧電素子の検出信号に基づく可動部の揺動のフィードバック制御の精度が低下する。

本実施形態に係る可動装置１３は、ミラー部１０１（可動部）と、ミラー部１０１を揺動させる第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂ（梁部）と、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂを支持する第１支持部１２０（支持部）と、ミラー部１０１の揺動に関する情報を取得する差動増幅回路３３０（情報取得部）と、を備える。

また、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂは、駆動電圧ＭＤｉｎ（第１の電圧）が入力される第１圧電駆動部１１２０ａ及び１１２ｂ（第１の圧電部材）と、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔ（第２の電圧）を生成する第１検出用圧電素子（第２の圧電部材）と、を有する。さらに第１支持部１２０は、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔ（第３の電圧）を生成する第２検出用圧電素子（第３の圧電部材）を有する。

第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂは、駆動電圧ＭＤｉｎに基づいて第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂを変形させることで、ミラー部１０１を揺動させ、差動増幅回路３３０は、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに関する情報と、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに関する情報と、に基づき、ミラー部１０１の揺動に関する情報を取得する。

第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに関する情報と、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに関する情報と、に基づく情報は、例えば、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに関する情報と、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに関する情報との差分情報である。

第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂは、変形しない第１支持部１２０に設けられているため、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂにより出力される第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔは主としてクロストークノイズを示す信号となる。従って、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂにより出力される第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを差動増幅回路３３０により差分演算することで、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂに重畳されるクロストークノイズを除去できる。その結果、ミラー部１０１の揺動に関する情報を正確に取得できる。

また、本実施形態では、第１圧電駆動部１１２０ａ及び１１２ｂは上部電極３０３と、圧電部３０２（圧電素子）と、下部電極３０１と、を有し、駆動電圧ＭＤｉｎは下部電極３０１に印加される。駆動電圧ＭＤｉｎは下部電極３０１に印加されると、圧電特性の直線性が良くなるが、一方でクロストークノイズが発生しやすくなる。本実施形態の適用によりクロストークノイズを除去することで、圧電特性が直線性の良い領域で、且つクロストークが抑制された状態でミラー部１０１を揺動させることができる。

また、本実施形態では、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの各面積と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの各面積は等しい。これにより、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズと、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズが等しくなるため、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを差分演算することで、クロストークノイズを正確に除去できる。

また、本実施形態では、第１検出用圧電素子１６０ａと第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第１検出用圧電素子１６０ｂと第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ａと第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、並びに第２検出用圧電素子１７０ｂと第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離はそれぞれ等しい。

これにより、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズと、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズが等しくなるため、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを差分演算することで、クロストークノイズを正確に除去できる。

また、本実施形態では、第１検出用圧電素子１６０ａの長辺と第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、第１検出用圧電素子１６０ｂの長辺と第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離、第２検出用圧電素子１７０ａの長辺と第１圧電駆動部１１２ａとの間の距離、並びに第２検出用圧電素子１７０ｂの長辺と第１圧電駆動部１１２ｂとの間の距離はそれぞれ等しい。

これにより、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズと、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズが等しくなるため、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを差分演算することで、クロストークノイズを正確に除去できる。

また、本実施形態では、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂと、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂと、で構成される組を２組（複数）有する。これにより、２組の組がそれぞれ出力する信号を加算により大きくできるため、ミラー部１０１の揺動角度に関する情報をＳ／Ｎ比が良い状態で正確に取得できる。

また、本実施形態では、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂに駆動電圧ＭＤｉｎを入力する駆動用配線ＬＤは、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔが出力される第１検出用配線ＬＳ１と、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔが出力される第２検出用配線ＬＳ２との間に設けられている。

これにより、クロストークノイズのうち、配線間の寄生容量成分、シリコン基板との寄生容量成分の大きさを同じ大きさにできるため、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズと、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに重畳されるクロストークノイズが等しくなる。その結果、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔから第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを差分演算することで、クロストークノイズを正確に除去できる。

なお、本実施形態は、片持ち梁構造の梁部を有する可動装置１３、及び両持ち梁構造の梁部を有する可動装置１３ａの何れにも適用可能である。

［第２実施形態］
次に第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂの和を出力する第１検出用出力端子ＭＳ１と、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂの和を出力する第２検出用出力端子ＭＳ２に含まれるクロストークノイズの大きさを、差動アンプ３４０ａに入力する前に等しくする。

図１１は、本実施形態に係る差動増幅回路３３０ａの構成の一例を示す回路図である。図１１に示すように、差動増幅回路３３０ａでは、オペアンプ３４１の非反転入力端子は抵抗Ｒ４を介して電圧変換器３３１の出力端子に接続され、また、オペアンプ３４１の非反転入力端子は可変抵抗Ｒ５'を介して接地されている。可変抵抗Ｒ５'は第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔを調整する調整部の一例であり、例えばディジタルポテンショメータである。

本実施形態では、差動アンプ３４０ａの入力端子Ｂ１に含まれるクロストークノイズと、差動アンプ３４０ａの入力端子Ｂ２に含まれるクロストークノイズの大きさを同じにして、差動増幅回路３３０によってクロストークノイズを除去する。

これにより、第１検出用出力端子ＭＳ１と第２検出用出力端子ＭＳ２に含まれるクロストークノイズの大きさが異なっていても、可変抵抗Ｒ５'によって入力端子Ｂ１及びＢ２でのクロストークノイズの大きさを等しくすることができる。

つまり、第１検出用圧電素子１６０ａの面積と第２検出用圧電素子１７０ａの面積が異なり、また第１検出用圧電素子１６０ｂの面積と第２検出用圧電素子１７０ｂの面積が異なっていてもよい。さらに第１圧電駆動部１１２ａと第１検出用圧電素子１６０ａとの間の距離、第１圧電駆動部１１２ａと第２検出用圧電素子１７０ａとの間の距離が異なり、第１圧電駆動部１１２ｂと第１検出用圧電素子１６０ｂとの間の距離、第１圧電駆動部１１２ｂと第２検出用圧電素子１７０ｂとの間の距離が異なっていてもよい。但し、第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂはクロストークノイズを出力する位置に配置されることが好ましい。

可変抵抗Ｒ５'の設定方法に関し、例えば、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂに入力される駆動電圧ＭＤｉｎの周波数を、共振周波数からずらした周波数にする。この場合には、第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂは共振振動しないが、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂから第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂ、並びに第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂにはクロストークノイズが入力される。この状態で、差動アンプ３４０ａの出力信号ＳＶｏｕｔが最小になるように可変抵抗Ｒ５'を設定する。

その他の設定方法としては、第１支持部１２０に設けられた第２検出用圧電素子１７０ａ及び１７０ｂに駆動電圧を印加し、第１圧電駆動部１１２ａ及び１１２ｂの入力端子から電圧信号を出力する。この場合には第１駆動部１１０ａ及び１１０ｂは振動しないが、第１検出用圧電素子１６０ａ及び１６０ｂにはクロストークノイズが出力される。この状態で差動アンプ３４０ａの出力信号ＳＶｏｕｔが最小になるように可変抵抗Ｒ５'を設定する。

以上のように、本実施形態では、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔ（第３の電圧）を調整する可変抵抗Ｒ５'（調整部）を有し、差動増幅回路３３０ａ（情報取得部）は、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔ（第２の電圧）に関する情報と、可変抵抗Ｒ５'により調整された第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔに関する情報と、に基づき、ミラー部１０１（可動部）の揺動に関する情報を取得する。

これにより、差動アンプ３４０ａの入力端子Ｂ１及びＢ２に入力されるクロストークノイズの大きさを等しくし、差動増幅回路３３０ａにより差分演算することで、クロストークノイズを除去できる。その結果、ミラー部１０１の揺動に関する情報を正確に取得できる。

なお、これ以外の効果は第１実施形態で示したものと同様である。

［第３実施形態］
本実施形態では、第３の電圧の電圧値を記憶する記憶部を有し、情報取得部は、第２の電圧に関する情報と、記憶部により記憶された第３の電圧に関する情報と、に基づき、可動部の揺動に関する情報を取得する。

図１２は、本実施形態に係る差動増幅回路３３０ａ周辺の構成を示す回路図である。記憶部３３３は、制御装置１１に設けられ、情報を記憶可能なメモリである。記憶部３３３に記憶される情報は、第２実施形態で示した可変抵抗Ｒ５'の設定方法により取得される情報と同じである。

また、記憶部３３３からクロストークノイズの大きさを含む情報を入力することができるため、可変抵抗Ｒ５'を設けない構成にしてもよい。

このように、本実施形態では、第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔ（第３の電圧）の電圧値を記憶する記憶部を有し、差動増幅回路３３０ａ（情報取得部）は、第１検出信号ＭＳ１ｏｕｔ（第２の電圧）に関する情報と、記憶部３３３により記憶された第２検出信号ＭＳ２ｏｕｔ（第３の電圧）に関する情報と、に基づき、ミラー部１０１（可動部）の揺動に関する情報を取得する。

これにより、差動アンプ３４０ａの入力端子Ｂ１及びＢ２に入力されるクロストークノイズの大きさを等しくし、差動増幅回路３３０ａにより差分演算することで、クロストークノイズを除去できる。その結果、ミラー部１０１の揺動に関する情報を正確に取得できる。

なお、これ以外の効果は第１実施形態で示したものと同様である。

［その他の好適な実施形態］
上述した実施形態に係る可動装置１３は、各種のシステム及び装置に適用可能である。以下では、可動装置１３の各種システム及び装置への適用例を説明する。

［光走査システム］
まず、本実施形態の可動装置を適用した光走査システムについて、図１３～図１６に基づいて詳細に説明する。図１３には、光走査システムの一例の概略図が示されている。図１３に示すように、光走査システム１０は、制御装置１１の制御に従って光源装置１２から照射された光を可動装置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、制御装置１１、光源装置１２、反射面１４を有する可動装置１３により構成される。

制御装置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。可動装置１３は、例えば反射面１４を有し、反射面１４が可動するＭＥＭＳ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。

制御装置１１は、取得した光走査情報に基づいて光源装置１２および可動装置１３の制御命令を生成し、制御命令に基づいて光源装置１２および可動装置１３に駆動信号を出力する。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。可動装置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回転振動させる。

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制御装置１１の制御によって、可動装置１３の反射面１４を所定の範囲で２軸方向に往復回転振動させ、その結果、反射面１４に入射する光源装置１２からの照射光をある１軸周りに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、本実施形態の可動装置の詳細および制御装置による制御の詳細については後述する。

次に、光走査システム１０の一例のハードウェア構成について図１４を用いて説明する。図１４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１４に示すように、光走査システム１０は、制御装置１１、光源装置１２および可動装置１３を備え、それぞれが電気的に接続されている。このうち、制御装置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、可動装置ドライバ２６を備えている。

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、制御装置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および可動装置ドライバ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。

光源装置ドライバ２５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。

可動装置ドライバ２６は、入力された制御信号に従って可動装置１３に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。

制御装置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、制御装置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、制御装置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。

制御装置１１は、ＣＰＵ２０の命令および図１４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。

次に、光走査システム１０の制御装置１１の機能構成について図１５を用いて説明する。図１５は、光走査システムの制御装置１１の一例の機能ブロック図である。

図１５に示すように、制御装置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、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、光源装置ドライバ２５、可動装置ドライバ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または可動装置１３に駆動信号を出力する。

駆動信号は、光源装置１２または可動装置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、可動装置１３においては、可動装置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。

次に、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図１６を用いて説明する。図１６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および可動装置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、可動装置１３は、入力された駆動信号に基づいて反射面１４の回転振動を行う。光源装置１２および可動装置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つの制御装置１１が光源装置１２および可動装置１３を制御する装置および機能を有しているが、光源装置用の制御装置および可動装置用の制御装置と、別体に設けてもよい。

また、上記光走査システム１０では、１つの制御装置１１に光源装置１２および可動装置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を有した制御装置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を有した可動装置１３と制御装置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。

このように、実施形態の可動装置１３を光走査システムに適用することにより、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御でき、高精度に光走査可能な光走査システムを提供できる。

［画像投影装置］
次に、本実施形態の可動装置を適用した画像投影装置について、図１７および図１８を用いて詳細に説明する。

図１７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１８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。自動車４００は移動体の一例である。

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１７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。

図１８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を有する可動装置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。ダイクロイックミラー５０５、５０６は、それぞれ合成部の一例である。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を有する可動装置１３によって二次元走査される。可動装置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。

可動装置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。この可動装置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を有した可動装置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等の非移動体に搭載されてもよい。

このように、実施形態の可動装置１３を画像投影装置に適用することにより、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御でき、高精度に光走査可能な画像投影装置を提供できる。また画像投影装置による投影範囲を所望の寸法で一定に維持することができる。

［光書込装置］
次に、本実施形態の可動装置を適用した光書込装置について図１９および図２０を用いて詳細に説明する。

図１９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２０は、光書込装置の一例の概略図である。

図１９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２０に示すように、光書込装置６００において、レーザ素子等の光源装置１２からのレーザ光は、コリメータレンズ等の結像光学系６０１を経た後、反射面１４を有する可動装置１３により１軸方向または２軸方向に偏向される。そして、可動装置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を有する可動装置１３は、制御装置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を有した可動装置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、可動装置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、また可動装置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。

このように、実施形態の可動装置１３を光書込装置に適用することにより、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御でき、高精度に光走査可能な光書込装置を提供できる。

［距離測定装置］
次に、上記本実施形態の可動装置を適用した距離測定装置について、図２１乃至図２３を用いて詳細に説明する。

図２１及び図２２は、距離測定装置の一例であるレーザレーダ装置を、自動車の前照灯を搭載する灯部ユニットに搭載した自動車の概略図である。また、図２３はレーザレーダ装置の一例の概略図である。

距離測定装置は、対象方向の物体までの距離を測定する装置であり、例えばレーザレーダ装置である。

図２１及び図２２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までの距離を測定する。自動車７０１は移動体の一例である。

図２３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タレンズ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を有する可動装置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および可動装置１３は、制御装置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、反射光は入射光検出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装置７０８に出力する。信号処理装置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を有する可動装置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。このようなレーサレーダ装置は、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測定することができる。

上記距離測定装置では、一例としてのレーザレーダ装置７００の説明をしたが、距離測定装置は、反射面１４を有した可動装置１３を制御装置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までの距離を測定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等にも同様に適用することができる。

このように、実施形態の可動装置１３を距離測定装置に適用することにより、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御でき、高精度に光走査可能な距離測定装置を提供できる。距離測定装置による測定範囲を所望の寸法で一定に維持することができる。

［レーザヘッドランプ］
次に、上記本実施形態の可動装置を自動車のヘッドライトに適用したレーザヘッドランプ５０について、図２４を用いて説明する。図２４は、レーザヘッドランプ５０の構成の一例を説明する概略図である。

レーザヘッドランプ５０は、制御装置１１と、光源装置１２ｂと、反射面１４を有する可動装置１３と、ミラー５１と、透明板５２とを有する。

光源装置１２ｂは、青色のレーザ光を発する光源である。光源装置１２ｂから発せられた光は、可動装置１３に入射し、反射面１４にて反射される。可動装置１３は、制御装置１１からの信号に基づき、反射面をＸＹ方向に可動し、光源装置１２ｂからの青色のレーザ光をＸＹ方向に二次元走査する。

可動装置１３による走査光は、ミラー５１で反射され、透明板５２に入射する。透明板５２は、表面又は裏面を黄色の蛍光体により被覆されている。ミラー５１からの青色のレーザ光は、透明板５２における黄色の蛍光体の被覆を通過する際に、ヘッドライトの色として法定される範囲の白色に変化する。これにより自動車の前方は、透明板５２からの白色光で照明される。

可動装置１３による走査光は、透明板５２の蛍光体を通過する際に所定の散乱をする。これにより自動車前方の照明対象における眩しさは緩和される。

可動装置１３を自動車のヘッドライトに適用する場合、光源装置１２ｂ及び蛍光体の色は、それぞれ青及び黄色に限定されない。例えば、光源装置１２ｂを近紫外線とし、透明板５２を、光の三原色の青色、緑色及び赤色の各蛍光体を均一に混ぜたもので被覆してもよい。この場合でも、透明板５２を通過する光を白色に変換でき、自動車の前方を白色光で照明することができる。

このように、実施形態の可動装置１３をレーザヘッドランプに適用することにより、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御でき、高精度に光走査可能なレーザヘッドランプを提供できる。

［ヘッドマウントディスプレイ］
次に、上記本実施形態の可動装置を適用したヘッドマウントディスプレイ６０について、図２５～２６を用いて説明する。ここでヘッドマウントディスプレイ６０は、人間の頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイで、例えば、眼鏡に類する形状とすることができる。ヘッドマウントディスプレイを、以降ではＨＭＤと省略して示す。

図２５は、ＨＭＤ６０の外観を例示する斜視図である。図２５において、ＨＭＤ６０は、左右に１組ずつ略対称に設けられたフロント６０ａ、及びテンプル６０ｂにより構成されている。フロント６０ａは、例えば、導光板６１により構成することができ、光学系や制御装置等は、テンプル６０ｂに内蔵することができる。

図２６は、ＨＭＤ６０の構成を部分的に例示する図である。なお、図２６では、左眼用の構成を例示しているが、ＨＭＤ６０は右眼用としても同様の構成を有している。

ＨＭＤ６０は、制御装置１１と、光源ユニット５３０と、光量調整部５０７と、反射面１４を有する可動装置１３と、導光板６１と、ハーフミラー６２とを有している。

光源ユニット５３０は、上述したように、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、及び５０１Ｂと、コリメータレンズ５０２、５０３、及び５０４と、ダイクロイックミラー５０５、及び５０６とを、光学ハウジングによってユニット化したものである。光源ユニット５３０において、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、及び５０１Ｂからの三色のレーザ光は、ダイクロイックミラー５０５及び５０６で合成される。光源ユニット５３０からは、合成された平行光が発せられる。

光源ユニット５３０からの光は、光量調整部５０７により光量調整された後、可動装置１３に入射する。可動装置１３は、制御装置１１からの信号に基づき、反射面１４をＸＹ方向に可動し、光源ユニット５３０からの光を二次元走査する。この可動装置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、走査光によりカラー画像が形成される。

可動装置１３による走査光は、導光板６１に入射する。導光板６１は、走査光を内壁面で反射させながらハーフミラー６２に導光する。導光板６１は、走査光の波長に対して透過性を有する樹脂等により形成されている。

ハーフミラー６２は、導光板６１からの光をＨＭＤ６０の背面側に反射し、ＨＭＤ６０の装着者６３の眼の方向に出射する。ハーフミラー６２は、例えば、自由曲面形状を有している。走査光による画像は、ハーフミラー６２での反射により、装着者６３の網膜に結像する。或いは、ハーフミラー６２での反射と眼球における水晶体のレンズ効果とにより、装着者６３の網膜に結像する。またハーフミラー６２での反射により、画像は空間歪が補正される。装着者６３は、ＸＹ方向に走査される光で形成される画像を、観察することができる。

６２はハーフミラーであるため、装着者６３には、外界からの光による像と走査光による画像が重畳して観察される。ハーフミラー６２に代えてミラーを設けることで、外界からの光をなくし、走査光による画像のみを観察できる構成としてもよい。

このように、実施形態の可動装置１３をヘッドマウントディスプレイに適用することにより、ミラー部１０１の揺動を精度よく制御でき、高精度に光走査可能なヘッドマウントディスプレイを提供できる。

［パッケージング］
次に、本実施形態の可動装置のパッケージングについて図２７を用いて説明する。

図２７は、パッケージングされた可動装置の一例の概略図である。

図２７に示すように、可動装置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、可動装置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。

以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

なお、上述した実施形態では、可動部に反射面を設ける構成を例示したが、これに限定されるものではなく、可動部が回折格子、フォトダイオード、ヒータ（例えば、ＳｉＮを用いたヒータ）、光源（例えば、面発光型レーザ）等の他の光学素子を備えたり、反射面と他の光学素子の両方を備えたりすることもできる。

１０ 光走査システム
１１ 制御装置
１２、１２ｂ 光源装置
１３ 可動装置
１４ 反射面
１５ 被走査面
２５ 光源装置ドライバ
２６ 可動装置ドライバ
３０ 制御部
３１ 駆動信号出力部
５０ レーザヘッドランプ
５１ ミラー
５２ 透明板
６０ ヘッドマウントディスプレイ
６０ａ フロント
６０ｂ テンプル
６１ 導光板
６２ ハーフミラー
６３ 装着者
１０１ ミラー部（可動部の一例）
１０２ ミラー部基体
１１０ａ、１１０ｂ 第１駆動部（梁部の一例）
１１１ａ、１１１ｂ トーションバー
１１２ａ、１１２ｂ 第１圧電駆動部（第１の圧電部材の一例）
１２０ 第１支持部（支持部の一例）
１５０ 電極接続部
１６０ａ、１６０ｂ 第１検出用圧電素子（第２の圧電部材の一例）
１７０ａ、１７０ｂ 第２検出用圧電素子（第３の圧電部材の一例）
３０１ 下部電極
３０２ 圧電部
３０３ 上部電極
３３０ 差動増幅回路（情報取得部の一例）
３３３ 記憶部
ＭＤ 駆動用入力端子
ＭＤｉｎ 駆動電圧（第１の電圧の一例）
ＭＳ１ 第１検出用出力端子
ＭＳ１ｏｕｔ 第１検出信号（第２の電圧の一例）
ＭＳ２ 第２検出用出力端子
ＭＳ２ｏｕｔ 第２検出信号（第３の電圧の一例）
ＬＤ 駆動用配線（第１の圧電部材に駆動電圧が入力される配線の一例）
ＬＳ１ 第１検出用配線（第２の電圧が出力される配線の一例）
ＬＳ２ 第２検出用配線（第３の電圧が出力される配線の一例）
Ｒ５' 可変抵抗（調整部の一例）

特許５８９０１１５号公報

Claims (19)

1. 可動部と、
   前記可動部を揺動させる梁部と、
   前記梁部を支持する支持部と、
   前記可動部の揺動に関する情報を取得する情報取得部と、を備え、
   前記梁部は、第１の電圧が入力される第１の圧電部材と、第２の電圧を生成する第２の圧電部材と、を有し、
   前記支持部は、第３の電圧を生成する第３の圧電部材を有し、
   前記第１の圧電部材は、前記第１の電圧に基づいて前記梁部を変形させることで、前記可動部を揺動させ、
   前記情報取得部は、前記第２の電圧に関する情報と、前記第３の電圧に関する情報と、に基づき、前記可動部の揺動に関する情報を取得する光偏向器。
2. 前記第２の電圧に関する情報と、前記第３の電圧に関する情報と、に基づく情報は、前記第２の電圧と前記第３の電圧との差分情報である請求項１に記載の光偏向器。
3. 前記第１の圧電部材は上部電極と、圧電素子と、下部電極と、を有し、
   前記第１の電圧は下部電極に印加される請求項１又は２に記載の光偏向器。
4. 前記第２の圧電部材の面積と前記第３の圧電部材の面積は等しい請求項１乃至３の何れか１項に記載の光偏向器。
5. 前記第２の圧電部材と前記第１の圧電部材との間の距離は、前記第３の圧電部材と前記第１の圧電部材との間の距離に等しい請求項１乃至４の何れか１項に記載の光偏向器。
6. 前記第２の圧電部材の長辺と前記第１の圧電部材との間の距離は、前記第３の圧電部材の長辺と前記第１の圧電部材との間の距離に等しい請求項１乃至５の何れか１項に記載の光偏向器。
7. 前記第２の圧電部材と前記第３の圧電部材とで構成される組を複数有する請求項１乃至６の何れか１項に記載の光偏向器。
8. 前記第１の圧電部材に駆動電圧が入力される配線は、前記第２の電圧が出力される配線と、前記第３の電圧が出力される配線との間に設けられている請求項１乃至７の何れか１項に記載の光偏向器。
9. 前記第３の電圧を調整する調整部を有し、
   前記情報取得部は、前記第２の電圧に関する情報と、前記調整部により調整された前記第３の電圧に関する情報と、に基づき、前記可動部の揺動に関する情報を取得する請求項１乃至８の何れか１項に記載の光偏向器。
10. 前記第３の電圧の電圧値を記憶する記憶部を有し、
    前記情報取得部は、前記第２の電圧に関する情報と、前記記憶部により記憶された前記第３の電圧に関する情報と、に基づき、前記可動部の揺動に関する情報を取得する
    する請求項１乃至９の何れか１項に記載の光偏向器。
11. 前記梁部は片持ち梁構造である請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光偏向器。
12. 前記梁部は両持ち梁構造である請求項１乃至１０の何れか１項に記載の光偏向器。
13. 請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光偏向器と、
    光を発する光源と、を備え、
    前記光源から発せられた光を偏向して投影する画像投影装置。
14. 前記光源は複数設けられており、
    複数の前記光源は、異なる波長の光を発するものであって、
    複数の前記光源から発した複数の前記光を合成する合成部を更に備え、
    前記合成部において合成された光を偏向して投影する請求項１３に記載の画像投影装置。
15. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光偏向器を備えるヘッドアップディスプレイ。
16. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光偏向器を備えるレーザヘッドランプ。
17. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光偏向器を備えるヘッドマウントディスプレイ。
18. 請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光偏向器と、
    光を発する光源と、を備え、
    前記光源から発せられた光を偏向し、前記光が物体に照射され、前記物体において反射された反射光を検出することにより物体までの距離を測定することを特徴とする距離測定装置。
19. 請求項１５に記載のヘッドアップディスプレイ、請求項１６に記載のレーザヘッドランプ、又は請求項１８に記載の距離測定装置の少なくとも１つを有する移動体。

Images