JP7459579B2 - 可動装置、画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ、レーザヘッドランプ、ヘッドマウントディスプレイ、物体認識装置、及び移動体 - Google Patents
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Description
まず、可動装置である1軸の光偏向器について説明する。図1は第1軸を中心に揺動可能な両持ちタイプの光偏向器900の平面図である。図1に示されるように、光偏向器900は、例えば、円形状のミラー部901と、ミラー部901の基体の+Z側の面上に形成されたミラー反射面902等を有している。ミラー部901は、例えば、シリコン層から構成される。そのほか酸化材や無機材料、有機材料で構成されてもよい。複数の材料または同じ材料の複数層で構成されてもよい。ミラー反射面902は、例えば、アルミニウム、金、銀等を含む金属薄膜やその多層膜で構成される。また、ミラー部901の基体の-Z側の面にミラー部補強用のリブ構造が形成されていてもよい。リブは、例えば、シリコン支持層および酸化シリコン層から構成され、可動によって生じるミラー部901及びミラー反射面902の変形歪を抑制する。
次に、第1実施形態における可動装置である光偏向器について説明する。本実施形態における光偏向器100は、図4に示されるように、回動軸となる第1軸、すなわち図4におけるX軸を中心に可動部103を揺動可能な両持ちタイプの1軸の光偏向器である。
次に、第2実施形態における可動装置である光偏向器について説明する。第2実施形態は、支持部における梁部の長さとともに、厚さや幅を変える例である。尚、第2実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
まず、本実施形態の可動装置を適用した光走査システムについて、図21~図24に基づいて詳細に説明する。
次に、本実施形態の可動装置を適用した画像投影装置について、図25および図26を用いて詳細に説明する。
次に、本実施形態の可動装置13を適用した光書込装置について図27および図28を用いて詳細に説明する。
次に、上記本実施形態の可動装置を適用した物体認識装置について、図29および図30を用いて詳細に説明する。
次に、上記本実施形態の可動装置を自動車のヘッドライトに適用したレーザヘッドランプ50について、図31を用いて説明する。図31は、レーザヘッドランプ50の構成の一例を説明する概略図である。
次に、上記本実施形態の可動装置を適用したヘッドマウントディスプレイ60について、図32~33を用いて説明する。ここでヘッドマウントディスプレイ60は、人間の頭部に装着可能な頭部装着型ディスプレイで、例えば、眼鏡に類する形状とすることができる。ヘッドマウントディスプレイを、以降ではHMDと省略して示す。
次に、本実施形態の可動装置のパッケージングについて図34を用いて説明する。
11 制御装置
12、12b 光源装置
13 可動装置
14 反射面
15 被走査面
25 光源装置ドライバ
26 可動装置ドライバ
30 制御部
31 駆動信号出力部
50 レーザヘッドランプ
51 ミラー
52 透明板
60 ヘッドマウントディスプレイ
60a フロント
60b テンプル
61 導光板
62 ハーフミラー
63 装着者
100、100A~100H、150、200、200A、200B 光偏向器
101 ミラー部
102 ミラー反射面
103、153 可動部
104a~104i、204a、204b、214a、214b、224a、224b 支持部
105 可動部接続部
108 固定部
109 電気コンタクト用電極端子
115、215a~215d、225 梁部
116、216a、216b、316a、316b 接続部
125A、125B 圧電駆動部郡
130 シリコン層
131 下部電極
132 圧電層
133 上部電極
141a、142a 第1の梁部群
141b、142b 第2の梁部群
Claims (25)
- 可動部と、
前記可動部と一端が接続されており前記可動部を回動可能に支持する支持部と、
前記支持部の他端と接続されている固定部と、
を有し、
前記支持部は、複数の梁部と、隣り合う前記梁部を接続する接続部を有し、
前記支持部を所定の部分で2分し、
前記固定部側の梁部群を、第1の梁部群とし、
前記可動部側の梁部群を、第2の梁部群としたときに、
前記第1の梁部群における梁部の剛性は、前記可動部側から前記固定部側に向かって昇順に高くなり、
前記第1の梁部群におけるそれぞれの梁部の長さは、すべて異なり、
前記第1の梁部群における梁部の長さは、前記固定部側から前記可動部側に向かって昇順に長くなるように配置され、
前記第2の梁部群におけるそれぞれの梁部の長さは、すべて異なり、
前記第2の梁部群における梁部の長さは、前記固定部側から前記可動部側に向かって降順に長くなるように配置され、
前記第2の梁部群における梁部の重さは、前記固定部側から前記可動部側に向かって降順に重くなることを特徴とする可動装置。 - 可動部と、
前記可動部と一端が接続されており前記可動部を回動可能に支持する支持部と、
前記支持部の他端と接続されている固定部と、
を有し、
前記支持部は、複数の梁部と、隣り合う前記梁部を接続する接続部を有し、
前記支持部を所定の部分で2分し、
前記固定部側の梁部群を、第1の梁部群とし、
前記可動部側の梁部群を、第2の梁部群としたときに、
前記第1の梁部群におけるそれぞれの梁部の長さは、すべて異なり、
前記第1の梁部群における梁部の長さは、前記固定部側から前記可動部側に向かって昇順に長くなるように配置され、
前記第2の梁部群におけるそれぞれの梁部の長さは、すべて異なり、
前記第2の梁部群における梁部の長さは、前記固定部側から前記可動部側に向かって降順に長くなるように配置されることを特徴とする可動装置。 - 前記第1の梁部群の最も可動部側に位置する梁の長さと、前記第2の梁部群の固定部側に位置する梁の長さは、異なる長さであることを特徴とする請求項1または2に記載の可動装置。
- 前記支持部の形状は、前記可動部の中心を中心とした円弧を含む形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の可動装置。
- 前記第1の梁部群の形状は、前記可動部の中心を中心とした円弧を含む形状であり、
前記第1の梁部群の梁の曲率半径は、可動部側から固定部側に向かって昇順に大きくなることを特徴とする請求項4に記載の可動装置。 - 前記第2の梁部群において、
各々の前記梁部の一方の端部を結ぶ延長線と、他方の端部を結ぶ延長線との交点が、前記可動部の回動軸上に位置していることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記第1の梁部群において、
各々の前記梁部の一方の端部を結ぶ延長線、及び、他方の端部を結ぶ延長線は、交点が前記可動部の回動軸上に位置する、又は前記可動部の回動軸と平行であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記第2の梁部群において、
各々の前記梁部の一方の端部を結ぶ延長線と、他方の端部を結ぶ延長線との交点が、前記可動部の中心に位置していることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記第1の梁部群において、
前記固定部側の梁部の厚さは、前記可動部側の梁部よりも厚く、
前記固定部側の接続部の厚さは、前記可動部側の接続部よりも厚いことを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記第1の梁部群及び/または前記第2の梁部群において、
前記固定部側の梁部の幅は、前記可動部側の梁部よりも広いことを特徴とする請求項1乃至9の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記第1の梁部群及び/または前記第2の梁部群において、
前記固定部側の接続部の幅は、前記可動部側の接続部よりも広いことを特徴とする請求項1乃至10の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記支持部は、複数の梁部が前記接続部により接続されたミアンダ構造であることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の可動装置。
- 前記支持部は2つ設けられており、前記可動部を両側より第1軸を中心に回動可能に支持していることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の可動装置。
- 前記可動部は、可動部梁と、
一端が前記可動部梁に接続され、他端がミラー部と接続された梁と、
を有し、
前記梁は、前記ミラー部を共振駆動可能な状態で支持していることを特徴とする請求項1乃至13の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記支持部は3つ以上設けられており、
前記可動部を複数の軸を中心に回動可能に支持していることを特徴とする請求項1乃至12の何れか一項に記載の可動装置。 - 前記支持部における1つ以上の梁部には圧電駆動部が設けられていることを特徴とする請求項1乃至15の何れか一項に記載の可動装置。
- 前記第1の梁部群における梁部の本数は、前記第2の梁部群における梁部の本数以上であることを特徴とする請求項1乃至16の何れか一項に記載の可動装置。
- 前記可動部の最外周部と、前記第2の梁部群における前記可動部に最も近い梁部の最内周部との間には、前記可動部の最外周部に沿った略一定幅の間隙が形成されていることを特徴とする請求項1乃至17の何れか一項に記載の可動装置。
- 請求項1乃至18の何れか一項に記載の可動装置と、
光を発する光源と、
を備え、
前記光源から発せられた光を偏向して投影することを特徴とする画像投影装置。 - 前記光源は複数設けられており、
前記複数の光源は、異なる波長の光を発するものであって、
前記複数の光源から発した前記複数の光を合成する合成部を更に備え、
前記合成部において合成された光を偏向して投影することを特徴とする請求項19に記載の画像投影装置。 - 請求項1乃至18の何れか一項に記載の可動装置を備えるヘッドアップディスプレイ。
- 請求項1乃至18の何れか一項に記載の可動装置を備えるレーザヘッドランプ。
- 請求項1乃至18の何れか一項に記載の可動装置を備えるヘッドマウントディスプレイ。
- 請求項1乃至18の何れか一項に記載の可動装置と、
光を発する光源と、
を備え、
前記光源から発せられた光を偏向し、前記光が物体に照射され、前記物体において反射された反射光を検出することにより物体を認識することを特徴とする物体認識装置。 - 請求項21に記載のヘッドアップディスプレイ、請求項22に記載のレーザヘッドランプ、及び請求項24に記載の物体認識装置の少なくとも1つを有する移動体。
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