JPH05100175A

JPH05100175A - 光スキヤナ

Info

Publication number: JPH05100175A
Application number: JP3290744A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Goto; 博史後藤
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-23
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2921218B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光ビームの走査幅を変化させることができる
超小型、超薄型の光スキャナを提供する。【構成】プレート６の中央部に少なくとも１つの弾性
変形モードを有する弾性変形部２を設け、弾性変形部２
の上端に光ビーム反射用のスキャン部３を設け、弾性変
形部２の下端に振動入力部５を設ける。振動入力部５を
励振させる圧電アクチュエータ２１は、圧電素子２２の
表面にひずみ変換素子２３を設けたものであり、圧電素
子２２の横ひずみε₃₁はひずみ変換素子２３によって縦
方向変位ｘ₃₁に変換及び増幅される。したがって、厚み
の薄い圧電素子を低電圧で駆動して大きな振動を取りだ
すことができる。振動入力部５が振動すると、弾性変形
部２が共振し、スキャン部３が回動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光スキャナに関する。具
体的には、例えばレーザビームプリンタやバーコードス
キャナ等において光ビームを走査させるために用いられ
る光スキャナに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタに用いられている
従来の光スキャナの概略図を図９に示す。これはポリゴ
ンミラーを用いた光スキャナ（ポリゴンスキャナ）であ
って、正多角形状をしたポリゴンミラー５１の外周各面
にはミラー面５１ａが形成されており、ポリゴンミラー
５１はサーボモータ５２によって一定角速度で回転させ
られている。そして、半導体レーザ装置５６から出射さ
れたレーザビームβは光学系５３を通過した後、ポリゴ
ンミラー５１のミラー面５１ａに照射される。ミラー面
５１ａで反射されたレーザビームβは、中間光学系５４
を透過し、例えば感光ドラム５７の表面に照射される。
ここで、ポリゴンミラー５１が一定角速度で回転してい
ると、レーザビームβを反射させているミラー面５１ａ
の角度が変化するので、ポリゴンミラー５１で反射され
たレーザビームβの出射方向が変化し、レーザビームβ
が例えば感光ドラム５７の表面を走査される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなタイプの光スキャナにあっては、ポリゴンミラーや
モータ等を用いているため、コンパクト化を図って小型
にするのが困難であった。また、レーザビームのスキャ
ン方向が１方向にのみ限られるうえ、レーザビームのス
キャン角が一定であり、走査幅を可変にすることは不可
能であった。

【０００４】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、小型で走査
領域の可変な光スキャナを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の光ス
キャナは、少なくとも１つの弾性変形モードを有する弾
性変形部と、弾性変形部の一端に設けられた光ビーム反
射用のスキャン部と、弾性変形部の他端に設けられた振
動入力部と、圧電素子の横ひずみ成分を縦方向変位に変
換するひずみ変換素子を圧電素子に設けた圧電アクチュ
エータとからなり、圧電アクチュエータから振動入力部
へ弾性変形部のいずれかの弾性変形モードに対する共振
周波数の振動を付与すると、弾性変形部が当該弾性変形
モードで弾性振動してスキャン部が少なくとも１方向に
回動できるようになっている。

【０００６】また、本発明による第２の光スキャナは、
少なくとも１つの弾性変形モードを有する弾性変形部
と、弾性変形部の一端に設けられた光ビーム反射用のス
キャン部と、弾性変形部の他端に設けられ、圧電素子の
横ひずみ成分を縦方向変位に変換する機能を有する振動
入力部と、前記振動入力部に取り付けられた圧電素子と
からなり、圧電素子から振動入力部へ弾性変形部のいず
れかの弾性変形モードに対する共振周波数の振動を入力
すると、弾性変形部が当該弾性変形モードで弾性振動し
てスキャン部が少なくとも１方向に回動できるようにな
っている。

【０００７】なお、上記圧電素子としては、積層型圧電
素子を用いるのが好ましい。

【０００８】

【作用】弾性変形部の特定の弾性変形モードに対する共
振周波数の振動を振動入力部に加えると、弾性変形部が
当該弾性変形モードで弾性振動し、スキャン部が特定の
方向で回動する。このため、スキャン部に光ビームを照
射させていると、スキャン部で反射された光ビームがス
キャン部の回転によってスキャンされる。

【０００９】スキャン部、弾性変形部及び振動入力部は
プレート状に形成することができ、駆動源としては圧電
素子を使用することができるので、光スキャナを超小型
化することができる。また、異なる弾性変形モードの共
振周波数の振動を振動入力部に加えることにより走査方
向を変化させることができ、さらに、駆動源によって振
動入力部の振幅を変化させれば、弾性変形部における弾
性振動の振幅（スキャン角）を変化させることができ、
光ビームの走査幅の調整も可能である。

【００１０】さらに、第１の光スキャナにあっては、圧
電素子に圧電素子の横ひずみ成分を縦方向変位に変換す
るひずみ変換素子を設けているので、圧電素子を駆動す
ると、圧電アクチュエータの縦方向には圧電素子の縦ひ
ずみ成分とひずみ変換素子によって圧電素子の横ひずみ
成分から変換された縦方向変位が重畳し、大きな縦方向
変位が発生する。このため、縦寸法の小さな圧電アクチ
ュエータを用いて大きな振動を振動入力部へ入力させる
ことができ、圧電アクチュエータの小型化ないし薄型化
を図れ、光スキャナ全体をより小型化することができ
る。また、光スキャナの走査幅が同じであれば、圧電ア
クチュエータの駆動電圧を低くでき、消費電力を省電力
化することができる。

【００１１】また、第２の光スキャナにあっては、弾性
変形部の端部に設けられた振動入力部が圧電素子の横ひ
ずみ成分を縦方向変位に変換する機能を有しているの
で、第１の光スキャナよりも部材（ひずみ変換素子）を
削減することができ、圧電素子と振動入力部とから構成
される部分をより薄型化することができる。さらに、組
み立て加工も容易になり、コストも安価になる。また、
接合箇所も減少するので、不安定な接合箇所が減少し、
圧電素子と振動入力部との接合箇所を安定させることが
でき、光スキャナの動作及び特性を安定させることがで
きる。

【００１２】

【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による
光スキャナを示す斜視図である。この光スキャナ１は、
薄板状のプレート６と、プレート６に高周波振動（例え
ば、数１００Hz）を印加するための圧電アクチュエータ
２１とから構成されている。プレート６は、図１に示す
ような形状をしており、長い細幅の弾性変形部２の下端
に、圧電アクチュエータ２１から振動を印加させるため
の振動入力部５が一体に設けられ、弾性変形部２の上端
に、光ビームを反射してスキャンさせるためのスキャン
部３が一体に設けられている。ここで、弾性変形部２
は、図１（ａ）に示すように、軸心Ｐの回りにねじれ変
形するねじれ変形モードと、図１（ｂ）に示すように軸
心Ｐに沿って曲げ変形する曲げ変形モードが可能になっ
ており、ねじれ変形モードの弾性振動についてはｆ_Tの
共振周波数を有し、曲げ変形モードの弾性振動について
はｆ_Bの共振周波数を有している。スキャン部３は、弾
性変形部２の軸心Ｐに関してアンバランスな形状に形成
されており、弾性変形部２の軸心Ｐから離れた部分にウ
エイト部３ｗが形成されている。したがって、スキャン
部３の重心は、弾性変形部２の軸心Ｐから外れた位置に
あり、さらに、弾性変形部２の上端よりも上方に位置し
ている。また、スキャン部３には、図６に示すように、
光ビームを反射させるためのミラー面４が形成されてい
る。振動入力部５は、圧電アクチュエータ２１に接合さ
れて圧電アクチュエータ２１に固定されており、スキャ
ン部３は弾性変形部２によってフリーに支持されてい
る。

【００１３】圧電アクチュエータ２１は、図２に示すよ
うに、積層型圧電素子２２の一方主面（電極を形成され
ている面）にひずみ変換素子２３を接合させた構造とな
っている。圧電素子２２は、電界を印加することにより
ｄ₃₃方向（主面と垂直な方向；以下縦方向という。）へ
伸張ひずみ（縦ひずみ）を生じると共にｄ₃₁方向（主面
と平行な方向；以下横方向という。）へ圧縮ひずみ（横
ひずみ）を生じる。ひずみ変換素子２３は、弾性を有す
る薄板２４の両側端に脚部２５を設けることによってブ
リッジ状に形成されており、両側端の脚部２５を圧電素
子２２に接合され、圧電素子２２の主面との間に空洞２
６を形成されている。この圧電アクチュエータ２１は、
ひずみ変換素子２３の薄板２４の中央部をプレート６の
振動入力部５に接合されている。なお、圧電素子２２と
ひずみ変換素子２３の接合やひずみ変換素子２３と振動
入力部５との接合は、接着剤、ハンダ、メタライズなど
強固に接合できる方法であれば特に限定されない。

【００１４】図３はこの圧電アクチュエータ２１の駆動
時の動作を示している。圧電素子２２に縦方向の電界す
なわち電圧を印加すると、圧電素子２２には縦方向の伸
張ひずみε₃₃と横方向の圧縮ひずみε₃₁とが生じる。こ
の横ひずみε₃₁は圧電素子２２のポアソン比で決まるも
ので、圧電素子２２のポアソン比をμとすれば、 ε₃₁＝μ×ε₃₃ …… で表わされる。

【００１５】圧電素子２２の厚みをＷとすれば、圧電素
子２２の縦ひずみε₃₃によって圧電素子２２はＷ×ε₃₃
だけ伸び、圧電アクチュエータ２１は伸び量ｘ₃₃＝Ｗ×ε₃₃ …… だけ縦方向に変位する。

【００１６】一方、圧電素子２２の幅をＬとし、圧電素
子２２の駆動時における横方向の縮み量をｙ₃₁とする
と、前記横ひずみε₃₁は、 ε₃₁＝ｙ₃₁／Ｌ …… となるが、この横ひずみε₃₁はひずみ変換素子２３によ
って圧電アクチュエータ２１の縦方向変位ｘ₃₁に変換さ
れる。つまり、図３に示すように、圧電素子２２の横ひ
ずみε₃₁によってひずみ変換素子２３の薄板２４が撓む
ことによりひずみ変換素子２３の薄板２４の中央部が縦
方向へｘ₃₁だけ変位する。しかも、ひずみ変換素子２３
は、横ひずみε₃₁を縦方向変位ｘ₃₁に変換するだけでな
く、変位量の増幅作用も有しており、縦方向変位量ｘ₃₁
は横方向の縮み量ｙ₃₁の５〜１０倍以上に増幅される。

【００１７】この結果、圧電アクチュエータ２１は、圧
電素子２２の縦ひずみε₃₃によって生じる変位ｘ₃₃とひ
ずみ変換素子２３によって横ひずみε₃₁から変換された
縦方向変位ｘ₃₁との和（ｘ₃₃＋ｘ₃₁）だけ縦方向に伸び
る。従って、圧電素子２２だけで振動入力部５を振動さ
せれば、ｘ₃₃／２の振幅でしか励振できないのに対し、
この圧電アクチュエータ２１を用いれば、横ひずみε₃₁
を拡大した縦方向変位ｘ₃₁を縦ひずみε₃₃に重ねて利用
することができ、同じ駆動電圧により（ｘ₃₃＋ｘ₃₁）／
２の大きな振幅で振動入力部５を振動させることができ
る。

【００１８】例えば、厚みＷ＝１ｍｍ、縦横の寸法がＬ
＝５ｍｍの市販の圧電素子２２を用いた場合、約１５０
Ｖの動作電圧を印加したとき圧電素子２２は約１μｍ
（＝ｘ₃₃）伸びる。このときの縦ひずみは、式よりε
₃₃≒１μｍ／１ｍｍであるから、圧電素子２２のポアソ
ン比をμ＝０.３とすれば、上記式より、横ひずみε₃
₁≒０.３μｍ／１ｍｍが得られる。さらに、圧電素子２
２の横方向の縮み量ｙ₃₁は、式より、ｙ₃₁＝１.５μ
ｍとなる。従って、圧電素子２２の横方向の縮み量ｙ₃₁
がひずみ変換素子２３によって５〜１０倍の縦方向変位
量ｘ₃₁に増幅されるとすれば、圧電アクチュエータ２１
の縦方向変位量ｘ₃₁は７.５〜１５μｍとなり、圧電ア
クチュエータ２１の全変位量はｘ₃₁＋ｘ₃₃＝８.５〜１
６μｍとなる。すなわち、圧電素子２２の伸びｘ₃₃≒１
μｍがひずみ変換素子２３によってｘ₃₁＋ｘ₃₃＝８.５
〜１６μｍに拡大されるのである。

【００１９】上記圧電アクチュエータ２１は駆動回路に
よって制御されており、ねじれ変形モードの共振周波数
ｆ_Tもしくは曲げ変形モードの共振周波数ｆ_Bの振動を励
起される。図４に示すものは、この駆動回路１５の一例
であり、ねじれ変形モードの共振周波数ｆ_Tと一致する
周波数の電圧信号を出力し続けている発振器１０と、発
振器１０から出力されている電圧信号を増幅する増幅器
１１と、曲げ変形モードの共振周波数ｆ_Bと一致する周
波数の電圧信号を出力し続けている発振器１２と、この
発振器１２から出力されている電圧信号を増幅する増幅
器１３と、両増幅器１１，１３からの周波数ｆ_Tの出力
電圧と周波数ｆ_Bの出力電圧を切り換えて圧電素子２２
に印加させるためのスイッチ１４とから構成されてい
る。さらに、スイッチ１４の切り換えにより、両増幅器
１１，１３から出力された周波数ｆ_Tの電圧信号と周波
数ｆ_Bの電圧信号を重畳させたミキシング信号を圧電素
子２２に印加させられるようにしても良い。また、スイ
ッチ１４を両発振器１０，１２と増幅器との間に配置す
れば、増幅器を１台で兼用させることができる。

【００２０】本発明に係る光スキャナ１は、上述のよう
に構成されているので、駆動回路１５によって圧電アク
チュエータ２１をある周波数で振動させ、この振動を振
動入力部５に印加させて図６のＸ方向に往復振動させる
と、スキャン部３に慣性力が作用し、この慣性力によっ
て弾性変形部２は、慣性力の加わった方向に弾性変形し
て振動する。しかも、振動入力部５に印加される駆動周
波数ｆが、弾性変形部２のばね剛性や慣性モーメント等
から決まるねじれ変形モードの共振周波数ｆ_Tまたは曲
げ変形モードの共振周波数ｆ_Bに一致すると、当該モー
ドの弾性振動が弾性変形部２で増幅され、スキャン部３
が大きく回動される。すなわち、駆動周波数ｆとスキャ
ン部３のねじれ変形モードの回動角（図１（ａ）の軸心
Ｐの回りの回動角）θ_Tまたは曲げ変形モードの回動角
（図１（ｂ）の軸心Ｑの回りの回動角）θ_Bとの関係
は、例えば図５に示すようになる。図５は、２つの共振
周波数がｆ_T＜ｆ_Bの場合における、圧電アクチュエータ
２１の駆動周波数ｆとスキャン部３の２方向の回動角ｆ
_T，ｆ_Bとの関係を示しており、横軸が駆動周波数ｆ、縦
軸がスキャン部３のねじれ変形モードの回動角θ_Tまた
は曲げ変形モードの回動角θ_Bを示している。このよう
にねじれ変形モードにおける回動角θ_Tは、駆動周波数
ｆがｆ_Tに等しい時に最大となり、その両側では急激に
減衰する。一方、曲げ変形モードにおける回動角θ
_Bは、駆動周波数ｆがｆ_Bに等しい時に最大となり、その
両側で急激に減衰する。

【００２１】したがって、微小振動しか行なえないよう
な圧電アクチュエータ２１であっても、各弾性変形モー
ドの共振周波数ｆ_Tまたはｆ_Bと等しい周波数で駆動させ
ることにより、ミラー面４を図１（ａ）のように軸心Ｐ
の回りに振動させ、あるいは図１（ｂ）のように軸心Ｑ
の回りに振動させることができる。さらに、圧電アクチ
ュエータ２１により、ねじれ変形モードの共振周波数ｆ
_Tをもつ振動と曲げ変形モードの共振周波数ｆ_Bをもつ振
動とを重ね合わせた振動モードで振動入力部５を振動さ
せると、弾性変形部２でねじれ変形モードと曲げ変形モ
ードの両振動が同時に増幅されるので、スキャン部３で
は軸心Ｐ回りの回動角θ_Tの振動とＱ方向の回りの回転
角θ_Bの振動とが合成される。また、圧電アクチュエー
タ２１から振動入力部５に印加する駆動周波数ｆをいず
れかの共振周波数に保ちながら、圧電アクチュエータ２
１に印加する電圧を調整することにより振動入力部５の
振幅Ｘを変化させると、スキャン部３の回動角θ_Tもし
くはθ_Bを制御させることができる。すなわち、第５図
の破線で示した曲線は、実線で示した曲線よりも大きな
振幅Ｘで振動入力部５を振動させた場合であり、振動入
力部５の振幅Ｘが大きくなると、スキャン部３の回動角
θ_T，θ_Bも増大する。

【００２２】いま、図６に示すように、半導体レーザ素
子等の投光器（図示せず）からミラー面４に光ビームα
を照射するとミラー面４で反射されるので、光ビームα
はスキャン部３の回動角θ_T又はθ_Bの２倍のスキャン角
２θ_T又は２θ_Bで走査され、上記のようにスキャン角や
走査方向も自由に制御される。

【００２３】本発明の光スキャナ１は、プレート６と圧
電アクチュエータ２１とから構成されており、プレート
６は平板状をしている。しかも、圧電アクチュエータ２
１もひずみ変換素子２３を有しているので、薄型化する
ことができ、光スキャナ１を超薄型化することができ
る。例えば、このような光スキャナ１では、振動入力部
５へ与える振動の振幅は約６μｍ〜１０μｍあれば所望
のスキャニングを行なえることが実験的に確認されてお
り、圧電素子２２のみでプレート６を駆動するために
は、縦方向の長さが約１０ｍｍの圧電素子２２を１００
〜１５０Ｖの駆動電圧で駆動する必要がある。これに対
し、圧電アクチュエータ２１にあっては、上記のように
縦方向の長さ（厚さＷ）が１ｍｍの圧電素子２２を用い
ても、縦方向の変位量は８.５〜１６μｍとなるので、
十分な振幅を得ることができる。言い換えると、圧電ア
クチュエータ２１の厚み（ｄ33方向の長さ）を１ｍｍ程
度に薄くでき、光スキャナ１を超小型化および超薄型化
することができる。さらに、圧電アクチュエータ２１の
駆動電圧を下げても、光スキャナ１を駆動するのに十分
な振幅を得ることができるので、駆動電圧の低電圧化及
び省電力化も図れる。

【００２４】図７は圧電アクチュエータ３１の他例であ
って、積層型圧電素子２２の両主面にひずみ変換素子２
３を接合してある。この圧電アクチュエータ３１は、一
方のひずみ変換素子２３の中央部をプレート６の振動入
力部５に接合され、他方のひずみ変換素子２３の中央部
を光スキャナ１を支持させるための固定部（図示せず）
に接合される。

【００２５】従って、圧電アクチュエータ３１の変位量
には、圧電素子２２の縦ひずみ成分と両面のひずみ変換
素子２３により圧電素子２２の横ひずみから変換及び増
幅された縦方向変位が加わり、図１の実施例のほぼ２倍
の変位量を得ることができる。よって、薄い圧電アクチ
ュエータ３１と低消費電力の駆動回路によって一層大き
なスキャン角を得ることができる。

【００２６】図８（ａ）は本発明の別な実施例による光
スキャナ３２の斜視図、図８（ｂ）は振動入力部５に接
合された圧電素子２２を示す断面図である。この光スキ
ャナ３２にあっては、プレート６の振動入力部５が薄板
７の両側縁に脚部８を設けられたブリッジ状をしてお
り、振動入力部５の脚部８が圧電素子２２に接合され、
薄板７と圧電素子２２の間に空洞９が形成されている。
しかして、振動入力部５は第１の実施例におけるひずみ
変換素子２３と同様、圧電素子２２の横ひずみを縦方向
の変位に変換及び増幅することができ、弾性変形部２を
大きな振幅で振動させることができる。

【００２７】このプレート６は、フォトリソグラフィ技
術等を用いてＳｉ等のウエハから一体加工で製作される
ものであるので、プレート６の製作時にエッチング等の
微細加工を用いて振動入力部５の形状を加工し、振動入
力部５にひずみ変換機能を付与する。なお、図８（ａ）
では、振動入力部５の板厚は弾性変形部２やスキャン部
３よりも厚くなっているが、プレート６の全体が同じ厚
みになるようにしてもよい。

【００２８】しかも、この光スキャナ３２にあっては、
振動入力部５がひずみ変換機能を有しているので、ひず
み変換素子２３を有する圧電アクチュエータ２１を振動
入力部５に接合させた第１の実施例と比較して次のよう
な長所を有している。まずはじめに、振動入力部５と圧
電素子２２を接合させた部分が第１の実施例よりも薄く
なり、光スキャナ３２をより薄型化できる。また、部材
点数が減るので、組み立て加工も容易になると共にコス
トも安価になる。第１の実施例では、圧電アクチュエー
タ２１の薄板中央部のみを振動入力部５に接合させなけ
ればならないので、圧電アクチュエータ２１と振動入力
部５の接合箇所が不安定になるが、当該実施例ではこの
ような恐れがなく、圧電素子２２を振動入力部５に安定
に接合させることができる。また、接合箇所が減ること
により、接合具合のバラツキによる光スキャナ３２の特
性のバラツキも減少し、光スキャナ３２の特性を安定さ
せることができる。

【００２９】なお、本発明の光スキャナは、上記実施例
に限定されるものでなく、本発明の技術思想を逸脱しな
い範囲において種々の設計変更が可能である。例えば、
上記実施例ではスキャン部の表面そのものがミラー面と
なっていたが、ミラー面を形成された別なミラー板をス
キャン部の表面に接着させても差し支えない。また、上
記実施例では、２つの共振周波数ｆ_T，ｆ_Bは互いに異な
る値であったが、これらの共振周波数ｆ_T，ｆ_Bは弾性変
形部のばね剛性や慣性モーメントの大きさ、プレートの
形状等によって任意に設定することができ、両共振周波
数ｆ_Tとｆ_Bの値を一致させてもよい。

【００３０】また、上記実施例では、２方向にレーザビ
ームをスキャンさせるタイプの光スキャナについて説明
したが、本発明は例えば特願平２−２０９８０３号（出
願日：平成２年８月７日）として特許出願されているよ
うな１方向にのみ光ビームをスキャンさせるタイプの光
スキャナにも適用できる。

【００３１】さらに、プレートやひずみ変換素子の詳細
な形状や材質については、上記のような動作を行なえる
ものであれば特に限定されるものではない。また、圧電
素子は低電圧駆動できる積層型のものが好ましいが、単
板構成のものでも良く、圧電ひずみを生じるものであれ
ば特に形状、形態、材料等は限定されない。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、光ビームの走査方向及
び走査幅（もしくは、スキャン角）を変化ないし制御す
ることができる超小型の光スキャナを製作することがで
きる。

【００３３】しかも、圧電素子とひずみ方向変換素子か
らなる圧電アクチュエータを用いた光スキャナにあって
は、小型ないし薄型の圧電アクチュエータを用いて大き
な縦方向ひずみを発生させることができる。このため、
圧電アクチュエータを小型化ないし薄型化することがで
き、光スキャナ全体をより超小型化することができる。
したがって、小型機器内への組込みも可能になる。

【００３４】また、光スキャナのスキャン角が同じであ
れば、圧電アクチュエータの駆動電圧を低くでき、光ス
キャナを低消費電力化できる。そして、駆動電圧を低電
圧化できれば、バッテリー駆動も可能になり、電池駆動
等が主流のハンディ機器への搭載も容易になる。

【００３５】さらに、圧電素子の小型化（積層型圧電素
子の場合には、積層枚数の低減）を図れるので、圧電素
子コストを低減でき、光スキャナ全体のローコスト化を
実現できる。

【００３６】また、弾性変形部の端部に圧電素子の横ひ
ずみ成分を縦ひずみに変換する機能を有する振動入力部
を設けた光スキャナにあっては、弾性変形部の端部に設
けられた振動入力部が圧電素子の横ひずみ成分を縦方向
変位に変換する機能を有しているので、部材（ひずみ変
換素子）を削減することができ、圧電素子と振動入力部
とから構成される部分をより薄型化することができる。
さらに、組み立て加工も容易になり、コストも安価にな
る。また、接合箇所も減少するので、不安定な接合箇所
が減少し、圧電素子と振動入力部との接合箇所を安定さ
せることができ、光スキャナの動作及び特性を安定させ
ることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による光スキ
ャナを示す斜視図であって、（ａ）はプレートのねじれ
変形モードを示し、（ｂ）はプレートの曲げ変形モード
を示す。

【図２】同上の圧電アクチュエータの側面図である。

【図３】同上の圧電アクチュエータの動作説明図であ
る。

【図４】同上の実施例における圧電アクチュエータを駆
動させるための駆動回路を示すブロック図である。

【図５】駆動周波数とスキャン部の回動角との関係を示
す図である。

【図６】同上の光スキャナの動作説明図である。

【図７】圧電アクチュエータの他例を示す正面図であ
る。

【図８】（ａ）（ｂ）は本発明の別な実施例による光ス
キャナの斜視図とその拡大断面図である。

【図９】従来例の概略斜視図である。

【符号の説明】

２弾性変形部３スキャン部５振動入力部６プレート２１圧電アクチュエータ２２圧電素子２３ひずみ変換素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの弾性変形モードを有す
る弾性変形部と、弾性変形部の一端に設けられた光ビーム反射用のスキャ
ン部と、弾性変形部の他端に設けられた振動入力部と、圧電素子の横ひずみ成分を縦方向変位に変換するひずみ
変換素子を圧電素子に設けた圧電アクチュエータとから
なり、圧電アクチュエータから振動入力部へ弾性変形部のいず
れかの弾性変形モードに対する共振周波数の振動を付与
すると、弾性変形部が当該弾性変形モードで弾性振動し
てスキャン部が少なくとも１方向に回動できるようにな
った光スキャナ。
【請求項２】少なくとも１つの弾性変形モードを有す
る弾性変形部と、弾性変形部の一端に設けられた光ビーム反射用のスキャ
ン部と、弾性変形部の他端に設けられ、圧電素子の横ひずみ成分
を縦方向変位に変換する機能を有する振動入力部と、前記振動入力部に取り付けられた圧電素子とからなり、圧電素子から振動入力部へ弾性変形部のいずれかの弾性
変形モードに対する共振周波数の振動を入力すると、弾
性変形部が当該弾性変形モードで弾性振動してスキャン
部が少なくとも１方向に回動できるようになった光スキ
ャナ。
【請求項３】前記圧電素子が積層型圧電素子であるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の光スキャナ。