JP7447660B2 - 振動ミラー素子および光走査装置 - Google Patents
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Description
本実施形態による光走査装置100は、図1に示すように、光源1と、振動ミラー素子2と、制御部3と、を備えている。光走査装置100は、投影面60に対して、光を照射するように構成されている。
図2に示すように、振動ミラー素子2は、ミラー部20と、基板21と、駆動源22と、振動抑制部と、保持部材24と、を備える。なお、本明細書では、ミラー部20の表面と直交する方向をZ方向とし、上方向をZ1方向、下方向をZ2方向とする。また、Z方向と直交する面内において互いに直交する2方向をそれぞれX方向およびY方向とする。X方向のうち、一方側をX1方向とし、他方側をX2方向とする。また、Y方向のうち、一方側をY1方向とし、他方側をY2方向とする。
ミラー部20は、図4に示すように、揺動軸Axを中心として、所定の揺動角度Rとなるように、揺動される。本実施形態では、ミラー部20は、駆動源22が発生させる板波によって、揺動軸Axの軸線周りに揺動される。具体的には、駆動源22は、基板21の面に平行な方向(XY平面に平行な方向)に伸縮することにより、基板21をZ方向に撓ませることによって板波を発生させる。駆動源22によって発生された板波は、一対の梁部21aを介して、トーション部21cに伝達される。トーション部21cは、一対の梁部21aを介して伝達された板波によって捻れることにより、ミラー部配置部25を揺動させる。ミラー部配置部25は、トーション部21cによって揺動されることにより、ミラー部20を揺動させる。トーション部21cは、駆動源22が発生させる板波の腹部分、または、節部分の位置となるように配置される。なお、板波には、シンメトリーの板波と、アシンメトリーの板波とが含まれる。板波がシンメトリーの場合、振幅の極大点が腹部分であり、振幅の極小点が節部分である。また、板波がアシンメトリーの場合、変位が最大となる部分が腹部分であり、変位が最小となる部分が節部分である。
次に、図5を参照して、振動抑制部が一対の梁部21aに当接する位置について説明する。振動抑制部は、第1方向(Y方向)において、ミラー部20の端部のうち、支持部21b側の第1ミラー端部20aとは反対側の第2ミラー端部20bと、トーション部21cとの間の位置において、一対の梁部21aと当接することにより、一対の梁部21aに伝達する振動を抑制するように構成されている。具体的には、振動抑制部は、基板21をZ方向に揺動させる振動が一対の梁部21aに伝達することを抑制するように構成されている。
次に、図6を参照して、接着剤26によるミラー部20とミラー部配置部25との接合位置について説明する。
図7に示すように、ミラー部配置部25は、ミラー部20の重心Gまたはミラー部20の面の中心を含む基準面Rpにおいて、対称な質量となるように肉抜きが施されて梁状に形成されている。図7に示す例では、基準面Rpは、YZ平面である。図7に示す例では、ミラー部配置部25は、ミラー部20の重心Gを含む基準面Rpにおいて、対称な質量となるように肉抜きが施されて梁状に形成されている。すなわち、ミラー部配置部25は、基準面RpよりもX1方向側の質量と、基準面RpよりもX2方向側の質量とが、互いに等しくなるように、肉抜きが施されて梁状に形成されている。
図8に示すように、基板21のうちのミラー部20の近傍、および、駆動源22の表面のうちの少なくともいずれかには、ミラー部20によって反射される光の反射を防止する処理が施されている。図8に示す例では、ミラー部20の近傍および駆動源22の表面の両方に、反射防止処理が施されている。具体的には、本実施形態では、基板21のうちの、一対の梁部21a、トーション部21c、第3梁部25cのうち、ミラー部20と重なっていない部分、および、駆動源22の表面に対して、反射防止処理が施されている。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
2、102、202、302、402、502 振動ミラー素子
20 ミラー部
20a 第1ミラー端部
20b 第2ミラー端部
21 基板
21a 一対の梁部
21b 支持部
21c トーション部
22 駆動源
23a 第1振動抑制部(振動抑制部)
23b 第2振動抑制部(振動抑制部)
24 保持部材
24a 載置面
25、125、425、525 ミラー部配置部
26 接着剤
27、127 おもり部材
100 光走査装置
121a 第1端部(梁部の第1端部)
121b 第2端部(梁部の第2端部)
D1 第1距離
D2 第2距離
D5 第3距離
G ミラー部の重心
Rp 基準面
Claims (12)
- 光を反射するミラー部と、
第1端部および第2端部を有する一対の梁部と、前記一対の梁部の各々の前記第1端部を支持する支持部と、前記ミラー部を揺動可能に支持するトーション部と、を含む金属製の基板と、
前記支持部に設けられ、前記ミラー部を揺動させる板波を発生させる駆動源と、
前記一対の梁部に当接することにより、前記一対の梁部に伝達する振動を抑制する振動抑制部と、を備え、
前記トーション部は、前記ミラー部の表面に沿う方向において前記一対の梁部が延びる第1方向と直交する第2方向に延びるとともに、前記一対の梁部の各々に接続され、
前記振動抑制部は、前記第1方向において、前記ミラー部の端部のうち、前記支持部側の第1ミラー端部とは反対側の第2ミラー端部と、前記トーション部との間の位置において、前記一対の梁部と当接することにより、前記一対の梁部に伝達する振動を抑制するように構成されており、
前記基板は平面視においてU字状形状を有する、振動ミラー素子。 - 前記支持部を保持するとともに、前記一対の梁部の各々を保持する保持部材をさらに備え、
前記保持部材は、前記振動抑制部が前記一対の梁部と当接する位置、または、前記振動抑制部が前記一対の梁部と当接する位置よりも前記第2端部側の位置において、前記一対の梁部の各々を保持するように構成されている、請求項1に記載の振動ミラー素子。 - 前記振動抑制部は、前記一対の梁部のうちの一方に当接することにより振動を抑制する第1振動抑制部と、前記第1振動抑制部とは個別に設けられ、前記一対の梁部のうちの他方に当接することにより振動を抑制する第2振動抑制部とを含み、
前記第1振動抑制部および前記第2振動抑制部の各々は、前記基板および前記保持部材とは別体で設けられており、
前記保持部材は、前記第1振動抑制部および前記第2振動抑制部が載置される載置面を有し、
前記載置面は、前記第1方向に延びるように形成されている、請求項2に記載の振動ミラー素子。 - 前記ミラー部は、前記第1方向における前記トーション部から前記第2ミラー端部までの第1距離が、前記第1方向における前記トーション部から前記第2端部までの第2距離以上となるように構成されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の振動ミラー素子。
- 前記振動抑制部は、前記第1方向における前記トーション部から前記振動抑制部の前記第2端部側の端部までの第3距離が、前記第1距離未満となるように構成されている、請求項4に記載の振動ミラー素子。
- 前記ミラー部は、前記基板とは別体で設けられ、
前記基板は、前記トーション部と接続し、前記ミラー部が配置されるミラー部配置部をさらに含み、
前記トーション部は、前記ミラー部と重なるように前記第2方向に延びるように設けられており、前記第2方向における前記ミラー部と重なる位置において、前記ミラー部配置部と接続されている、請求項1~5のいずれか1項に記載の振動ミラー素子。 - 前記ミラー部と前記ミラー部配置部とは、少なくとも2箇所において、弾性を有する接着剤によって接合されている、請求項6に記載の振動ミラー素子。
- 前記接着剤は、少なくとも、前記ミラー部の重心から略等距離の2箇所において、前記ミラー部と前記ミラー部配置部とを接合する、請求項7に記載の振動ミラー素子。
- 前記ミラー部配置部は、前記ミラー部の重心を含み、前記第1方向と、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向とに延びる基準面において、対称な質量となるように肉抜きが施されて梁状に形成されている、請求項6~8のいずれか1項に記載の振動ミラー素子。
- 前記駆動源または前記一対の梁部には、おもり部材が設けられている、請求項1~9のいずれか1項に記載の振動ミラー素子。
- 前記基板のうちの前記ミラー部の近傍、および、前記駆動源の表面のうちの少なくともいずれかには、前記ミラー部によって反射される光の反射を防止する処理が施されている、請求項1~10のいずれか1項に記載の振動ミラー素子。
- 光を照射する光源と、
前記光源から照射された光を反射するミラー部と、
第1端部および第2端部を有する一対の梁部と、前記一対の梁部の各々の前記第1端部を支持する支持部と、前記ミラー部を揺動可能に支持するトーション部と、を含む金属製の基板と、
前記支持部に設けられ、前記ミラー部を揺動させる板波を発生させる駆動源と、
前記一対の梁部に当接することにより、前記一対の梁部に伝達する振動を抑制する振動抑制部と、を備え、
前記トーション部は、前記ミラー部の表面に沿う方向において前記一対の梁部が延びる第1方向と直交する第2方向に延びるとともに、前記一対の梁部の各々に接続され、
前記振動抑制部は、前記第1方向において、前記ミラー部の端部のうち、前記支持部側の第1ミラー端部とは反対側の第2ミラー端部と、前記トーション部との間の位置において、前記一対の梁部と当接することにより、前記一対の梁部に伝達する振動を抑制するように構成されており、
前記基板は平面視においてU字状形状を有する、光走査装置。
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