JP5765044B2

JP5765044B2 - Optical scanner

Info

Publication number: JP5765044B2
Application number: JP2011100565A
Authority: JP
Inventors: 久雄秋田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP2012233948A

Description

本発明は、トーションバーで支持されたミラーを、振動発生部で共振させて揺動させ、光を走査する光スキャナについて、前記振動発生部の電極に接合される導体の構造や接合構造に関する。 The present invention relates to a structure of a conductor bonded to an electrode of a vibration generating unit and a bonding structure for an optical scanner that scans light by causing a mirror supported by a torsion bar to resonate and swing at a vibration generating unit.

従来から、光を走査する装置としては、特許文献１に示されるような光スキャナが知られている。この光スキャナは、トーションバーで支持されたミラーを、圧電素子（振動発生部）で共振させて揺動させることにより、ミラーで反射した光を走査するものである。このような光スキャナの圧電素子には、駆動電流が供給される導体が接合されている。一般的には、導体として金ワイヤが用いられ、特許文献２に示されるようなワイヤボンディング技術により、金ワイヤが圧電素子に接合されている。 Conventionally, an optical scanner as shown in Patent Document 1 is known as an apparatus for scanning light. In this optical scanner, a mirror supported by a torsion bar is resonated with a piezoelectric element (vibration generating unit) and swung, thereby scanning light reflected by the mirror. A conductor to which a drive current is supplied is joined to the piezoelectric element of such an optical scanner. Generally, a gold wire is used as a conductor, and the gold wire is bonded to the piezoelectric element by a wire bonding technique as disclosed in Patent Document 2.

特開２００９−１８６６５２号公報JP 2009-186652 A 特開平１０−１４４７１６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-144716

しかしながら、金ワイヤは、その線径が１５〜４０μｍであり、細いことから、圧電素子の振動により、金ワイヤが繰り返し荷重を受けて破断してしまう問題があった。そこで、金ワイヤの線径を太くすることも考えられる。しかし、金ワイヤの線径を太くすると、金ワイヤが変形し難くなるので、接合された金ワイヤにより圧電素子の動きが阻害されてしまい、光スキャナが所望の性能を得られなくなってしまう。
また、金ワイヤと圧電素子との接合面積は小さいことから（従来では接合部のボンディング径は３０〜４０μｍ接合面積は、約７００〜１２５０μｍ^２）、圧電素子の振動時に、金ワイヤが圧電素子から剥離しまうという問題もあった。
本発明は、上記問題を解決し、振動発生部の動きが阻害され難く、振動発生部に接合された導体が破断し難い光スキャナを提供することを目的とする。 However, since the gold wire has a wire diameter of 15 to 40 μm and is thin, there is a problem that the gold wire repeatedly receives a load due to vibration of the piezoelectric element and breaks. Therefore, it is conceivable to increase the diameter of the gold wire. However, if the wire diameter of the gold wire is increased, the gold wire is not easily deformed. Therefore, the movement of the piezoelectric element is hindered by the bonded gold wire, and the optical scanner cannot obtain desired performance.
Further, since the bonding area between the gold wire and the piezoelectric element is small (conventional bonding diameter is 30 to 40 μm, bonding area is about 700 to 1250 μm ² ), the gold wire is separated from the piezoelectric element when the piezoelectric element vibrates. There was also a problem of peeling.
An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an optical scanner in which the movement of the vibration generating part is hardly hindered and the conductor joined to the vibration generating part is difficult to break.

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明である光スキャナは、光を反射するミラーと、前記ミラーを支持し前記ミラーから離れる方向に延出するトーションバーを有する本体部と、前記本体部上に設けられ、上面に電極が形成され、前記電極への駆動電圧の印加により振動を発生する振動発生部と、前記本体部が固定される基台と、一端が前記電極と接合し、前記本体部と離間して配設され、他端が前記駆動電圧を生成する駆動回路に電気的に接続する導体とを有し、前記導体は、可撓性を有する導電体と、前記導電体を被覆する可撓性を有する樹脂製の被覆体とから構成されていることを特徴とする。 The optical scanner according to claim 1, which has been made in order to solve the above-described problem, includes a mirror that reflects light, and a main body having a torsion bar that supports the mirror and extends away from the mirror. A vibration generating portion provided on the main body portion, having an electrode formed on an upper surface thereof, and generating a vibration when a driving voltage is applied to the electrode; a base on which the main body portion is fixed; and one end of the electrode A conductor that is joined and spaced apart from the main body, and the other end of which is electrically connected to a drive circuit that generates the drive voltage, and the conductor includes a flexible conductor; It is comprised from the resin-made covering body which has the flexibility which coat | covers the said conductor.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記導電体は、金属箔で構成され、前記被覆体は、前記金属箔の両面に層状に形成され、前記導体の一端には、前記導電体と電気的に接続する接合面が形成され、前記接合面が前記電極に接着されて、前記導体の一端が前記電極に接合していることを特徴とする。
このように、導体は、金属箔と被覆体が層状に形成されている構造なので、柔軟性がある。このため、電極に接合されている導体により、振動発生部の動きが阻害され難い。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the conductor is composed of a metal foil, the covering is formed in layers on both surfaces of the metal foil, and is formed at one end of the conductor. Has a bonding surface electrically connected to the conductor, the bonding surface is bonded to the electrode, and one end of the conductor is bonded to the electrode.
Thus, since the conductor is a structure in which the metal foil and the covering are formed in layers, the conductor is flexible. For this reason, the movement of the vibration generating part is hardly hindered by the conductor joined to the electrode.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記電極に接合された前記導体は、前記基台上の固定部に固定されてから、前記駆動回路側に延出していることを特徴とする。
これにより、電極に接合された導体を弛まないように固定部に固定させることができる。このため、導体の弛みの程度に起因する圧電素子の振幅のバラツキを防止し、光スキャナの特性にバラツキが生じてしまうことを防止することが可能となる。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the conductor joined to the electrode extends to the drive circuit side after being fixed to a fixing portion on the base. It is characterized by that.
Thereby, the conductor joined to the electrode can be fixed to the fixing portion so as not to loosen. For this reason, it is possible to prevent variations in the amplitude of the piezoelectric element due to the degree of looseness of the conductor, and to prevent variations in the characteristics of the optical scanner.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記導体の前記電極との接合部と前記固定部との距離を、前記ミラーの所望振れ角を得るのに必要な電圧で駆動したときの前記振動発生部の振幅で除した値が、５０以上１５０以下であることを特徴とする。
このように、前記距離を前記振幅で除した値を５０以上にすると、振動発生部として圧電素子を用いた場合に、ミラーの所望振れ角を得るのに必要な駆動電圧を低下させることが可能となる。また、前記距離を前記振幅で除した値を１５０以下にすると、光スキャナのジッタを低下させることが可能となる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the distance between the joint portion of the conductor and the electrode and the fixed portion is a voltage necessary to obtain a desired deflection angle of the mirror. The value divided by the amplitude of the vibration generating part when driven is 50 or more and 150 or less.
Thus, when the value obtained by dividing the distance by the amplitude is 50 or more, it is possible to reduce the drive voltage necessary to obtain the desired deflection angle of the mirror when a piezoelectric element is used as the vibration generating unit. It becomes. If the value obtained by dividing the distance by the amplitude is set to 150 or less, the jitter of the optical scanner can be reduced.

請求項５に記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記導体の前記電極との接合部は、前記固定部と対向する前記電極の端部であることを特徴とする。
これにより、光スキャナのジッタを低下させることが可能となる。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or claim 4, wherein the joint portion of the conductor with the electrode is an end portion of the electrode facing the fixed portion. To do.
Thereby, the jitter of the optical scanner can be reduced.

請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項５に記載の発明において、前記導体の接合面は、導電性接着部材で、前記電極に接着され、前記導電性接着部材のヤング率は、２〜１０ＧＰａであることを特徴とする。
これにより、振動発生部に印加される駆動電圧及び光スキャナのジッタが過大とならない。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 2 to 5, wherein the joint surface of the conductor is a conductive adhesive member and is bonded to the electrode, and the Young's modulus of the conductive adhesive member is 2 to 10 GPa.
As a result, the drive voltage applied to the vibration generator and the jitter of the optical scanner do not become excessive.

請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求項６に記載の発明において、前記接合面の接合面積は、０．２５〜４ｍｍ^２であることを特徴とする。
このように、接合面積を４ｍｍ^２以下にすると、光スキャナのジッタが過大とならない。また、接合面積を０．２５ｍｍ^２以上にすると、導体が電極から剥離し難い。 The invention according to claim 7 is the invention according to claims 2 to 6, characterized in that a joining area of the joining surface is 0.25 to ⁴ mm ² .
As described above, when the junction area is 4 mm ² or less, the jitter of the optical scanner does not become excessive. Further, when the bonding area is 0.25 mm ² or more, the conductor is difficult to peel from the electrode.

本発明によれば、振動発生部の電極に接合する導体が、可撓性を有する導電体と、この導電体を被覆する可撓性を有する樹脂製の被覆体とから構成されている。これにより、樹脂製の被覆体により導体の強度が上がり、導体が破断し難い光スキャナを提供することが可能となる。また、導体は、導電体がヤング率の低い樹脂製の被覆体で被覆されている構造なので、導体の変形性が保たれ、接合された導体により圧電素子の動きが阻害され難い。 According to the present invention, the conductor to be joined to the electrode of the vibration generating portion is composed of a flexible conductor and a flexible resin cover that covers the conductor. Accordingly, it is possible to provide an optical scanner in which the strength of the conductor is increased by the resin-made covering and the conductor is not easily broken. In addition, since the conductor has a structure in which the conductor is covered with a resin coating having a low Young's modulus, the deformability of the conductor is maintained, and the movement of the piezoelectric element is hardly hindered by the joined conductor.

（Ａ）本発明の実施の形態を示す光スキャナの上面図である。（Ｂ）（Ａ）の断面図である。(A) It is a top view of the optical scanner which shows embodiment of this invention. (B) It is sectional drawing of (A). （Ａ）圧電素子の電極と導体との接合部の上面図である。（Ｂ）（Ａ）の断面図である。(A) It is a top view of the junction part of the electrode of a piezoelectric element, and a conductor. (B) It is sectional drawing of (A). ワイヤボンディングと本発明の接合構造の剥離接着強さ、及び、ボンディングワイヤと本発明に用いられる導体の破断強度を表したグラフである。It is a graph showing the peel strength of the bonding structure of the wire bonding and the present invention, and the breaking strength of the bonding wire and the conductor used in the present invention. （Ａ）導体幅と駆動電圧との関係を表したグラフである。（Ｂ）導体厚と駆動電圧との関係を表したグラフである。(A) It is the graph showing the relationship between a conductor width and a drive voltage. (B) It is the graph showing the relationship between conductor thickness and a drive voltage. （Ａ）導体の空中距離α／圧電素子のＺ変位と駆動電圧の関係を表したグラフである。（Ｂ）導体の空中距離α／圧電素子のＺ変位とジッタの関係を表したグラフである。(A) It is the graph showing the relationship between the air distance (alpha) of a conductor / Z displacement of a piezoelectric element, and a drive voltage. (B) is a graph showing the relationship between the airborne distance α of the conductor / Z displacement of the piezoelectric element and jitter. ミラーの駆動波形を表した図である。It is a figure showing the drive waveform of a mirror. （Ａ）導体の電極への接合位置とジッタの関係を表したグラフである。（Ｂ）圧電素子周囲の上面図である。(A) It is the graph showing the relationship between the junction position to the electrode of a conductor, and jitter. FIG. 4B is a top view around the piezoelectric element. 導電性接着部材のヤング率と、駆動電圧及びジッタとの関係を表したグラフである。It is a graph showing the relationship between the Young's modulus of a conductive adhesive member, drive voltage, and jitter. （Ａ）接合面積と駆動電圧との関係を表したグラフである。（Ｂ）接合面積とジッタとの関係を表したグラフである。(A) It is the graph showing the relationship between a junction area and a drive voltage. (B) A graph showing the relationship between junction area and jitter.

（光スキャナの構造の説明）
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、光スキャナ１００は、基台２０上に本体部１０が取り付けられて構成されている。本体部１０は、基板１１と、揺動可能なミラー１２と、このミラー１２を共振させる圧電素子１３（特許請求の範囲に記載の振動発生部）を有している。圧電素子１３に駆動電圧が印加されると、圧電素子１３が発生する振動により、ミラー１２が共振して揺動し、ミラー１２で反射した光が走査される。 (Description of optical scanner structure)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the optical scanner 100 is configured by mounting a main body 10 on a base 20. The main body 10 includes a substrate 11, a swingable mirror 12, and a piezoelectric element 13 that resonates the mirror 12 (a vibration generating unit described in claims). When a drive voltage is applied to the piezoelectric element 13, the mirror 12 resonates and swings due to vibration generated by the piezoelectric element 13, and the light reflected by the mirror 12 is scanned.

基台２０は、ステンレス鋼（オースティナイト系及びフェライト系を含む）やチタン等の金属で構成されている。基台２０には、上方に開放した凹部２０ａが形成されている。図１に示される実施形態では、基台２０は、枠状である。基台２０の対向する一対の上面は、基板固定面２０ｂとなっている。また、基板固定面２０ｂと異なる、基台２０の対向する一対の上面は、導体固定面２０ｃとなっている。 The base 20 is made of a metal such as stainless steel (including austenite and ferrite) and titanium. The base 20 is formed with a recess 20a opened upward. In the embodiment shown in FIG. 1, the base 20 has a frame shape. A pair of upper surfaces facing each other of the base 20 is a substrate fixing surface 20b. Further, a pair of opposing upper surfaces of the base 20 different from the substrate fixing surface 20b is a conductor fixing surface 20c.

基板１１は、前記したステンレス鋼やチタン等の金属薄板で構成されている。基板１１
の厚さは、５０〜２００μｍである。基板１１は、プレス加工やエッチング加工により形成される。図１の（Ａ）に示されるように、基板１１には、長手方向両縁部よりも内側位置に、前記縁部に沿って一対のスリット１１ａが形成されている。基板１１のスリット１１ａの外側（図１の（Ａ）において上方向）は、取付部１１ｂとなっている。本体部１０のスリット１１ａよりも内側部分は内側部１１ｃとなっていて、この内側部１１ｃはスリット１０ａの両側（図１の（Ａ）において左右方向）に形成された支持梁１１ｄにより支持されている。図１の（Ａ）に示されるように、一対の取付部１１ｂが一対の基板固定面２０ｂ上に固定されて、基板１１が基台２０に取り付けられている。なお、取付部１１ｂの基板固定面２０ｂへの取付方法は、導電性接着材による接着、レーザー溶接が含まれる。図１の（Ａ）に示されるように、基板１１の内側部１１ｃは、基台２０の凹部２０ａ上に位置していて、圧電素子１３により内側部１１ｃに振動が付与されたとしても、内側部１１ｃやミラー１２が、基台２０と干渉しないようになっている。 The board | substrate 11 is comprised with metal thin plates, such as above-mentioned stainless steel and titanium. Substrate 11
The thickness of is 50 to 200 μm. The substrate 11 is formed by pressing or etching. As shown in FIG. 1A, the substrate 11 is formed with a pair of slits 11a along the edges at positions inside the both edges in the longitudinal direction. The outside of the slit 11a of the substrate 11 (upward in FIG. 1A) is a mounting portion 11b. An inner portion of the main body 10 from the slit 11a is an inner portion 11c, and the inner portion 11c is supported by support beams 11d formed on both sides of the slit 10a (left and right in FIG. 1A). Yes. As shown in FIG. 1A, the pair of attachment portions 11 b are fixed on the pair of substrate fixing surfaces 20 b, and the substrate 11 is attached to the base 20. In addition, the attachment method to the board | substrate fixed surface 20b of the attaching part 11b includes adhesion | attachment by a conductive adhesive, and laser welding. As shown in FIG. 1A, the inner portion 11 c of the substrate 11 is located on the recess 20 a of the base 20, and even if vibration is applied to the inner portion 11 c by the piezoelectric element 13, The part 11 c and the mirror 12 do not interfere with the base 20.

内側部１１ｃの中央部分には、一対の貫通口１１ｅが並列に隣接して形成されている。一対の貫通口１１ｅの間には、トーションバー１１ｆが形成されている。トーションバー１１ｆの幅は１００〜２００μｍであり、トーションバー１１ｆの長さは、２０００〜４０００μｍである。
なお、貫通口１１ｅの両側の内側部１１ｃは、圧電素子形成部１１ｇとなっている。 A pair of through-holes 11e are formed adjacent to each other in parallel at the central portion of the inner portion 11c. A torsion bar 11f is formed between the pair of through holes 11e. The width of the torsion bar 11f is 100 to 200 μm, and the length of the torsion bar 11f is 2000 to 4000 μm.
In addition, the inner side part 11c of the both sides of the through-hole 11e is the piezoelectric element formation part 11g.

ミラー１２は、前記した材料の金属薄板で構成されている。図１に示されるように、ミラー１２は、トーションバー１１ｆの中間部上に貼設されている。このように、ミラー１２の両側は、ミラー１２から離れる方向に延出するトーションバー１１ｆにより弾性的に支持されている。このような構造により、ミラー１２は、トーションバー１１ｆの幅中間を通る揺動軸１５を中心に、揺動可能となっている。図１に示される実施形態では、ミラー１２は長方形であるが、正方形や六角形等の多角形、円形、楕円形等の形状であっても差し支え無い。本実施形態では、ミラー１２は、長手方向が４０００〜５０００μｍ、短手方向が１０００〜１５００μｍ、厚さが２００〜６３０μｍである。なお、トーションバー１１ｆとミラー１２を一体に構成しても差し支え無い。 The mirror 12 is composed of a thin metal plate made of the material described above. As shown in FIG. 1, the mirror 12 is stuck on the middle part of the torsion bar 11 f. Thus, both sides of the mirror 12 are elastically supported by the torsion bar 11f extending in a direction away from the mirror 12. With such a structure, the mirror 12 can swing around the swing shaft 15 passing through the middle width of the torsion bar 11f. In the embodiment shown in FIG. 1, the mirror 12 has a rectangular shape, but may have a polygonal shape such as a square or a hexagon, a circular shape, or an elliptical shape. In this embodiment, the mirror 12 has a longitudinal direction of 4000 to 5000 μm, a lateral direction of 1000 to 1500 μm, and a thickness of 200 to 630 μm. Note that the torsion bar 11f and the mirror 12 may be integrally formed.

一対の圧電素子形成部１１ｇ上には、それぞれ、一対の圧電素子１３が形成されている。圧電素子１３は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミックスで構成された圧電体１３ａ（図２の（Ｂ）に示す）と、この圧電体１３ａ上に積層された電極１３ｂから構成されている。電極１３ｂは、金や白金で構成され、真空蒸着法等により形成される。なお、電極１３ｂの厚さは、１μｍ程度である。本実施形態では、圧電体１３ａはＰＺＴであり、圧電素子１３は、一辺が７ｍｍ、他辺が８ｍｍ、厚さが０．０６ｍｍの長方形板状である。 A pair of piezoelectric elements 13 is formed on each of the pair of piezoelectric element forming portions 11g. The piezoelectric element 13 includes a piezoelectric body 13a (shown in FIG. 2B) made of ceramics such as PZT (lead zirconate titanate) and an electrode 13b laminated on the piezoelectric body 13a. Yes. The electrode 13b is made of gold or platinum and is formed by a vacuum deposition method or the like. The thickness of the electrode 13b is about 1 μm. In this embodiment, the piezoelectric body 13a is PZT, and the piezoelectric element 13 has a rectangular plate shape with one side of 7 mm, the other side of 8 mm, and a thickness of 0.06 mm.

図１に示される実施形態では、圧電素子形成部１１ｇが、圧電素子１３の下側の電極の役割を果たしている。本実施形態では、基板１１と基台２０とは電気的に接続され、基台２０がグランド電位となっているので、圧電素子形成部１１ｇもまたグランド電位となっている。 In the embodiment shown in FIG. 1, the piezoelectric element forming portion 11 g serves as a lower electrode of the piezoelectric element 13. In the present embodiment, the substrate 11 and the base 20 are electrically connected, and the base 20 is at the ground potential. Therefore, the piezoelectric element forming portion 11g is also at the ground potential.

圧電素子１３の電極１３ｂは、後述する導体３０により、駆動回路（図示せず）と電気的に接続している。駆動回路は、駆動電圧（例えば、振幅８Ｖの交番電圧に、８Ｖのバイアス電圧を付加した電圧）を生成する。なお、２つの圧電素子１３の電極１３ｂには、互いに逆位相となる駆動電圧が印加される。電極１３ｂに駆動電圧が印加されると、圧電素子１３は、圧電効果により、その厚さ方向に振動する。この振動は、内側部１１ｃに板波を励起する。励起された板波は、内側部１１ｃを介して、トーションバー１１ｆに到達する。すると、トーションバー１１ｆは、揺動軸１５回りにねじれ振動する。これに伴い、ミラー１２は、共振して、揺動軸１５回りに揺動する。そして、ミラー１２で反射した光は、揺動軸１５回りに走査される。 The electrode 13b of the piezoelectric element 13 is electrically connected to a drive circuit (not shown) by a conductor 30 described later. The drive circuit generates a drive voltage (for example, a voltage obtained by adding an 8V bias voltage to an alternating voltage having an amplitude of 8V). Note that drive voltages having opposite phases are applied to the electrodes 13 b of the two piezoelectric elements 13. When a driving voltage is applied to the electrode 13b, the piezoelectric element 13 vibrates in the thickness direction due to the piezoelectric effect. This vibration excites a plate wave in the inner part 11c. The excited plate wave reaches the torsion bar 11f via the inner part 11c. Then, the torsion bar 11f is torsionally vibrated around the swing shaft 15. Accordingly, the mirror 12 resonates and swings around the swing shaft 15. The light reflected by the mirror 12 is scanned around the swing axis 15.

（圧電素子の電極に接合する導体の構造及び接合構造の説明）
図２を用いて、圧電素子１３の電極１３ｂに接合する導体３０の構造及び接合構造を説明する。導体３０は、その一端が圧電素子１３の電極１３ｂと接合し、その他端が前記した駆動回路に電気的に接続している。 (Description of the structure of the conductor bonded to the electrode of the piezoelectric element and the bonding structure)
The structure of the conductor 30 joined to the electrode 13b of the piezoelectric element 13 and the joining structure will be described with reference to FIG. One end of the conductor 30 is joined to the electrode 13b of the piezoelectric element 13, and the other end is electrically connected to the drive circuit described above.

図２の（Ｂ）に示されるように、導体３０は、金属箔３０ａと、金属箔３０ａの両面にフィルム状の被覆体３０ｂ、３０ｃが層状に形成された、いわゆるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。このような構造により、導電体である金属箔３０ａの両面が被覆体３０ｂ、３０ｃにより被覆されて、金属箔３０ａが絶縁されている。金属箔３０ａの材料には、銅箔、金泊、銀箔、アルミ箔が含まれる。また、被覆体３０ｂ、３０ｃの材料には、ポリイミド膜やポリエステル（ＰＥＴ、ＰＥＮを含む）膜等の樹脂が含まれる。本実施形態では、金属箔３０ａは銅箔であり、被覆体３０ｂ、３０ｃはポリイミドである。 As shown in FIG. 2B, the conductor 30 is a so-called flexible printed circuit board (FPC) in which a metal foil 30a and film-like coverings 30b and 30c are formed in layers on both surfaces of the metal foil 30a. is there. With such a structure, both surfaces of the metal foil 30a, which is a conductor, are covered with the coverings 30b and 30c, and the metal foil 30a is insulated. The material of the metal foil 30a includes copper foil, gold leaf, silver foil, and aluminum foil. The material of the coverings 30b and 30c includes a resin such as a polyimide film or a polyester (including PET or PEN) film. In the present embodiment, the metal foil 30a is a copper foil, and the coverings 30b and 30c are polyimide.

金属箔３０ａの厚さは５〜５０μｍであり、被覆体３０ｂ、３０ｃの厚さは５〜１００μｍである。このように構成された導体３０は、金属箔３０ａと被覆体３０ｂ、３０ｃが層状に構成されているので、柔軟性があり変形可能となっている。また、導体３０が変形したとしても、金属箔３０ａが断線すること無く、金属箔３０ａの電気的特性が維持される。導体３０は柔軟性が有るので、電極１３ｂに接合された導体３０により、圧電素子１３の動きが阻害され難くい。 The thickness of the metal foil 30a is 5 to 50 μm, and the thicknesses of the coverings 30b and 30c are 5 to 100 μm. The conductor 30 thus configured is flexible and deformable because the metal foil 30a and the covering bodies 30b and 30c are configured in layers. Further, even if the conductor 30 is deformed, the electrical characteristics of the metal foil 30a are maintained without the metal foil 30a being disconnected. Since the conductor 30 has flexibility, the movement of the piezoelectric element 13 is not easily inhibited by the conductor 30 joined to the electrode 13b.

なお、銅のヤング率は約１２４ＧＰａであり、ポリイミドのヤング率は約３．２ＧＰａ、ポリエステルのヤング率は４．０〜５．０ＧＰａである。
また、銅の引張強度は約１９５ＭＰａであり、ポリイミドの引張強度は２００〜２８０ＭＰａ、ポリエステルの引張強度は２１０〜３１０ＭＰａである。
このように、金属箔３０ａを構成する銅箔に比べて、被覆体３０ｂ、３０ｃを構成するポリイミドやポリエステルは、ヤング率が大幅に低い割には、引張強度が大きいという特徴を有している。このため、金属箔３０ａをポリイミドやポリエステルで被覆させて導体３０を構成すると、導体３０の変形性（変形し易さ、曲がり易さ）が殆ど低下すること無く、導体３０の強度（引張強度を含む）が増大する。 The Young's modulus of copper is about 124 GPa, the Young's modulus of polyimide is about 3.2 GPa, and the Young's modulus of polyester is 4.0-5.0 GPa.
Moreover, the tensile strength of copper is about 195 MPa, the tensile strength of polyimide is 200 to 280 MPa, and the tensile strength of polyester is 210 to 310 MPa.
Thus, compared with the copper foil which comprises metal foil 30a, the polyimide and polyester which comprise the coverings 30b and 30c have the characteristic that tensile strength is large, although Young's modulus is significantly low. . For this reason, when the conductor 30 is formed by coating the metal foil 30a with polyimide or polyester, the deformability (easiness of deformation, easiness of bending) of the conductor 30 is hardly lowered, and the strength (tensile strength of the conductor 30 is increased). Increase).

図２に示されるように、導体３０の一端の裏面には、接合面３０ｆが形成されている。図２の（Ａ）に示されるように、接合面３０ｆには、金属箔３０ａと電気的に接続する接合電極３０ｄが形成されている。接合電極３０ｄは、金等の金属で構成され、金属箔３０ａの下面と接触し、接合面３０ｆの下面に露出している。 As shown in FIG. 2, a joining surface 30 f is formed on the back surface of one end of the conductor 30. As shown in FIG. 2A, a bonding electrode 30d that is electrically connected to the metal foil 30a is formed on the bonding surface 30f. The bonding electrode 30d is made of a metal such as gold, contacts the lower surface of the metal foil 30a, and is exposed on the lower surface of the bonding surface 30f.

図２の（Ｂ）に示されるように、導体３０の接合面３０ｆは、導電性接着部材１４により、電極１３ｂに接着されて接合されている。なお、導電性接着部材１４には、導電性接着材やＡＣＦ（異方性導電フィルム、Anisotropic Conductive Film）が含まれる。なお、導電性接着材は、エポキシ系等の熱硬化性樹脂に銀等の金属フィラーを分散させたものである。また、ＡＣＦは、粘着力のある熱硬化性樹脂に、微細な導電粒子を分散させたフィルムである。電極１３ｂ上に導電性接着部材１４を塗布又は貼り付け、この導電性接着部材１４上に導体３０の一端を載せ、導体３０の一端を加圧しながら加熱することにより、導体３０の一端がその接合面３０ｆで電極１３ｂに接合される。このような接合構造により、電極１３ｂと導体３０の金属箔３０ａとが電気的に接続されている。 As shown in FIG. 2B, the bonding surface 30 f of the conductor 30 is bonded and bonded to the electrode 13 b by the conductive adhesive member 14. The conductive adhesive member 14 includes a conductive adhesive and ACF (Anisotropic Conductive Film). The conductive adhesive is obtained by dispersing a metal filler such as silver in an epoxy-based thermosetting resin. ACF is a film in which fine conductive particles are dispersed in an adhesive thermosetting resin. The conductive adhesive member 14 is applied or pasted on the electrode 13b, one end of the conductor 30 is placed on the conductive adhesive member 14, and one end of the conductor 30 is heated while being pressed. The surface 30f is joined to the electrode 13b. With such a joint structure, the electrode 13b and the metal foil 30a of the conductor 30 are electrically connected.

図１の（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、電極１３ｂに接合された導体３０は、基台２０上の導体固定面２０ｃに固定されてから、駆動回路側に延出している。なお、導体３０と導体固定面２０ｃとの固定方法は、接着材による接着や、粘着テープによる固定が含まれる。図１の（Ｂ）に示されるように、電極１３ｂに接合された導体３０は、弛みが生じないように、導体固定面２０ｃに固定されている。これは、電極１３ｂとの接合部１３ｃと導体固定面２０ｃとの固定部２０ｄとの間の導体３０に弛みが生じると、この導体３０の弛みの程度により、圧電素子１３の振幅にバラツキが生じ、光スキャナ１００の特性（後述の「ジッタ」等）にバラツキが生じてしまうからである。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the conductor 30 joined to the electrode 13b is fixed to the conductor fixing surface 20c on the base 20, and then extends to the drive circuit side. In addition, the fixing method of the conductor 30 and the conductor fixing surface 20c includes adhesion using an adhesive or fixing using an adhesive tape. As shown in FIG. 1B, the conductor 30 joined to the electrode 13b is fixed to the conductor fixing surface 20c so as not to be loosened. This is because when the conductor 30 between the joint portion 13c with the electrode 13b and the fixing portion 20d with the conductor fixing surface 20c is loosened, the amplitude of the piezoelectric element 13 varies depending on the degree of looseness of the conductor 30. This is because the characteristics (such as “jitter” described later) of the optical scanner 100 vary.

本実施形態では、図１の（Ｂ）に示されるように、接合部１３ｃと固定部２０ｄ間の導体３０は、本体部１０に接触しないように、本体部１０から離間して配設されている。これは、接合部１３ｃ以外で、導体３０が本体部１０に接触していると、圧電素子１３の駆動時に、本体部１０の振動が導体３０に伝達され、そして、導体３０に伝達された振動が本体部１０に再び伝達し、「ジッタ」が悪化してしまうからである。このため、本実施形態では、接合部１３ｃ以外で導体３０が本体部１０に接触しないように、導体３０を、固定部２０ｄと対向する電極１３ｂの端部位置に接合させ、導体固定面２０ｃに固定させている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the conductor 30 between the joint portion 13 c and the fixed portion 20 d is disposed away from the main body portion 10 so as not to contact the main body portion 10. Yes. This is because the vibration of the main body 10 is transmitted to the conductor 30 when the piezoelectric element 13 is driven, and the vibration transmitted to the conductor 30 when the conductor 30 is in contact with the main body 10 except for the joint 13c. Is transmitted to the main body 10 again, and the “jitter” is deteriorated. For this reason, in this embodiment, the conductor 30 is joined to the end position of the electrode 13b facing the fixing portion 20d so that the conductor 30 does not contact the main body portion 10 except for the joining portion 13c, and the conductor fixing surface 20c. It is fixed.

（本発明の効果の説明）
以下に、図３を用いて、本発明の効果を説明する。
図３における「剥離接着強さ」は、ＪＩＳＫ６８５４に規定される「９０度剥離接着強さ」であり、電極１３ｂに接合されている導体（金ワイヤ、又は、導体３０以下同じ）を接合面に対して９０°方向（垂直方向）に向かって引っ張った場合に、接合面が剥離する強度である。
「剥離接着強さ」を、以下の条件で測定した。
ワイヤボンディング：接合面積は１，５００μｍ^２
本発明による接合構造：接合面積は１ｍｍ^２ (Description of the effect of the present invention)
Below, the effect of this invention is demonstrated using FIG.
“Peel adhesion strength” in FIG. 3 is “90 degree peel adhesion strength” defined in JIS K6854, and a conductor (gold wire or conductor 30 is the same below) joined to the electrode 13b is joined surface. The strength at which the joint surface peels when pulled in the 90 ° direction (vertical direction).
“Peel adhesion strength” was measured under the following conditions.
Wire bonding: Bonding area is 1,500 μm ²
Bonding structure according to the present invention: the bonding area is 1 mm ²

図３に示されるように、ワイヤボンディングの「剥離接着強さ」は０．０１Ｎであるのに対し、本発明による接合構造の「剥離接着強さ」は、０．４Ｎである。このように本発明では、ＦＰＣの導体３０を用い、電極１３ｂと導体３０が広い接合面積で接合されているので、電極１３ｂから導体３０が剥離し難い。 As shown in FIG. 3, the “peeling adhesive strength” of wire bonding is 0.01 N, whereas the “peeling adhesive strength” of the bonded structure according to the present invention is 0.4 N. As described above, in the present invention, the conductor 30 of FPC is used, and the electrode 13b and the conductor 30 are joined with a wide joining area.

図３における「破断強度」は、導体を引っ張った場合に、導体が破断する強度である。
「破断強度」を、以下の導体で測定した。
ワイヤボンディング：線径３８μｍの金ワイヤ
本発明による接合構造：導体３０の幅は１ｍｍ導体３０の厚さは３７μｍ導電体３０ａは厚さ１８μｍの銅箔被覆体３０ｂ、３０ｃは合計厚２０μｍのポリイミド The “breaking strength” in FIG. 3 is a strength at which the conductor breaks when the conductor is pulled.
The “breaking strength” was measured with the following conductors.
Wire bonding: Gold wire with a wire diameter of 38 μm Joining structure according to the present invention: The width of the conductor 30 is 1 mm The thickness of the conductor 30 is 37 μm The conductor 30 a is a copper foil with a thickness of 18 μm The coverings 30 b and 30 c are polyimides with a total thickness of 20 μm

図３に示されるように、ワイヤボンディングに用いられるワイヤの「破断強度」は０．３Ｎであるのに対して、本発明による接合構造に用いられる導体３０の「破断強度」は３．２Ｎである。このように、本発明に用いられる導体３０は、金属箔３０ａの両面が被覆体３０ｂ、３０ｃで覆われている構造なので、強度があり破断され難い。また、このように構成された導体３０は、強度が大きい一方で、前記したように柔軟性があることから、圧電素子１３の動きを阻害し難い。 As shown in FIG. 3, the “breaking strength” of the wire used for wire bonding is 0.3 N, whereas the “breaking strength” of the conductor 30 used in the joint structure according to the present invention is 3.2 N. is there. Thus, since the conductor 30 used in the present invention has a structure in which both surfaces of the metal foil 30a are covered with the coverings 30b and 30c, it has strength and is not easily broken. In addition, the conductor 30 configured in this manner has high strength, but has flexibility as described above, and thus it is difficult to hinder the movement of the piezoelectric element 13.

（導体の幅や厚みが光スキャナの特性に及ぼす影響）
図４を用いて以下に説明する。
図４における「駆動電圧」とは、ミラー１２の所望振れ角（所望する光スキャナ１００の特性）を得るのに必要な駆動電圧の最大電圧をいう（図５、図７〜図９の「駆動電圧」も同じ）。「駆動電圧」が増大すると、光スキャナ１００の消費電力量も増大する。 (Effects of conductor width and thickness on optical scanner characteristics)
This will be described below with reference to FIG.
The “drive voltage” in FIG. 4 refers to the maximum drive voltage required to obtain the desired deflection angle (desired characteristics of the optical scanner 100) of the mirror 12 (the “drive” in FIGS. 5 and 7 to 9). The same applies to “Voltage”). As the “drive voltage” increases, the power consumption of the optical scanner 100 also increases.

なお、図４の（Ａ）のグラフにおいて、導体３０の厚さは３５μｍであり、金属箔３０ａの厚さは１２μｍ、被覆体３０ｂ、３０ｃの合計厚さは４７μｍである。
また、図４の（Ａ）のグラフにおいて、導体３０の幅は１ｍｍである。そして、導体３０の厚さが３５μｍの場合に、金属箔３０ａの厚さは１２μｍ、被覆体３０ｂ、３０ｃの厚さは合計で４７μｍである。導体３０の厚さが厚くなるに従って、前記した金属箔３０ａと被覆体３０ｂ、３０ｃは、前記した厚さの比で厚くなる。 In the graph of FIG. 4A, the thickness of the conductor 30 is 35 μm, the thickness of the metal foil 30a is 12 μm, and the total thickness of the coverings 30b and 30c is 47 μm.
In the graph of FIG. 4A, the width of the conductor 30 is 1 mm. And when the thickness of the conductor 30 is 35 micrometers, the thickness of the metal foil 30a is 12 micrometers, and the thickness of the coverings 30b and 30c is 47 micrometers in total. As the thickness of the conductor 30 increases, the metal foil 30a and the coverings 30b and 30c increase in thickness ratio.

図４の（Ａ）に示されるように、導体３０の幅が狭くなるに従って、必要とされる「駆動電圧」が低下する。これは、導体３０の幅が広くなるに従って、導体３０が変形し難くなり、圧電体１３の動きが阻害されるからである。このため、必要とされる導体３０の強度、及び、必要とされる接合部１３ｃの接合面積が得られる程度において、導体３０の幅は狭いほうが好ましい。 As shown in FIG. 4A, the required “driving voltage” decreases as the width of the conductor 30 decreases. This is because as the width of the conductor 30 becomes wider, the conductor 30 becomes difficult to deform and the movement of the piezoelectric body 13 is hindered. For this reason, it is preferable that the width of the conductor 30 is narrow so that the required strength of the conductor 30 and the required bonding area of the bonding portion 13c can be obtained.

図４の（Ｂ）に示されるように、導体３０の厚さが薄くなるに従って、必要とされる駆動電圧が低下する。これは、導体３０の厚さが厚くなるに従って、導体３０が変形しにくくなり、圧電体１３の動きが阻害されるからである。このため、必要とされる導体３０の強度が得られる程度において、導体３０の厚さは薄いほうが好ましい。 As shown in FIG. 4B, the required driving voltage decreases as the thickness of the conductor 30 decreases. This is because as the thickness of the conductor 30 increases, the conductor 30 is less likely to deform and the movement of the piezoelectric body 13 is hindered. For this reason, it is preferable that the thickness of the conductor 30 is thin as long as the required strength of the conductor 30 is obtained.

（導体の空中距離と圧電素子のＺ変位の比が光スキャナの特性に及ぼす影響）
図１の（Ｂ）、図５及び図６を用いて以下に説明する。
図５における「導体の空中距離α」とは、図１の（Ｂ）に示されるように、導体３０の電極１３ｂとの接合部１３ｃと、導体３０の導体固定面２０ｃとの固定部２０ｄとの距離である。詳しくは、「導体の空中距離α」とは、電極１３ｂに接合され、導体固定面２０ｃに固定された導体３０の、いずれの部材にも接触していない部分の距離（つまり空中にある距離）である。また、「圧電素子のＺ変位」とは、圧電素子１３に駆動電圧が印加された際の、圧電素子１３の厚さ方向（つまりＺ方向）の変位量（振幅）である。従って「空中距離α／圧電素子のＺ変位」とは、「空中距離α」を「圧電素子のＺ変位」で除した値である。また、「振幅大」とはミラー１２の最大光学振れ角であり、「振幅小」とは「振幅大」の７０％の光学振れ角である。 (Effect of ratio of air distance of conductor and Z displacement of piezoelectric element on characteristics of optical scanner)
This will be described below with reference to FIG. 1B, FIG. 5 and FIG.
As shown in FIG. 1B, the “air distance α of the conductor” in FIG. 5 refers to the joint portion 13c of the conductor 30 with the electrode 13b and the fixing portion 20d of the conductor 30 with the conductor fixing surface 20c. Is the distance. Specifically, the “air distance α of the conductor” means the distance of the portion of the conductor 30 that is bonded to the electrode 13b and fixed to the conductor fixing surface 20c that does not contact any member (that is, the distance in the air). It is. The “Z displacement of the piezoelectric element” is a displacement amount (amplitude) of the piezoelectric element 13 in the thickness direction (that is, the Z direction) when a driving voltage is applied to the piezoelectric element 13. Therefore, “air distance α / Z displacement of the piezoelectric element” is a value obtained by dividing “air distance α” by “Z displacement of the piezoelectric element”. Further, “large amplitude” is the maximum optical deflection angle of the mirror 12, and “small amplitude” is an optical deflection angle of 70% of “large amplitude”.

図５の（Ａ）に示されるように、「空中距離α／圧電素子のＺ変位」が小さくなるに従って、ミラー１２の所望振れ角を得るのに必要な「駆動電圧」が増大する。「空中距離α／圧電素子のＺ変位」が小さくなるということは、「圧電素子のＺ変位」が同一とした場合に「空中距離α」が短くなるということである。つまり、「空中距離α」が短くなると、電極１３ｂに接合された導体３０により圧電素子１３の動きが規制され、「駆動電圧」が増大する。特に、「空中距離α／圧電素子のＺ変位」が５０よりも小さくなると、「駆動電圧」が劇的に大きくなってしまう。 As shown in FIG. 5A, the “driving voltage” required to obtain the desired deflection angle of the mirror 12 increases as “air distance α / Z displacement of the piezoelectric element” decreases. “Aerial distance α / Z displacement of piezoelectric element” becomes smaller means that “aerial distance α” becomes shorter when “Z displacement of piezoelectric element” is the same. That is, when the “air distance α” becomes shorter, the movement of the piezoelectric element 13 is restricted by the conductor 30 bonded to the electrode 13b, and the “drive voltage” increases. In particular, when “air distance α / Z displacement of piezoelectric element” is smaller than 50, “driving voltage” is dramatically increased.

図５に示される「ジッタ」とは、図６に示されるように、ミラー１２の光学振れ角が有る一定角度以上にある時間Ｔ１の標準偏差（σ）である（図７〜図９に示される「ジッタ」も同じ）。理想的には、ミラー１２が毎回同じ周期で揺動すれば、「ジッタ」は０になる。しかし、実際には、ミラー１２の走査周期は、揺動毎に微妙に異なる。即ち、「ジッタ」はミラー１２の揺動周期の揺らぎを示すので、「ジッタ」が小さいほど反射光の走査が安定していると言える。 The “jitter” shown in FIG. 5 is the standard deviation (σ) of time T1 when the optical deflection angle of the mirror 12 is equal to or larger than a certain angle as shown in FIG. 6 (shown in FIGS. 7 to 9). The same is true for “jitter”). Ideally, if the mirror 12 is oscillated at the same period each time, the “jitter” becomes zero. However, in practice, the scanning period of the mirror 12 is slightly different for each swing. That is, since “jitter” indicates fluctuation of the oscillation period of the mirror 12, it can be said that the smaller the “jitter”, the more stable the scanning of the reflected light.

図５の（Ｂ）に示されるように、「空中距離α／圧電素子のＺ変位」が大きくなるに従って、「ジッタ」が増大する。「空中距離α／圧電素子のＺ変位」が大きくなるということは、「圧電素子のＺ変位」が同一とした場合に「空中距離α」が長くなるということである。そして、「空中距離α」が長くなると、導体３０に気流の変化等の外乱が付与され、或いは、前記導体３０が共振しやすくなることにより、「ジッタ」が増大するからである。特に、ミラー１２が最大振幅で揺動している場合には（図５の「振幅大」の曲線）、「空中距離α／圧電素子のＺ変位」が１５０よりも大きくなると、劇的に「ジッタ」が増大してしまう。
本実施形態では、「駆動電圧」及び「ジッタ」が過大とならないように、「空中距離α／圧電素子のＺ変位」を５０以上１５０以下に設定している。 As shown in FIG. 5B, “jitter” increases as “air distance α / Z displacement of piezoelectric element” increases. “Aerial distance α / Z displacement of piezoelectric element” increases that “aerial distance α” becomes longer when “Z displacement of piezoelectric element” is the same. When the “in-air distance α” is increased, disturbance such as a change in airflow is applied to the conductor 30 or the conductor 30 is likely to resonate, thereby increasing “jitter”. In particular, when the mirror 12 is oscillating with the maximum amplitude (the curve of “large amplitude” in FIG. 5), when the “air distance α / Z displacement of the piezoelectric element” is larger than 150, the “ Jitter "increases.
In this embodiment, “air distance α / Z displacement of piezoelectric element” is set to 50 or more and 150 or less so that “driving voltage” and “jitter” do not become excessive.

なお、「圧電素子のＺ変位」が変化すると、「駆動電圧」及び「ジッタ」も変化する。具体的には、「圧電素子のＺ変位」が増大すると、これに伴い「駆動電圧」が増大するとともに「ジッタ」が減少する。このことから、本願発明の発明者は、「空中距離α」を「圧電素子のＺ変位」で除した値（「空中距離α／圧電素子のＺ変位」）と「駆動電圧」や「ジッタ」との間に、上述のような関係性を見いだした。そして、この知見に基づき、本願発明の発明者は、適切な「空中距離α／圧電素子のＺ変位」の範囲から、設計値（圧電素子のＺ変位）に対して、最適な「空中距離α」の範囲を算出することを見いだした。 When “Z displacement of the piezoelectric element” changes, “drive voltage” and “jitter” also change. Specifically, when the “Z displacement of the piezoelectric element” increases, the “drive voltage” increases and the “jitter” decreases accordingly. Therefore, the inventor of the present invention divides “air distance α” by “Z displacement of the piezoelectric element” (“air distance α / Z displacement of the piezoelectric element”), “drive voltage” and “jitter”. And found the relationship as described above. Based on this knowledge, the inventor of the present invention can determine the optimum “air distance α from the range of appropriate“ air distance α / Z displacement of the piezoelectric element ”with respect to the design value (Z displacement of the piezoelectric element). ”Was found to calculate the range.

（接合位置が光スキャナの特性に及ぼす影響）
図７の（Ａ）に示される「最短」とは、図７の（Ｂ）に示されるように、固定部２０ｄと接合部１３ｃとの距離が最短となる電極１３ｂ上の位置、つまり、固定部２０ｄと対向する電極１３の端部位置である。また、「最長」とは、「最短」位置と対向する電極１３ｂの端部の位置である。更に、「中央」とは、電極１３ｂの「最短」位置と「最長」位置との中間位置である。なお、電極１３ｂの幅寸法βは、８mmである。 (Effect of bonding position on optical scanner characteristics)
As shown in FIG. 7B, the “shortest” shown in FIG. 7A is a position on the electrode 13b where the distance between the fixed portion 20d and the joint portion 13c is the shortest, that is, fixed. This is the end position of the electrode 13 facing the portion 20d. The “longest” is the position of the end portion of the electrode 13b facing the “shortest” position. Further, the “center” is an intermediate position between the “shortest” position and the “longest” position of the electrode 13b. The width dimension β of the electrode 13b is 8 mm.

図７の（Ａ）のグラフは、導体３０を電極１３ｂのそれぞれ「最短」、「中央」、「最長」位置に接合させた場合の「ジッタ」の値を表した図である。
図７の（Ａ）に示されるように、導体３０を電極１３ｂの「最短」位置以外に接合させた場合には、「ジッタ」が大幅に悪化してしまう。これは、導体３０が電極１３ｂの「最短」位置以外に接合している場合には、圧電素子１３の駆動時に、導体３０が電極１３ｂに離接を繰り返し、圧電素子１３に衝撃が付与されるからである。「ジッタ」が高くなると、所望の精度で光を走査することができなくなってしまう。このため、本実施形態では、導体３０を電極１３ｂの「最短」位置、つまり、固定部２０ｄと対向する電極１３の端部位置に接合させている。 The graph of FIG. 7A shows the value of “jitter” when the conductor 30 is bonded to the “shortest”, “center”, and “longest” positions of the electrode 13b, respectively.
As shown in FIG. 7A, when the conductor 30 is bonded to a position other than the “shortest” position of the electrode 13b, “jitter” is greatly deteriorated. This is because, when the conductor 30 is bonded to a position other than the “shortest” position of the electrode 13 b, the conductor 30 repeatedly separates from and contacts the electrode 13 b when the piezoelectric element 13 is driven, and an impact is applied to the piezoelectric element 13. Because. When “jitter” increases, light cannot be scanned with a desired accuracy. For this reason, in the present embodiment, the conductor 30 is joined to the “shortest” position of the electrode 13b, that is, the end position of the electrode 13 facing the fixed portion 20d.

（導電性接着部材のヤング率が光スキャナの特性に及ぼす影響）
図８における「導電性接着部材のヤング率」は、熱硬化後の導電性接着部材１４のヤング率である。
図８に示されるように、導電性接着部材１４のヤング率が低すぎても高すぎても、「駆動電圧」及び「ジッタ」が高くなる。これは、導電性接着部材１４のヤング率が低いと、導電性接着部材１４は、振動を伝達し難い反面、振動を吸収し易いからである。一方で、導電性接着部材１４のヤング率が高いと、導電性接着部材１４は、振動を遮断し易い反面、振動を伝達し易いからである。このため、導電性接着部材１４のヤング率が低すぎても高すぎても、導電性接着部材１４が振動を伝達し易いので、圧電素子１３による振動が導体３０に伝達され易く、導体３０が振動し、この振動が圧電素子１３に伝達して、「ジッタ」が高くなる。また、圧電素子１３による振動が導体３０に伝達され易いので、前記振動が導体３０側に逃げてしまうので、「駆動電圧」も高くなってしまう。 (Effect of Young's modulus of conductive adhesive member on characteristics of optical scanner)
“The Young's modulus of the conductive adhesive member” in FIG. 8 is the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 after thermosetting.
As shown in FIG. 8, even if the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 is too low or too high, “driving voltage” and “jitter” increase. This is because if the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 is low, the conductive adhesive member 14 is difficult to transmit vibration, but easily absorbs vibration. On the other hand, when the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 is high, the conductive adhesive member 14 is easy to transmit vibration while it is easy to block vibration. For this reason, even if the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 is too low or too high, the conductive adhesive member 14 easily transmits vibration. Therefore, the vibration by the piezoelectric element 13 is easily transmitted to the conductor 30, and the conductor 30 The vibration is transmitted to the piezoelectric element 13 and the “jitter” is increased. In addition, since vibration due to the piezoelectric element 13 is easily transmitted to the conductor 30, the vibration escapes to the conductor 30 side, so that the “drive voltage” also increases.

図８に示されるように、導電性接着部材１４のヤング率が２ＧＰａより小さいと、「駆動電圧」及び「ジッタ」が劇的に増大する。また、導電性接着部材１４のヤング率が１０ＧＰａより大きいと、「駆動電圧」及び「ジッタ」が劇的に増大する。そこで、本実施形態では、熱硬化後にヤング率が２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下となる導電性接着部材１４を使用している。 As shown in FIG. 8, when the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 is smaller than 2 GPa, “driving voltage” and “jitter” increase dramatically. If the Young's modulus of the conductive adhesive member 14 is greater than 10 GPa, “driving voltage” and “jitter” increase dramatically. Therefore, in the present embodiment, the conductive adhesive member 14 having a Young's modulus of 2 GPa or more and 10 GPa or less after thermosetting is used.

（接合面積が光スキャナの特性に及ぼす影響）
図９に示される「接合面積」とは、導体３０がその接合面３０ｆで電極１３ｂに接合している面積である。
図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、「接合面積」が増加するに従って、「駆動電圧」及び「ジッタ」は増加する。図９の（Ｂ）に示されるように、「接合面積」が４ｍｍ^２を超えると、「ジッタ」は劇的に増加する。一方で「接合面積」が小さくなるに従って、導体３０と電極１３ｂとの「剥離接着強さ」は低下する。そこで本発明の発明者は、安全率を考慮のうえ、圧電素子１３が振動した際に、導体３０が電極１３ｂから剥離しない「接合面積」を求めた。「接合面積」が０．２５ｍｍ^２以上の場合には、導体３０が電極１３ｂから剥離しないことが判明した。以上のことを考慮のうえ、本実施形態では、導体３０の接合面３０ｆの接合面積を、０．２５〜４ｍｍ^２に設定している。 (Effect of bonding area on optical scanner characteristics)
The “bonding area” shown in FIG. 9 is an area where the conductor 30 is bonded to the electrode 13b at the bonding surface 30f.
As shown in FIGS. 9A and 9B, as the “junction area” increases, the “drive voltage” and the “jitter” increase. As shown in FIG. 9B, when the “junction area” exceeds 4 mm ² , the “jitter” increases dramatically. On the other hand, as the “joining area” decreases, the “peeling adhesion strength” between the conductor 30 and the electrode 13b decreases. Therefore, the inventor of the present invention calculated the “joining area” in which the conductor 30 does not peel from the electrode 13b when the piezoelectric element 13 vibrates in consideration of the safety factor. It was found that when the “joining area” is 0.25 mm ² or more, the conductor 30 does not peel from the electrode 13b. In consideration of the above, in this embodiment, the bonding area of the bonding surface 30f of the conductor 30 is set to 0.25 to ⁴ mm ² .

なお、前述のように、導体３０を電極１３ｂの中央に接合させると、圧電素子１３の駆動時に、導体３０が電極１３ｂに離接を繰り返し、圧電素子１３に衝撃が付与され、「ジッタ」が悪化する。これを防ぐために、電極１３ｂの中央から端部まで接着させると、導体３０と電極１３ｂとの接合面積が過大となり、「ジッタ」が増加してしまう。このため、本実施形態では、接合面３０ｆの接合面積が過大とならないように、導体３０を、固定部２０ｄと対向する電極１３ｂの端部のみに接合させている。 As described above, when the conductor 30 is joined to the center of the electrode 13b, when the piezoelectric element 13 is driven, the conductor 30 repeatedly contacts and separates from the electrode 13b, and an impact is applied to the piezoelectric element 13 and "jitter" is generated. Getting worse. In order to prevent this, if bonding is performed from the center to the end of the electrode 13b, the bonding area between the conductor 30 and the electrode 13b becomes excessive, and “jitter” increases. For this reason, in this embodiment, the conductor 30 is bonded only to the end portion of the electrode 13b facing the fixed portion 20d so that the bonding area of the bonding surface 30f does not become excessive.

以上説明した実施形態では、導線３０はＦＰＣであるが、導線はこれに限定されず、可撓性を有する金属細線（導電体）を、可撓性を有する樹脂製の被覆体で被覆させた構造の導体であっても差し支え無い。なお、金属細線の材質には、金線、銀線、銅線が含まれる。金属細線には、単線及び撚り線が含まれる。被覆体の材料には、ポリ塩化ビニルやポリエチレンが含まれる。金属細線の線径は、３００〜２０００μｍであり、撚り線の場合には、５００〜３０００μｍである。被覆体の厚さは５０〜１０００μｍである。ポリ塩化ビニルやポリエチレンはヤング率が低い。このため、金属細線をポリ塩化ビニルやポリエチレンで被覆させて導体を構成すると、導体の変形性が殆ど低下すること無く、導体の強度が増大する。従って、このような導体を電極１３ｂに接合させても、圧電素子１３の動きが阻害され難く、導体も破断し難い。 In the embodiment described above, the conductive wire 30 is an FPC. However, the conductive wire is not limited to this, and a flexible thin metal wire (conductor) is covered with a flexible resin coating. A conductor having a structure may be used. The material of the fine metal wire includes a gold wire, a silver wire, and a copper wire. The fine metal wire includes a single wire and a stranded wire. Examples of the material of the covering include polyvinyl chloride and polyethylene. The wire diameter of the fine metal wire is 300 to 2000 μm, and in the case of a stranded wire, it is 500 to 3000 μm. The thickness of the covering is 50 to 1000 μm. Polyvinyl chloride and polyethylene have a low Young's modulus. For this reason, when a thin metal wire is covered with polyvinyl chloride or polyethylene to form a conductor, the conductor strength is increased without substantially reducing the deformability of the conductor. Therefore, even if such a conductor is joined to the electrode 13b, the movement of the piezoelectric element 13 is hardly hindered, and the conductor is also difficult to break.

１０本体部
１１基板
１１ａスリット
１１ｂ取付部
１１ｃ内側部
１１ｄ支持梁
１１ｅ貫通口
１１ｆトーションバー
１１ｇ圧電素子形成部
１２ミラー
１３圧電素子（振動発生部）
１３ａ圧電体
１３ｂ電極
１３ｃ接合部
１４導電性接着部材
１５揺動軸
２０基台
２０ａ凹部
２０ｂ基板固定面
２０ｃ導体固定面（固定部）
２０ｄ固定部
３０導体
３０ａ金属箔（導電体）
３０ｂ被覆体
３０ｃ被覆体
３０ｄ接合電極
３０ｆ接合面
１００光スキャナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main body part 11 Board | substrate 11a Slit 11b Mounting part 11c Inner part 11d Support beam 11e Through-hole 11f Torsion bar 11g Piezoelectric element formation part 12 Mirror 13 Piezoelectric element (vibration generating part)
13a Piezoelectric body 13b Electrode 13c Joining portion 14 Conductive adhesive member 15 Oscillating shaft 20 Base 20a Recessed portion 20b Substrate fixing surface 20c Conductor fixing surface (fixing portion)
20d Fixed part 30 Conductor 30a Metal foil (conductor)
30b Cover 30c Cover 30d Bonding electrode 30f Bonding surface 100 Optical scanner

Claims

A mirror that reflects light, and a main body having a torsion bar that supports the mirror and extends away from the mirror;
A vibration generator provided on the main body, an electrode is formed on an upper surface, and vibration is generated by applying a driving voltage to the electrode;
A base on which the main body is fixed;
One end is joined to the electrode, the conductor is disposed apart from the main body, and the other end is electrically connected to a drive circuit that generates the drive voltage;
Have
2. The optical scanner according to claim 1, wherein the conductor is composed of a flexible conductor and a flexible resin coating that covers the conductor.

The conductor is composed of a metal foil,
The covering is formed in layers on both sides of the metal foil,
At one end of the conductor, a bonding surface that is electrically connected to the conductor is formed,
The optical scanner according to claim 1, wherein the joining surface is bonded to the electrode, and one end of the conductor is joined to the electrode.

The optical scanner according to claim 2, wherein the conductor bonded to the electrode extends to the drive circuit side after being fixed to a fixing portion on the base.

A value obtained by dividing the distance between the joint portion of the conductor with the electrode and the fixed portion by the amplitude of the vibration generating portion when driven with a voltage necessary to obtain a desired deflection angle of the mirror is 50 or more The optical scanner according to claim 3, wherein the optical scanner is 150 or less.

The optical scanner according to claim 3 or 4, wherein a joint portion of the conductor with the electrode is an end portion of the electrode facing the fixed portion.

The bonding surface of the conductor is bonded to the electrode with a conductive adhesive member,
The optical scanner according to claim 2, wherein Young's modulus of the conductive adhesive member is 2 to 10 GPa.

The optical scanner according to claim ² , wherein a bonding area of the bonding surface is 0.25 to ⁴ mm ² .