特許 6880385 光走査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6880385

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】光走査装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20210524BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20210524BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/10 104Z

   G02B26/10 C

   B81B3/00

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-190260(P2016-190260)

(22)【出願日】2016年9月28日

(65)【公開番号】特開2018-54843(P2018-54843A)

(43)【公開日】2018年4月5日

【審査請求日】2019年8月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006220

【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山田 司

【審査官】 堀部 修平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１５６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６７１８７６４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１４−１２６７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１６８３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２３５２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８６２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０９８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｂ８１Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光反射面を有するミラーと、
前記ミラーを支持する可動枠と、
前記可動枠を両側から支持する一対の駆動梁と、
前記駆動梁に設けられ、前記光反射面の中心を通る所定の軸周りに前記可動枠を揺動させる駆動源と、
前記駆動梁を支持する固定枠と、
を有し、
前記駆動梁は、前記所定の軸に垂直な方向に延在する偶数個の梁が、隣接する梁と端部で連結され、全体としてジグザグ状の形状を有し、
前記駆動梁は、その端部が前記可動枠と接続して該可動枠を支持しており、
前記可動枠と前記駆動梁の前記端部とが接続される可動枠接続部は、前記所定の軸を含むようにして、前記所定の軸に対して、前記固定枠と前記駆動梁とが接続される固定枠接続部が配置される側とは略反対側に配置され、
前記固定枠接続部は、前記所定の軸から離れた位置に配置されている、
光走査装置。

【請求項2】

前記一対の駆動梁を構成する各駆動梁は、前記光反射面の中心を通り前記所定の軸に垂直な直線を対象軸とする線対称の配置関係にある、
請求項１に記載の光走査装置。

【請求項3】

前記一対の駆動梁を構成する各駆動梁は、前記光反射面の中心を対称点とする点対称の配置関係にある、
請求項１に記載の光走査装置。

【請求項4】

前記駆動梁は、前記所定の軸に垂直な方向に延在する連結梁を含み、前記連結梁の端部が前記可動枠と接続されている、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光走査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光走査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、入射光を反射させる光反射面を有する可動板と、可動板を回動可能に軸支するトーション梁と、トーション梁にねじり方向の力を作用させる駆動源とを具備する光走査装置が知られている。

【0003】

このような光走査装置を画像表示装置に用いる場合、走査速度が一定でないと走査方向において画像が歪む。このため、走査速度が一定の領域のみを画像表示に用いる。走査速度を一定にするためには、直線性の高い電圧、すなわち、１周期の間に直線となっている区間が長い電圧を駆動源に印加可能であることが求められる。

【0004】

そこで、従来では、駆動源に鋸歯状波形の電圧を印加することで、光走査装置の走査速度が一定になる区間を長くしている（例えば、特許文献１参照）。ところで、駆動源に印加する電圧を鋸歯状波形とすると、ミラーの駆動に関する機械的な固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分に起因して、ミラーを駆動する際に所謂リンギングが発生する。このため、ノッチフィルタ等のフィルタを用いて固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分を除去している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２０５８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、複数の固有振動モードが存在する場合、固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分を除去するために複数のフィルタを用いる必要がある。ところが、複数のフィルタを用いると、駆動源に印加する電圧の直線性が低下し、光走査装置の走査速度が一定になる区間が短くなる。このため、画像表示に用いることが可能な領域が狭くなる。

【0007】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、画像表示に用いることが可能な領域を確保しつつ、リンギングの発生を抑制することができる光走査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る光走査装置（１０００）は、光反射面を有するミラー（１１０）と、前記ミラー（１１０）を支持する可動枠（１６０）と、前記可動枠（１６０）を両側から支持する一対の駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）と、前記駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）に設けられ、前記光反射面の中心を通る所定の軸周りに前記可動枠（１６０）を揺動させる駆動源（１７１Ａ、１７１Ｂ）と、前記駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）を支持する固定枠（１８０）と、を有し、前記駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）は、前記所定の軸に垂直な方向に延在する偶数個の梁が、隣接する梁と端部で連結され、全体としてジグザグ状の形状を有し、前記駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）は、その端部が前記可動枠（１６０）と接続して該可動枠（１６０）を支持しており、前記可動枠（１６０）と前記駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）の前記端部とが接続される可動枠接続部は、前記所定の軸を含むようにして、前記所定の軸に対して、前記固定枠（１８０）と前記駆動梁（１７０Ａ、１７０Ｂ）とが接続される固定枠接続部が配置される側とは略反対側に配置され、前記固定枠接続部は、前記所定の軸から離れた位置に配置されている。

【0009】

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。

【発明の効果】

【0010】

開示の技術によれば、画像表示に用いることが可能な領域を確保しつつ、リンギングの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る光走査装置の一例を示す斜視図（１）

【図2】第１実施形態に係る光走査装置の一例を示す斜視図（２）

【図3】第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す上面側の斜視図

【図4】第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す下面側の斜視図

【図5】第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の他の例を示す上面側の斜視図

【図6】第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の他の例を示す下面側の斜視図

【図7】駆動源に印加する電圧波形とミラーの動作波形との関係を説明するための図

【図8】光走査装置を用いて画像表示を行ったときの状態を説明するための図

【図9】光走査装置の周波数特性を説明するための図

【図10】固有振動モードを説明するための図

【図11】第２実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す上面側の斜視図

【図12】第２実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す下面側の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0013】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態に係る光走査装置について説明する。図１及び図２は、第１実施形態に係る光走査装置の一例を示す斜視図であり、図１はパッケージカバーを取り外した状態の光走査装置を示し、図２はパッケージカバーを取り付けた状態の光走査装置を示している。

【0014】

図１及び図２に示されるように、光走査装置１０００は、光走査部１００と、光走査部１００を搭載するセラミックパッケージ２００と、セラミックパッケージ２００上に配されて光走査部１００を覆うパッケージカバー３００とを有する。光走査装置１０００は、セラミックパッケージ２００の下側に、基板や制御回路等を備えてもよい。

【0015】

光走査装置１０００において、パッケージカバー３００の略中央部には光反射面を有するミラー１１０の近傍を露出する開口部３００Ａが設けられている。開口部３００Ａは、ミラー１１０へのレーザ入射光Ｌｉ及びミラー１１０からのレーザ出射光Ｌｏ（走査光）を遮らない形状とされている。なお、開口部３００Ａにおいて、レーザ入射光Ｌｉが通る側は、レーザ出射光Ｌｏが通る側よりも小さく開口されている。すなわち、レーザ入射光Ｌｉ側が略半円形状に狭く開口しているのに対し、レーザ出射光Ｌｏ側は略矩形状に広く開口している。これは、レーザ入射光Ｌｉは一定の方向から入射するのでその方向のみを開口すればよいのに対し、レーザ出射光Ｌｏは２次元に走査されるため、２次元に走査されるレーザ出射光Ｌｏを遮らないように、走査される全範囲を開口する必要があるためである。

【0016】

次に、光走査装置１０００の光走査部１００について説明する。図３は、第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す上面側の斜視図である。

【0017】

図３に示されるように、光走査部１００は、ミラー１１０を揺動させて光源から照射されるレーザ入射光を走査する部分である。光走査部１００は、例えば圧電素子によりミラー１１０を駆動させるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラー等である。

【0018】

光走査部１００は、光反射面を有するミラー１１０と、ミラー１１０を外側から支持する可動枠１６０と、可動枠１６０を両側から支持する一対の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂとを有する。そして、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される可動枠接続部Ａ１１は、ミラー１１０の光反射面の中心Ｃを通る軸（以下「垂直回転軸Ｖ」ともいう。）に対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される固定枠接続部Ａ１２が配置させる側とは、略反対側に配置されている。また、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される可動枠接続部Ａ１３は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される固定枠接続部Ａ１４が配置される側とは、略反対側に配置されている。また、可動枠接続部Ａ１１、Ａ１３は、その端部が垂直回転軸Ｖを含むようにして、垂直回転軸Ｖに対して固定枠接続部Ａ１２、Ａ１４が配置される側とは反対側に配置されていてもよい。また、第２の駆動梁１７０Ａと第２の駆動梁１７０Ｂとは、ミラー１１０の光反射面の中心Ｃを通り垂直回転軸Ｖに垂直な直線（以下「水平回転軸Ｈ」という。）を対象軸とする線対称の配置関係になっている。以下、詳細に説明する。

【0019】

光走査部１００は、ミラー１１０と、ミラー支持部１２０と、捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂと、連結梁１４０Ａ、１４０Ｂと、第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂと、可動枠１６０と、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂと、固定枠１８０とを有する。また、第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂは、それぞれ駆動源１５１Ａ、１５１Ｂを有する。また、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂは、それぞれ駆動源１７１Ａ、１７１Ｂを有する。第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂ、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂは、ミラー１１０を上下又は左右に揺動してレーザ光を走査するアクチュエータとして機能する。

【0020】

ミラー支持部１２０には、ミラー１１０の円周に沿うようにスリット１２２が形成されている。スリット１２２により、ミラー支持部１２０を軽量化しつつ捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂによる捻れをミラー１１０へ伝達することができる。

【0021】

光走査部１００において、ミラー支持部１２０の上面にミラー１１０が支持され、ミラー支持部１２０は、両側にある捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂの端部に連結されている。捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂは、揺動軸を構成し、軸方向に延在してミラー支持部１２０を軸方向両側から支持している。捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂが捻れることにより、ミラー支持部１２０に支持されたミラー１１０が揺動し、ミラー１１０に照射された光の反射光を走査させる動作を行う。捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂは、それぞれが連結梁１４０Ａ、１４０Ｂに連結支持され、第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂに連結されている。

【0022】

第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂ、連結梁１４０Ａ、１４０Ｂ、捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂ、ミラー支持部１２０及びミラー１１０は、可動枠１６０によって外側から支持されている。第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂは、可動枠１６０にそれぞれの一方の側が支持されている。第１の駆動梁１５０Ａの他方の側は内周側に延びて連結梁１４０Ａ、１４０Ｂと連結している。第１の駆動梁１５０Ｂの他方の側も同様に、内周側に延びて連結梁１４０Ａ、１４０Ｂと連結している。

【0023】

第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂは、捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂと直交する方向に、ミラー１１０及びミラー支持部１２０を挟むように、対をなして設けられている。第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂの上面には、駆動源１５１Ａ、１５１Ｂがそれぞれ形成されている。駆動源１５１Ａ、１５１Ｂは、第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂの上面の圧電素子の薄膜（以下「圧電薄膜」ともいう。）の上に形成された上部電極と、圧電薄膜の下面に形成された下部電極とを含む。駆動源１５１Ａ、１５１Ｂは、上部電極と下部電極に印加する駆動電圧の極性に応じて伸長したり縮小したりする。

【0024】

このため、第１の駆動梁１５０Ａと第１の駆動梁１５０Ｂとで異なる位相の駆動電圧を交互に印加すれば、ミラー１１０の左側と右側で第１の駆動梁１５０Ａと第１の駆動梁１５０Ｂとが上下反対側に交互に振動する。これにより、捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂを揺動軸又は回転軸として、ミラー１１０を軸周りに揺動させることができる。ミラー１１０が捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂの軸周りに揺動する方向を、以後、水平方向と呼ぶ。例えば第１の駆動梁１５０Ａ、１５０Ｂによる水平駆動には、共振振動が用いられ、高速にミラー１１０を揺動駆動することができる。

【0025】

また、可動枠１６０の外部には、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂの一端が、それぞれ連結梁１７２Ａ、１７２Ｂを介して可動枠接続部Ａ１１、Ａ１３において連結されている。第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂは、可動枠１６０を左右両側から挟むように、対をなして設けられている。そして、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂは、可動枠１６０を両側から支持すると共に、垂直回転軸Ｖ周りに揺動させる。第２の駆動梁１７０Ａは、第１の駆動梁１５０Ａと平行に延在する複数個（例えば偶数個）の矩形梁の各々が、隣接する矩形梁と端部で連結され、全体としてジグザグ状の形状を有する。そして、第２の駆動梁１７０Ａの他端は、固定枠接続部Ａ１２において固定枠１８０の内側に連結されている。第２の駆動梁１７０Ｂも同様に、第１の駆動梁１５０Ｂと平行に延在する複数個（例えば偶数個）の矩形梁の各々が、隣接する矩形梁と端部で連結され、全体としてジグザグ状の形状を有する。そして、第２の駆動梁１７０Ｂの他端は、固定枠接続部Ａ１４において固定枠１８０の内側に連結されている。このように、光走査部１００では、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される可動枠接続部Ａ１１は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される固定枠接続部Ａ１２が配置される側とは、略反対側に配置されている。また、光走査部１００では、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される可動枠接続部Ａ１３は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される固定枠接続部Ａ１４が配置される側とは、略反対側に配置されている。また、可動枠接続部Ａ１１、Ａ１３は、その端部が垂直回転軸Ｖを含むようにして、垂直回転軸Ｖに対して固定枠接続部Ａ１２、Ａ１４が配置される側とは反対側に配置されていてもよい。さらに、第２の駆動梁１７０Ａと第２の駆動梁１７０Ｂとは、水平回転軸Ｈを対象軸とする線対称の配置関係になっている。

【0026】

第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂの上面には、それぞれ曲線部を含まない矩形単位ごとに駆動源１７１Ａ、１７１Ｂが形成されている。駆動源１７１Ａは、第２の駆動梁１７０Ａの上面の圧電薄膜の上に形成された上部電極と、圧電薄膜の下面に形成された下部電極とを含む。駆動源１７１Ｂは、第２の駆動梁１７０Ｂの上面の圧電薄膜の上に形成された上部電極と、圧電薄膜の下面に形成された下部電極とを含む。

【0027】

第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂは、矩形単位ごとに隣接している駆動源１７１Ａ、１７１Ｂ同士で、異なる極性の駆動電圧を印加することにより、隣接する矩形梁を上下反対方向に反らせ、各矩形梁の上下動の蓄積を可動枠１６０に伝達する。第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂは、この動作により、平行方向と直交する方向である垂直方向にミラー１１０を揺動させる。例えば第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂによる垂直駆動には、非共振振動を用いることができる。

【0028】

例えば、駆動源１７１Ａを、可動枠１６０側から右側に向かって並ぶ駆動源１７１Ａ１、１７１Ａ２、１７１Ａ３、１７１Ａ４、１７１Ａ５及び１７１Ａ６を含むものとする。また、駆動源１７１Ｂを、可動枠１６０側から左側に向かって並ぶ駆動源１７１Ｂ１、１７１Ｂ２、１７１Ｂ３、１７１Ｂ４、１７１Ｂ５及び１７１Ｂ６を含むものとする。この場合、駆動源１７１Ａ１、１７１Ｂ１、１７１Ａ３、１７１Ｂ３、１７１Ａ５、１７１Ｂ５を同波形、駆動源１７１Ａ２、１７１Ｂ２、１７１Ａ４、１７１Ｂ４、１７１Ａ６及び１７１Ｂ６を前者と位相の異なる同波形で駆動することで垂直方向へ遥動できる。

【0029】

駆動源１５１Ａの上部電極及び下部電極に駆動電圧を印加する駆動配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ａに含まれる所定の端子と接続されている。また、駆動源１５１Ｂの上部電極及び下部電極に駆動電圧を印加する駆動配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ｂに含まれる所定の端子と接続されている。また、駆動源１７１Ａの上部電極及び下部電極に駆動電圧を印加する駆動配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ａに含まれる所定の端子と接続されている。また、駆動源１７１Ｂの上部電極及び下部電極に駆動電圧を印加する駆動配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ｂに含まれる所定の端子と接続されている。

【0030】

また、光走査部１００は、駆動源１５１Ａ、１５１Ｂに駆動電圧が印加されてミラー１１０が水平方向に遥動している状態におけるミラー１１０の水平方向の傾き具合（水平方向の振角）を検出する水平振角センサとして圧電センサ１９１、１９２を有する。圧電センサ１９１は連結梁１４０Ａに設けられ、圧電センサ１９２は連結梁１４０Ｂに設けられている。

【0031】

また、光走査部１００は、駆動源１７１Ａ、１７１Ｂに駆動電圧が印加されてミラー１１０が垂直方向に遥動している状態におけるミラー１１０の垂直方向の傾き具合（垂直方向の振角）を検出する垂直振角センサとして圧電センサ１９５、１９６を有する。圧電センサ１９５は第２の駆動梁１７０Ａの有する矩形梁の一つに設けられており、圧電センサ１９６は第２の駆動梁１７０Ｂの有する矩形梁の一つに設けられている。

【0032】

圧電センサ１９１は、ミラー１１０の水平方向の傾き具合に伴い、捻れ梁１３０Ａから伝達される連結梁１４０Ａの変位に対応する電流値を出力する。圧電センサ１９２は、ミラー１１０の水平方向の傾き具合に伴い、捻れ梁１３０Ｂから伝達される連結梁１４０Ｂの変位に対応する電流値を出力する。圧電センサ１９５は、ミラー１１０の垂直方向の傾き具合に伴い、第２の駆動梁１７０Ａのうち圧電センサ１９５が設けられた矩形梁の変位に対応する電流値を出力する。圧電センサ１９６は、ミラー１１０の垂直方向の傾き具合に伴い、第２の駆動梁１７０Ｂのうち圧電センサ１９６が設けられた矩形梁の変位に対応する電流値を出力する。

【0033】

第１実施形態では、圧電センサ１９１、１９２の出力を用いてミラー１１０の水平方向の傾き具合を検出し、圧電センサ１９５、１９６の出力を用いてミラー１１０の垂直方向の傾き具合を検出する。なお、各圧電センサから出力される電流値からミラー１１０の傾き具合の検出を行う傾き検出部が光走査部１００の外部に設けられていてもよい。また、傾き検出部の検出結果に基づき駆動源１５１Ａ、１５１Ｂ、駆動源１７１Ａ、１７１Ｂに供給する駆動電圧を制御する駆動制御部が光走査部１００の外部に設けられていてもよい。

【0034】

圧電センサ１９１、１９２、１９５、１９６は、圧電薄膜の上面に形成された上部電極と、圧電薄膜の下面に形成された下部電極とを含む。第１実施形態では、各圧電センサの出力は、上部電極と下部電極とに接続されたセンサ配線の電流値となる。

【0035】

圧電センサ１９１の上部電極及び下部電極から引き出されたセンサ配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ｂに含まれる所定の端子と接続されている。また、圧電センサ１９５の上部電極及び下部電極から引き出されたセンサ配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ａに含まれる所定の端子と接続されている。また、圧電センサ１９２の上部電極及び下部電極から引き出されたセンサ配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ｂに含まれる所定の端子と接続されている。また、圧電センサ１９６の上部電極及び下部電極から引き出されたセンサ配線は、固定枠１８０に設けられた端子群１９０Ｂに含まれる所定の端子と接続されている。

【0036】

図４は、第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す下面側の斜視図である。

【0037】

図４に示されるように、ミラー支持部１２０の下面には、リブ１２５が設けられている。リブ１２５を設けることで、駆動しているときにミラー１１０に歪みが発生することを抑制し、ミラー１１０を平坦に保つことができる。リブ１２５は、ミラー１１０の形状とほぼ外形が一致するように形成される。これにより、ミラー１１０を全体に亘って平坦にすることができる。また、ミラー支持部１２０に形成されたスリット１２２により、捻れ梁１３０Ａ、１３０Ｂから伝達される応力をミラー支持部１２０内で分散させ、リブ１２５にまで応力が伝達することを防ぐことができる。

【0038】

第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂの下面において、連結梁１７２Ａ、１７２Ｂとの連結部分には、リブ１７５Ａ、１７５Ｂが設けられている。リブ１７５Ａ、１７５Ｂを設けることで、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂと連結梁１７２Ａ、１７２Ｂとを連結する部分を補強し、剛性を高めて変形を防止している。また、第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂの下面において、隣接する駆動梁同士を連結する部分には、リブ１７６Ａ、１７６Ｂが設けられている。リブ１７６Ａ、１７６Ｂを設けることで、隣接する駆動梁同士を連結する部分を補強し、剛性を高めて変形を防止している。

【0039】

図５は、第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の他の例を示す上面側の斜視図である。図６は、第１実施形態に係る光走査装置の光走査部の他の例を示す下面側の斜視図である。

【0040】

光走査部１００は、例えば支持層、埋め込み（ＢＯＸ：Buried Oxide）層及び活性層を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いて形成することができる。その場合、図５及び図６に示されるように、連結梁１７２Ａ、１７２Ｂと可動枠１６０とが活性層及びＢＯＸ層によって接続されていてもよい。なお、図５においては、連結梁１７２Ａと可動枠１６０とが活性層及びＢＯＸ層によって接続されている部分を破線領域Ｂ１１で示し、連結梁１７２Ｂと可動枠１６０とが活性層及びＢＯＸ層によって接続されている部分を破線領域Ｂ１３で示している。また、連結梁１７２Ａ、１７２Ｂと可動枠１６０とが活性層のみによって接続されていてもよい。

【0041】

次に、光走査装置１０００の動作について説明する。図７は、駆動源１７１Ａ、１７１Ｂに印加する電圧波形とミラー１１０の動作波形との関係を説明するための図である。図７において、破線は駆動電圧波形を表し、実線はミラー動作波形を表す。図８は、光走査装置１０００を用いて画像表示を行ったときの状態を説明するための図である。

【0042】

駆動源１７１Ａ、１７１Ｂには、例えば図７に示されるように、鋸歯状波形の電圧が印加される。これにより、例えば正弦波形の電圧が印加される場合と比較して、ミラー１１０によって光を走査する速度が一定になる区間を長くしている。

【0043】

ところで、駆動源１７１Ａ、１７１Ｂに印加する電圧を鋸歯状波形としてミラー１１０を駆動させると、例えば図７に示されるように、ミラー１１０の動作波形が振動する、所謂リンギングが発生する。そして、リンギングが発生すると、光走査装置１０００を用いて画像表示を行った場合、例えば図８に示されるように、横縞が発生する。

【0044】

そこで、リンギングの発生を抑制するため、ノッチフィルタ等のフィルタを用いて、リンギングの発生原因となる固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分を除去する。

【0045】

しかしながら、除去対象となる固有振動モードが複数存在する場合、固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分を除去するために複数のフィルタを用いる必要がある。ところが、複数のフィルタを用いると、駆動源に印加する電圧の直線性が低下し、光走査装置の走査速度が一定になる区間が短くなるため、画像表示に用いることが可能な領域が狭くなる。このため、画像表示に用いることが可能な領域を確保しつつ、リンギングの発生を抑制するためには、除去対象となる固有振動モードの数を少なくすることが有効である。

【0046】

図９は、光走査装置の周波数特性を説明するための図である。図９（ａ）は従来の光走査装置の周波数特性を示し、図９（ｂ）は第１実施形態の光走査装置の周波数特性を示している。図９（ａ）及び図９（ｂ）において、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸はゲインを示している。なお、従来の光走査装置とは、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂとが接続される可動枠接続部と、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ａ、１７０Ｂとが接続される固定枠接続部とが、垂直回転軸Ｖに対して互いに同じ側に配置されている装置である。

【0047】

図９（ａ）に示されるように、従来の光走査装置では、ｆ０（８５０Ｈｚ近傍）及びｆ１（１０００Ｈｚ近傍）の周波数において、光走査部の固有振動モードが現れた。これに対し、図９（ｂ）に示されるように、第１実施形態の光走査装置１０００では、ｆ１（１０００Ｈｚ近傍）の周波数においてのみ、光走査部１００の固有振動モードが現れた。なお、ｆ０の周波数における固有振動モードは、図１０（ａ）に示されるように、固定枠１８０に対してミラー１１０等が上下に振動する上下モードである。また、ｆ１の周波数における固有振動モードは、固定枠１８０に対してミラー１１０等が傾くように振動する傾きモードである。なお、図１０は、固有振動モードを説明するための図である。

【0048】

このように、第１実施形態の光走査装置１０００では、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される可動枠接続部Ａ１１は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される固定枠接続部Ａ１２が配置される側とは、略反対側に配置されている。また、光走査部１００では、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される可動枠接続部Ａ１３は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される固定枠接続部Ａ１４が配置される側とは、略反対側に配置されている。これにより、固有振動モードの数を少なくすることができるので、少ない数のフィルタによって、リンギングの発生原因となる固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分を除去することができる。このため、直線性の高い電圧、すなわち、１周期の間に直線となっている区間が長い電圧を駆動源１７１Ａ、１７１Ｂに印加することができる。その結果、画像表示に用いることが可能な領域を確保しつつ、リンギングの発生を抑制することができる。

【0049】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る光走査装置について説明する。図１１は、第２実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す上面側の斜視図である。図１２は、第２実施形態に係る光走査装置の光走査部の一例を示す下面側の斜視図である。

【0050】

図１１及び図１２に示されるように、第２実施形態に係る光走査部１００Ａは、第２の駆動梁１７０Ａと第２の駆動梁１７０Ｂとが、ミラー１１０の光反射面の中心Ｃを対称点とする点対称の配置関係になっている点で、第１実施形態に係る光走査部１００と異なる。なお、その他の構成については、第１実施形態に係る光走査部１００と同様とすることができる。

【0051】

第２実施形態に係る光走査部１００Ａでは、第１実施形態と同様、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される可動枠接続部Ａ２１は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ａとが接続される固定枠接続部Ａ２２が配置される側とは、略反対側に配置されている。また、可動枠１６０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される可動枠接続部Ａ２３は、垂直回転軸Ｖに対して、固定枠１８０と第２の駆動梁１７０Ｂとが接続される固定枠接続部Ａ２４が配置される側とは、略反対側に配置されている。

【0052】

これにより、第１実施形態と同様、固有振動モードの数を少なくすることができるので、少ない数のフィルタによって、リンギングの発生原因となる固有振動数に対応する周波数成分や固有振動数の高調波成分を除去することができる。このため、直線性の高い電圧、すなわち、１周期の間に直線となっている区間が長い電圧を駆動源１７１Ａ、１７１Ｂに印加することができる。その結果、画像表示に用いることが可能な領域を確保しつつ、リンギングの発生を抑制することができる。

【0053】

以上、好ましい実施の形態について説明したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0054】

１００ 光走査部
１１０ ミラー
１２０ ミラー支持部
１２２ スリット
１２５ リブ
１３０Ａ 梁
１３０Ｂ 梁
１４０Ａ 連結梁
１４０Ｂ 連結梁
１５０Ａ 第１の駆動梁
１５０Ｂ 第１の駆動梁
１５１Ａ 駆動源
１５１Ｂ 駆動源
１６０ 可動枠
１７０Ａ 第２の駆動梁
１７０Ｂ 第２の駆動梁
１７１Ａ 駆動源
１７１Ｂ 駆動源
１７２Ａ 連結梁
１７２Ｂ 連結梁
１７５Ａ リブ
１７５Ｂ リブ
１７６Ａ リブ
１７６Ｂ リブ
１８０ 固定枠
１９０Ａ 端子群
１９０Ｂ 端子群
１９１ 圧電センサ
１９２ 圧電センサ
１９５ 圧電センサ
１９６ 圧電センサ
２００ セラミックパッケージ
３００ パッケージカバー
３００Ａ 開口部
１０００ 光走査装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】