JPH08254664A

JPH08254664A - 光学装置、光スキャン装置、加速度検出装置、圧力検出装置、及び画像検出装置

Info

Publication number: JPH08254664A
Application number: JP7084932A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Imamoto; 浩史今本; Masashi Yanagase; 雅司柳ケ瀬; Kazuyuki Hayamizu; 一行速水; Toshiyuki Takahashi; 敏幸高橋
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】大きな走査角の得られる光スキャン装置を提
供する。【構成】Ｘ軸方向に配設した弾性変形可能なビーム６
ａによって重り部７をフレーム８に支持し可動反射部５
ａを形成し、Ｙ軸方向に配設した弾性変形可能なビーム
６ｂによって重り部７をフレーム８に支持し可動反射部
５ｂを形成して、可動部１をシリコンウエハより作製す
る。可動部１の上面にはカバー３を接合し、カバー３内
面には固定ミラー部９を形成する。また、可動部１の下
面には駆動源２を接合して、ビーム６ａの共振周波数ｆ
₁に等しい周波数の振動及びビーム６ｂの共振周波数ｆ₂
に等しい周波数の振動を可動部１に印加する。【効果】投光部から出射された光は可動反射部でθ₁
方向で走査され、可動反射部で反射された光は可動反射
部でθ₂方向に走査される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学装置、光スキャン装
置、加速度検出装置、圧力検出装置及び画像検出装置に
関する。具体的にいうと、複数の可動反射面を備えた光
学装置に関する。また、レーザビームプリンタやバーコ
ードリーダ等に用いられる光スキャン装置に関する。さ
らには、自動車の加速度や振動等を検出する加速度検出
装置、水や空気等流体の圧力を検出する圧力検出装置、
及び明暗のパターンを検出する画像検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術とその問題点】従来レーザビームプリンタ
やバーコードリーダ等に用いられる光スキャン装置とし
てポリゴンミラーが使われている。しかしながら、この
ような光スキャン装置では、ポリゴンミラーやモータ等
を使用するために装置が大型化してしまい、小型化を図
ることが困難であった。また、ポリゴンミラーの各ミラ
ー面の寸法や各ミラー面間の角度等の精度が厳しく要求
されるので、加工コストや組み立ての調整コストが高く
なり、低コスト化が困難であった。

【０００３】そこで近年シリコン等の半導体基板を用
い、マイクロマシニング技術を応用した小型の光スキャ
ナが開発されている（1991年秋季応用物理学会講演集第
10頁PA-17）。この光スキャナは、曲げ方向及び／又は
ねじれ方向に弾性変形モードを有する軸棒状をしたトー
ションバーによって光ビームを走査するためのスキャン
部が支持されており、トーションバーの共振周波数と等
しい周波数の振動をトーションバーに印加することによ
って、トーションバーが共振してスキャン部が回動し、
スキャン部に照射した光を１次元若しくは２次元状に走
査することができる。

【０００４】しかし、光の走査角はトーションバーの長
さや厚さによって定まり、厚さを薄くして走査角を大き
くすることができるが、厚さを薄くすると内部応力が大
きくなって破損されやすくなり、またトーションバーの
共振周波数を大きくできない。特にシリコンなどから作
製する場合など材質によってはトーションバーの厚さを
薄くすることができず、このため走査角に限度があっ
て、大きな走査角が得られないという問題点があった。

【０００５】一方、加速度センサや圧力センサに関し
て、近年シリコン等の半導体基板を用い、マイクロマシ
ニング技術を応用した静電容量型の加速度センサや圧力
センサが開発されている。この加速度センサは、枠状を
したフレームの開口中央にビームによって弾性自在にマ
ス部が支持されており、マス部上面に形成された可動電
極と、フレーム上面に接合されたカバーの内面に形成さ
れた固定電極との間に静電容量が形成されている。

【０００６】しかしこの加速度センサにあっては、フレ
ームやマス部は半導体材料を用いて作製されているた
め、加速度センサに寄生容量が発生し、加速度の測定精
度を高くすることが困難であった。また、例えばシリコ
ンを用いた場合には、検出感度を向上するためマス部を
支持するビームの厚さを数十μｍにまで薄く作製してい
るため、機械的な衝撃でビームが容易に破損されてしま
い、機械的な故障が非常に多いという問題点があった。

【０００７】さらに画像検出装置として、例えば1993年
度春季応用物理学会予稿集（第29頁ZD-16）に開示され
ているが、この画像検出装置にあっては光の受光方向を
検知するために、複数の受光素子とピンホールとを用い
ており、このため装置が大型なものとなり、特に検出範
囲を広げようとする場合にはさらに大型化してしまうと
いう問題点があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】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、光を反射する走査角の大きな小型の光学装置を
提供することにある。また、これにより走査角の大きな
小型の光スキャナ装置や、光の反射を利用して検出感度
がよく、機械的な衝撃に強い加速度センサや圧力センサ
などを提供することにある。さらには、光の反射を利用
して小型の画像検出装置を提供することにある。

【０００９】

【発明の開示】本発明の第１の光学装置にあっては、弾
性体により支持された複数の可動反射面を有し、一つの
可動反射面で反射された光が他の可動反射面でも反射さ
れるように配置された光学装置であって、一つの可動反
射面の振動モードが他の一つの可動反射面の振動モード
と異なることを特徴としている。

【００１０】ここで、振動モードとは、広く解し、可動
反射面を支持する弾性体のねじれ変形や曲げ変形といっ
た変形モード、その弾性体の共振周波数、あるいは弾性
体の軸心方向、加速度により可動反射面の変位する方向
などを含む。

【００１１】したがって、例えば振動モードの異なる弾
性体に支持された可動反射面の共振周波数が異なれば、
いずれの振動モードによる可動反射面の変位によって光
走査方向が変化したかを判別することにより、光学装置
に加わった振動周波数を知ることができる。

【００１２】また、共振周波数が異なる２つの弾性体に
支持された可動反射面を光の反射方向が異なるように配
置すれば、光の反射方向により光学装置に加わった振動
周波数を知ることができる。

【００１３】さらに、可動反射部を異なる振動モードで
振動させることにより、可動反射部で反射させた光ビー
ムを多様に走査させることができ、あるいは走査角の拡
大を図ることができる。

【００１４】本発明の第２の光学装置は、傾きが同期し
て変化する複数の可動反射面を有し、一つの可動反射面
で反射された光が他の可動反射面でも反射されるように
配置されたことを特徴としている。

【００１５】この第２の光学装置によれば、複数の可動
反射面は傾きがそれぞれ同期して変化するので、各可動
反射面に投射された光は反射し同期して走査される。従
って、光の反射方向を複数の可動反射面により増幅する
ことができる。従って、光走査装置の場合には走査角を
拡大でき、センサとして用いる場合には受光部における
受光スポットの変位を拡大して検出精度を向上させるこ
とができる。

【００１６】本発明の第３の光学装置は、弾性体により
支持された複数の同一共振周波数をもつ可動反射面を有
し、一つの可動反射面で反射された光が他の可動反射面
でも反射されるよう配置されたことを特徴としている。

【００１７】この第３の光学装置によれば、可動反射面
を支持している弾性体が同じ共振周波数を有しているの
で、光の反射方向を複数の可動反射面により増幅するこ
とができる。従って、光走査装置の場合には走査角を拡
大でき、センサとして用いる場合には受光部における受
光スポットの変位を拡大して検出精度を向上させること
ができる。また、センサとして用いる場合には、１つの
可動反射面が故障しても別な可動反射面により当該共振
周波数を検出することができる。

【００１８】本発明の第４の光学装置にあっては、傾き
が同期して反対方向に変化する複数の可動反射面を有
し、一つの可動反射面で反射された光が他の可動反射面
でも反射されるよう配置されたことを特徴としている。

【００１９】この第４の光学装置にあっては、可動反射
面の傾きが同期して反対方向に変化するので、可動反射
面に投射した光を平行に走査することができる。しか
も、投光距離や被検出物体までの距離が変化しても走査
幅が変化しないという特徴がある。このとき、可動反射
面は傾きが反対方向に変化するので、可動反射面を対向
させて配置することによって、設置面積の小さな光学装
置とすることができる。

【００２０】本発明の第５の光学装置にあっては、略平
行に変位する少なくとも一つの可動反射面を有すること
を特徴としている。

【００２１】この第５の光学装置にあっては、可動反射
面が略平行に変位するので、可動反射面に投射された光
を平行光として走査することができ、照射物体までの距
離が変化しても走査幅が変化しない。このとき、略平行
に移動する複数の可動反射面で繰り返し反射するように
すれば、走査幅が重畳され可動反射面の小さな変位量で
大きな走査幅を得ることができる。ダイアフラム型の可
動部分に可動反射面を設けることもできる。

【００２２】これらの可動反射面はマイクロマシニング
技術を用いて基板を加工することにより精度よく小型に
製作することができ、さらに、半導体基板を用いること
により半導体製造技術を用いて簡易に製作することがで
きる。

【００２３】本発明の光スキャン装置は、少なくとも二
以上の可動反射面を有する本発明の光学装置と、光を出
射する投光部と、可動反射面を駆動するための加振装置
とを備え、前記投光部から一つの可動反射面に光を出射
し、前記可動反射面で反射した光を他の可動反射面でも
反射して光を走査することを特徴としている。

【００２４】例えば第１の発明による光学装置を用いれ
ば、投光部から出射された光を２方向に走査できる。ま
た、第２又は第３の発明による光学装置を用いれば、投
光部から出射された光を大きな走査角で走査することが
できる。また、第４又は第５の発明による光学装置を用
いれば、投光部から出射された光を大きな走査幅で走査
することができる。

【００２５】そして、半導体基板などの基板を加工して
光学装置を作製すれば、小型の光スキャン装置を製作す
ることができる。

【００２６】本発明の加速度検出装置は、加速度に応じ
て変位する少なくとも一つの可動反射面と、光を出射す
る投光部と、光を受光する受光部とを備え、前記投光部
から出射された光を前記少なくとも一つの可動反射面で
反射させ、この反射光を前記受光部で受光することを特
徴としている。

【００２７】この加速度検出装置は、投光部から出射さ
れた光を少なくとも一つの可動反射面で反射させ、その
反射光を受光することとしている。この可動反射面は加
速度に応じて変位するので反射光の受光位置が変化し、
この変化量を求めることによって加えられた加速度を検
知することができる。このため、従来の静電容量型加速
度センサのように半導体基板を用いて作製したとして
も、寄生容量が発生せず、測定誤差を少なくすることが
できる。

【００２８】また、可動反射部で反射された光を受光し
ているので反射光の受光位置の変化量が増幅される。し
たがって、加速度の検出精度を高め、感度を向上するこ
とができる。また、少ない変位量で検出できるので、可
動反射面の変位量を少なくして例えば、弾性体を厚くし
て機械的強度を高めることができる。

【００２９】特に複数の可動反射面を備え、複数の可動
反射面で反射された光を受光することにすれば、それぞ
れの可動反射面の変位量が重畳され、反射光の受光位置
の変位量が増幅されるので、より効果的である。

【００３０】本発明の圧力検出装置は流体の圧力に応じ
て変位する少なくとも一つの可動反射面と、光を出射す
る投光部と、光を受光する受光部とを備え、前記投光部
から出射された光を前記少なくとも一つの可動反射面で
反射させ、この反射光を前記受光部で受光することを特
徴としている。

【００３１】この圧力検出装置は、投光部から出射され
た光を少なくとも一つの可動反射面で反射させ、その反
射光を受光することとしている。この可動反射面は圧力
に応じて略平行に変位するので反射光の受光位置が変化
し、この変化量を求めることによって加えられた圧力を
検知することができる。このため、従来の静電容量型圧
力センサのように半導体基板を用いて作製したとして
も、寄生容量が発生せず、測定誤差を少なくすることが
できる。

【００３２】また、可動反射部で反射された光を受光し
ているので反射光の受光位置の変化量が増幅される。し
たがって、加速度の検出精度を高め、感度を向上するこ
とができる。また、少ない変位量で検出できるので、可
動反射面の変位量を少なくして例えば、弾性体を厚くし
て機械的強度を高めることができる。

【００３３】さらに複数の可動反射面を備え、複数の可
動反射面で反射された光を受光することにすれば、それ
ぞれの可動反射面の変位量が重畳され、反射光の受光位
置の変位量が増幅されるので、より効果的である。ま
た、可動反射面と受光部の距離に関係なく走査幅が一定
に保たれるので、小型化しても検出精度に与える影響は
ほとんどない。

【００３４】本発明の画像検出装置は、光を導入する光
導入部と、導入した光を反射する少なくとも一つの可動
反射面と、光を受光する受光部と可動反射面を駆動する
ための加振装置とを備え、前記光導入部より導入され前
記少なくとも一つの可動反射面で反射された光を、前記
受光部で受光することを特徴としている。

【００３５】この画像検出装置にあっては、可動反射面
を可動することによって反射される光の入射角を変え、
光導入部から導入した光を受光部で受光することができ
る。したがって、可動反射面の位置を検出することによ
って可動反射面に入射された光の方向を知ることができ
る。この画像検出装置にあっては、光を導入する光導入
部及び受光部をそれぞれ一つ配置することによって構成
することができ、画像検出装置の構造を簡単にすること
ができる。また、反射光を受光することによって光の入
射方向を検知するようにしているので、少ない可動反射
面の可動で広範囲な光を受光でき、小型の画像検出装置
とすることができる。特に、複数の可動反射面を備え、
複数の可動反射面で反射された光を受光すれば、より広
範囲な光を受光でき、より小型の画像検出装置にでき
る。

【００３６】

【実施例】図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例である
光スキャナＡを示す断面構造図及びその可動部１を示す
平面構造図である。光スキャナＡは、光を出射する投光
部４と、投光部４から出射された光を反射する２つの可
動反射部５ａ、５ｂを備えた可動部１と、固定ミラー部
９と、可動反射部５ａ、５ｂを駆動するための駆動源２
とを備えている。可動反射部５ａはＹ軸方向に配設され
た弾性変形可能なビーム６ａによって重り部７がフレー
ム８に片持ち状に支持されて構成されており、軸心Ｐの
回りに回動できる。また、可動反射部５ｂはＸ軸方向に
配設された弾性変形可能なビーム６ｂによって重り部７
がフレーム８に片持ち状に支持されて構成されており、
軸心Ｑの回りに回動できる。可動部１は、例えば単結晶
シリコン基板（ウエハ）からマイクロマシニング技術を
応用して、フレーム８や重り部７、７及びビーム６ａ、
６ｂが一体として作製されており、フレーム８上には投
光レンズと一体となった発光ダイオード（ＬＥＤ）など
の発光素子からなる投光部４が形成されている。さら
に、可動反射部５ａ、５ｂの上面は光が反射できるよう
に反射面１０となっており、光反射率を高めるため鏡面
加工等によってミラー面を形成したり、ミラー面を貼り
合わせておくのが好ましい。

【００３７】可動部１の上面には、例えばガラス基板の
ように光を透過する透明な基板材料から作製されたカバ
ー３が陽極接合法等によって接合され、可動反射部５
ａ、５ｂが自由に振動できるように空間１１が設けられ
ている。また、カバー３内面には投光部４から出射され
た光又は可動反射部５ａ、５ｂで反射された光を反射で
きるように固定ミラー部９が部分的に形成されている。
固定ミラー部９は例えば、カバー３内面に蒸着形成され
た金属Ｃｒの薄膜を所定形状にパターニングした後エッ
チングを施すことによって作製される。また、これ以外
にもＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔｉなどの金属薄膜を蒸着した
り、誘電体多層反射膜などの高反射率を有する膜から形
成してもよい。また、メタルマスクを使用した蒸着やス
パッタリングあるいはパターニング→蒸着→リフトオフ
法によっても形成することができる。

【００３８】可動部１の下面には駆動源２の接合面が接
合されており、駆動源２としては小型のアクチュエータ
が望ましいが、一定の振幅及び周波数で振動させること
ができるものであればよい。例えば交流電圧を印加する
ことによって振動させることができる積層型圧電素子を
用いることができる。あるいは、極板間の静電力によっ
て極板間距離が変化するようになった静電アクチュエー
タを交流電圧で駆動するようにしたものを用いてもよ
い。

【００３９】この光スキャナＡにおいて駆動源２から振
動を加えず、可動反射部５ａ、５ｂが静止した状態で
は、投光部４から出射された光は、図１（ａ）に実線で
示すように固定ミラー部９で反射され、可動反射部５ａ
に向けて投射される。また、可動反射部５ａに投射され
た光は可動反射部５ａの反射面１０で反射されたのち、
固定ミラー部９で反射され、可動反射部５ｂに向けて投
射される。可動反射部５ｂに投射された光は可動反射部
５ｂの反射面１０で反射され、カバー３の固定ミラー部
非形成領域から光スキャナＡ外部に出射される。しかし
て、駆動源２からビーム６ａの共振周波数ｆ₁に等しい
周波数の振動を可動部１に印加するとビーム６ａが弾性
振動して、可動反射部５ａを軸心Ｐの回りに回動させ
る。また、ビーム６ｂの共振周波数ｆ₂に等しい周波数
の振動を可動部１に印加するとビーム６ｂが弾性振動し
て、可動反射部５ｂを軸心Ｑの回りに回動させる。した
がって、ビーム６ａの共振周波数ｆ₁に等しい周波数の
振動及びビーム６ｂの共振周波数ｆ₂に等しい周波数の
振動を同時に可動部１に印加すると、投光部４から出射
した光は可動反射部５ａで反射されてθ₁方向に走査さ
れ、可動反射部５ａで反射され固定ミラー部９で反射さ
れた光は、可動反射部５ｂで反射されてθ₂方向に走査
され、この結果投光部４から出射された光はθ₁方向及
びθ₂方向の２方向で２次元的に走査される。なお、投
光レンズの特性として、投光部４から出射される光は集
束光でもコリメート光でもよく、投光レンズと一体型の
発光素子に限らず、発光素子の出射面に投光レンズを配
置して投光部４を構成すればよい。また、投光部４に用
いる発光素子は発光ダイオード以外にも、半導体レーザ
素子（ＬＤ）や、スーパルミネッセントダイオード（Ｓ
ＬＤ）などを用いることができ、光の出射方向も光の進
行方向に可動反射部５ａ，５ｂが位置するような構造で
あれば、垂直方向や斜め方向いずれの方向であっても差
し支えない。また、投光部４は必ずしも可動部１上に位
置させる必要もなく、カバー３の内面に設け、直接可動
反射部５に光を出射するようにしてもよい。

【００４０】このように本発明の光スキャナＡにあって
は、投光部４から出射された光は２つの可動反射部５
ａ、５ｂで２回反射させる構造としているので、ビーム
６ａ、６ｂの弾性振動によって可動反射部５ａ、５ｂが
回動して、２つの可動反射部５ａ、５ｂの回動角の２倍
で光をＹ軸方向、Ｘ軸方向に走査することができる。し
たがって、可動反射部５ａ，５ｂを複数設けることによ
って、可動反射部５ａ，５ｂのわずかな変位でも光の走
査角を大きくすることができる。また、同じ走査角を得
る場合には可動反射部５ａ，５ｂの回動角が小さくてす
むので、ビーム６ａ，６ｂの厚さを厚くして機械的強度
を増すことができる。

【００４１】上記実施例にあっては、可動部１を単結晶
シリコンウエハを用いて作製することにしているが、こ
れ以外にもＧａＡｓ、ＧａＰなどの化合物半導体基板を
用いることができる。このような化合物半導体基板を用
いることにすれば、発光ダイオードなどの発光素子を一
体として可動部１に同時に作り込むことができるので、
可動部１の作製が容易になる。また、ＢｅＣｕなどの金
属基板を用い、微細加工を施すことによって可動部１を
作製することとしてもよい。

【００４２】また、カバー３はガラス基板以外にも、Ｐ
ＭＭＡ（メタクリル樹脂、Polymethyl Methacrylate）
などの透明材料から作製することもできるが、シリコン
ウエハのような非透明材料を用い、光が外部に取り出せ
るように出射窓（図示せず）をカバー３に開口すること
にしてもよい。

【００４３】図２は本発明の別な実施例である光スキャ
ナＢを示す斜視図であって、光スキャナＢは可動反射部
５ａ、５ｂが２つ設けられた可動部１と駆動源（図示せ
ず）とから構成されている。可動部１には、軸心Ｐの回
りに回動する可動反射部５ａと軸心Ｑの回りに回動する
可動反射部５ｂとが設けられており、可動反射部５ａは
Ｘ軸方向に配設されたビーム６ａによって重り部７がフ
レーム８に弾性自在に支持され、可動反射部５ｂはＺ軸
方向に配設されたビーム６ｂによって重り部７がフレー
ム８に弾性自在に支持されて構成されている。つまり、
２つの可動反射部５ａ、５ｂはθ₁方向に回動するビー
ム６ａの軸心とθ₂方向に回動するビーム６ｂの軸心が
交差するように設けられている。

【００４４】この光スキャナＢにあっては、投光部（図
外）からの光は斜め下方から可動反射部５ａ下面の反射
面１０に向けて出射されており、駆動源２から振動が印
加されず可動反射部５が静止した状態では、投光部から
出射された光は可動反射部５ａの反射面１０で反射さ
れ、次いで可動反射部５ｂの反射面１０で反射される。
しかして、ビーム６ａの共振周波数ｆ₁に等しい周波数
の振動を印加すると、可動反射部５ａは軸心Ｐの回りに
θ₁方向に回動する。また、ビーム６ｂの共振周波数ｆ₂
に等しい周波数の振動を印加すると、可動反射部５ｂは
軸心Ｑの回りにθ₂方向に回動する。したがって、投光
部から出射された光は可動反射部５ａによってθ₁方向
に走査され、走査された光はさらに可動反射部５ｂによ
ってθ₂方向に走査され、光の走査角を大きくすること
ができる。

【００４５】この光スキャナＢにあっては、可動反射部
５ａによって反射された光を直接他方の可動反射部５ｂ
によって反射するようにしているので、第１の実施例の
ように固定ミラー部９を設ける必要がなく、光スキャナ
Ｂの構成を簡単にしてより小型の光スキャナＢとするこ
とができる。

【００４６】図３に本発明のさらに別な実施例である光
スキャナＣの断面構造図及び可動部１の平面構造図を示
す。可動部１には３つの可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃが
配設されており、可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃはＹ軸方
向に配設された３本のビーム６ａ、６ｂ、６ｃによって
フレーム８に支持されている。３つの可動反射部５ａ、
５ｂ、５ｃは同形状同寸法に作製されており、重り部７
の下面にエッチングや研磨等によって傾斜が設けられ、
可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃの下面に設けられた３つの
反射面１０は傾斜面となっている。また、３本のビーム
６ａ、６ｂ、６ｃはともにねじれ変形し、各共振周波数
ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃はそれぞれ等しく（ｆ₁＝ｆ₂＝ｆ₃）、駆
動源２から共振周波数ｆ₁、ｆ₂、ｆ₃と等しい周波数の
振動を印加すると、３つの可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃ
はそれぞれ同期してビーム６ａ、６ｂ、６ｃの各軸心の
回りに回動する。しかして、投光部４より光が出射され
ていると、出射された光は可動反射部５ａ→固定ミラー
部９→可動反射部５ｂ→固定ミラー部９→可動反射部５
ｃ→固定ミラー部９と反射され、可動反射部５ｃに入射
される光の入射角は大きく変化する。この結果、この光
スキャナＤにおいては３つの可動反射部５ａ、５ｂ、５
ｃの回動角の総和の２倍に等しい走査角でもって光が走
査され、より大きな走査角を得ることができる。このと
き、可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃの３つの反射面１０は
傾斜しているため、投光部４の出射面をほぼカバー３内
面に垂直に配設することができる。

【００４７】また、図４に示す光スキャナＤのようにカ
バー３内面に傾斜面１６を設け、傾斜面１６に投光部４
及び固定ミラー部９を設けてもよい。この場合には、可
動反射部５ａ、５ｂ、５ｃの反射面１０を傾斜させる必
要がないので、精密な微細加工を可動反射部５ａ、５
ｂ、５ｃに施す必要がなく、可動部１の加工を容易にで
きる。

【００４８】図５に示すものは本発明のさらに別な実施
例である光スキャナＥを示す一部破断した断面構造図で
ある。光スキャナＥの可動部１は、互いに振動方向が反
対に変化する２つの可動反射部５ａ、５ｂが設けられて
おり、ビーム６ａによって重り部７が支持されたフレー
ム８ａに、ビーム６ｂによって重り部７が支持された別
なフレーム８ｂが接合されており、各ビーム６ａ，６ｂ
は互いに異なった共振周波数ｆ₁，ｆ₂を有している。上
側に配置された可動反射部５ａの下面は反射面１０とな
っており、フレーム８上に配置された投光部４から出射
された光を下側の可動反射部５ｂに向けて反射する。ま
た、可動反射部５ｂの上面は反射面１０となっており、
可動反射部５ａで反射された光を反射し、フレーム８ａ
の側面に開口された出射窓１２から光を出射できる。

【００４９】光スキャナＥにあっては駆動源２から振動
が印加されず可動反射部５ａ、５ｂが静止した状態で
は、図中の実線に示すように投光部４から出射された光
は二つの可動反射部５ａ、５ｂで反射されて外部に出射
されている。しかして、駆動源２により両ビーム６ａ，
６ｂの共振振動の位相が互いに１８０゜異なるように両
共振周波数ｆ₁，ｆ₂からずれた周波数ｆの振動を印加す
ると、可動反射部５ａ，５ｂは１８０度位相がずれた状
態で同期して振動し、可動反射部５ａが破線で示すよう
に上側に変位している時には可動反射部５ｂも破線に示
すように下側に変位し、可動反射部５ａが一点破線で示
すように下側へ変位している時には可動反射部５ｂは一
点破線に示すように上側へ変位し、その結果、投光部４
から出射された光はそれぞれ破線及び一点鎖線で示すよ
うに出射窓１２から出射される。このように２つの可動
反射部５ａ、５ｂは、反射面１０が平行な状態を保つよ
うにして振動し、投光部４から出射された光は平行に走
査され、光スキャナＥからの距離に関係なく一定の走査
幅で光走査できる。また、上下方向に可動反射部５ａ、
５ｂを対向させているので、光スキャナＥの設置面積を
小さくできる。

【００５０】なお、図５の構造において両ビーム６ａ，
６ｂの共振周波数ｆ₁，ｆ₂を等しくし、両共振周波数ｆ
₁＝ｆ₂と等しい周波数で振動させ、両可動反射部５ａ，
５ｂが同相で振動するようにしても光走査角を拡大する
ことができる。

【００５１】図６に示すものは本発明のさらに別な実施
例である光スキャナＦの断面構造図である。可動部１に
は略平行に変位する可動反射部５が一つ設けられてお
り、可動反射部５は弾性変形可能な薄膜状の弾性変形部
１３によって重り部７がフレーム８に支持されている。
可動反射部５の上面は光が反射できるように反射面１０
となっており、可動反射部５が静止した状態では、投光
部４から出射された光は図中の実線で示すように固定ミ
ラー部９で反射された後、可動反射部５によって反射さ
れ、カバー３の固定ミラー非形成領域を透過して外部に
出射される。しかして、駆動源２により弾性変形部１３
の共振周波数と等しい周波数の振動を印加すると、弾性
変形部１３は図の破線で示すように上下に振動し、投光
部４から出射された光は図の破線で示すように平行に走
査される。このように、略平行に変位する可動反射部５
を設けると光を平行に走査することができる。

【００５２】また、図７には本発明のさらに別な実施例
である光スキャナＧの断面構造図及び可動部１の平面構
造図を示す。光スキャナＧの可動部１には略平行に変位
する２つの可動反射部５ａ、５ｂが設けられており、可
動反射部５ａ、５ｂはそれぞれ弾性変形可能な薄膜状の
弾性変形部１３ａ、１３ｂによって重り部７、７がフレ
ーム８に支持されている。しかして、フレーム８の下面
に接合された駆動源２から弾性変形部１３ａ、１３ｂの
共振周波数ｆ₁、ｆ₂に等しい周波数の振動をそれぞれ印
加すれば、２つの弾性変形部１３ａ、１３ｂはそれぞれ
上下に弾性変形し、２つの可動反射部５ａ、５ｂはほぼ
平行に変位する。したがって、２つの可動反射部５ａ、
５ｂの変位量をそれぞれａ、ｂとすれば、入射角αで可
動反射部５ａに入射された光は、図中の破線に示すよう
に２×（ａ＋ｂ）sinαの走査幅で平行に走査すること
ができ、ほぼ等しい変位量が得られる可動反射部５ａ、
５ｂを構成することにより、一つの可動反射部５を設け
た光スキャナＦに比べてほぼ２倍の走査幅を得ることが
できる。

【００５３】このように本発明の光スキャナにあって
は、複数の可動反射部５で光を繰り返し反射させること
によって走査角（走査範囲）を重畳し、小さな可動反射
部５の回動角（変位量）でもって、走査範囲を広くする
ことができ、光スキャナを長寿命化させることができ
る。また、可動反射部５を支持するビーム６や弾性変形
部１３を厚くすることによって落下等による衝撃によっ
て容易に壊れにくい光スキャナを提供できる。

【００５４】次に、本発明による加速度検出装置、圧力
検出装置、画像処理装置について説明する。図８に示す
ものは、本発明の加速度検出装置Ｈを示す断面構造図で
あって、可動部１には弾性変形可能なビーム６によって
フレーム８に振動自在に支持された重り部７からなる可
動反射部５が一つ設けられている。可動部１は、例えば
シリコンのような半導体材料あるいはＧａＡｓなどの化
合物半導体材料からなる基板から、マイクロマシニング
技術を応用して、フレーム８やビーム６及び重り部７が
一体として形成されている。また、可動部１はＢｅＣｕ
などの金属薄板を微細加工して作製することもできる。
可動反射部５の表面は光を反射できるように反射面１０
となっており、鏡面加工等を施すことにより光の反射率
を高めておくのが好ましい。

【００５５】可動反射部５の反射面１０側には、ガラス
基板やシリコン基板などから作製されたカバー３が陽極
接合法等によって接合されており、カバー３内面と可動
反射部５との間には空間１１が設けられている。カバー
３の内面は傾斜面１６となっており、カバー３内面には
可動反射部５に向けて光を出射する投光部４と可動反射
部５で反射された光を受光するための受光部１４とが設
けられている。投光部４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）
や半導体レーザ素子（ＬＤ）などのような発光素子４ａ
と発光素子４ａから出射された光を集光するための投光
レンズ４ｂとから構成されている。受光部１４は可動反
射部５から反射された光の受光位置を検出できるよう
に、例えば複数の受光素子が１次元状に配列されたフォ
トダイオードアレイ（ＰＤ）や位置検出素子（ＰＳＤ）
などから構成されている。また、可動反射部５の反射面
１０と反対側のフレーム８表面にも可動反射部５の振動
が妨げられないようにして別なカバー３が貼り合わさ
れ、可動部１は封止されている。

【００５６】加速度検出装置Ｈにおいて加速度が加わっ
ていない状態では、投光部４から出射された光は可動反
射部５で反射され、受光部１４上の一定位置で受光され
ている。しかして、加速度検出装置Ｈに加速度が加わる
と、重り部７の慣性力によって加速度の大きさに応じて
可動反射部５が変位（回動）し、受光部１４上における
反射光の受光位置が変化する。したがって、受光部１４
上における受光位置の変化量を求めることによって、加
えられた加速度の大きさを知ることができる。

【００５７】この加速度検出装置Ｈにあっては光を用い
て加速度を検出しているので、従来例の静電容量型加速
度センサのように不要な寄生容量が発生せず測定誤差を
少なくすることができる。また、反射光を受光すること
にしているので、可動反射部５の小さな変位でも大きな
受光位置の変化量として検知することができ、加速度検
出精度を容易に高められる。特に本実施例のように傾斜
面１６を設けたカバー３内面に受光部１４を設けている
とより変化量が大きくなりより有効な方法である。ま
た、発光素子４ａの上面から垂直に光を出射させること
ができるので、光強度を高めることができ、したがっ
て、可動反射部５のわずかの変位量にあっても精度よく
検出できる。さらに、ビーム６の厚さを厚くすることに
よって、機械的な破壊に強くすることもできる。

【００５８】図９に示すものは別な加速度検出装置Ｉを
示す断面構造図であって、投光部４から出射された光
は、カバー３内面に設けられた固定ミラー部９と可動反
射部５によってそれぞれ２度ずつ反射された後、受光部
１４によって受光されるようになっている。この加速度
検出装置Ｉでは、可動反射部５によって２度反射させて
から受光するようにしているので、加速度検出装置Ｈの
ように可動反射部に１度だけ反射させる場合に比較する
と、受光位置の変位量はほぼ２倍となる。このように、
一つの可動反射部５によって光を複数回（２度以上）反
射するようにすれば、変位量が大きく増幅され検出精度
をより高めることができる。なお、加速度検出装置Ｉに
あっても、カバー３の内面に傾斜面１６を設け、傾斜面
１６上に投光部４及び受光部１４を配置することにして
もよい。

【００５９】また、これらの加速度検出装置Ｈや加速度
検出装置Ｉは振動を検出する振動検出装置としても用い
ることができる。例えば図８に示す加速度検出装置Ｈに
外部から振動（加速度）が加わると、可動反射部５が振
動して反射光の受光位置が変化する。特にビーム６の共
振周波数と等しい周波数の振動が加わるとビーム６が共
振振動を起こし、受光位置が大きく変化する。また、受
光位置の変化量は加えられた振動の大きさに比例するの
で、この受光位置の変化の大きさを求めることにより、
加えられた振動の大きさを知ることができる。

【００６０】また、図１０は別な振動検出装置Ｊの可動
部１を示す斜視図及び振動検出装置Ｊの平面構造図であ
る。振動検出装置Ｊは、２つの可動反射部５ａ、５ｂが
設けられた可動部１と、それぞれの可動反射部５ａ、５
ｂに光を投射する２つの投光部４ａ、４ｂと可動反射部
５ａ、５ｂで反射された光を受光する２つの受光部１４
ａ、１４ｂが配置されたカバー３とから構成されてお
り、カバー３の内面には図８に示す加速度検出装置Ｈと
同様に空間１１及び傾斜面１６が形成されている。一方
の投光部４ａから出射された光は可動反射部５ａで反射
され受光部１４ａで受光される。また、投光部４ｂから
出射された光は可動反射部５ｂで反射され受光部１４ｂ
で受光される。

【００６１】この振動検出装置Ｊにあっては、可動反射
部５ａと可動反射部５ｂはそれぞれ異なる大きさに作製
されており、可動反射部５ａの共振周波数ｆ₁と可動反
射部５ｂの共振周波数ｆ₂とは互いに異なっている。し
かして、可動反射部５ａの共振周波数ｆ₁と等しい周波
数の振動が加わると可動反射部５ａが振動し、受光部１
４ａの受光位置が変動する。また、可動反射部５ｂの共
振周波数ｆ₂と等しい周波数の振動が加わると可動反射
部５ｂが振動し、受光部１４ｂの受光位置が変動する。
したがって、振動検出装置Ｊにあっては一つの装置で共
振周波数ｆ₁と等しい周波数の振動と、共振周波数ｆ₂と
等しい周波数の振動を検出することができる。さらに共
振周波数の異なる多数の反射可動部や投光部、受光部を
増設すれば、より多くの周波数の振動を検出できる。

【００６２】また、上記振動検出装置においては、２つ
の可動反射部５ａ，５ｂを支持しているビーム６ａ，６
ｂの方向は互いに異なっていたが、図１１に示すように
共振周波数の等しいビーム６ａ．６ｂを互いに異なる方
向に向けて、あるいは同じ向きに向けて設けてもよい。
この場合には、一方の可動反射部とビーム（例えば５
ａ、６ａ）が故障しても他方の可動反射部とビーム（例
えば５ｂ、６ｂ）によって検出でき、信頼性を向上させ
ることができる。また、ビーム６ａ，６ｂの方向を異な
らせておけば、振動方向が斜めで一方の可動反射部が変
位しにくいような場合でも、他方の可動反射部の変位に
よって確実に検出することができる。

【００６３】図１２に示すものは別な加速度検出装置Ｋ
の断面構造図であって、可動部１は３つの可動反射部５
ａ、５ｂ、５ｃを備えており、可動反射部５ａ、５ｂ、
５ｃはＸ軸方向に配設されたビーム６ａ、６ｂ、６ｃに
よってそれぞれ支持されている。また、投光部４から遠
くなるに従って順次可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃの面積
は大きくなっている。フレーム８上に配置された投光部
４から出射された光は、カバー３の内面に設けられた固
定ミラー部９と可動反射部５ａ，５ｂ，５ｃとによって
繰り返し反射されながら、図中の実線に示すように受光
部１４上の一定の受光位置で受光される。しかして、加
速度検出装置Ｋに加速度が印加されると、３つの可動反
射部５ａ、５ｂ、５ｃは慣性力に応じてそれぞれＹ軸方
向に変位するとともに、可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃで
反射された光の反射角の変位量が次第に大きくなる。し
たがって、図の破線に示すように受光部１４上の受光位
置が大きく変化し、この変化量を測定することによっ
て、加速度検出装置Ｋに加わった加速度の大きさを知る
ことができる。このように加速度検出装置Ｋにあって
は、３つの可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃを備えており可
動反射部５ａ、ｂ、５ｃにおける反射角は、光が固定ミ
ラー部９で反射されるにしたがって次第に大きく変化す
る。したがって小さな加速度でも受光部１４上の受光位
置の変化量を大きくすることができ、加速度検出装置Ｋ
の検出精度を上げることができる。また、加速度検出装
置Ｋでは、投光部４に近い可動反射部５ａ、５ｂでは光
の反射位置がわずかにしか変化しないため、投光部４に
近い可動反射部５ａ、５ｂを小さく作製して小型化を図
っている。なお、カバー３を不透明体により形成するこ
とにより外来光の影響を防止することができるが、カバ
ー３を透明体で形成する場合には、受光部１４の表面と
カバー３の内面又は外面に互いに偏光方向を直交させる
ようにして偏光板を設けておけば、内部の点検を可能に
すると同時に外来光による検出誤差をなくすことができ
る。

【００６４】図１３に示す振動検出装置Ｌにおける可動
部１には、互いに直交する軸心Ｐ及び軸心Ｑの回りに回
動する２つの可動反射部５ａ、５ｂが設けられている。
カバー３の内面には固定ミラー部９が部分的に形成され
ており、フレーム８上の投光部４から出射した光は固定
ミラー部９→可動反射部５ａ→固定ミラー部９→可動反
射部５ｂ→固定ミラー部９へと繰り返し反射され、フレ
ーム８上に設けられた受光部１４で受光される。また、
ビーム６ａ，６ｂの共振周波数は互いに異なっている。
しかして、振動検出装置Ｌにビーム６ａの共振周波数ｆ
₁と等しい周波数の振動が加わると、可動反射部５ａが
Ｚ軸方向に大きく振動するので、受光部１４において
は、受光スポットはＹ軸方向に変動する。また、振動検
出装置Ｌにビーム６ｂの共振周波数ｆ₂と等しい周波数
の振動が加わると、可動反射部５ｂがＺ軸方向に大きく
振動するので、受光部１４においては、受光スポットは
Ｘ軸方向に変動する。従って、周波数ｆ₁又はｆ₂の振動
を検出することができ、しかも受光部１４における受光
スポットの変位する方向から振動の周波数がｆ₁である
かｆ₂であるかを区別することができる。このため、受
光部１４としては、２次元の位置検出素子（ＰＳＤ）を
用いたり分割フォトダイオード（ＰＤ）を二次元的に配
列するのが望ましい。

【００６５】さらに図１４（ａ）（ｂ）は、本発明の別
な実施例である加速度検出装置Ｍを示す平面構造図及び
断面構造図である。可動部１には一つの可動反射部５が
設けられており、可動部１の下面にはガラス材料やＰＭ
ＭＡなどの光を透過する材料から作製されたカバー３が
接合されている。また、可動部１の上面にも別なカバー
３が接合され可動部１は２枚のカバー３によって封止さ
れている。下側のカバー３の両側には傾斜面１７がそれ
ぞれ形成されており、一方の傾斜面１７には可動反射部
５の反射面１０に向けて多数の発光素子４ａ、４ａ、…
がビーム６の軸心を含む垂直な面内に一列に配列されて
いる。この発光素子４ａ、４ａ、…は一定の周期で順次
発光しており、可動反射部５に向けて光を出射する。ま
た、他方の傾斜面１７にはフォトダイオード等の比較的
受光面積の小さな受光部１４が設けられている。

【００６６】しかして、加速度が加わっていない状態に
あっては、例えば中央の発光素子４ａの発光タイミング
と同期して受光部１４が受光する。これに対し、図１５
（ａ）に示すように−Ｘ軸方向の加速度が加わると、可
動反射部５は加えられた加速度の大きさに応じた慣性力
が働いて＋Ｘ軸方向に変位する。可動反射部５が＋Ｘ軸
方向に変位すると光の反射方向が変化し、反射光の照射
位置が図のＡ方向に変化する。よって、加速度が加わっ
ていない時に受光されていた発光素子４ａからずれた位
置にある発光素子４ａの発光タイミングと同期して受光
部１４が受光する。また、図１５（ｂ）に示すように＋
Ｘ軸方向の加速度が加わると、可動反射部５は加えられ
た加速度の大きさに応じて慣性力が働いて−Ｘ軸方向に
変位する。可動反射部５が−Ｘ軸方向に変位すると光の
反射方向が変化し、反射光の照射位置が図のＢ方向に変
化する。よって、加速度が加わっていない時に受光され
ていた発光素子４ａから反対側へずれた位置にある発光
素子４ａの発光タイミングと同期して受光部１４が受光
する。したがって、受光部１４によって受光された反射
光がどの発光素子４ａの発光タイミングと同期している
かを判別することにより、加速度の大きさを知ることが
できる。なお、本実施例では９個の発光素子４ａを用い
た場合について示しているが、発光素子４ａの個数を増
やすことによって、測定精度を容易に向上することがで
きる。この加速度検出装置Ｍは振動検出装置としても利
用できるのはいうまでもない。

【００６７】図１６（ａ）（ｂ）に示すものは、さらに
別な振動検出装置Ｎを示す断面構造図であって、可動部
１は同じ共振周波数でねじれ振動する３つの可動反射部
５ａ、５ｂ、５ｃを備えており、３つの可動反射部５
ａ、５ｂ、５ｃは同形状に作製されている。可動反射部
５ａ、５ｂ、５ｃはＹ軸方向に配設されたねじれ変形モ
ードを有するビーム６ａ、６ｂ、６ｃによってそれぞれ
支持されている。カバー３の内面は略Ｖ字状に凹部１５
が形成されており、一方の傾斜面１６には面発光型の半
導体レーザ素子からなる投光部４が配置されており、他
方の傾斜面１６には位置検出素子やフォトダイオードア
レイなどの受光部１４が配置されている。投光部４から
出射された光は、可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃと固定ミ
ラー部９との間を反射して、受光部１４上に受光され
る。しかして、可動反射部５の共振周波数と等しい周波
数の振動が加わると、３つの可動反射部５ａ、５ｂ、５
ｃは同期して各ビーム６ａ、６ｂ、６ｃの回りにねじれ
振動する。このため、投光部４から出射された光は可動
反射部５ａ、５ｂ、５ｃで繰り返し反射されるに従い反
射角が次第に大きく変化し、受光部１４上の受光位置が
大きく変化する。したがって小さな振動でも検出するこ
とができ、検出感度のよい振動検出装置Ｎを製作するこ
とができる。

【００６８】また、傾斜面１６上に投光部４を配置して
いるので、投光部４の発光面から垂直方向に光を出射す
ることができ、傾斜面１６上に受光部１４を配置してい
るので、受光部１４にほぼ垂直に反射光を受光させるこ
とができる。このため光強度が高くなり、検出精度をよ
り一層向上することができる。さらに、カバー３の内面
は略Ｖ字状に凹部１５が形成されているので、可動反射
部５ａ、５ｂ、５ｃと固定ミラー部９との距離が大きく
なる。このため可動反射部５ａ、５ｂ、５ｃと固定ミラ
ー部９とが固着することなく可動部１とカバー３とを陽
極接合でき、歩留りよく振動検出装置Ｎを作製すること
ができる。

【００６９】図１７は、本発明による圧力検出装置Ｏを
示す断面構造図である。圧力検出装置Ｏの可動部１には
圧力によって弾性変形する可動反射部５が設けられてお
り、可動反射部５は、薄膜状をした弾性変形部１３によ
って重り部７がフレーム８に支持されている。可動部１
は、弾性変形部１３や重り部７及びフレーム８が一体と
してシリコン基板からマイクロマシニング技術を応用し
て作製されており、可動反射部５の上面は反射面１０と
なっている。また、可動部１の上面にはカバー３が接合
され、カバー３の内面には空間１１が設けられており可
動反射部５が自由に振動できるようになっている。投光
部４から出射された光は、可動反射部５で反射され、カ
バー３内面に設けられた位置検出素子（ＰＳＤ）からな
る受光部１４で受光される。しかして、可動部１の下面
に接合されたカバー３の開口１８から、可動反射部５の
下面に空気等の流体の圧力を導入すると、流体の圧力の
大きさに応じて弾性変形部１３が弾性変形し、可動反射
部５が略平行移動する。可動反射部５が略平行移動する
と、投光部４から可動反射部５までの距離が変化し、受
光部１４上の受光位置が変化する。したがって、受光位
置の変化量を検知することによって、圧力検出装置Ｏに
加えられた圧力の大きさを知ることができる。

【００７０】また、図１８に示す圧力検出装置Ｐのよう
に複数の可動反射部５を設けた可動部１を用いると、可
動反射部５による光の反射方向の変化が増幅されるの
で、受光位置の変化量が大きくなり、圧力検出装置Ｐの
検出精度や検出感度の向上が図れる。

【００７１】図１９（ａ）（ｂ）に示すものはそれぞれ
本発明の画像検出装置Ｑの平面構造図及び断面構造図で
ある。可動部１には可動反射部５が一つ設けられてお
り、可動部１の下面にはガラスやＰＭＭＡなどの光を透
過する材料から作製されたカバー３が接合されている。
可動部１の上面にも別なカバー３が接合され、可動部１
は２枚のカバー３によって封止されている。さらにカバ
ー３の上面には可動反射部５に振動を加えるための圧電
素子のような小型の駆動源２が接合されている。したが
って、可動部１上面のカバー３は振動を容易に伝えられ
る材質から作製するのが好ましい。また、下側のカバー
３の両側には傾斜面１７が形成されており、一方の傾斜
面１７には遮光性の膜１９が形成され、この膜１９には
外部からの光を導くためのピンホール２０が開口され、
一定の領域（受光領域Ｓ）からの光が導入されている。
また、他方の傾斜面１７にはフォトダイオード（ＰＤ）
のような受光素子からなる受光部１４が配置されてお
り、ピンホール２０から導入した光は可動反射部５で反
射され受光部１４上で受光される。また、図示はしない
が、ピンホール２０形成領域以外の画像検出装置Ｑ全体
は、黒色樹脂のような光非透過性材料により覆われてお
り（例えばモールド成形することができる。）、ピンホ
ール２０以外からは内部に光が入射されない構造となっ
ている。すなわちこの画像検出装置Ｑにおいては、特定
の入射角にある受光領域Ｓからの光だけを検出すること
ができる。

【００７２】しかして、駆動源２からビーム６の共振周
波数と等しい周波数の振動を印加すると、図２０（ａ）
（ｂ）に示すように、可動反射部５が変位してピンホー
ルから導入された光の反射角が変化する。つまり、図２
０（ａ）に示すように可動反射部５が上方に回動すれば
反射面１０での反射角は小さくなり、図１９で示した受
光領域Ｓの光は受光できず、受光部４によって受光でき
る受光領域Ｓは下方に移動する。また、図２０（ｂ）に
示すように、可動反射部５が下方に回動すれば反射面１
０での反射角は大きくなり、図１９で示した受光領域Ｓ
の光は受光できず、受光部４によって受光できる受光領
域Ｓは上方に移動する。このように、可動反射部５を振
動することによって受光できる受光領域Ｓをスキャンさ
せることができ、スキャンすることにより検出した受光
領域Ｓの方向を知り、一連の画像情報を得ることができ
る。

【００７３】この画像検出装置Ｑにあっては、一つのピ
ンホール２０と一つの受光部（受光素子）１４とによっ
て構成されているため、構造が非常に簡単で小型化が容
易である。しかもピンホール２０と受光部１４との光軸
調整が容易に行なえるので、作製が簡単になり安価に作
製できる。また、可動反射部５の回動角（変位量）を大
きくすることによって検出範囲を大きくすることがで
き、ピンホール２０の開口寸法を小さくすることによっ
て分解能を容易に高めることもできる。なお、本実施例
にあってはピンホール２０を用いて検出できる受光領域
Ｓの大きさを制限していたが、カバー３に凹部を設けて
受光部１４と可動反射部５との間に集光レンズを配置
し、受光部１４で一定領域の光のみを集光させることに
よって、受光領域Ｓの大きさを制限するようにしてもよ
い。

【００７４】

【発明の効果】本発明の第１の光学装置にあっては、例
えばねじれ変形する可動反射面と曲げ変形する可動反射
面とによって光を反射するようにすれば、２方向に光を
走査できる。また、共振周波数が異なる可動反射面によ
って光を反射するようにすれば、一つの装置（投光部）
で異なる走査パターンに光走査できる。さらに、弾性体
の軸心方向を異ならせ、受けた加速度や振動の方向によ
り変位する方向が異なる可動反射面によって光を反射
し、その反射光を受光すれば、受けた加速度や振動の方
向を２次元的に知ることができる。このように、複数の
可動反射面の振動モードを異ならせて、種々の機能を有
する光学装置とすることができる。

【００７５】本発明の第２の光学装置によれば、複数の
可動反射面の傾きが同期して変化するので大きな走査角
でもって光走査できる。また、可動反射面に投射された
光の反射角が大きく変化するので、この反射光を受光す
ることによって、可動反射面に加わえられた小さな加速
度を精度よく検出できる。

【００７６】本発明の第３の光学装置によれば、複数の
可動反射面は同一の共振周波数で振動するので、大きな
走査角でもって光走査できる。また、可動反射面に投射
された光の反射角が大きく変化するので、この反射光を
受光することによって、可動反射面に加わえられた小さ
な振動を精度よく検出できる。

【００７７】本発明の第４の光学装置にあっては、可動
反射面の傾きが同期して反対方向に変化するので、ま
た、可動反射面を対向させて配置して、設置面積の小さ
な光学装置とすることができる。

【００７８】本発明の第５の光学装置にあっては、可動
反射面が略平行に変位するので、照射物体までの距離に
関係なく一定の走査幅で光を平行に走査できる。特に、
略平行に移動する複数の可動反射面で繰り返し反射する
ようにすれば、大きな走査幅で光走査できる。また、可
動反射面で反射された反射光を受光すれば、可動反射部
に加えられた小さな力を精度よく検出できる。

【００７９】また、本発明の加速度検出装置や圧力検出
装置にあっては、光を利用して加速度や圧力を検出して
いるので、従来例の静電容量型のセンサのように寄生容
量などの影響受けず測定誤差を高めることができる。さ
らに、反射光を検知することによって、少ない可動反射
部の変位を大きな変化量として増幅して検知することが
でき、検出精度を高め感度向上を図ることができる。ま
た、可動反射部の変位量を少なくして可動反射部の機械
的強度を高め、信頼性の高い加速度検出装置や圧力検出
装置を提供できる。

【００８０】本発明の画像検出装置にあっては、その構
造が簡単になり安価に画像検出装置を提供できる。ま
た、導入された光の反射光を受光することにしているの
で、広範囲な方向の光を検知することができ、画像検出
装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例である光スキャナを
示す断面構造図、（ｂ）はその可動部を示す平面構造図
である。

【図２】同上の別な実施例である光スキャナの可動部を
示す斜視図である。

【図３】（ａ）は同上のさらに別な実施例である光スキ
ャナを示す断面構造図、（ｂ）はその可動部を示す平面
構造図である。

【図４】（ａ）は同上のさらに別な実施例である光スキ
ャナを示す断面構造図、（ｂ）はその可動部を示す平面
構造図である。

【図５】同上のさらに別な実施例である光スキャナを示
す一部破断した断面構造図である。

【図６】同上のさらに別な実施例である光スキャナを示
す一部破断した断面構造図である。

【図７】（ａ）は同上のさらに別な実施例である光スキ
ャナを示す一部破断した断面構造図、（ｂ）はその可動
部を示す平面構造図である。

【図８】本発明による加速度検出装置を示す断面構造図
である。

【図９】本発明による別な加速度検出装置を示す断面構
造図である。

【図１０】（ａ）は本発明の加速度検出装置を利用した
振動検出装置の可動部を示す斜視図、（ｂ）はその振動
検出装置を示す平面構造図である。

【図１１】本発明の加速度検出装置を利用した振動検出
装置の可動部を示す平面構造図である。

【図１２】本発明によるさらに別な加速度検出装置を示
す断面構造図である。

【図１３】（ａ）は本発明によるさらに別な加速度検出
装置を示す断面構造図、（ｂ）はその可動部を示す平面
構造図である。

【図１４】（ａ）は本発明によるさらに別な加速度検出
装置を示す平面構造図、（ｂ）はその断面構造図であ
る。

【図１５】（ａ）（ｂ）は、同上の加速度検出装置にお
ける測定原理を示す説明図である。

【図１６】（ａ）は本発明の加速度検出装置を利用した
振動検出装置を示す断面構造図、（ｂ）はその可動部を
示す平面構造図である。

【図１７】本発明の圧力検出装置を示す断面構造図であ
る。

【図１８】本発明の別な圧力検出装置を示す断面構造図
である。

【図１９】（ａ）は本発明の画像検出装置を示す平面構
造図、（ｂ）はその断面構造図である。

【図２０】（ａ）（ｂ）は、同上の画像検出装置におけ
る測定原理を示す説明図である。

【符号の説明】

１可動部４投光部５、５ａ、５ｂ、５ｃ可動反射部６、６ａ、６ｂ、６ｃビーム７重り部１０反射面１３弾性変形部１４受光部２０ピンホールＳ受光領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋敏幸京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性体により支持された複数の可動反射
面を有し、一つの可動反射面で反射された光が他の可動
反射面でも反射されるように配置された光学装置であっ
て、一つの可動反射面の振動モードが他の一つの可動反射面
の振動モードと異なることを特徴とする光学装置。
【請求項２】傾きが同期して変化する複数の可動反射
面を有し、一つの可動反射面で反射された光が他の可動
反射面でも反射されるように配置されたことを特徴とす
る光学装置。
【請求項３】弾性体により支持された複数の同一共振
周波数をもつ可動反射面を有し、一つの可動反射面で反
射された光が他の可動反射面でも反射されるよう配置さ
れたことを特徴とする光学装置。
【請求項４】傾きが同期して反対方向に変化する複数
の可動反射面を有し、一つの可動反射面で反射された光
が他の可動反射面でも反射されるよう配置されたことを
特徴とする光学装置。
【請求項５】略平行に変位する少なくとも一つの可動
反射面を有することを特徴とする光学装置。
【請求項６】前記可動反射面は基板を加工することに
より作製されたことを特徴とする請求項１、２、３、４
又は５に記載の光学装置。
【請求項７】前記基板は半導体基板であることを特徴
とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】少なくとも二以上の可動反射面を有する
請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の光学装置
と、光を出射する投光部と、可動反射面を駆動するための加振装置とを備え、前記投光部から一つの可動反射面に光を出射し、前記可
動反射面で反射した光を他の可動反射面でも反射して光
を走査することを特徴とする光スキャン装置。
【請求項９】加速度に応じて変位する少なくとも一つ
の可動反射面と、光を出射する投光部と、光を受光する受光部とを備え、前記投光部から出射された光を前記少なくとも一つの可
動反射面で反射させ、この反射光を前記受光部で受光す
ることを特徴とする加速度検出装置。
【請求項１０】流体の圧力に応じて変位する少なくと
も一つの可動反射面と、光を出射する投光部と、光を受光する受光部とを備え、前記投光部から出射された光を前記少なくとも一つの可
動反射面で反射させ、この反射光を前記受光部で受光す
ることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項１１】光を導入する光導入部と、導入した光を反射する少なくとも一つの可動反射面と、光を受光する受光部と可動反射面を駆動するための加振
装置とを備え、前記光導入部より導入され前記少なくとも一つの可動反
射面で反射された光を、前記受光部で受光することを特
徴とする画像検出装置。