JP6451078B2 - Optical scanning device - Google Patents

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Description

本発明は、光ビームを走査する光走査装置に関する。   The present invention relates to an optical scanning device that scans a light beam.

ＭＥＭＳ技術を利用した光走査装置として、圧電素子等からなる駆動部により、光ビームを反射する反射面を、縦軸中心に高周波数で捩れ振動させると同時に横軸中心に低周波数で捩れ振動させることで、２次元での走査を行うものが知られている（特許文献１）。   As an optical scanning device using MEMS technology, a reflection unit that reflects a light beam is torsionally vibrated at a high frequency about the vertical axis and at the same time torsionally vibrated at a low frequency about the horizontal axis. Thus, a device that performs two-dimensional scanning is known (Patent Document 1).

特願２０１３−９４２４７号Japanese Patent Application No. 2013-94247

ここで、特許文献１の光走査装置は、反射面を縦軸中心に捩れ振動させる第１駆動部と、横軸中心に捩れ振動させる第２駆動部を備えているが、縦軸中心の捩れ振動は高周波数であるため、第１駆動部は第２駆動部に比べ高速で屈曲変形する。このため、第２駆動部に横方向の共振振動が生じ、光ビームの走査軌跡が乱れる恐れがある。   Here, the optical scanning device of Patent Document 1 includes a first drive unit that twists and vibrates the reflecting surface about the vertical axis, and a second drive unit that twists and vibrates about the horizontal axis. Since the vibration has a high frequency, the first drive unit bends and deforms at a higher speed than the second drive unit. For this reason, there is a possibility that lateral resonance vibration occurs in the second drive unit, and the scanning trajectory of the light beam is disturbed.

本願発明は、光走査装置の走査軌跡が乱れないようにすることを目的とする。   An object of the present invention is to prevent the scanning trajectory of an optical scanning device from being disturbed.

上記課題に鑑みてなされた本発明に係る光走査装置（１）は、光ビームを反射させる反射面（１９）と、屈曲変形することで、反射面に、第１の方向に延びる第１の軸（２１）を中心とした捩れ振動を行わせる第１の駆動部（１７）と、を有する反射部（３）と、屈曲変形することで、反射部に、第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２の軸（１８）を中心とした捩れ振動を行わせる第２の駆動部（９Ｂ）と、を備える。そして、第２の駆動部は、板状に形成されており、第２の方向に延びるリブが設けられている。 The optical scanning device (1) according to the present invention made in view of the above problems includes a reflective surface (19) for reflecting a light beam and a first surface extending in a first direction on the reflective surface by bending and deforming. A reflective portion (3) having a first drive portion (17) that performs torsional vibration about the axis (21), and bending and deforming, the reflective portion is crossed in a first direction. And a second drive section (9B) that causes torsional vibration about the second axis (18) extending in the direction of 2. And the 2nd drive part is formed in plate shape, and the rib extended in the 2nd direction is provided.

このような光走査装置では、反射面を高周波で捩れ振動させるため、反射部に設けられた第１の駆動部が高速で屈曲変形すると、板状の第２の駆動部に共振振動が生じ、その結果、走査軌跡が乱れる恐れがある。   In such an optical scanning device, torsionally vibrate the reflecting surface at a high frequency, when the first driving unit provided in the reflecting part is bent and deformed at high speed, resonance vibration occurs in the plate-like second driving unit, As a result, the scanning trajectory may be disturbed.

しかし、第２の駆動部には、第２の方向に延びるリブが設けられているため、リブを湾曲させるように第２の駆動部が屈曲変形するのを防ぐことができる。このため、第２の駆動部の共振振動を抑制することができ、走査軌跡が乱れないようにすることができる。   However, since the second driving portion is provided with the rib extending in the second direction, the second driving portion can be prevented from bending and deforming so as to curve the rib. For this reason, the resonance vibration of the second drive unit can be suppressed, and the scanning locus can be prevented from being disturbed.

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものでは無い。   In addition, the code | symbol in the parenthesis described in this column and a claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later as one aspect, Comprising: The technical scope of this invention is shown. It is not limited.

第１実施形態の光走査装置１の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical scanning device 1 of 1st Embodiment. 図１のI−I断面における断面図である。It is sectional drawing in the II cross section of FIG. 図１のII−II断面における断面図である。It is sectional drawing in the II-II cross section of FIG. 図１のIII−III断面における断面図である。It is sectional drawing in the III-III cross section of FIG. 反射部３がＡ軸１８を中心として揺動する様子を表す説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the reflection part 3 rock | fluctuates centering on the A axis | shaft 18. FIG. 内周部１３がＢ軸２１を中心として揺動する様子を表す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state in which an inner peripheral portion 13 swings about a B axis 21. 内周部１３がＢ軸２１を中心として揺動する様子を表す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state in which an inner peripheral portion 13 swings about a B axis 21. 第２実施形態の光走査装置１の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical scanning device 1 of 2nd Embodiment. 図８のIV−IV断面における断面図である。It is sectional drawing in the IV-IV cross section of FIG. 第３実施形態の光走査装置１における図８のIV−IV断面に相当する断面の断面図である。It is sectional drawing of the cross section corresponded in the IV-IV cross section of FIG. 8 in the optical scanning device 1 of 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment of the present invention is not limited to the following embodiment, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention.

［第１実施形態］
［構成の説明］
第１実施形態の光走査装置１は、反射部３と、支持部５と、一対の梁部材７と、一対の外側駆動部９とを備えている（図１〜図７参照）。 [First Embodiment]
[Description of configuration]
The optical scanning device 1 of 1st Embodiment is provided with the reflection part 3, the support part 5, a pair of beam member 7, and a pair of outer side drive part 9 (refer FIGS. 1-7).

反射部３は、さらに、外周部１１と、内周部１３と、一対の反射部内梁部材１５と、内側駆動部１７とを備えている。
外周部１１は矩形の枠であり、その枠内に、円板状の内周部１３及び内側駆動部１７が配置されている。外周部１１は、その外側の両端において、一対の梁部材７に接続している。梁部材７は棒状の部材である。一対の梁部材７は、内周部１３の中心を通る一直線（以下、Ａ軸１８とする）上に配置されている。 The reflecting portion 3 further includes an outer peripheral portion 11, an inner peripheral portion 13, a pair of reflecting portion inner beam members 15, and an inner driving portion 17.
The outer peripheral part 11 is a rectangular frame, and the disk-shaped inner peripheral part 13 and the inner side drive part 17 are arrange | positioned in the frame. The outer peripheral part 11 is connected to a pair of beam members 7 at both outer ends. The beam member 7 is a rod-shaped member. The pair of beam members 7 are arranged on a straight line (hereinafter referred to as A-axis 18) passing through the center of the inner peripheral portion 13.

内周部１３は、その一方の面全体にわたって、光ビームを反射させる反射面１９を有している。反射面１９は、厚さ０．２μｍのアルミニウム薄膜である。内周部１３は、図２，図３に示すように、縁に沿ってリブが設けられており、リブの内側は外周部１１と比べて板厚が小さい。   The inner peripheral portion 13 has a reflection surface 19 that reflects the light beam over one entire surface thereof. The reflecting surface 19 is an aluminum thin film having a thickness of 0.2 μm. As shown in FIGS. 2 and 3, the inner peripheral portion 13 is provided with ribs along the edges, and the inner side of the rib is smaller in thickness than the outer peripheral portion 11.

一対の反射部内梁部材１５は、内周部１３の両端において、内周部１３と外周部１１とを捩れ振動可能に接続する。反射部内梁部材１５は棒状の部材である。反射部内梁部材１５は、内周部１３の中心を通り、Ａ軸１８と直交する直線（以下、Ｂ軸２１とする）上に配置されている。反射部内梁部材１５は、外周部１１及び後述する突出部５Ａ，５Ｂに比べて板厚が小さい。   The pair of reflecting portion inner beam members 15 connects the inner peripheral portion 13 and the outer peripheral portion 11 at both ends of the inner peripheral portion 13 so as to allow torsional vibration. The reflection part inner beam member 15 is a rod-shaped member. The reflecting portion inner beam member 15 is disposed on a straight line (hereinafter referred to as the B axis 21) that passes through the center of the inner peripheral portion 13 and is orthogonal to the A axis 18. The reflection portion inner beam member 15 has a smaller plate thickness than the outer peripheral portion 11 and protrusions 5A and 5B described later.

内側駆動部１７は、屈曲変形が可能な矩形の４つの駆動部材２３，２５，２７，２９から構成される。駆動部材２３，２５，２７，２９は同様の構造を有する。駆動部材２３は、外周部１１における左上部分と、上側の反射部内梁部材１５における左側とを接続する。駆動部材２５は、外周部１１における右上部分と、上側の反射部内梁部材１５における右側とを接続する。駆動部材２７は、外周部１１における右下部分と、下側の反射部内梁部材１５における右側とを接続する。駆動部材２９は、外周部１１における左下部分と、下側の反射部内梁部材１５における左側とを接続する。なお、ここでの上下左右は、図１における上下左右を意味し、光走査装置１を使用する状態での上下左右とは必ずしも一致しない。   The inner drive unit 17 includes four rectangular drive members 23, 25, 27, and 29 that can be bent and deformed. The drive members 23, 25, 27, and 29 have the same structure. The drive member 23 connects the upper left portion of the outer peripheral portion 11 and the left side of the upper reflecting portion inner beam member 15. The drive member 25 connects the upper right part in the outer peripheral part 11 and the right side in the upper reflecting part inner beam member 15. The drive member 27 connects the lower right portion of the outer peripheral portion 11 and the right side of the lower reflecting portion inner beam member 15. The drive member 29 connects the lower left portion of the outer peripheral portion 11 and the left side of the lower reflecting portion inner beam member 15. Note that the upper, lower, left, and right in this case mean the upper, lower, left, and right in FIG.

駆動部材２３，２５，２７，２９はそれぞれ、図３に示すように、板状の基板３１と、その上に形成された圧電薄膜３３とから構成される。圧電薄膜３３は、上部電極３５、厚さ３μｍのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）膜３７、及び下部電極３９を積層した構造を有する。上部電極３５及び下部電極３９は、それぞれ、厚さ０．２μｍのＰｔ膜と厚さ０．１μｍのＴｉ膜とを積層した膜である。   As shown in FIG. 3, each of the driving members 23, 25, 27, and 29 includes a plate-like substrate 31 and a piezoelectric thin film 33 formed thereon. The piezoelectric thin film 33 has a structure in which an upper electrode 35, a PZT (lead zirconate titanate) film 37 having a thickness of 3 μm, and a lower electrode 39 are laminated. Each of the upper electrode 35 and the lower electrode 39 is a film in which a Pt film having a thickness of 0.2 μm and a Ti film having a thickness of 0.1 μm are stacked.

駆動部材２３，２５，２７，２９は、配線４１により、端子４３に電気的に接続されている。端子４３は支持部５上に形成されており、配線４１は、後述する接続部９Ａ、及び基板４５の上を通り、端子４３に至る。内側駆動部１７は、図３に示すように、外周部１１に比べて板厚が小さい。   The driving members 23, 25, 27, and 29 are electrically connected to the terminal 43 through the wiring 41. The terminal 43 is formed on the support portion 5, and the wiring 41 passes through the connection portion 9 </ b> A and the substrate 45 described later to reach the terminal 43. As shown in FIG. 3, the inner drive unit 17 has a smaller plate thickness than the outer peripheral part 11.

支持部５は、矩形の枠であり、その枠内に、反射部３、及び一対の外側駆動部９が配置されている。支持部５は、その内側において、一対の突出部５Ａ，５Ｂを有している。突出部５Ａ，５Ｂは、反射部３を両側から挟むように配置されている。一対の梁部材７は、それぞれ、上述したとおり、一端において外周部１１に接続しているが、その反対側の端部において、突出部５Ａ，５Ｂに接続している。よって、突出部５Ａ，５Ｂは、一対の梁部材７を介して反射部３を支持する。   The support part 5 is a rectangular frame, and the reflection part 3 and a pair of outer side drive parts 9 are arrange | positioned in the frame. The support part 5 has a pair of protrusion parts 5A and 5B inside thereof. The protruding portions 5A and 5B are arranged so as to sandwich the reflecting portion 3 from both sides. As described above, each of the pair of beam members 7 is connected to the outer peripheral portion 11 at one end, but is connected to the protruding portions 5A and 5B at the opposite end. Therefore, the protruding portions 5A and 5B support the reflecting portion 3 via the pair of beam members 7.

一対の外側駆動部９は、反射部３の左右にそれぞれ１つずつ設けられている。２つの外側駆動部９は同様の構造を有する。外側駆動部９は、その下端９Ｃにおいて支持部５に接続するとともに、その上端９Ｄの側において、反射部３に接続している。さらに詳しくは、外側駆動部９は、その上端９Ｄの側において、反射部３の方向に張り出す接続部９Ａを備えており、その接続部９Ａの先端を、反射部３における上端３Ａに接続させている。   One pair of outer drive units 9 is provided on each of the left and right sides of the reflection unit 3. The two outer drive parts 9 have the same structure. The outer drive unit 9 is connected to the support unit 5 at the lower end 9C, and is connected to the reflection unit 3 on the upper end 9D side. More specifically, the outer drive unit 9 includes a connecting portion 9A that protrudes in the direction of the reflecting portion 3 on the upper end 9D side, and the tip of the connecting portion 9A is connected to the upper end 3A of the reflecting portion 3. ing.

外側駆動部９は、基板４５と、その上に形成された２枚の矩形の圧電薄膜４７，４９とを備えている。圧電薄膜４７，４９は、それぞれ、外側駆動部９の下端９Ｃ側から、上端９Ｄ側まで達している。圧電薄膜４７，４９の層構成は圧電薄膜３３と同様である。圧電薄膜４７，４９の間には一定幅の隙間が存在する。基板４５は、圧電薄膜４７，４９の間において、それらの長手方向に沿ったスリット（基板４５が切り欠かれた部分）５１を有する。   The outer drive unit 9 includes a substrate 45 and two rectangular piezoelectric thin films 47 and 49 formed thereon. The piezoelectric thin films 47 and 49 respectively reach the upper end 9D side from the lower end 9C side of the outer drive unit 9. The layer configuration of the piezoelectric thin films 47 and 49 is the same as that of the piezoelectric thin film 33. A gap with a certain width exists between the piezoelectric thin films 47 and 49. The substrate 45 has slits (portions where the substrate 45 is cut out) 51 along the longitudinal direction between the piezoelectric thin films 47 and 49.

外側駆動部９は、圧電薄膜４７，４９の屈曲動作により、屈曲変形可能である。その屈曲の方向は、外側駆動部９のうち、上端９Ｄ側の部分が、図１の紙面の表側に移動する方向である。ここで、図１における上下方向（圧電薄膜４７，４９の長手方向）を圧電薄膜４７，４９の屈曲方向とする。   The outer drive unit 9 can be bent and deformed by the bending operation of the piezoelectric thin films 47 and 49. The bending direction is a direction in which the portion on the upper end 9D side of the outer drive unit 9 moves to the front side of the paper surface of FIG. Here, the vertical direction (longitudinal direction of the piezoelectric thin films 47 and 49) in FIG.

また、外側駆動部９のうち、圧電薄膜４７，４９が設けられており、屈曲方向に直交する方向での幅が十分小さい部分が、屈曲変形する部分（変形部）９Ｂとなっている。圧電薄膜４７，４９は、それぞれ、配線５３により、端子５５に電気的に接続されている。配線５３、及び端子５５はともに支持部５上に形成されている。   In addition, the piezoelectric thin films 47 and 49 of the outer drive unit 9 are provided, and a portion having a sufficiently small width in a direction orthogonal to the bending direction is a portion (deformed portion) 9B that is bent and deformed. The piezoelectric thin films 47 and 49 are electrically connected to the terminal 55 by wiring 53, respectively. Both the wiring 53 and the terminal 55 are formed on the support portion 5.

また、変形部９Ｂは、矩形であり、上下方向に延びるスリット５１により左右方向の中央で２つに分離されている。スリット５１は、変形部９Ｂの長手方向と同じ長さを有し、変形部９Ｂの上端から下端にわたって配されている。そして、外側駆動部９における変形部９Ｂの裏側（圧電薄膜４７，４８が設けられていない側）には、Ａ軸１８に平行に延びる第１，第２リブ５７，５８が設けられている。   Moreover, the deformation | transformation part 9B is a rectangle, and is isolate | separated into two by the center of the left-right direction by the slit 51 extended in an up-down direction. The slit 51 has the same length as the longitudinal direction of the deforming portion 9B, and is arranged from the upper end to the lower end of the deforming portion 9B. Further, first and second ribs 57 and 58 extending in parallel with the A axis 18 are provided on the back side (the side where the piezoelectric thin films 47 and 48 are not provided) of the deforming part 9B in the outer driving unit 9.

第１，第２リブ５７，５８は、基板４５における圧電薄膜４７，４９が配されていない側に設けられている（図４参照）。また、第１，第２リブ５７，５８は、変形部９Ｂの短手方向と同じ長さを有し、変形部９Ｂの左端から右端にかけて配されている。また、第１，第２リブ５７，５８は、支持部５と同程度の高さを有しているが、これに限らず、第１，第２リブ５７，５８の高さは任意に定めることができる。   The first and second ribs 57 and 58 are provided on the side of the substrate 45 where the piezoelectric thin films 47 and 49 are not disposed (see FIG. 4). Further, the first and second ribs 57 and 58 have the same length as the short direction of the deformable portion 9B, and are arranged from the left end to the right end of the deformable portion 9B. Moreover, although the 1st, 2nd ribs 57 and 58 have the height comparable as the support part 5, not only this but the height of the 1st, 2nd ribs 57 and 58 is defined arbitrarily. be able to.

ここで、変形部９Ｂの下端から、下端に隣接するリブまでの距離と、隣接するリブ同士の距離と、変形部９Ｂの上端から、上端に隣接するリブまでの距離とを、リブ配置間隔と記載する。なお、リブ同士の距離や、リブと上端又は下端との距離は、リブの幅方向の中央を基準に定められる。   Here, the distance from the lower end of the deformed portion 9B to the rib adjacent to the lower end, the distance between the adjacent ribs, and the distance from the upper end of the deformed portion 9B to the rib adjacent to the upper end are defined as the rib arrangement interval. Describe. The distance between the ribs and the distance between the rib and the upper end or the lower end are determined based on the center in the width direction of the rib.

そして、変形部９Ｂの下端から第１リブ５７までのリブ配置間隔をＬ１、第１リブ５７と第２リブ５８との間のリブ配置間隔をＬ２、上端から第２リブ５８までのリブ配置間隔をＬ３とする。リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ３の大小関係は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３となっている。   The rib arrangement interval from the lower end of the deformed portion 9B to the first rib 57 is L1, the rib arrangement interval between the first rib 57 and the second rib 58 is L2, and the rib arrangement interval from the upper end to the second rib 58. Is L3. The magnitude relationship of the rib arrangement intervals L1 to L3 is L1 <L2 <L3.

なお、リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ３の大小関係は、これに限定されない。具体的には、例えば、Ｌ１＜Ｌ２＝Ｌ３やＬ１＝Ｌ２＜Ｌ３としても良い（換言すれば、各リブ配置間隔を、下端側に位置する他のリブ配置間隔と同じ長さか、又は、該リブ配置間隔よりも長くし、且つ、少なくとも１つのリブ配置間隔を、下端側に位置する他のリブ配置間隔よりも長くしても良い）。   The magnitude relationship between the rib arrangement intervals L1 to L3 is not limited to this. Specifically, for example, L1 <L2 = L3 or L1 = L2 <L3 (in other words, each rib arrangement interval is the same length as other rib arrangement intervals located on the lower end side, or It may be longer than the rib arrangement interval and at least one rib arrangement interval may be longer than the other rib arrangement intervals located on the lower end side).

また、例えば、リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ３のうちの少なくとも１つを、他のリブ配置間隔と異なる長さとしても良い。また、例えば、リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ３は全て同一となっていても良い。   For example, at least one of the rib arrangement intervals L1 to L3 may have a length different from the other rib arrangement intervals. For example, the rib arrangement intervals L1 to L3 may all be the same.

また、第１リブ５７と第２リブ５８とは厚さは同じであるが、第１リブ５７の方が、第２リブ５８に比べ幅が広くなっており、下端９Ｃ側のリブは、上端９Ｄ側のリブに比べ太く（断面積が大きく）なっている。無論、厚さを変化させることで各リブの太さを調整しても良い。   The first rib 57 and the second rib 58 have the same thickness, but the first rib 57 is wider than the second rib 58, and the rib on the lower end 9C side is the upper end. It is thicker (the cross-sectional area is larger) than the rib on the 9D side. Of course, the thickness of each rib may be adjusted by changing the thickness.

なお、各リブの太さは、これに限らず、各リブの太さを同じとしても良いし、上端９Ｄ側に位置するリブを、下端９Ｃ側に位置するリブに比べ、太くしても良い。
また、外側駆動部９に設けられたリブの数は、２個に限らず、１個、或いは、３個以上であっても良い。 The thickness of each rib is not limited to this, and the thickness of each rib may be the same, or the rib located on the upper end 9D side may be thicker than the rib located on the lower end 9C side. .
Further, the number of ribs provided in the outer drive unit 9 is not limited to two, and may be one, or three or more.

［製造方法について］
第１実施形態の光走査装置１は、以下の方法で製造することができる。まず、Ｓｉから成る厚さ３５０μｍの支持層、ＳｉＯ2から成る厚さ２μｍの中間酸化膜、及びＳｉから成る厚さ１０μｍの活性層を積層したＳＯＩウエハを用意する。 [Production method]
The optical scanning device 1 of the first embodiment can be manufactured by the following method. First, an SOI wafer is prepared by laminating a support layer made of Si having a thickness of 350 μm, an intermediate oxide film made of SiO 2 having a thickness of 2 μm, and an active layer made of Si having a thickness of 10 μm.

次に、反射面１９と、圧電薄膜３３，４７，４９と、配線４１，５３と、端子４３，５５とをＳＯＩウエハの片面に製膜する。
次に、このＳＯＩウエハを選択的にエッチングすることで、支持部５（突出部５Ａ，５Ｂを含む）、梁部材７、基板３１，４５、第１，第２リブ５７，５８、接続部９Ａ、外周部１１、反射部内梁部材１５、及び内周部１３を含む一体の部材を形成する。 Next, the reflective surface 19, the piezoelectric thin films 33, 47, and 49, the wirings 41 and 53, and the terminals 43 and 55 are formed on one surface of the SOI wafer.
Next, by selectively etching the SOI wafer, the supporting portion 5 (including the protruding portions 5A and 5B), the beam member 7, the substrates 31, 45, the first and second ribs 57 and 58, and the connecting portion 9A. , An integral member including the outer peripheral portion 11, the reflecting portion inner beam member 15, and the inner peripheral portion 13 is formed.

このとき、図２〜図４に示すように、支持部５、内周部１３の一部、及び外周部１１は、支持層２０１、中間酸化膜２０３、及び活性層２０５を有する。一方、梁部材７、基板３１，４５、接続部９Ａ、反射部内梁部材１５、及び内周部１３の一部は活性層２０５から成る。また、第１，第２リブ５７，５８は、支持層２０１及び中間酸化膜２０３を有する。   At this time, as shown in FIGS. 2 to 4, the support portion 5, a part of the inner peripheral portion 13, and the outer peripheral portion 11 have a support layer 201, an intermediate oxide film 203, and an active layer 205. On the other hand, the beam member 7, the substrates 31 and 45, the connection portion 9 </ b> A, the reflection portion inner beam member 15, and a part of the inner peripheral portion 13 are formed of the active layer 205. The first and second ribs 57 and 58 have a support layer 201 and an intermediate oxide film 203.

［動作について］
第１実施形態の光走査装置１の動作を、図１，図５〜図７に基づき説明する。一対の端子５５に、それぞれ、第１駆動信号源１０１を接続し、６０Ｈｚの駆動信号Ｓ１を印加する。駆動信号Ｓ１により、外側駆動部９における圧電薄膜４７，４９が図５に示すように屈曲する。反射部３の上端３Ａは外側駆動部９の接続部９Ａに接続しているので、外側駆動部９の上述した屈曲により、反射部３の上端３Ａは、図１における紙面の表側（図５における上下方向）に変位する。 [About operation]
The operation of the optical scanning device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The first drive signal source 101 is connected to the pair of terminals 55, respectively, and a 60 Hz drive signal S1 is applied. Due to the drive signal S1, the piezoelectric thin films 47 and 49 in the outer drive unit 9 are bent as shown in FIG. Since the upper end 3A of the reflecting portion 3 is connected to the connecting portion 9A of the outer driving portion 9, the upper end 3A of the reflecting portion 3 is moved to the front side of the paper surface in FIG. Displaces vertically.

その結果、反射部３が、梁部材７（Ａ軸１８）を中心軸とする捩れ振動を行う。この振動は非共振振動である。
また、一対の端子４３のうちの一方に、第２駆動信号源１０３を直接接続するとともに、他方の端子４３に、位相反転回路１０５を介して第２駆動信号源１０３を接続する。この結果、一対の端子４３のうちの一方には、３０ｋＨｚの駆動信号Ｓ２が印加され、他方の端子４３には、駆動信号Ｓ２とは逆位相の駆動信号Ｓ３が印加される。駆動信号Ｓ２，Ｓ３により、内側駆動部１７が、高速で図６，図７に示すように屈曲し、内周部１３に、反射部内梁部材１５（Ｂ軸２１）を中心軸とする捩れ振動を行わせる。この振動は共振振動である。 As a result, the reflecting portion 3 performs torsional vibration with the beam member 7 (A axis 18) as the central axis. This vibration is non-resonant vibration.
The second drive signal source 103 is directly connected to one of the pair of terminals 43, and the second drive signal source 103 is connected to the other terminal 43 via the phase inverting circuit 105. As a result, a drive signal S2 of 30 kHz is applied to one of the pair of terminals 43, and a drive signal S3 having a phase opposite to that of the drive signal S2 is applied to the other terminal 43. Due to the drive signals S2 and S3, the inner drive unit 17 bends at a high speed as shown in FIGS. 6 and 7, and the torsional vibration with the inner beam portion 15 (B-axis 21) as the central axis is formed in the inner peripheral portion 13. To do. This vibration is a resonance vibration.

よって、反射部３の内周部１３に設けられた反射面１９は、Ａ軸１８、及びＢ軸２１のそれぞれについて揺動可能であり、反射面１９で反射した反射光を２次元に走査できる。
［第２実施形態］
［構成の説明］
第２実施形態の光走査装置１は、第１実施形態と同様、反射部３と、支持部５と、一対の外側駆動部９とを備えているが、梁部材７を備えていない点や、支持部５や外側駆動部９の構成において第１実施形態と相違している（図８，図９参照）。 Therefore, the reflection surface 19 provided on the inner peripheral portion 13 of the reflection portion 3 can swing about each of the A axis 18 and the B axis 21, and the reflected light reflected by the reflection surface 19 can be scanned two-dimensionally. .
[Second Embodiment]
[Description of configuration]
Similar to the first embodiment, the optical scanning device 1 of the second embodiment includes the reflection unit 3, the support unit 5, and the pair of outer drive units 9, but does not include the beam member 7. In the structure of the support part 5 and the outer side drive part 9, it differs from 1st Embodiment (refer FIG. 8, FIG. 9).

反射部３は、第１実施形態と同様の構成を有している。
支持部５は、第１実施形態と同様、矩形の枠であり、その枠内に、反射部３、及び一対の外側駆動部９が配置されているが、一対の突出部５Ａ，５Ｂが設けられていない点で第１実施形態と相違する。 The reflection unit 3 has the same configuration as that of the first embodiment.
The support portion 5 is a rectangular frame as in the first embodiment, and the reflection portion 3 and the pair of outer drive portions 9 are arranged in the frame, but a pair of projecting portions 5A and 5B are provided. This is different from the first embodiment in that it is not performed.

一対の外側駆動部９は、反射部３の左右にそれぞれ１つずつ設けられ、２つの外側駆動部９は同様の構造を有する。外側駆動部９は、その下端９Ｃにおいて支持部５に接続するとともに、その上端９Ｄの側において、接続部９Ａを介して反射部３に接続している。つまり、第２実施形態では、反射部３は、接続部９Ａにより左右両側から支持される。   One pair of outer drive units 9 is provided on each of the left and right sides of the reflection unit 3, and the two outer drive units 9 have the same structure. The outer drive unit 9 is connected to the support unit 5 at the lower end 9C, and is connected to the reflection unit 3 via the connection unit 9A on the upper end 9D side. That is, in the second embodiment, the reflecting portion 3 is supported from the left and right sides by the connecting portion 9A.

外側駆動部９は、第１実施形態と同様、基板４５と、その上に形成された圧電薄膜４７とを備えており、圧電薄膜４７は、外側駆動部９の下端９Ｃ側から上端９Ｄ側まで達している。しかし、第２実施形態の各外側駆動部９には、スリットが形成されておらず、外側駆動部９が１つの圧電薄膜４７により構成されている点で第１実施形態と異なる。   As in the first embodiment, the outer drive unit 9 includes a substrate 45 and a piezoelectric thin film 47 formed thereon. The piezoelectric thin film 47 extends from the lower end 9C side to the upper end 9D side of the outer drive unit 9. Has reached. However, each outer drive unit 9 of the second embodiment is different from the first embodiment in that no slit is formed and the outer drive unit 9 is configured by one piezoelectric thin film 47.

外側駆動部９は、圧電薄膜４７の屈曲動作により屈曲変形可能である。その屈曲の方向は、外側駆動部９のうち、上端９Ｄ側の部分が、図８の紙面の表側に移動する方向である。ここで、図８における上下方向（圧電薄膜４７の長手方向）を圧電薄膜４７の屈曲方向とする。   The outer drive unit 9 can be bent and deformed by the bending operation of the piezoelectric thin film 47. The bending direction is a direction in which the portion on the upper end 9D side of the outer drive unit 9 moves to the front side of the paper surface of FIG. Here, the vertical direction (longitudinal direction of the piezoelectric thin film 47) in FIG.

また、外側駆動部９のうち、圧電薄膜４７が設けられており、屈曲方向に直交する方向での幅が十分小さい部分が、屈曲変形する部分（変形部）９Ｂとなっている。圧電薄膜４７は、配線５３により端子５５に電気的に接続されており、配線５３及び端子５５は支持部５上に形成されている。   Further, in the outer drive unit 9, the piezoelectric thin film 47 is provided, and a portion having a sufficiently small width in a direction orthogonal to the bending direction is a portion (deformed portion) 9B that is bent and deformed. The piezoelectric thin film 47 is electrically connected to the terminal 55 by a wiring 53, and the wiring 53 and the terminal 55 are formed on the support portion 5.

また、変形部９Ｂは矩形であり、その裏側には、Ａ軸１８に平行に延びる第１〜第３リブ５７〜５９が設けられている。第１〜第３リブ５７〜５９は、基板４５における圧電薄膜４７が配されていない側に設けられている（図９参照）。また、第１〜第３リブ５７〜５９は、変形部９Ｂの短手方向と同じ長さを有し、変形部９Ｂの左端から右端にかけて配されている。また、第１〜第３リブ５７〜５９は、支持部５と同程度の高さを有しているが、これに限らず、第１〜第３リブ５７〜５９の高さは任意に定めることができる。   The deforming portion 9B is rectangular, and first to third ribs 57 to 59 extending in parallel to the A axis 18 are provided on the back side. The first to third ribs 57 to 59 are provided on the side of the substrate 45 where the piezoelectric thin film 47 is not disposed (see FIG. 9). Moreover, the 1st-3rd ribs 57-59 have the same length as the transversal direction of the deformation | transformation part 9B, and are distribute | arranged from the left end of the deformation | transformation part 9B to the right end. Moreover, although the 1st-3rd ribs 57-59 have the height comparable as the support part 5, not only this but the height of the 1st-3rd ribs 57-59 is defined arbitrarily. be able to.

ここで、変形部９Ｂの下端から第１リブ５７までのリブ配置間隔をＬ１、第１リブ５７と第２リブ５８との間のリブ配置間隔をＬ２、第２リブ５８と第３リブ５９との間のリブ配置間隔をＬ３、上端から第３リブ５９までのリブ配置間隔をＬ４とする。距離Ｌ１〜Ｌ４の大小関係は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４となっている。   Here, the rib arrangement interval from the lower end of the deformed portion 9B to the first rib 57 is L1, the rib arrangement interval between the first rib 57 and the second rib 58 is L2, and the second rib 58 and the third rib 59 are A rib arrangement interval between the upper end and the third rib 59 is L4. The magnitude relationship between the distances L1 to L4 is L1 <L2 <L3 <L4.

なお、リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ４の大小関係は、これに限定されない。
具体的には、例えば、Ｌ１＝Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４や、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＜Ｌ４等としても良い（換言すれば、各リブ配置間隔を、下端側に位置する他のリブ配置間隔と同じ長さか、又は、該リブ配置間隔よりも長くし、且つ、少なくとも１つのリブ配置間隔を、下端側に位置する他のリブ配置間隔よりも長くしても良い）。 The magnitude relationship between the rib arrangement intervals L1 to L4 is not limited to this.
Specifically, for example, L1 = L2 <L3 <L4, L1 = L2 = L3 <L4, or the like may be used (in other words, each rib arrangement interval is the same as other rib arrangement intervals located on the lower end side). It may be longer or longer than the rib arrangement interval, and at least one rib arrangement interval may be longer than other rib arrangement intervals located on the lower end side).

また、例えば、リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ４のうちの少なくとも１つを、他のリブ配置間隔と異なる長さとしても良い。また、例えば、リブ配置間隔Ｌ１〜Ｌ４は全て同一となっていても良い。   For example, at least one of the rib arrangement intervals L1 to L4 may have a length different from the other rib arrangement intervals. For example, the rib arrangement intervals L1 to L4 may all be the same.

また、第１〜第３リブ５７〜５９は厚さが同じであるが、第１リブ５７が最も幅が広く、第３リブ５９が最も幅が狭くなっており、下端９Ｃ側のリブは、上端９Ｄ側のリブに比べ太くなっている。無論、厚さを変化させることで各リブの太さを調整しても良い。   The first to third ribs 57 to 59 have the same thickness, but the first rib 57 is the widest, the third rib 59 is the narrowest, and the rib on the lower end 9C side is It is thicker than the rib on the upper end 9D side. Of course, the thickness of each rib may be adjusted by changing the thickness.

なお、各リブの太さは、これに限らず、例えば、第１，第２リブ５７，５８を同じ太さにすると共に、これらのリブを、第３リブ５９よりも太くしても良いし、例えば、第２，第３リブ５８，５９を同じ太さにすると共に、これらのリブを、第１リブ５７よりも細くしても良い。換言すれば、各リブを、上端側に位置する他のリブと同じ太さであるか、又は、該他のリブよりも太くし、且つ、少なくとも１つのリブを、上端側に位置する他のリブよりも太くしても良い。   The thickness of each rib is not limited to this, and for example, the first and second ribs 57 and 58 may have the same thickness, and the ribs may be thicker than the third rib 59. For example, the second and third ribs 58 and 59 may have the same thickness, and the ribs may be thinner than the first rib 57. In other words, each rib has the same thickness as the other ribs located on the upper end side, or is thicker than the other ribs, and at least one rib is another piece located on the upper end side. You may make it thicker than the rib.

また、各リブの太さを同じとしても良いし、上端９Ｄ側に位置するリブを、下端９Ｃ側に位置するリブに比べ、太くしても良い。
また、外側駆動部９に設けられたリブの数は、３個に限らず、２個以下、或いは、４個以上であっても良い。 The ribs may have the same thickness, and the rib located on the upper end 9D side may be thicker than the rib located on the lower end 9C side.
The number of ribs provided in the outer drive unit 9 is not limited to three, but may be two or less, or four or more.

［製造方法について］
第２実施形態の光走査装置１は、以下の方法で製造することができる。まず、第１実施形態と同様のＳＯＩウエハを用意し、次に、反射面１９と、反射部３の駆動部材２３，２５，２７，２９における圧電薄膜と、外側駆動部９における圧電薄膜４７と、配線４１，５３と、端子４３，５５とをＳＯＩウエハの片面に製膜する。 [Production method]
The optical scanning device 1 of the second embodiment can be manufactured by the following method. First, an SOI wafer similar to that of the first embodiment is prepared, and then, the reflection surface 19, the piezoelectric thin film in the driving members 23, 25, 27, and 29 of the reflection unit 3, and the piezoelectric thin film 47 in the outer driving unit 9 The wires 41 and 53 and the terminals 43 and 55 are formed on one surface of the SOI wafer.

次に、このＳＯＩウエハを選択的にエッチングすることで、支持部５、駆動部材２３，２５，２７，２９や外側駆動部９が配される基板、第１〜第３リブ５７〜５９、接続部９Ａ、外周部１１、反射部内梁部材１５、及び内周部１３を含む一体の部材を形成する。   Next, by selectively etching the SOI wafer, the support portion 5, the substrate on which the drive members 23, 25, 27, 29 and the outer drive portion 9 are arranged, the first to third ribs 57 to 59, the connection An integral member including the portion 9A, the outer peripheral portion 11, the reflecting portion inner beam member 15, and the inner peripheral portion 13 is formed.

このとき、第１実施形態と同様、支持部５、内周部１３の一部、及び外周部１１は、支持層、中間酸化膜、及び活性層を有する。一方、上述した基板、接続部９Ａ、反射部内梁部材１５、及び内周部１３の一部は活性層から成る。また、第１〜第３リブ５７〜５９は、支持層及び中間酸化膜を有する。   At this time, as in the first embodiment, the support part 5, a part of the inner peripheral part 13, and the outer peripheral part 11 have a support layer, an intermediate oxide film, and an active layer. On the other hand, a part of the substrate, the connecting portion 9A, the reflecting portion inner beam member 15, and the inner peripheral portion 13 described above is made of an active layer. Further, the first to third ribs 57 to 59 have a support layer and an intermediate oxide film.

［動作について］
第２実施形態の光走査装置１の動作を、図８に基づき説明する。一対の端子５５に、それぞれ、第１駆動信号源１０１を接続し、６０Ｈｚの駆動信号Ｓ１を印加する。駆動信号Ｓ１により、外側駆動部９における圧電薄膜４７が、第１実施形態と同様にして屈曲する（図５参照）。反射部３の上端３Ａは外側駆動部９の接続部９Ａに接続しているので、外側駆動部９の上述した屈曲により、反射部３の上端３Ａは、図８における紙面の表側に変位する。 [About operation]
The operation of the optical scanning device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The first drive signal source 101 is connected to the pair of terminals 55, respectively, and a 60 Hz drive signal S1 is applied. Due to the drive signal S1, the piezoelectric thin film 47 in the outer drive unit 9 is bent in the same manner as in the first embodiment (see FIG. 5). Since the upper end 3A of the reflecting portion 3 is connected to the connecting portion 9A of the outer driving portion 9, the upper end 3A of the reflecting portion 3 is displaced to the front side of the paper surface in FIG.

その結果、反射部３が、Ａ軸１８を中心軸とする捩れ振動を行う。この振動は非共振振動である。
また、一対の端子４３のうちの一方に、第２駆動信号源１０３を直接接続するとともに、他方の端子４３に、位相反転回路１０５を介して第２駆動信号源１０３を接続する。この結果、一対の端子４３のうちの一方には、３０ｋＨｚの駆動信号Ｓ２が印加され、他方の端子４３には、駆動信号Ｓ２とは逆位相の駆動信号Ｓ３が印加される。駆動信号Ｓ２，Ｓ３により、内側駆動部１７が、第１実施形態と同様にして屈曲し（図６，図７参照）、内周部１３に、反射部内梁部材１５（Ｂ軸２１）を中心軸とする捩れ振動を行わせる。この振動は共振振動である。 As a result, the reflecting portion 3 performs torsional vibration with the A axis 18 as the central axis. This vibration is non-resonant vibration.
The second drive signal source 103 is directly connected to one of the pair of terminals 43, and the second drive signal source 103 is connected to the other terminal 43 via the phase inverting circuit 105. As a result, a drive signal S2 of 30 kHz is applied to one of the pair of terminals 43, and a drive signal S3 having a phase opposite to that of the drive signal S2 is applied to the other terminal 43. Due to the drive signals S2 and S3, the inner drive unit 17 bends in the same manner as in the first embodiment (see FIGS. 6 and 7), and the reflection portion inner beam member 15 (B-axis 21) is centered on the inner peripheral portion 13. A torsional vibration is used as a shaft. This vibration is a resonance vibration.

よって、反射部３の内周部１３に設けられた反射面１９は、Ａ軸１８、及びＢ軸２１のそれぞれについて揺動可能であり、反射面１９で反射した反射光を２次元に走査できる。
［第３実施形態］
第３実施形態の光走査装置１は、第２実施形態と同様の構成を有しているが、各外側駆動部９の裏側に設けられた第１〜第３リブ５７〜５９が圧電薄膜として構成されている点で、第２実施形態と相違している。すなわち、第１〜第３リブ５７〜５９は、第１，第２実施形態の圧電薄膜と同様、上部電極５７ａ〜５９ａ、ＰＺＴ膜５７ｂ〜５９ｂ、及び下部電極５７ｃ〜５９ｃを積層した構造を有する（図１０参照）。なお、第１〜第３リブ５７〜５９に設けられたＰＺＴ膜５７ｂ〜５９ｂは、外側駆動部９に設けられたＰＺＴ膜よりも厚くなっていても良い。 Therefore, the reflection surface 19 provided on the inner peripheral portion 13 of the reflection portion 3 can swing about each of the A axis 18 and the B axis 21, and the reflected light reflected by the reflection surface 19 can be scanned two-dimensionally. .
[Third Embodiment]
The optical scanning device 1 of the third embodiment has the same configuration as that of the second embodiment, but the first to third ribs 57 to 59 provided on the back side of each outer drive unit 9 are piezoelectric thin films. It is different from the second embodiment in that it is configured. That is, the first to third ribs 57 to 59 have a structure in which the upper electrodes 57a to 59a, the PZT films 57b to 59b, and the lower electrodes 57c to 59c are stacked, as in the piezoelectric thin films of the first and second embodiments. (See FIG. 10). Note that the PZT films 57 b to 59 b provided on the first to third ribs 57 to 59 may be thicker than the PZT films provided on the outer drive unit 9.

外側駆動部９の裏側には、第１〜第３リブ５７〜５９に駆動信号を印可するための配線と端子が設けられている。これらの配線，端子は、それぞれ、内側駆動部１７に繋がる配線４１，端子４３と基板４５を挟んで対面する位置に配されている。   On the back side of the outer drive unit 9, wiring and terminals for applying drive signals to the first to third ribs 57 to 59 are provided. These wirings and terminals are arranged at positions facing each other with the wiring 41 and the terminal 43 connected to the inner drive unit 17 and the substrate 45 interposed therebetween.

そして、各外側駆動部９に配された第１〜第３リブ５７〜５９に繋がる一対の端子には、第１駆動信号源１０１から出力される駆動信号Ｓ１が印可される。なお、駆動信号Ｓ１の振幅を増幅又は減衰させた信号を、該端子に印可しても良い。該信号により、各リブは、外側駆動部９における圧電薄膜４７の屈曲に同期して、その両端が、図８における紙面の裏側（圧電薄膜４７における左右両端が変位する方向とは反対の方向）に変位するように屈曲する。   A drive signal S1 output from the first drive signal source 101 is applied to a pair of terminals connected to the first to third ribs 57 to 59 arranged in each outer drive unit 9. A signal obtained by amplifying or attenuating the amplitude of the drive signal S1 may be applied to the terminal. By this signal, each rib is synchronized with the bending of the piezoelectric thin film 47 in the outer drive unit 9, and both ends thereof are the back side of the paper surface in FIG. 8 (the direction opposite to the direction in which the left and right ends of the piezoelectric thin film 47 are displaced). Bend to displace.

このため、外側駆動部９の左右両端が図８における紙面の表側に屈曲変形するのをより効果的に防ぐことができ、より一層、外側駆動部９の共振振動や不要な変位を抑制することができる。   For this reason, it is possible to more effectively prevent the left and right ends of the outer drive unit 9 from bending and deforming to the front side of the paper surface in FIG. 8, and further suppress the resonance vibration and unnecessary displacement of the outer drive unit 9. Can do.

なお、第１実施形態の光走査装置１における各外側駆動部９に設けられた第１，第２リブ５７，５８を圧電薄膜として構成し、これらのリブに対し、同様にして、第１駆動信号源１０１からの駆動信号Ｓ１を印加するようにしても良い。   In addition, the 1st, 2nd ribs 57 and 58 provided in each outer side drive part 9 in the optical scanning device 1 of 1st Embodiment are comprised as a piezoelectric thin film, and 1st drive is similarly performed with respect to these ribs. The drive signal S1 from the signal source 101 may be applied.

次に、第３実施形態の光走査装置１の製造方法について説明する。まず、第１実施形態と同様のＳＯＩウエハを用意し、次に、反射面１９と、反射部３の駆動部材２３，２５，２７，２９における圧電薄膜と、外側駆動部９における圧電薄膜４７と、配線４１，５３と、端子４３，５５とをＳＯＩウエハの片面に製膜する。   Next, a method for manufacturing the optical scanning device 1 according to the third embodiment will be described. First, an SOI wafer similar to that of the first embodiment is prepared, and then, the reflection surface 19, the piezoelectric thin film in the driving members 23, 25, 27, and 29 of the reflection unit 3, and the piezoelectric thin film 47 in the outer driving unit 9 The wires 41 and 53 and the terminals 43 and 55 are formed on one surface of the SOI wafer.

次に、このＳＯＩウエハを選択的にエッチングすることで、支持部５、駆動部材２３，２５，２７，２９や外側駆動部９が配される基板、接続部９Ａ、外周部１１、反射部内梁部材１５、及び内周部１３を含む一体の部材を形成する。   Next, by selectively etching this SOI wafer, the substrate on which the support part 5, the drive members 23, 25, 27, 29 and the outer drive part 9 are arranged, the connection part 9A, the outer peripheral part 11, and the reflection part inner beam An integral member including the member 15 and the inner peripheral portion 13 is formed.

次に、外側駆動部９が配される基板４５の裏側に、第１〜第３リブ５７〜５９となる圧電薄膜と、該圧電薄膜に繋がる配線及び端子を製膜する。
このとき、第２実施形態と同様、支持部５、内周部１３の一部、及び外周部１１は、支持層、中間酸化膜、及び活性層を有する。一方、上述した基板、接続部９Ａ、反射部内梁部材１５、及び内周部１３の一部は活性層から成る。 Next, on the back side of the substrate 45 on which the outer drive unit 9 is disposed, a piezoelectric thin film that becomes the first to third ribs 57 to 59 and wirings and terminals connected to the piezoelectric thin film are formed.
At this time, as in the second embodiment, the support portion 5, a part of the inner peripheral portion 13, and the outer peripheral portion 11 have a support layer, an intermediate oxide film, and an active layer. On the other hand, a part of the substrate, the connecting portion 9A, the reflecting portion inner beam member 15, and the inner peripheral portion 13 described above is made of an active layer.

［効果］
第１〜第３実施形態の光走査装置１によれば、反射部３では、反射面１９を高周波数でＢ軸２１中心に捩れ振動させるため、内側駆動部１７を構成する駆動部材２３，２５，２７，２９は、３０ｋＨｚの駆動信号Ｓ２，Ｓ３により高速で屈曲変形する。このため、反射部３の左右両側に位置する一対の外側駆動部９にＡ軸１８方向の共振振動（Ｂ軸２１中心の捩れ振動の周波数の１／ｎ（ｎ＝１，２，…）の周波数の共振振動）が生じ、走査軌跡が乱れる恐れがある。 [effect]
According to the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, in the reflection unit 3, the reflection surface 19 is torsionally vibrated about the B-axis 21 at a high frequency, so that the drive members 23 and 25 constituting the inner drive unit 17 are used. , 27 and 29 are bent and deformed at high speed by drive signals S2 and S3 of 30 kHz. For this reason, the pair of outer drive units 9 located on both the left and right sides of the reflecting unit 3 are subjected to resonance vibration in the A-axis 18 direction (1 / n (n = 1, 2,...) Of torsional vibration frequency around the B-axis 21). Resonance resonance of frequency) may occur, and the scanning trajectory may be disturbed.

これに対し、第１〜第３実施形態の光走査装置１によれば、外側駆動部９にはＡ軸１８方向に延びるリブが設けられており、リブを湾曲させるように外側駆動部９が屈曲変形するのを防ぐことができる。このため、外側駆動部９の共振振動を抑制することができ、走査軌跡が乱れないようにすることができる。   On the other hand, according to the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, the outer drive unit 9 is provided with ribs extending in the direction of the A axis 18, and the outer drive unit 9 is curved so as to curve the ribs. It is possible to prevent bending deformation. For this reason, the resonance vibration of the outer side drive part 9 can be suppressed, and a scanning locus can be prevented from being disturbed.

さらに、外側駆動部９における圧電薄膜に電圧を印可すると、圧電薄膜は、上下方向のみならず、圧電薄膜の左右両端が図１，図８の紙面の表側に変位する方向にも屈曲変形する。これに対し、外側駆動部９に設けられたリブは、Ａ軸１８方向に延びているため、圧電薄膜がこのような方向に屈曲変形するのを防ぐことができ、外側駆動部９の不要な変形を抑制することができる。   Furthermore, when a voltage is applied to the piezoelectric thin film in the outer drive unit 9, the piezoelectric thin film is bent and deformed not only in the vertical direction but also in a direction in which the left and right ends of the piezoelectric thin film are displaced to the front side of the paper surface of FIGS. On the other hand, since the rib provided on the outer drive unit 9 extends in the A-axis 18 direction, the piezoelectric thin film can be prevented from being bent and deformed in such a direction, and the outer drive unit 9 is unnecessary. Deformation can be suppressed.

また、第１実施形態の光走査装置１によれば、外側駆動部９にはＢ軸２１方向に延びるスリット５１が形成されており、これにより、外側駆動部９が上下方向に屈曲し易くなる。ここで、スリット５１を設けることで、外側駆動部９の剛性が低下するため、外側駆動部９には上述した共振振動が生じ易くなる。しかしながら、第１実施形態の光走査装置１では、外側駆動部９には第１，第２リブ５７，５８が設けられているため、このような共振振動を抑制することができる。   Further, according to the optical scanning device 1 of the first embodiment, the outer drive unit 9 is formed with the slit 51 extending in the direction of the B-axis 21, whereby the outer drive unit 9 is easily bent in the vertical direction. . Here, since the rigidity of the outer side drive part 9 falls by providing the slit 51, the outer side drive part 9 becomes easy to produce the resonance vibration mentioned above. However, in the optical scanning device 1 of the first embodiment, since the first and second ribs 57 and 58 are provided in the outer drive unit 9, such resonance vibration can be suppressed.

また、第１〜第３実施形態の光走査装置１によれば、外側駆動部９に設けられたリブは、変形部９Ｂの短手方向と同じ長さを有し、変形部９Ｂの左端から右端にかけて配されている。このため、外側駆動部９の剛性を高めることができる。   Further, according to the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, the rib provided on the outer drive unit 9 has the same length as the short direction of the deforming part 9B, and from the left end of the deforming part 9B. It is arranged over the right end. For this reason, the rigidity of the outer side drive part 9 can be improved.

また、外側駆動部９に共振振動が生じた際には、外側駆動部９には等間隔で節や腹が形成される。これに対し、第１〜第３実施形態では、外側駆動部９におけるリブ配置間隔は不均一となっていると共に、外側駆動部９の屈曲変形により変位する上端側のリブ配置間隔が、支持部５により固定されている下端側のリブ配置間隔よりも広くなっている。このため、外側駆動部９には節や腹が生じ難くなり、より効果的に共振振動を抑制することができる。   Further, when resonance vibration occurs in the outer drive unit 9, nodes and antinodes are formed in the outer drive unit 9 at equal intervals. On the other hand, in the first to third embodiments, the rib arrangement interval in the outer drive unit 9 is not uniform, and the rib arrangement interval on the upper end side that is displaced by the bending deformation of the outer drive unit 9 is the support unit. It is wider than the rib arrangement interval on the lower end side fixed by 5. For this reason, it becomes difficult to produce a node and an antinode in the outer side drive part 9, and it can suppress a resonance vibration more effectively.

また、第１〜第３実施形態の光走査装置１によれば、外側駆動部９では、上端９Ｄ側のリブは下端９Ｃ側のリブに比べて細くなっており、各リブは、上端９Ｄ側に位置するもの程軽くなっている。すなわち、外側駆動部９は、支持部５により固定されておらず、圧電薄膜の屈曲変形により変位する上端９Ｄ側が軽くなっている。このため、外側駆動部９の共振周波数が高くなり、共振振動が生じ難くなる。   Further, according to the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, in the outer drive unit 9, the rib on the upper end 9D side is thinner than the rib on the lower end 9C side, and each rib is on the upper end 9D side. It is lighter as it is located. That is, the outer drive unit 9 is not fixed by the support unit 5, and the upper end 9D side that is displaced by bending deformation of the piezoelectric thin film is light. For this reason, the resonant frequency of the outer side drive part 9 becomes high, and it becomes difficult to produce a resonant vibration.

また、第１〜第３実施形態の光走査装置１では、リブは外側駆動部９の裏側に設けられている。このため、圧電薄膜が設けられた外側駆動部９の表側にリブを設ける場合に比べ、光走査装置１の製造が容易となる。   In the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, the rib is provided on the back side of the outer drive unit 9. For this reason, compared with the case where a rib is provided on the front side of the outer driving unit 9 provided with the piezoelectric thin film, the optical scanning device 1 can be easily manufactured.

［他の実施形態］
（１）第１実施形態の光走査装置１の各外側駆動部９には、長手方向に沿った１本のスリット５１が設けられているが、長手方向に沿った２本以上のスリットを設ける構成としても良い。また、スリット５１は、変形部９Ｂの長手方向と同じ長さを有し、変形部９Ｂの上端から下端にわたって配されている。しかしながら、これに限らず、スリットの長さを、変形部９Ｂの長手方向よりも長くしても良いし、短くしても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。 [Other Embodiments]
(1) Each outer drive unit 9 of the optical scanning device 1 of the first embodiment is provided with one slit 51 along the longitudinal direction. However, two or more slits are provided along the longitudinal direction. It is good also as a structure. Moreover, the slit 51 has the same length as the longitudinal direction of the deformation | transformation part 9B, and is distribute | arranged from the upper end to the lower end of the deformation | transformation part 9B. However, the present invention is not limited to this, and the length of the slit may be longer or shorter than the longitudinal direction of the deforming portion 9B. Even in such a case, the same effect can be obtained.

（２）また、第１〜第３実施形態の光走査装置１では、外側駆動部９の裏側にリブが設けられているが、表側にリブを設ける構成としても良い。
また、各リブは、外側駆動部９における変形部９Ｂの短手方向と同じ長さを有しており、変形部９Ｂの左端から右端にかけて配されている。しかしながら、これに限らず、リブの長さを変形部９Ｂの短手方向よりも短くし、変形部９Ｂの左右方向の中央や、変形部９Ｂの左端又は右端よりの位置にリブを配しても良い。 (2) Further, in the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, the rib is provided on the back side of the outer drive unit 9, but the rib may be provided on the front side.
Moreover, each rib has the same length as the short direction of the deformation | transformation part 9B in the outer side drive part 9, and is distribute | arranged from the left end of the deformation | transformation part 9B to the right end. However, the present invention is not limited to this, and the length of the rib is made shorter than the lateral direction of the deforming portion 9B, and the rib is arranged at the center in the left-right direction of the deforming portion 9B or at the position from the left end or the right end of the deforming portion 9B. Also good.

また、外側駆動部９では、上端９Ｄ側のリブを下端９Ｃ側のリブよりも細くすることで、上端９Ｄ側に位置するリブが下端９Ｃ側に位置するリブよりも軽くなるようにしている。しかしながら、これに限らず、例えば、各リブの太さ又は厚さを均一にしつつ、各リブを構成する材料を変えることで、上端９Ｄ側に位置するリブが下端９Ｃ側に位置するリブよりも軽くなるようにしても良い。   Moreover, in the outer side drive part 9, the rib located in the upper end 9D side is made lighter than the rib located in the lower end 9C side by making the rib on the upper end 9D side thinner than the rib on the lower end 9C side. However, the present invention is not limited to this, for example, by changing the material constituting each rib while making the thickness or thickness of each rib uniform, the rib located on the upper end 9D side is more than the rib located on the lower end 9C side. It may be lightened.

このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
（３）また、第１〜第３実施形態の光走査装置１では、反射部３の左右両側に一対の外側駆動部９が配されている。しかしながら、これに限らず、反射部３の片側に第１〜第３実施形態と同様に構成された１つの外側駆動部９を配し、該外側駆動部９により反射部３にＡ軸１８を中心とした捩れ振動を生じさせる構成としても良い。 Even in such a case, the same effect can be obtained.
(3) Also, in the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, a pair of outer drive units 9 are arranged on the left and right sides of the reflection unit 3. However, the present invention is not limited to this, and one outer side drive unit 9 configured in the same manner as in the first to third embodiments is arranged on one side of the reflection unit 3, and the A axis 18 is provided to the reflection unit 3 by the outer side drive unit 9. It is good also as a structure which produces the torsional vibration centering.

また、第１〜第３実施形態の光走査装置１は、反射部３では、内周部１３の上側に一対の駆動部材２３，２５が設けられていると共に、内周部１３の下側にも一対の駆動部材２７，２９が設けられている。しかしながら、これに限らず、例えば、内周部の上側のみ、又は、内周部の下側のみに一対の駆動部材を設けるようにしても良い。   Further, in the optical scanning device 1 of the first to third embodiments, in the reflection unit 3, a pair of drive members 23 and 25 are provided on the upper side of the inner peripheral portion 13, and on the lower side of the inner peripheral portion 13. Also, a pair of drive members 27 and 29 are provided. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a pair of drive members may be provided only on the upper side of the inner peripheral part or only on the lower side of the inner peripheral part.

このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。
［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。 Even in such a case, the same effect can be obtained.
[Correspondence with Claims]
The correspondence between the terms used in the description of the above embodiment and the terms used in the description of the claims is shown.

Ａ軸１８が第２の軸の一例に、Ｂ軸２１が第１の軸の一例に、内側駆動部１７が第１の駆動部の一例に、外側駆動部９の変形部９Ｂが第２の駆動部の一例に相当する。   The A-axis 18 is an example of the second axis, the B-axis 21 is an example of the first axis, the inner drive part 17 is an example of the first drive part, and the deforming part 9B of the outer drive part 9 is the second axis. This corresponds to an example of a drive unit.

１…光走査装置、３…反射部、３Ａ…上端、５…支持部、７…梁部材、９…外側駆動部、９Ａ…接続部、９Ｂ…変形部、９Ｃ…下端、９Ｄ…上端、１１…外周部、１３…内周部、１５…反射部内梁部材、１７…内側駆動部、１８…Ａ軸、１９…反射面、２１…Ｂ軸、３１…基板、３３…圧電薄膜、３５…上部電極、３７…ＰＺＴ膜、３９…下部電極、４７…圧電薄膜、５１…スリット、５７…第１リブ、５８…第２リブ、５９…第３リブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical scanning device, 3 ... Reflection part, 3A ... Upper end, 5 ... Support part, 7 ... Beam member, 9 ... Outer drive part, 9A ... Connection part, 9B ... Deformation part, 9C ... Lower end, 9D ... Upper end, 11 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Outer peripheral part, 13 ... Inner peripheral part, 15 ... Reflecting part inner beam member, 17 ... Inner drive part, 18 ... A axis, 19 ... Reflecting surface, 21 ... B axis, 31 ... Substrate, 33 ... Piezoelectric thin film, 35 ... Upper part Electrode 37 ... PZT film 39 ... Lower electrode 47 ... piezoelectric thin film 51 ... slit 57 ... first rib 58 ... second rib 59 ... third rib

Claims (7)

光ビームを反射させる反射面（１９）と、屈曲変形することで、前記反射面に、第１の方向に延びる第１の軸（２１）を中心とした捩れ振動を行わせる第１の駆動部（１７）と、を有する反射部（３）と、
屈曲変形することで、前記反射部に、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２の軸（１８）を中心とした捩れ振動を行わせる第２の駆動部（９Ｂ）と、
を備え、
前記第２の駆動部は、板状に形成されており、前記第２の方向に延びるリブが設けられていること、
を特徴とする光走査装置（１）であって、
前記第２の駆動部は、当該第２の駆動部における一方の面に配された圧電素子により、屈曲変形可能に構成されており、
前記リブは、前記第２の駆動部の他方の面に設けられており、当該リブの両端が前記一方の面に配された圧電素子の変位する方向とは反対の方向に変位するように屈曲変形する圧電素子を有すること、
を特徴とする光走査装置。 A reflecting surface (19) that reflects the light beam and a first driving unit that causes torsional vibration about the first axis (21) extending in the first direction by bending and deforming the reflecting surface. (17) and a reflection part (3) having:
A second drive unit (9B) that causes the reflection unit to perform torsional vibration about a second axis (18) extending in a second direction intersecting the first direction by bending and deforming; ,
With
The second drive unit is formed in a plate shape and provided with a rib extending in the second direction;
An optical scanning device (1) characterized by:
The second driving unit is configured to be able to be bent and deformed by a piezoelectric element disposed on one surface of the second driving unit,
The rib is provided on the other surface of the second drive unit, and is bent so that both ends of the rib are displaced in a direction opposite to the direction in which the piezoelectric element disposed on the one surface is displaced. Having a deformable piezoelectric element;
An optical scanning device characterized by the above. 光ビームを反射させる反射面（１９）と、屈曲変形することで、前記反射面に、第１の方向に延びる第１の軸（２１）を中心とした捩れ振動を行わせる第１の駆動部（１７）と、を有する反射部（３）と、
屈曲変形することで、前記反射部に、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２の軸（１８）を中心とした捩れ振動を行わせる第２の駆動部（９Ｂ）と、
を備え、
前記第２の駆動部は、板状に形成されており、前記第２の方向に延びるリブが設けられていること、
を特徴とする光走査装置（１）であって、
前記第２の駆動部における前記第２の方向に直交する方向の一端を上端とすると共に、他端を下端とし、
隣接する前記リブの間隔、前記第２の駆動部における前記上端と、該上端に隣接する前記リブとの間隔、及び、前記第２の駆動部における前記下端と、該下端に隣接する前記リブとの間隔を、リブ配置間隔とし、
少なくとも２つの前記リブ配置間隔は、異なる長さであること、
を特徴とする光走査装置。 A reflecting surface (19) that reflects the light beam and a first driving unit that causes torsional vibration about the first axis (21) extending in the first direction by bending and deforming the reflecting surface. (17) and a reflection part (3) having:
A second drive unit (9B) that causes the reflection unit to perform torsional vibration about a second axis (18) extending in a second direction intersecting the first direction by bending and deforming; ,
With
The second drive unit is formed in a plate shape and provided with a rib extending in the second direction;
An optical scanning device (1) characterized by:
One end of the second drive unit in the direction orthogonal to the second direction is the upper end, the other end is the lower end,
The interval between the adjacent ribs, the interval between the upper end of the second drive unit and the rib adjacent to the upper end, the lower end of the second drive unit, and the rib adjacent to the lower end Is the rib placement interval,
At least two rib arrangement intervals are of different lengths;
An optical scanning device characterized by the above. 請求項２に記載の光走査装置において、
前記下端を支持することで、前記第２の駆動部が屈曲変形した際に、前記上端が変位するようにする支持部（５）をさらに備え、
前記リブ配置間隔は、前記下端側に位置する他の前記リブ配置間隔と同じ長さであるか、又は、該リブ配置間隔よりも長く、
少なくとも１つの前記リブ配置間隔は、前記下端側に位置する他の前記リブ配置間隔よりも長いこと、
を特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to claim 2,
A support portion (5) for supporting the lower end so that the upper end is displaced when the second driving portion is bent and deformed;
The rib arrangement interval is the same length as the other rib arrangement intervals located on the lower end side, or longer than the rib arrangement interval,
At least one rib arrangement interval is longer than other rib arrangement intervals located on the lower end side;
An optical scanning device characterized by the above. 光ビームを反射させる反射面（１９）と、屈曲変形することで、前記反射面に、第１の方向に延びる第１の軸（２１）を中心とした捩れ振動を行わせる第１の駆動部（１７）と、を有する反射部（３）と、
屈曲変形することで、前記反射部に、前記第１の方向に交差する第２の方向に延びる第２の軸（１８）を中心とした捩れ振動を行わせる第２の駆動部（９Ｂ）と、
を備え、
前記第２の駆動部は、板状に形成されており、前記第２の方向に延びるリブが設けられていること、
を特徴とする光走査装置（１）であって、
前記第２の駆動部における前記第２の方向に直交する方向の一端を上端とすると共に、他端を下端とし、
前記下端を支持することで、前記第２の駆動部が屈曲変形した際に、前記上端が変位するようにする支持部（５）をさらに備え、
前記第２の駆動部には、複数の前記リブが配されており、
前記リブは、該上端側に位置する他の前記リブと同じ重さであるか、又は、該他のリブよりも重く、
少なくとも１つの前記リブは、該上端側に位置する他の前記リブよりも重いこと、
を特徴とする光走査装置。 A reflecting surface (19) that reflects the light beam and a first driving unit that causes torsional vibration about the first axis (21) extending in the first direction by bending and deforming the reflecting surface. (17) and a reflection part (3) having:
A second drive unit (9B) that causes the reflection unit to perform torsional vibration about a second axis (18) extending in a second direction intersecting the first direction by bending and deforming; ,
With
The second drive unit is formed in a plate shape and provided with a rib extending in the second direction;
An optical scanning device (1) characterized by:
One end of the second drive unit in the direction orthogonal to the second direction is the upper end, the other end is the lower end,
A support portion (5) for supporting the lower end so that the upper end is displaced when the second driving portion is bent and deformed;
The second driving unit is provided with a plurality of the ribs,
The rib has the same weight as the other ribs located on the upper end side, or is heavier than the other ribs,
At least one of the ribs is heavier than the other ribs located on the upper end side;
An optical scanning device characterized by the above. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記第２の駆動部には、前記第１の方向に延びるスリット（５１）が形成されていること、
を特徴とする光走査装置。 In the optical scanning device according to any one of claims 1 to 4 ,
A slit (51) extending in the first direction is formed in the second driving unit;
An optical scanning device characterized by the above. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記リブは、前記第２の方向に対面する前記第２の駆動部の一端から他端にかけて形成されていること、
を特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to any one of claims 1 to 5 ,
The rib is formed from one end to the other end of the second drive unit facing in the second direction;
An optical scanning device characterized by the above. 請求項２から請求項６のうちのいずれか１項に記載の光走査装置において、
前記第２の駆動部は、当該第２の駆動部における一方の面に配された圧電素子により、屈曲変形可能に構成されており、
前記リブは、前記第２の駆動部における圧電素子が配されていない面に配されていること、
を特徴とする光走査装置。 The optical scanning device according to any one of claims 2 to 6 ,
The second driving unit is configured to be able to be bent and deformed by a piezoelectric element disposed on one surface of the second driving unit,
The rib is disposed on a surface where the piezoelectric element is not disposed in the second driving unit;
An optical scanning device characterized by the above.
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