JPH08334723A

JPH08334723A - 光偏向素子

Info

Publication number: JPH08334723A
Application number: JP13947795A
Authority: JP
Inventors: Isao Kawakubo; 功川窪; Masaki Esashi; 正喜江刺
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の光偏向素子の様な大きくて組立が煩雑
である問題を克服した、組立が簡単で小型で簡便な光偏
向素子を提供すること。【構成】平板状の可動板２と、該可動板を軸支するね
じりバネ３と、該ねじりバネを通じて該可動板を支持す
る固定枠２０で一体形成した半導体基板１と、該可動板
の上周縁部に沿って設けられた平面コイル５と、該可動
板の中央に設けられた反射鏡４と、該半導体基板の上面
に設けられた上側絶縁基板１１と、該半導体基板の下面
に設けられた下側絶縁基板１２と、該ねじりバネのねじ
り軸にほぼ平行なコイルの辺の位置において該半導体基
板の面に平行であり、且つ該ねじりバネの回転軸方向に
垂直な成分を有する磁界を持つ、該上側絶縁基板または
該下側絶縁基板のいずれか一方に固定された永久磁石８
とを有する光偏向素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザービームプリン
タまたはバーコード読み取り装置などの光学機器の走査
装置に利用される光偏向素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光偏向素子の小型化をめざした例
としては、例えば、特開昭６３−８２１６５号公報があ
げられる。図８( ａ) 〜( ｂ) にはこの従来の光偏向素
子の構成が図示されている。

【０００３】図８( ａ) に示す光偏向子３１０は、コイ
ル３１１とミラー３１２とが両端のリガメント３１３,
３１４によって一体でるが、それを支持枠３１５内に支
持するように組み立てられた構造を成している。

【０００４】図８( ｂ) には前述の光偏向子３１０が組
み込まれた装置（即ち、偏向器３００）の全体を示し、
反射ミラー３１２と駆動用コイル３１１を一体形成し
た、いわゆる「ガルバノミラー」を、大きなヨーク３２
８と大きなコイル３２９とで発生される外部磁場中に配
置し、この大型のコイル３２９に流す電流に比例した
「ミラー変位」を得るための装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
おいては、駆動用コイルと磁場を発生するためのヨーク
およびコイルとの相対距離がかなり離れている故に、十
分な駆動力を得るためには極めて大型のヨークおよび大
型のコイルを使用する必要があった。その結果、光偏向
のための装置全体のサイズが巨大になるという問題点が
あった。また同時に、コイル、ヨークおよび、ミラーな
どの構成部材の組立も煩雑であるという問題もあった。

【０００６】したがって、本発明の光偏向素子は、上述
の従来技術がもっていた問題点を克服し、組立が簡単で
小型で簡便な光偏向素子を提供することをその目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は上述
した課題を解決し、目的を達成するため、平板状の可動
板と前記可動板を軸支するねじりバネと前記ねじりバネ
を通じて前記可動板を支持する固定枠とを一体形成した
半導体基板と、前記可動板の上周縁部に沿って設けられ
た平面コイルと、前記可動板の中央部に設けられた反射
鏡と、前記半導体基板の下面に設けられた下側絶縁基板
と、前記半導体基板の上面に設けられた上側絶縁基板
と、前記ねじりバネのねじり軸にほぼ平行なコイルの部
分において前記半導体基板の面に平行であり、かつ前記
ねじりバネの回転軸方向に垂直な方向の成分を有する磁
界を持ち、前記上側絶縁基板または前記下側絶縁基板の
いずれか一方に固定された永久磁石と、から光偏向素子
を構成する。

【０００８】（上記構成は後述する第１〜第５実施例に
対応する。）なお、永久磁石を固定する場所は、上部
絶縁基板の上でも、下部絶縁基板の下でも入射光を遮ら
ない限りにおいてどちらの基板でもよい。図では永久磁
石は円形であるが、「矩形」であってもよい。

【０００９】（作用）可動板上に形成された平面コイ
ルと、絶縁基板上に固定した永久磁石が発生する磁束に
より「ローレンツ力」が発生し、ねじりバネの軸回りに
可動板を回転させるトルクが発生する。このトルクによ
り可動板が偏向する。

【００１０】

【実施例】

（第１実施例）図１( ａ),( ｂ) には、本発明の光偏向
素子に関する第１の実施例としての斜視図および、（図
１( ａ) 中のＡ−Ａ’における）断面図を示している。

【００１１】この第１実施例に関わる光偏向素子は次の
ように構成されている。すなわち、半導体基板１上には
可動板２、ねじりバネ３が設けられ、固定枠２０で一体
に形成されている。この可動板２上の中央部には光学的
に研磨された鏡面を有する反射鏡４が形成され、そして
その反射鏡の周縁部には平面コイル５が敷設されてい
る。この平面コイル５はねじりバネ３上を伝わって、固
定枠２０上に形成された電極６に電気的に接合されてい
る。

【００１２】更にこの半導体基板１は、図示されている
如く、その上側から前面カバー絶縁基板１１およびスペ
ーサ絶縁基板１０と、下側から裏面絶縁基板１２とによ
り上下から挟み込まれた密閉空間内に封止された構造を
成している。

【００１３】スペーサ絶縁基板１０の四隅には貫通穴７
が形成され、上側にあるスペーサ絶縁基板１０には矩形
の開口部が形成してあり、可動板２がねじりバネ３を軸
（「ねじり軸」と称す）にして、その上部に在る前面カ
バー絶縁基板１１や、下部に在る裏面絶縁基板１２に当
接しない範囲で回転運動が可能な構造を成している。

【００１４】また、下部にある裏面絶縁基板１２の裏面
には、例えば円形の磁石を配置するための溝が４つ形成
されており、それらの溝には永久磁石８がそれぞれ埋め
込まれている。

【００１５】（作用１）次に、この第１実施例の作用
について図２( ａ) 〜( ｃ) に基づき説明する。ただ
し、本第１実施例は可動板２の「二軸偏向」が可能なよ
うに二重に軸支された構造となっているが、ここでは簡
単のために、「一軸( 偏向) 」可能な構造である仮定し
て以下に説明する。

【００１６】この第１実施例の光偏向素子ではその駆動
力として「電磁力」を使用している。そこで、その動作
原理を図２( ａ) に示す。いま、この図２( ａ) 中の矢
印に示すような方向の磁束密度Ｂy が存在する空間中
で、可動板２上に敷設された平面コイル(Coil)５に所定
の電流Ｉを流すと仮定する。このとき、磁束密度Ｂy の
方向と直角の方向に流れる電流Ｉに対しては「ローレン
ツ力Ｆ」（不図示）が発生し、この力Ｆは次式のように
表される。

【００１７】

【数１】

【００１８】図２( ｂ) には、磁界の向きと光偏向素子
を構成するデバイスの位置関係が断面図で示されてい
る。よって、上述のローレンツ力Ｆは、この図２( ｂ)
に示すように可動板２をねじりバネ３のまわりに回転さ
せる駆動力となる。また、このときの基板の偏向角は、
ねじりバネの剛性より、下式のように表される。

【００１９】

【数２】

【００２０】ここで、ｎはコイルのターン数、Ｌは可動
板の一辺の長さ、Ｌb はねじりバネの軸方向の長さ、Ｉ
c はコイルを流れる電流、Ｉp はねじりバネの極２次モ
ーメント、Ｇは半導体基板の横弾性係数を示す。

【００２１】一方、下側にある裏面絶縁基板１２の裏面
に配置した４つの永久磁石８が発生する磁束密度は下式
のように計算される。永久磁石８の表面の一点（Ｘ0 ，
Ｙ0，Ｚ0 ）のまわりの微少領域における「磁気双極
子」を考え、これによる点（ｘ，ｙ，ｚ）における磁束
密度のｙ成分であるＢy は、下式のように表される。

【００２２】

【数３】

【００２３】ただし、Ｂ0 は磁石の実効残留磁束密度を
表す。永久磁石８により発生する磁束密度力線は図２(
ｂ) 中のに示す。永久磁石が発生する磁束のうち、ｙ方
向の成分（半導体基板面に平行で回転軸に垂直な方向の
成分のみが駆動力として使われることとなる。永久磁石
８全体が小さな磁気双極子の集まりとみなせるので、上
記の（３）式を磁石の上面と下面において積分すると点
（ｘ，ｙ，ｚ）におけるｙ方向の磁束密度Ｂy が得られ
る。例えば、半径５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、残留磁束密度
０. ８５Ｔの磁石を用い、この図２( ｂ)が示すように
磁石の端部の真上に平面コイル５が配置されていて、そ
の間隙が１. ４ｍｍであった場合の、当該平面コイル位
置における磁束密度分布を図３( ｃ) にグラフで示す。
このグラフから、０. １〜０. １５Ｔ程度の磁束密度が
得られることがわかる。

【００２４】最終的に得られる偏向角についての具体的
な計算例を示すと、Ｂy ＝０. １５Ｔ、Ｌ＝４ｍｍ、ｔ
m ＝２００μｍ、Ｌb ＝５００μｍ、Ｗb ＝１００μ
ｍ、ｔb ＝１０μｍ、ＩC ＝１ｍＡの時、偏向角０. ０
４度が得られる。

【００２５】以上、一軸方向の駆動について説明した
が、本第１実施例ではねじりバネが２対存在している
が、説明した一軸方向の駆動原理と同様の原理で、二軸
の駆動が可能である。

【００２６】図３( ａ) 〜( ｅ) には、本発明の光偏向
素子に関する製造プロセスが示されている。当図は先に
説明した図１( ａ) のＡ- Ａ′断面にて本デバイスを矢
印方向の側面から見た工程図である（但し、電極６、貫
通穴７、永久磁石８などはこの断面に入らないが、位置
関係を示すために図示している）。

【００２７】最初に、図３( ａ) のように規定の寸法の
矩形が得られる１枚の半導体基板１を用意し、その半導
体基板１の一部を図３( ｂ) に示すように、エッチング
すると共にその半導体基板１の表面に不純物を拡散す
る。このように形成された不純物層は、電極６およびね
じりバネ３として使われる。

【００２８】さらに、図３( ｃ) に示すように、半導体
基板１の裏面からエッチングする。この際、特定の「エ
ッチャント」を使用すると、当該不純物層の部分でエッ
チングが停止するという技術を利用して、本図３( ｃ)
のような構造を形成できる。この時点では、可動板２は
図示のように薄い不純物拡散層で囲まれている。

【００２９】さらに、図３( ｄ) が示すようにこの半導
体基板２の表面に平面コイル５と反射鏡４を形成し、不
純物層をねじりバネ３の部分のみ残してエッチングする
ことにより、最終的に図示の如くの構造体ができあが
る。

【００３０】そして、この半導体基板１に上部および下
部からそれぞれ絶縁基板１１，１２を接合し、永久磁石
８を裏面に複数個を配置して、図３( ｅ) が示す本発明
の光偏向素子デバイスを完成する。

【００３１】（効果１）よって、本第１実施例の光偏向
素子には次のような効果がある。すなわち、半導体基板
１を、中央部に矩形の開口部を備えるスペーサ絶縁基板
１０を上下２枚の絶縁基板で挟み込み、そのうちの下部
にある裏面絶縁基板１２の裏面の四箇所に永久磁石８を
対称に配置することによって、永久磁石８と平面コイル
５との距離を極めて近接させることができ、全体として
小型でしかも効率の良い光偏向素子が得られる。

【００３２】また、可動板２とねじりバネ３等を納めた
固定枠２０が１つの半導体基板１から形成されるため、
一般の半導体集積回路と同様の製造方法で安価に大量生
産が可能である。

【００３３】なお、平面コイル５も上述同様の手法で作
られるため、従来のようにコイルを手で巻きとる工程が
不要となり、この点からも安価な生産が可能である。ま
た、永久磁石８を図示のように絶縁基板の片面（裏面）
のみに配設している故に、当該光偏向素子全体の厚さを
極めて薄くすることができる。

【００３４】（効果１' ）また、この第１実施例には次
のような効果もある。すなわち、下側絶縁基板裏面に溝
を形成しその中に磁石を埋め込んであるので、磁石の発
生する磁界を有効に活用でき、磁石の位置決めも容易に
なるという利点がある。

【００３５】（第２実施例）次に、本発明の光偏向素子
に関わる第２の実施例について図４( ａ) 〜( ｂ) を参
照して説明する。

【００３６】本第２実施例の特徴は、磁化方向が基板平
面に平行な永久磁石８を、平面コイル５の、ねじりバネ
３のねじり軸に平行な辺の直下にその永久磁石８の中央
部が位置するように配置したものである。

【００３７】（作用効果２）上述の構成の特徴により次
のような作用効果が得られる。すなわち、この配置にお
ける磁化方向は、コイル線の方向と直交しており、ロー
レンツ力によって先に説明した第１実施例と同様の駆動
力Ｆが得られる。

【００３８】その結果、磁束密度の利用効率が垂直磁化
の場合と比較して高いため、効率の良い駆動が可能であ
る。（第３実施例）次に、本発明の光偏向素子に関わる第３
の実施例について図５( ａ) 〜( ｂ) を参照して説明す
る。

【００３９】図５( ａ) には、前述の第１〜２実施例で
示された永久磁石の形状と配置が異なる構造が示されて
いる。本第３実施例の特徴は、前述の第１〜２実施例で
示された永久磁石８の形状とその磁石が配置される部位
が異なっている構造である点にある。すなわち、基板１
の平面に平行かつ、ねじりバネ３の軸方向とほぼ４５度
をなす角度方向に磁化した２個の永久磁石８を、ねじり
バネ３に対してほぼ４５度の角度に配置したものであ
る。これら２個の永久磁石８の磁束の、回転軸に対して
垂直な成分のみを駆動力として利用する。

【００４０】（作用効果３）上述の構成の特徴により次
のような作用が得られる。つまり、磁束の方向がコイル
線に対して４５度の角度をなす故に、当該磁石の持つ磁
束の１／２の平方根が有効に利用されることとなる。

【００４１】その結果、この第３実施例の構成の場合、
配設する永久磁石８の個数が２個で済む故に、本発明の
光偏向素子を構成する部品の点数が少なくなるという効
果が生まれる。

【００４２】（第４実施例）次に、本発明の光偏向素子
に関わる第４の実施例について図６を参照して説明す
る。

【００４３】前述の第３実施例とほぼ同様であるが、本
第４実施例の特徴は、配置する永久磁石８を１個とした
ことにある。そして図示のように、裏面絶縁基板１２と
半導体基板１との間には、可動板２および平面コイル５
に対向するに十分な広さをもつ例えば矩形の永久磁石８
を、その磁束の方向が半導体基板１の対角線にほぼ一致
するように配置している。

【００４４】（作用効果４）上述の構成の特徴により前
述の実施例と同様な作用が得られる。その結果、この第
４実施例の場合、比較的大型の磁石が必要とはなるが、
磁石の数は更に少ない１個で済む。つまり、必要な部品
の数が大幅に削減できるという利点が生まれる。

【００４５】（第５実施例）また、前記の第１〜第４実
施例までの例では、永久磁石８を下側絶縁基板１２の裏
面に取り付けていたが、磁石の取付け位置はこれらの例
に限るものではない。そこで、図７( ａ) 〜( ｂ) に本
発明の第５の実施例を示している。

【００４６】図７( ａ) は、光偏向素子を構成する永久
磁石８を半導体基板１の下側にある絶縁基板１２の上面
に取り付けた例を示している。すなわち、前述の第１〜
２実施例では永久磁石８は半導体基板１の下側にある裏
面絶縁基板１２の裏面、つまり下面に取着されていた
が、これを、図７( ｂ) からもわかるように、裏面絶縁
基板１２の上面に溝を形成した部位に取り付けるという
構造を採用している点にその特徴がある。

【００４７】（作用効果５）上述のような構成の特徴に
より、次のような作用効果が得られる。つまり、下側絶
縁基板１２の裏面が全く突出が無く平滑になる故に、光
偏向素子のプリント基板上への実装がよりいっそう容易
となる。

【００４８】また、破損しやすい永久磁石８自体がこの
光偏向素子の外側には全く露出していないので、素子と
しての取扱いには特に注意を要せず、よってそのハンド
リングが更に容易となる。

【００４９】更に、永久磁石８と平面コイル５との距離
を極めて近接させることができ、全体として小型でしか
も更に効率の良い光偏向素子が得られる。（変形実施例）以上に示した実施例の構成は、本発明の
主旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

【００５０】例えば、永久磁石８の断面形状は本実施例
においては「円形」であるが、「矩形」であってもよ
い。また、永久磁石８は下側にある裏面絶縁基板１２の
裏面に取り付けられているが、反射鏡４に入射する入射
光および反射光を遮らない限りにおいては、上部に在る
スペーサ絶縁基板１０の上面に配置してもよい。

【００５１】また、基板平面に平行な外部磁束があれば
可動板２を駆動できるので、磁石の形状、大きさ、材質
等は上記実施例に限られるものではない。以上、本発明
の各実施例に基づいて説明したが、本明細書中には以下
のような発明が含まれる。

【００５２】（１）平板状の可動板と前記可動板を軸
支するねじりバネと前記ねじりバネを通じて前記可動板
を支持する固定枠とを一体形成した半導体基板と、前記
可動板の上周縁部に沿って設けられた平面コイルと、前
記可動板の中央部に設けられた反射鏡と、前記半導体基
板の下面に設けられた下側絶縁基板と、前記半導体基板
の上面に設けられた上側絶縁基板と、前記ねじりバネの
ねじり軸にほぼ平行なコイルの部分において前記半導体
基板の面に平行であり、かつ前記ねじりバネの回転軸方
向に垂直な方向の成分を有する磁界を持ち、前記上側絶
縁基板または前記下側絶縁基板のいずれか一方に固定さ
れた永久磁石と、から光偏向素子を構成する。

【００５３】この構成は、第１〜第５実施例に対応す
る。永久磁石を固定する場所は、上部絶縁基板の上で
も、下部絶縁基板の下でも入射光を遮らない限りにおい
てどちらの基板でもよい。図では永久磁石は円形である
が、「矩形」であってもよい。

【００５４】（作用１）可動板上に形成された平面コ
イルと、絶縁基板上に固定した永久磁石が発生する磁束
により「ローレンツ力」が発生し、ねじりバネの軸回り
に可動板を回転させるトルクが発生する。このトルクに
より可動板が偏向する。

【００５５】（効果１）半導体基板を絶縁基板で挟み
込み、その絶縁基板上に永久磁石を配置することにより
磁石と平面コイルの距離を極めて近くすることができ、
小型で効率の良い光偏向素子が得られる。

【００５６】また、可動板、ねじりバネ、固定枠が１つ
の半導体基板から形成される故、半導体集積回路と同様
の製造方法で安価に大量生産が可能である。平面コイル
も同様の手法で作られる故に、従来のようなコイルを手
で巻く工程が不要となり、この点からも安価な生産が可
能である。

【００５７】また、単一の永久磁石が発生させる磁束を
駆動に用いる故に、基板の片側のみに磁石を配置すれば
よく、磁石を対向させる場合、またはヨークその他を用
いる場合などに比べて素子の小型化と薄型化が可能であ
る。

【００５８】（２）前記永久磁石の磁化方向が基板平
面に垂直であり、前記平面コイルの当該ねじり軸に略平
行な辺の直下に前記永久磁石の磁極面の中央部が位置し
ないように前記永久磁石が配置されていることを特徴と
する（１）に記載の光偏向素子。

【００５９】この構成は、第１実施例に対応する。（作用２）基板平面に垂直な方向に磁化した永久磁石
の磁束密度ベクトルのうち、基板平面に平行であり、且
つ、ねじりバネの軸方向に垂直な成分により、「ローレ
ンツ力」が発生し、可動板が駆動される。

【００６０】（効果２）垂直方向に磁化した永久磁石
を用いる故に、磁石の外径を比較的小さくできる。（３）前記永久磁石を、当該磁石の磁化方向を基板平
面に水平でかつ当該ねじり軸に垂直な方向になるように
配置し、前記平面コイルの当該ねじり軸にほぼ平行な辺
の直下近傍に、前記永久磁石の中央部が位置することを
特徴とする（１）に記載の光偏向素子。

【００６１】この構成は、第２，第３および第４実施例
に対応する。（作用３）基板表面に平行な方向に磁化した永久磁石
の磁束密度ベクトルの水平成分により、駆動力を発生さ
せる。

【００６２】（効果３）磁束密度の利用効率が高く、
永久磁石の磁束を有効に活用できる。（４）平板状の第１の可動板と、前記第１可動板を軸
支する前記第１可動板の外側に配置された枠状の第２の
可動板と、前記第２可動板の外側に配置された固定枠
と、前記第１可動板と前記第２可動板との間を連結して
回動可能に軸支する一対の第１のねじりバネと、前記第
２可動板と前記固定枠との間を前記第１ねじりバネと直
交する方向に軸支して連結する１対の第２のねじりバネ
とを一体形成して成る半導体基板と、前記第１可動板の
上周縁部に沿って設けられた第１の平面コイルと、前記
第２の可動板上に設けられ、前記第１平面コイルと絶縁
された第２の平面コイルと、前記第１可動板の中央部に
設けられた反射鏡と、前記半導体基板の下面に設けられ
た下側絶縁基板と、前記半導体基板の上面に設けられた
上側絶縁基板と、前記第１のねじりバネと第１の平面コ
イルおよび第２のねじりバネと第２の平面コイルの組合
せ毎に、ねじりバネのねじり軸にほぼ平行な平面コイル
の部分において、前記半導体基板に平行であり、かつ、
ねじりバネの回転軸方向に垂直な方向の成分を有する磁
界を持ち、前記上側絶縁基板または前記下側絶縁基板の
いずれか一方に固定された、磁化方向が前記半導体基板
平面に平行かつ、前記第１と第２のねじりバネの軸方向
と略４５度を成す角度の方向に配置されている永久磁石
と、から成ることを特徴とする光偏向素子。

【００６３】この構成は第３、第４実施例に対応する。（作用４）第１と第２のねじりバネの軸方向と略４５
度を成す永久磁石の磁束の第１と第２の平面コイルをそ
れぞれの回動方向に駆動するのに必要な成分が駆動力と
して利用される。

【００６４】（効果４）永久磁石が発生する磁束を、
二軸方向の偏向のための駆動力に利用するので、永久磁
石の個数を減らすことができる。（５）前記永久磁石は、磁化方向を基板平面に平行か
つ、前記ねじりバネの軸方向と略４５度をなす角度の方
向に少なくとも２個配設されていることを特徴とする
（４）に記載の光偏向素子。

【００６５】この構成は第３実施例に対応する。（作用５）２個の永久磁石それぞれの磁束の、基板方
向に平行であり、且つ、ねじり軸に対して垂直な成分が
駆動力として利用される。

【００６６】（効果５）磁石が２個で済む故に、部品
点数が少なくなる。（６）前記永久磁石は、磁化方向を基板平面に平行か
つ、前記ねじりバネの軸方向と略４５度をなす角度の方
向に少なくとも１個配設されていることを特徴とする
（４）に記載の光偏向素子。

【００６７】この構成は第４実施例に対応する。（作用６）永久磁石の磁束の、基板方向に平行であ
り、且つ、回転軸に対して垂直な成分が駆動力として利
用される。

【００６８】（効果６）磁石が１個で済む故に、部品
点数が少なくなる。（７）前記永久磁石は、封止された密閉空間中に配設
されていることを特徴とする（１）に記載の光偏向素
子。

【００６９】この構成は第５実施例に対応する。（作用７）密閉空間中に配置された永久磁石とコイル
に流す電流により、可動板が偏向される。

【００７０】（効果７）下側絶縁基板の裏面が平らに
なる故に、素子のプリント基板上への実装が容易にな
る。また、破損しやすい永久磁石が素子の外側に露出し
ていないため、素子のハンドリングが容易となる。ま
た、永久磁石とコイルの距離が近くなる故に、さらに効
率の良い駆動が可能となる。

【００７１】（８）前記下側絶縁基板に前記永久磁石
を固定するための溝が形成されていることを特徴とする
（１）に記載の光偏向素子。この構成は第１〜第５実施
例に対応する。

【００７２】（作用８）下側絶縁基板に永久磁石を固
定するための溝を形成し、その溝中にこれら永久磁石を
埋設して固定する。（効果８）磁石の設置された部分がでっぱり( 凸部)
が無くなり素子を基板に実装し易くなり、また磁石設置
の位置決めの手間も省略できる。

【００７３】

【発明の効果】半導体基板を絶縁基板で挟み込み、その
絶縁基板に永久磁石を配置することにより磁石と平面コ
イルの距離を極めて近くすることができ、小型で効率の
良い光偏向素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光偏向素子に関する第１実施例を示
し、( ａ) は、素子の斜視展開図、( ｂ) は、素子を側
面から見た図１( ａ) 中の線分Ａ- Ａ’における断面
図。

【図２】本発明の光偏向素子を説明する図であり、(
ａ) は、本発明の動作原理を示す斜視図、( ｂ) は、磁
界の向きと光偏向素子を構成するデバイスの位置関係が
断面図、( ｃ) は、コイル位置における磁束密度Ｂの分
布を示すグラフ。

【図３】本発明の光偏向素子に関する製造プロセスを示
す工程図。

【図４】本発明の光偏向素子に関する第２実施例を示
し、( ａ) は、素子の斜視展開図、( ｂ) は、素子を側
面から見た断面図。

【図５】本発明の光偏向素子に関する第３実施例を示す
素子の斜視展開図。

【図６】本発明の光偏向素子に関する第４実施例を示す
素子の斜視展開図。

【図７】本発明の光偏向素子に関する第５実施例を示
し、( ａ) は、素子の斜視展開図、( ｂ) は、素子を側
面から見た断面図。

【図８】従来例の光偏向素子を示す説明図、( ａ) は、
一体形成された光偏向子とその支持枠、( ｂ) は、光偏
向子を組み込んだ装置の斜視図。

【符号の説明】

１…半導体基板，２…可動板，３…ねじりバネ，４…反
射鏡，５…平面コイル，６…電極，７…貫通穴，８…永
久磁石，９…ガス吸着材，１０…スペーサ絶縁基板，１
１…前カバー絶縁基板，１２…裏面絶縁基板，２０…固
定枠。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状の可動板と前記可動板を軸支する
ねじりバネと前記ねじりバネを通じて前記可動板を支持
する固定枠とを一体形成した半導体基板と、前記可動板の上周縁部に沿って設けられた平面コイル
と、前記可動板の中央部に設けられた反射鏡と、前記半導体基板の下面に設けられた下側絶縁基板と、前記半導体基板の上面に設けられた上側絶縁基板と、前記ねじりバネのねじり軸にほぼ平行なコイルの部分に
おいて前記半導体基板の面に平行であり、かつ前記ねじ
りバネの回転軸方向に垂直な方向の成分を有する磁界を
持ち、前記上側絶縁基板または前記下側絶縁基板のいず
れか一方に固定された永久磁石と、を具備することを特
徴とする光偏向素子。
【請求項２】平板状の第１の可動板と、前記第１可動板を軸支する前記第１可動板の外側に配置
された枠状の第２の可動板と、前記第２可動板の外側に配置された固定枠と、前記第１可動板と前記第２可動板との間を連結して回動
可能に軸支する一対の第１のねじりバネと、前記第２可動板と前記固定枠との間を前記第１ねじりバ
ネと直交する方向に軸支して連結する１対の第２のねじ
りバネとを一体形成して成る半導体基板と、前記第１可動板の上周縁部に沿って設けられた第１の平
面コイルと、前記第２の可動板上に設けられ、前記第１平面コイルと
絶縁された第２の平面コイルと、前記第１可動板の中央部に設けられた反射鏡と、前記半導体基板の下面に設けられた下側絶縁基板と、前記半導体基板の上面に設けられた上側絶縁基板と、前記第１のねじりバネと第１の平面コイルおよび第２の
ねじりバネと第２の平面コイルの組合せ毎に、ねじりバ
ネのねじり軸にほぼ平行な平面コイルの部分において、
前記半導体基板に平行であり、かつ、ねじりバネの回転
軸方向に垂直な成分を有する磁界を持ち、前記上側絶縁
基板または前記下側絶縁基板のいずれか一方に固定され
た、磁化方向が前記半導体基板平面に平行かつ、前記第
１と第２のねじりバネの軸方向と略４５度を成す角度の
方向に配置されている永久磁石と、を具備することを特
徴とする光偏向素子。