特開 2024-101106 可動装置、光走査システム、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、可動装置の製造方法。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101106

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】可動装置、光走査システム、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、可動装置の製造方法。

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20240722BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20240722BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20240722BHJP

   G02B 7/198 20210101ALI20240722BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20240722BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20240722BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20240722BHJP

   B81C 3/00 20060101ALI20240722BHJP

   B81B 7/02 20060101ALI20240722BHJP

   B60K 35/23 20240101ALI20240722BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20240722BHJP

   G02B 5/08 20060101ALN20240722BHJP

【ＦＩ】

G02B26/10 101

G02B26/10 C

G02B27/02 Z

G02B27/01

G02B7/198

B41J2/47 101P

G01S7/481 A

B81B3/00

B81C3/00

B81B7/02

B60K35/00 A

H04N5/64 511A

H04N5/64 501D

H04N5/64 521Z

G02B5/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004840

(22)【出願日】2023-01-17

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(72)【発明者】

【氏名】新川 瑞季

(72)【発明者】

【氏名】峯岸 大生

【テーマコード（参考）】

2C362

2H042

2H043

2H045

2H199

3C081

3D344

5J084

【Ｆターム（参考）】

2C362BA17

2C362BA83

2H042DA02

2H042DA04

2H042DA05

2H042DA12

2H042DA20

2H043BB05

2H043CD03

2H043CD04

2H045AB13

2H045AB24

2H045AB25

2H045AB26

2H045AB27

2H045AB38

2H045AB73

2H045AB81

2H045AD00

2H045BA12

2H045BA13

2H045BA15

2H045BA24

2H199CA02

2H199CA06

2H199CA12

2H199CA29

2H199CA34

2H199CA42

2H199CA47

2H199CA53

2H199CA59

2H199CA66

2H199CA69

2H199DA03

2H199DA12

2H199DA15

2H199DA17

2H199DA27

2H199DA28

2H199DA30

2H199DA44

3C081AA13

3C081BA08

3C081BA28

3C081BA44

3C081BA46

3C081BA47

3C081BA55

3C081CA05

3C081CA32

3C081CA33

3C081CA45

3C081DA04

3C081DA24

3C081DA29

3C081EA08

3C081EA11

3D344AA09

3D344AA19

3D344AC25

3D344AD13

5J084AA05

5J084AA14

5J084AB07

5J084AC02

5J084AD01

5J084BA03

5J084BA34

5J084BA50

5J084BB02

5J084BB04

5J084BB27

5J084BB28

5J084DA02

5J084EA07

5J084EA22

(57)【要約】

【課題】
可動部の振れ角をより大きくすることが可能な可動装置を提供する。
【解決手段】
本発明は、第１の可動部と、前記第１の可動部を回動させる駆動部と、前記第１の可動部に対向する第２の可動部と、前記第１の可動部と前記第２の可動部とを接続する接続部と、を有し、前記接続部は、前記第１の可動部から前記第２の可動部の方向に延伸する第１柱部と、前記第２の可動部から前記第１の可動部の方向に延伸する第２柱部と、を含むことを特徴とする可動装置である。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の可動部と、
前記第１の可動部を回動させる駆動部と、
前記第１の可動部に対向する第２の可動部と、
前記第１の可動部と前記第２の可動部とを接続する接続部と、を有し、
前記接続部は、
前記第１の可動部から前記第２の可動部の方向に延伸する第１柱部と、
前記第２の可動部から前記第１の可動部の方向に延伸する第２柱部と、を含む
ことを特徴とする可動装置。

【請求項2】

前記第１柱部と前記第２柱部とが、
接着剤によって接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項3】

前記第１柱部の前記第２の可動部と対向する面と、前記第２柱部の前記第１の可動部と対向する面と、が接合されている
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項4】

前記第１柱部と前記第２柱部の対向する面の形状は異なること
を特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項5】

前記第１柱部と前記第２柱部の対向する面の面積は異なること
を特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項6】

前記第２の可動部は、前記第２柱部の周囲に凸部を備え、
前記第２柱部の延伸する方向における前記凸部の厚さは、前記第２柱部の厚さ以下である、こと
を特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項7】

前記凸部と前記第２柱部は、連結している
ことを特徴とする請求項４に記載の可動装置。

【請求項8】

前記可動部と前記駆動部と前記反射部と
平面視においていずれかが重なっている
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項9】

前記可動部に光学素子が設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項10】

前記駆動部を支持する支持部を有し、
前記第２の可動部は、前記第１の可動部に対し前記支持部よりも突出している
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項11】

第１のウエハに反射部、第１柱部および凸部を形成する工程と、
第２のウエハに駆動部、可動部、および第２柱部を形成する工程と、
前記第１柱部と前記第２柱部とを接合する工程とを含む
ことを特徴とする可動装置の製造方法。

【請求項12】

前記接続部が複数から構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項13】

前記駆動部がミアンダ構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項14】

前記駆動部は、前記可動部を第１軸周りに回動させる第１の駆動部と、
前記第１軸と交差する第２軸周りに回動させる第２の駆動部と、を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の可動装置。

【請求項15】

請求項１に記載の可動装置を有する光走査システムを有する投影装置。

【請求項16】

請求項１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17】

請求項１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18】

請求項１に記載の可動装置を備えるレーザヘッドランプ。

【請求項19】

請求項１に記載の可動装置を備える物体認識装置。

【請求項20】

請求項１６に記載のヘッドアップディスプレイ、請求項１８に記載のレーザヘッドランプ、及び請求項１９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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動装置、光走査システム、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、可動装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、二軸光偏向器において、ミラー駆動部は、第１のウエハを加工して形成され、ミラー部は第２のウエハを加工して形成され、ミラー部に設けられた支柱部と、ミラー駆動部の裏面のミラー支持台とが接合されていることを特徴とする二軸光偏向器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６‐１１０００８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

可動部の振れ角をより大きくすることが可能な可動装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明にかかる可動装置は、第１の可動部と、前記第１の可動部を回動させる駆動部と、前記第１の可動部に対向する第２の可動部と、前記第１の可動部と前記第２の可動部とを接続する接続部と、を有し、前記接続部は、前記第１の可動部から前記第２の可動部の方向に延伸する第１柱部と、前記第２の可動部から前記第１の可動部の方向に延伸する第２柱部と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

可動部の振れ角をより大きくすることが可能な可動装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の前提となる可動装置の構成の一例を示す平面図である。

【図2】図１に示した可動装置の断面図である。

【図3】第２の比較例である。

【図4】第２の比較例の断面図である。

【図5】ラスタ走査の一例を示す図である。

【図6】ベクター走査の一例を示す図である。

【図7】本実施形態の平面図である。

【図8】本実施形態の断面図である。

【図9】本実施例の効果を示すシミュレーション結果である。

【図10】本実施形態の製造方法を説明する図である。

【図11】第１の変形例の断面図である。

【図12】第２の変形例の斜視図である。

【図13】第３の変形例とその類型を示す図である。

【図14】第４の変形例の平面図である。

【図15】第４の変形例の断面図である。

【図16】第５の変形例の断面図である。

【図17】第６の変形例およびその類型を示す図である。

【図18】（ａ）本実施形態の断面図（ｂ）第７の変形例の断面図（ｃ）第８の変形例の断面図である。

【図19】第９の変形例の断面図である。

【図20】第１０の変形例の（ａ）平面図（ｂ）断面図である。

【図21】第１１の変形例の断面図である。

【図22】第１２の変形例の断面図である。

【図23】光走査システムの一例の概略図である。

【図24】光走査システムの一例のハードウェア構成図である。

【図25】制御装置の一例の機能ブロック図である。

【図26】光走査システムにかかる処理の一例のフローチャートである。

【図27】ヘッドアップディスプレイ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。

【図28】ヘッドアップディスプレイ装置の一例の概略図である。

【図29】光書込装置を搭載した画像形成装置の一例の概略図である。

【図30】光書込装置の一例の概略図である。

【図31】ライダ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。

【図32】ライダ装置の一例の概略図である。

【図33】レーザヘッドランプの構成の一例を説明する概略図である。

【図34】ヘッドマウントディスプレイの構成の一例を示す概略斜視図である。

【図35】ヘッドマウントディスプレイの構成の一部の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0009】

＜可動装置の構成＞

【0010】

図１は本発明の前提となる可動装置の構成の一例を示す平面図である。図１に示すように、可動装置１３は、入射した光を反射するミラー部１０１と、ミラー部に接続され、ミラー部をＹ軸に平行な第１軸周りに駆動する第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂと、ミラー部及び第１駆動部材１１０ａを支持する第１支持部１２０と、第１支持部に接続され、ミラー部及び第１支持部をＸ軸に平行な第２軸周りに駆動する第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂと、第３及び第４駆動部を支持する第２支持部１４０と、第１駆動部～第４駆動部及び制御装置に電気的に接続される電極接続部１５０と、を有する。

【0011】

可動装置１３は、例えば、１枚のＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板をエッチング処理等により成形し、成形した基板上に反射面１４や第１及び第２の駆動部１１２ａ、１１２ｂ、第３駆動部１３１ａ～１３１ｆ、及び第４駆動部１３２ａ～１３２ｆ、電極接続部１５０等を形成することで、各構成部が一体的に形成されている。なお、上記の各構成部の形成は、ＳＯＩ基板の成形後に行ってもよいし、ＳＯＩ基板の成形中に行ってもよい。

【0012】

図２は図１に示した可動装置の断面図である。ＳＯＩ基板は、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる第１のシリコン支持層１６１の上に酸化シリコン層１６２が設けられ、その酸化シリコン層の上にさらに単結晶シリコンからなる第２のシリコン層が設けられている基板である。以降、第１のシリコン層をシリコン支持層１６１、第２のシリコン層をシリコン活性層１６３とする。

【0013】

シリコン活性層１６３は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に対してＺ軸方向への厚みが小さいため、シリコン活性層１６３のみで構成された駆動部は、弾性を有する弾性部としての機能を備える。

【0014】

なお、ＳＯＩ基板は、必ず平面状である必要はなく、曲率等を有していてもよい。また、エッチング処理等により一体的に成形でき、部分的に弾性を持たせることができる基板であれば可動装置１３の形成に用いられる駆動部はＳＯＩ基板に限られない。

【0015】

ミラー部１０１は、例えば、円形状のミラー基体１０２と、ミラー基体の＋Ｚ側の面上に形成された反射面１４とから構成される。ミラー基体１０２は、例えば、シリコン活性層１６３から構成される。反射面１４は、例えば、アルミニウム、金、銀等を含む金属薄膜で構成される。また、ミラー部１０１は、ミラー基体１０２の－Ｚ側の面にミラー部補強用のリブ（凸部）が形成されていてもよい。リブは、例えば、シリコン支持層１６１及び酸化シリコン層１６２から構成され、可動によって生じる反射面１４の歪みを抑制することができる。

【0016】

第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂは、ミラー基体１０２に一端が接続し、他端は支持部１２０に接続されている。第１駆動部材１１０ａは、トーションバー１１１ａと第１駆動部１１２ａと第１駆動部の支持体から構成される。ミラー部１０１を可動可能に支持する２つのトーションバー１１１ａ、１１１ｂが、第１軸方向にそれぞれ延びており、第１駆動部１１２ａの支持体及び第２駆動部１１２ｂの支持体に接続しており、駆動部の支持体は支持部１２０に接続している。

【0017】

図２に示されるように、トーションバー１１１ａ、１１１ｂはシリコン活性層１６３から構成される。また、第１駆動部１１２ａ、第２駆動部１１２ｂは、弾性部であるシリコン活性層１６３の＋Ｚ側の面上に下部電極２０１、圧電部２０２、上部電極２０３の順に形成されて構成される。上部電極２０３及び下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等から構成される。圧電部２０２は、例えば、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる。

【0018】

図１に戻り、第１支持部１２０は、例えば、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２、シリコン活性層１６３から構成され、ミラー部１０１を囲うように形成された矩形形状の支持体である。

【0019】

第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂは、例えば、折り返すように連結された複数の第３駆動部１３１ａ～１３１ｆ、第４駆動部１３２ａ～１３２ｆから構成されており、第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂの一端は第１支持部１２０の外周部に接続され、他端は第２支持部１４０の内周部に接続されている。このとき、第３駆動部１３０ａの支持体と第１支持部１２０の接続箇所及び第４駆動部１３０ｂの支持体と第１支持部１２０の接続箇所、さらに第３駆動部１３０ａの支持体と第２支持部１４０の接続箇所及び第４駆動部１３０ｂの支持体と第２支持部１４０の接続箇所は、反射面１４の中心に対して点対称となっている。

【0020】

複数の梁部が折り返すように接続されたミアンダ構造で、各々の梁部の＋Ｚ側の面の上に、梁部ごとに、交互に圧電駆動部郡Ａ１１３ａと圧電駆動部郡Ｂ１１３ｂが設けられている。圧電駆動部郡Ａ１１３ａのみを駆動、又は圧電駆動部郡Ｂ１１３ｂのみを駆動とすることで、負電圧を使わずともミラーの振れ角を＋側、あるいは－側と制御することが可能である。また、圧電駆動部郡Ａ１１３ａと圧電駆動部郡Ｂ１１３ｂに逆位相の電圧を与え、印加する信号の電圧や時間領域での切り替えを行う際、圧電駆動部郡Ａ１１３ａと圧電駆動部郡Ｂ１１３ｂとで信号の切り替えに時間差を与え、発生する機械的な振動が圧電駆動部郡Ａ１１３ａと圧電駆動部郡Ｂ１１３ｂとで逆相するようにして打ち消すことも可能である。これにより、高速な描画や複雑な駆動波形への応答が可能になる。

【0021】

図２に示されるように、第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂは、弾性部であるシリコン活性層１６３の＋Ｚ側の面上に下部電極２０１、圧電部２０２、上部電極２０３の順に形成されて構成される。上部電極２０３及び下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等から構成される。圧電部２０２は、例えば、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる。

【0022】

図１に戻り、第２支持部１４０は、例えば、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２、シリコン活性層１６３から構成され、ミラー部１０１、第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂ、第１支持部１２０及び第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂを囲うように形成された矩形の支持体である。

【0023】

電極接続部１５０は、例えば、第２支持部１４０の＋Ｚ側の面上に形成され、第１駆動部１１２ａ、第２駆動部１１２ｂ、第３駆動１３１ａ～１３１ｆ、第４駆動１３２ａ～１３２ｆの各上部電極２０３及び各下部電極２０１，及び制御装置１１にアルミニウム（Ａｌ）等の電極配線を介して電気的に接続されている。なお、上部電極２０３又は下部電極２０１は、それぞれが電極接続部と直接接続されていてもよいし、電極同士を接続する等により間接的に接続されていてもよい。

【0024】

なお、本実施形態では、圧電部２０２が弾性部であるシリコン活性層１６３の一面（＋Ｚ側の面）のみに形成された場合を一例として説明したが、弾性部の他の面（例えば－Ｚ側の面）に設けても良いし、弾性部の一面及び他面の双方に設けても良い。

【0025】

また、ミラー部を第１軸周り又は第２軸周りに駆動可能であれば、各構成部の形状は実施形態の形状に限定されない。例えば、トーションバー１１１ａ、１１１ｂや第１駆動部１１２ａ、第２駆動部１１２ｂが曲率を有した形状を有していてもよい。

【0026】

さらに、第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂの上部電極２０３の＋Ｚ側の面上、第１支持部の＋Ｚ側の面上、第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂの上部電極２０３の＋Ｚ側の面上、第２支持部の＋Ｚ側の面上の少なくともいずれかに酸化シリコン膜からなる絶縁層が形成されていてもよい。このとき、絶縁層の上に電極配線を設け、また、上部電極２０３又は下部電極２０１と電極配線とが接続される接続スポットのみ、開口部として部分的に絶縁層を除去又は絶縁層を形成しないことにより、第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂ、第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂ及び電極配線の設計自由度を上げ、さらに電極同士の接触による短絡を抑制することができる。また、酸化シリコン膜は、反射防止材としていの機能も備える。

【0027】

［制御装置の制御の詳細］
次に、可動装置の第１～４駆動部を駆動させる制御装置の制御の詳細について説明する。

【0028】

第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂ、第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂが備える圧電部２０２は、分極方向に正又は負の電圧が印加されると印加電圧の電位に比例した変形（例えば、伸縮）が生じ、いわゆる逆圧電効果を発揮する。第１駆動部材１１０ａ，第２駆動部材１１０ｂ、第３駆動部１３０ａ、第４駆動部１３０ｂは、上記の逆圧電効果を利用してミラー部１０１を可動させる。

【0029】

このとき、ミラー部１０１の反射面１４がＸＹ平面に対して＋Ｚ方向又は－Ｚ方向へ傾いた時のＸＹ平面と反射面１４により成す角度を、振れ角とよぶ。この時、＋Ｚ方向を正の振れ角、－Ｚ方向を負の振れ角とする。

【0030】

まず、第１駆動部を駆動させる制御装置の制御について説明する。第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂでは、第１駆動部１１２ａ、第２駆動部１１２ｂが有する圧電部２０２に、上部電極２０３及び下部電極２０１を介して駆動電圧が並列に印加されると、それぞれの圧電部２０２が変形する。この圧電部２０２の変形による作用により、第１駆動部１１２ａ、第２駆動部１１２ｂが屈曲変形する。その結果、２つのトーションバー（梁部）１１１ａ、１１１ｂのねじれを介してミラー部１０１に第１軸周りの駆動力が作用し、ミラー部１０１が第１軸周りに可動する。第１駆動部材１１０ａ、第２に駆動部１１０ｂに印加される駆動電圧は、制御装置１１によって制御される。

【0031】

そこで、制御装置１１によって、第１駆動部材１１０ａ、第２駆動部材１１０ｂが有する第１駆動部１１２ａ、第２駆動部１１２ｂに所定の正弦波形の駆動電圧を並行して印加することで、ミラー部１０１を、第１軸周りに所定の正弦波形の駆動電圧の周期で可動させることができる。

【0032】

特に、例えば、正弦波形電圧の周波数がトーションバー１１１ａ、１１１ｂの共振周波数と同程度である約２０ｋＨｚに設定された場合、トーションバー１１１ａ、１１１ｂのねじれによる機械的共振が生じることを利用して、ミラー部１０１を約２０ｋＨｚで共振振動させることができる。

【0033】

図３は第１の比較例を示す平面図である。ミラー部１０１に対して第１～第４の駆動部の位置が異なる。駆動部材（１１０ａ～１１０ｄ）には、駆動部、トーションバーおよび支持部１２０に接続する支持体などを含む。

【0034】

図４は第１の比較例の直線Ａ－Ａ’の断面図である。反射面１４はミラー基体１０２の表面に形成され、駆動部１１２ｄ、１１２ｂによって回動する。ミラー基体１０２はリブ１４１によって機械的な強度を上げている。リブ１４１はシリコン支持層１６１によって形成されている。

【0035】

図１は、ラスタ走査に適した２次元に光偏向可能な可動装置である。一方で、図３に示す可動装置は、４つの駆動部を有することで、ベクタースキャンやリサージュスキャンに適した２次元に光偏向可能な可動装置である。ラスタ走査は、図５に示すように、画面に画像などを一様に表現する場合に適している。ベクタースキャンは、図６に示すように、効率的に短時間の走査で図形などを示すことが可能である。特に、図６に示す始点終点４から一筆書きで図形などを表示する場合は、非常に効率がよい。

【0036】

また、材質や製造工程や電気的な接続や制御方法は図１と同様の構成で実施可能であるが、実施形態例に限定されない。駆動部の駆動方式は圧電駆動に限定されない。静電駆動、電磁駆動、熱電駆動であってもよい。各構成部の形状は実施形態の形状に限定されない。図４はいずれも図２で示す断面図のように、可動部と駆動部は同じ基板で形成されている。例えばＳＯＩ基板のシリコン活性層である。

【0037】

図７は本実施形態の可動装置を示す図である。中央部に可動部台座３があり、トーションバー１１１ａによって支持されている。トーションバー１１１ａと駆動部１１２ａを含む駆動部材１１０ａは支持部１２０に固定されている。可動部台座３は駆動部材（１１０ａ～１１０ｄ）によって、４か所から支持されている。それぞれの駆動部材は駆動部を有しており、駆動部は可動部台座３を２次元の＋の振れ角、－の振れ角に回動する。可動部台座の奥にはミラー部１０１が接続されており、可動部台座３を介してミラー部１０１を２次元に回動させることができる。なお、可動部台座３は第１の可動部の一例であり、ミラー部１０１は第２の可動部の一例である。

【0038】

図８は本実施形態の図７のＡ－Ａ’断面図である。可動部台座３と支持層１２４と接合部１２１とピラー１２２とミラー基体１０２を備えている。図８の紙面上方向は、図７における＋Ｚ方向に対応する。

【0039】

支持部１２０は、例えば、ＳＯＩ基板によって形成され、シリコン支持層１６３と、酸化シリコン層１６２と、シリコン活性層１６１で構成されている。
可動部台座３は、例えば、ＳＯＩ基板によって形成され、シリコン活性層１２８と酸化シリコン層１２６で構成されている。これらの層は、支持部１２０を構成するＳＯＩ基板と同一のＳＯＩ基板（第１のＳＯＩ基板）によって形成され、それぞれシリコン活性層１６３及び酸化シリコン層１６２と同一の層で構成される。可動部台座３には支持層１２４が形成されている。支持層１２４も、第１のＳＯＩ基板によって形成されており、シリコン支持層１６１の層で構成される。支持層１２４は選択性のドライエッチングによって任意形状に一体的に形成され、平面状の可動部台座３から下方に突き出している。支持部１２０と支持層１２４とは同じシリコン支持層からなり同じエッチングのプロセスで加工されているため、その厚さはほぼ同等の厚さになっている。支持層１２４は強固に可動部台座３と接続している。支持層１２４は連結部が有する第１柱部の一例である。

【0040】

ミラー部１０１は、例えば、ＳＯＩ基板によって形成され、反射面１０６と、シリコン活性層３０３と、酸化シリコン層３０２で構成される。なお、ミラー部１０１は、第１のＳＯＩ基板とは異なるＳＯＩ基板（第２のＳＯＩ基板）によって形成される。第２のＳＯＩ基板も同様に、シリコン活性層３０３、酸化シリコン層３０２、シリコン支持層３０１で構成される。第２のＳＯＩ基板で、ミラー部１０１が形成されており、ピラー１２２およびリブ１４１はシリコン支持層３０１から構成されている。ミラー基体１０２はシリコン活性層３０３によって構成され、その下面に反射面（裏面）１０６が構成されている。支持層１２４は第１のピラーの一例である。ピラー１２２は第２のピラーの一例である。また、ピラー１２２は、接続部が有する第２柱部の一例である。

【0041】

リブ１４１、ピラー１２２、ミラー基体１０２は同一のＳＯＩ基板から半導体プロセスによって加工され、一体的に成形されている。

【0042】

ピラー１２２およびリブ１４１はＳＯＩ基板の同一のシリコン支持層によって形成され、つまりは同一共有結合の結晶によってピラー１２２とリブ１４１とは連結している。厚さが数十ミクロンの薄いシリコン活性層のミラー基体１０２に対し、シリコン支持層は厚さ数１００ミクロンあり、ミラー基体１０２の骨格となっている。

【0043】

図８ではピラー１２２とリブ１４１とは、離れているが、連続的に形成してもよい。連続して形成することで、ピラー１２２の強度を補強し、かつ、ミラー基体１０２の変形を抑制することが可能となる。リブ１４１とピラー１２２が一体となってミラー基体１０２の構造を強化することが可能となる。特に、ミラー基体１０２の応力が集中する連結部（支持層１２４）との接合部の近傍にも、リブ１４１を配置し、ピラー１２２と強固に接合することで、効率的に強度を高めている。

【0044】

第２のＳＯＩ基板でリブ１４１を形成することで、ミラー部１０１の強度を高めることができる。そのため、シリコン活性層３０３の薄い層で、ミラーの大部分を占めるミラー基体１０２を構成することができ、軽量化が図れている。リブ機能による機械強度の維持により、ミラーを軽量化でき、慣性モーメントを低減、高速化および高画角化の効果がある。これにより同じ駆動力に対しても大きな画角が得られる。

【0045】

リブ１４１は、ミラー基体１０２の周辺に形成されている。リブ１４１は第２のＳＯＩ基板のシリコン支持層３０１によって構成されている。このリブ１４１の高さは、先のピラー１２２の高さ同じである。これは半導体プロセスによって、同じエッチングプロセスに加工されていることに起因する。

【0046】

ピラー１２２と支持層１２４は、可動部台座３とミラー部１０１を連結する連結部の一例であり、ピラー１２２と支持層１２４の対向する面が接合している。これにより、支持層１２４の厚さ以上に接近することはない。リブ１４１も同様に、支持層１２４の厚さ分、第１のＳＯＩ基板からは距離が離れている。この支持層１２４とピラー１２２が接合されることによって、適切な距離リブが１４１にも適切な距離が形成できる。このため、ミラー部１０１が回動した際にも、リブ１４１が、第１のＳＯＩ基板に形成される駆動部１１２ｂ、１１２ｄやトーションバー１１１ｄ、１１１ｂと接触することがない。これによりミラー部１０１の振れ角をより大きくすることが実現できる。

【0047】

シリコン支持層３０１でリブ（周辺部）１４１を形成することで、薄いシリコン活性層３０３であるミラー基体１０２をリブで補強することで、ミラー部１０１全体的の重さを軽くできる。ミラー部１０１の全体の慣性モーメントを低減する効果があり、高速化・高画角化の効果がある。また、大きな画角が得やすくなる。

【0048】

支持層１２４の下面（－Ｚ方向を法線とする面）は、ピラー１２２との接合を強固にする接合部１２１を有している。接合部１２１は接着性樹脂から構成され、ピラー１２２と支持層と接合している。支持層１２４の下面およびピラー１２２の上面（＋Ｚ方向を法線とする面）は接合面の一例である。支持層１２４の直径に対し接着性樹脂１２１の直径は小さくなるように構成している。支持層１２４の側面に接着性樹脂が存在すると、対称性の良い回動ができなくなる。このため、接着性樹脂が支持層の側面に流れ出ないように製造上工夫している。

【0049】

従来例では、第１のＳＯＩ基板のみでピラー部を形成している。この場合、シリコン支持層の厚さには限界がある。また、このピラーを形成するドライエッチングに関してもレジストの選択比からも、ピラーの高さには限界があった。

【0050】

本実施形態では、第１のＳＯＩ基板からなる支持層１２４のシリコン支持層と、第２のＳＯＩ基板のシリコン支持層であるピラー１２２を接合している。これにより、支持層１２４とピラー１２２の厚さが同じである場合は、連結部が何れか一方のみで構成されている場合に比べて２倍のシリコン支持層の厚さ、ピラー１２２および支持層１２４の高さを実現できる。ミラー部１０１とトーションバー１１１ｂ、１１１ｄや駆動部１１２ｂ、１１２ｄとの距離を大きくとることができている。これにより、ミラー部１０１を大きく揺動しても駆動部などとの接触がなくなる。そのため大きな画角を得ることができ、駆動部などとの接触による破損等を抑制することができる。

【0051】

また、ミラー部１０１を有する部材と、駆動部を有する部材を分け、厚さ方向に接合することで、ミラー部１０１とトーションバー１１１ｂ、１１１ｄや駆動部１１２ｂ、１１２ｄが厚さ方向に重なっていてもよいこととなる。ミラー部と駆動部などを積層することで、それぞれの構成要素のスペースを確保できる。ミラー部を駆動部と重ねるように、最大限に大きく配置することが可能となる。ミラー部が大きいことにより走査するビームなどの走査範囲を拡張することが可能となる。

【0052】

円筒状のピラー１２２の直径２１１は、可動部台座３の直径２１２よりも小さく構成される。支持層１２４の直径２１０は可動部台座３の直径２１２よりも小さい。これにより、可動部台座３は大きな直径を有していることにより可動部の大きなトルクを確保することができる。またトーションバー１１１ｂ、１１１ｄも太く構成でき、機械強度も維持できる。同時にピラー１２２が細いことで慣性モーメント低減の低減を実現できている。これにより振り幅が大きい可動装置を実現できる。

【0053】

接合部１２１には接着性樹脂が備わっており、接合部１２１を接着性樹脂と呼ぶことがある。本実施形態ではピラー１２２は円柱状であり、支持層１２４も円柱状である。本実施形態では、ピラー１２２と支持層１２４はほぼ同軸に実装されている。

【0054】

支持層１２４の下面は弾性体である接着性樹脂１２１によって、ピラー１２２に固定されている。

【0055】

支持層１２４とピラー１２２との相対的な位置関係は、ミラー部１０１を実装する際のダイボンダーの性能でほぼ決められている。これはダイボンダーに備わっている焦点深度の深い実体顕微鏡の回折限界に依存している。

【0056】

ピラー１２２の下面である接合面には、実装する前に、接着性樹脂を塗布する。接合面全面に均等に接着性樹脂を塗布するために、転写方法を採用した。適切な粘性に制御した接着性樹脂の溜まりに、スタンプを押すように、ピラーの接合面を接触させて、表面張力を利用して、接合面の全面に接着性樹脂を転写する。

【0057】

接合面への転写量は粘性などで制御する。その接着性樹脂の厚さは１ミクロンメートル以上あればよく、１００ミクロンメートル以下が望ましい。この転写量によって、接合の
強度に影響を与えるため、適切な量によって接合強度が増す。

【0058】

ピラー１２２の接合面（下面）に接着性樹脂を転写した状態で、ミラー部１０１を支持層１２４の接合面にダイボンダーで実装する。接着性樹脂の上部からピラー１２２を介して押圧することで、接着性樹脂１２１を変形させる。この変形によって、ピラー１２２と支持層１２４との距離、つまりは接着性樹脂の厚さが決定される。

【0059】

また、この接着性樹脂の変形によって、接着性樹脂１２１がピラー１２２の直径よりも大きくなる。この制御は接着性樹脂の粘性やダイボンダーでの押圧の圧力制御によってなされ、最適な条件を設定している。

【0060】

接着性樹脂１２１の直径は、支持層１２４の直径２１０を超えていない。この直径２１０よりも小さくなるように変形量を設定している。また、ピラー１２２よりも接着性樹脂１２１の直径は大きい。これにより、安定したミラー部１０１の回動を実現できる。この大小関係を実現するために、支持層１２４の直径２１０とピラー１２２の直径２１１とを最適な大きさに設計している。少なくとも、支持層１２４の直径２１０とピラー１２２の直径２１１との間に適切な差を作り、その差によって生じるスペースが、接着性樹脂が変形して広がるスペースとして機能することが重要である。

【0061】

本実施形態で採用している接着性樹脂は熱硬化型の接着剤であり、押圧した状態でひたーによる昇温によって仮硬化する。その後、ベーク炉によって本硬化することで、所望の粘性を有した接着性樹脂が挟まれた接合面を得ることができる。

【0062】

支持層１２４とピラー１２２との間に挟まれる接着性樹脂１２１の厚さは、１０ナノメートル以上が望ましい。接着性樹脂は弾性体であり、外部からの衝撃を吸収し、界面の剥離などを起こさないが、１０ナノメートル以下では、この衝撃を吸収するだけの弾性変形を起こすことができなくなる。

【0063】

支持層１２４とピラー１２２との間に挟まれる接着性樹脂１２１の厚さは、１００ミクロンメートル以下が望ましい。これ以上厚くなると、駆動部からの動力を適切に伝達できなくなり、高周波の細動現象が起きてしまう要因となる。

【0064】

支持層１２４の下面は接着性樹脂１２１によってピラー１２２およびミラー基体１０２と接合されている。接着性樹脂１２１は、熱硬化性の樹脂が望ましく、エポキシやシリコン樹脂などの一般的な接着剤でよい。接着性樹脂１２１の引張弾性率は、２０Ｎ／ｍｍ＾２以下とすることが望ましい。これにより外部からの振動などの衝撃を吸収し、界面での剥離を抑制し、接合部の長期的な安定性を図れる。

【0065】

接着性樹脂の引張弾性率は、０．００１Ｎ／ｍｍ＾２以上とすることが望ましい。これによって、駆動部からの動力をミラーで伝達することが可能となる。ただし、本実施形態で用いる接着性樹脂の厚さなどによって影響するため、この限りではない。

【0066】

接着性樹脂１２１は接合方法の一例である。接合方法は、例えば、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕなどの積層構造を用いて、ＡｕとＡｕの金属接合を利用することで、さらなる強固な接合方法を採用してもよい。また、ウエハ接合の場合、金属拡散接合、共晶接合、接着剤接合、陽極酸化接合、ガラスフリット接合によるいずれかが望ましい。またＳｉとＳｉなどの接合などもでもよい。

【0067】

駆動部の形状は、アクチュエータにより反射面を回動させる構成であれば、これに限られない。支持部１２０には駆動部以外にも、例えば変位の検出部や、ヒーター、電気配線等を有していてもよい。

【0068】

印可電圧の信号波形は実施形態例に限られず、Ｓｉｎ波や矩形波、鋸波のような周期的な波形であってもよいし、より複雑な周期波形であってもよい。ＤＣ駆動であってもよい。また、構造固有の共振周波数に駆動波形の周波数を近づけ、リサージュスキャンしてもよい。

【0069】

駆動部の形状は、アクチュエータにより反射面を揺動させる構成であれば、これに限られない。支持部には駆動部以外にも、例えば変位の検出部や、ヒーター、電気配線等を有していてもよい。

【0070】

駆動部は、圧電駆動、静電駆動、電磁駆動、熱電駆動などがあるが、低電圧化・集積化の観点で相性のよい圧電駆動が望ましい。ウエハ接合の場合、金属拡散接合、共晶接合、接着剤接合、陽極酸化接合、ガラスフリット接合によるいずれかが望ましい。接着剤接合の場合、熱硬化性樹脂による接着が望ましい。

【0071】

図９は、図８に示す本実施形態の効果について説明する図である。比較例は図３および図４に示す形態で、可動部と支持部が同じ基板で形成された可動装置である。平面視において、本実施形態と同じ可動装置サイズ、同じミラー径の反射部を非共振駆動で揺動した際のミラー振れ角を比較した。本実施形態では、振れ角の向上が実現できている。

【0072】

図１０は、本実施形態の製造方法を示している。一般的な半導体プロセスを採用し、フォトリソグラフィー工程やエッチング処理等により一体的に成形できる。以下は、それぞれのプロセスについて順を追って説明する。

【0073】

図１０（ａ）では、第１のＳＯＩ基板の加工を示している。シリコン活性層１６３において、駆動部１１２ｂ、１１２ｄやトーションバー１１１ｂ、１１１ｄが形成される。支持部１２０および支持層１２４は同じシリコン支持層１６１から形成されている。支持層１２４は可動部台座３（酸化シリコン層１２６（１６２））と強固な界面によって連結されている。また、支持層１２４の高さは、エッチング加工する前の第１のＳＯＩ基板によって決定している。エッチング深さなどの制御が難しい加工に影響されることなく、ＳＯＩ基板を切り出して研磨する工程で高さを決定することができ、高い精度で支持層の高さを設計できる。支持層１２４の高さは、可動部の慣性モーメントおよび可動部のふり幅に大きく影響するため、高い精度が有していることが望まれ、これが実現できることで設計通りの安定した回動が可能となる。

【0074】

また、ミラー部のふり幅を拡大するために、支持層１２４をできるだけ長くする製造方法としては、できるだけ厚いシリコン支持層１６１を有したウエハを使うことも考えられるが、高い選択性を有したドライエッチング加工を用いても、細い支持層１２４を加工するには、数１００ミクロンメートル程度が限界であり、これ以上長い支持層１２４を形成することは難しい。本実施形態では、少なくともピラー１２２と支持層１２４を重ねることで２倍の高さを実現できる。

【0075】

図１０（ｂ）では、第２のＳＯＩ基板での加工を示している。ミラー基体１０２を形成し、同じエッチング加工により、リブ１４１およびピラー１２２を同時に形成することができる。同時に加工することで、リブ１４１とピラー１２２を同じシリコン支持層３０１から形成することができ、界面のないリブ１４１とピラー１２２の一体成形ができる。機械強度の強いリブ１４１とピラー１２２が可能であり、ミラー部１０１の軽量にすることができる。慣性モーメントを低減でき、安定した可動部の回動が実現できる。

【0076】

図１０（ｃ）は、第１のＳＯＩ基板から形成された可動部台座３などと、第２のＳＯＩ基板で形成されたミラー基体１０２との接合する工程を示している。接合する際には、ミラー基体１０２のダイボンダーでピッキングして、適切な位置へ搬送する。接着性樹脂を適量だけ、ピラー１２２の先端部分に転写する。転写する際には、適量になるように面積を適切に加工した転写用の治具を作成した。ピラー１２２に接着性樹脂１２１をつけた状態で、ミラー基体１０２を支持層１２４の中央に配置する。ダイボンダーにより適切な押圧を与え、接着剤が適切に変形するように設計している。接着剤には適切な粘性があり、この状態でミラー基体１０２を仮に保持できている。ベーク炉で熱をかけて、接着剤を熱硬化させる。

【0077】

図１１は、第１の変形例である。図８に示す実施形態に対し、ピラー１２２の直径を大きく設計している。対向する支持層１２４の面とピラー１２２の面との面積の相違を実現しており、接着性樹脂のはみ出しによる不具合を抑制できる。接着性樹脂１２１と支持層１２４はほぼ同等の面積になっている。

【0078】

図１２は第２の変形例を示し、ピラー１２２およびリブ１４１の関係性を示す斜視図である。ミラー部１０１の中央付近に支持層１２４および接合部１２１があり、接合部１２１はピラー１２２と接合している。ピラー１２２およびリブ１４１は第２のＳＯＩ基板のシリコン支持層３０１によって構成され、ピラー１２２とリブ１４１は連結している。連結しているため、同じシリコン結晶によって界面がない状態で繋がっており、非常に強固な機械強度を有している。リブ１４１をミラー基体１０２の周辺に形成している。リブ１４１によりミラー基体１０２は軽量であるが強固な反射面（裏面）１０６を形成することが可能となる。軽量であるため慣性モーメントを小さくできる。

【0079】

図１３には第３の変形例とその類型を示す。図１３（ａ）は第１のＳＯＩ基板で形成されたミラー部１０１と第２のＳＯＩ基板で形成された可動部台座ミラー部材に着目した断面図である。図１３（ｂ）は可動部台座の支持層１２４の断面図（Ｂ－Ｂ’）であり、様々な類型を示している。断面図には、理解しやすいように断面よりも上部にあるピラー１２２の形状も同じ図面上に表示している。可動部台座の支持層１２４とピラー１２２の断面形状を同一図面上に示している。

【0080】

接合部１２１は円や矩形等、形状や詳細は実施形態例に限定されないが、多角形にすることで、接着剤の塗布面積を増やし、接着強度を強め、大きな画角を得ることができる。また、可動部台座の支持層１２４とピラー１２２の断面形状は相似であってもよいし、異なっていてもよい。

【0081】

図１４は第４の変形例である。中央部にミラー部１０１があり、トーションバー１１１ａによって支持されている。トーションバー１１１ａと駆動部１１２ａを含む駆動部材１１０ａは支持部１２０に固定されている。可動部台座３は駆動部材（１１０ａ～１１０ｄ）によって、４か所から支持されている。それぞれの４つの部材は平面視においてミラー部１０１を中心にした点対称を有している。それぞれの部材は駆動部を有しており、駆動部はミラー部１０１を２次元の＋の振れ角、－の振れ角に揺動する。

【0082】

本変形例では、反射面１４と電極１５０の面が同一面となる。これにより、裏面から電極を取るための３次元的な実装手法を採用する必要がなくなる。同一面であるために、一般的なワイヤーボンディング方法などによる電気的な実装が可能となる。低コストの実装が可能となる。

【0083】

図１５は、第４の変形例の断面図である。図８に示した実施形態とは異なり、可動部台座３の表面に反射面１４を形成している。また、ミラー部１０１にも同様に反射面（裏面）１０６を形成している。これにより、可動装置の両面で光を偏向することが可能になる。

【0084】

駆動部により可動部台座３を回動すると、可動部台座上表面の反射面１４および反射面（裏面）１０６の両方が同じ位相で揺動する。そのため、２つのレーザ光をそれぞれの反射面（１４および１０６）に照射し、光学系路を設計することで、一つの可動装置で画角を大きくすることが可能になる。

【0085】

図１６は、第５の変形例を示す断面図である。可動部台座３には、２つの支持層１２４ａ、１２４ｂが形成されている。この２つの支持層１２４ａ、１２４ｂが、ピラー１２２と接合している。

【0086】

図１７には、第５の変形例のＣ－Ｃ’断面の例を示す。図１７（ａ）は、支持層１２４ａと支持層１２４ｂの２つの支持層が並列して配置している。図面には分かりやすいように、断面の上部に位置する支持層１２４ａ、１２４ｂとその下に位置する接合部１２３およびピラー１２２を同じ断面図に描いている。また、支持層１２４ａと支持層１２４ｂとの間にも、第３のピラー１２２が並列している形態である。中央にあるピラー１２２は位置合わせなどの機能を有している。

【0087】

図１７（ｂ）は、第５の変形例の類型であり、同心円状に配置した２本のピラーを配置した例を示している。円柱状の第１のピラー１２２および支持層１２４ａ、その外側に第２のピラー１２２を示している。２本のピラーは、２本を並列にしてもよいし、円筒状の第２のピラー内部に、円柱の第１のピラーを並べてもよい。その間には接着性樹脂１２１が存在し、それぞれを強固に固定している。

【0088】

このように複数の面で接合することで接合強度が増し、大きな画角を得ることが可能になる。本変形例では２つの支持層またはピラーでの例を示したが、支持層・ピラーの数や形状は実施形態の形状に限定されない。複数本の支持層またはピラーで連結部を構成することで強度が向上する。

【0089】

図１８は、支持部１２０の構成を変えた変形例を示す断面図である。図１８（ａ）は、図８の本実施形態と同じであり、第２のＳＯＩ基板で形成される支持部１２０はシリコン支持層３０１によって形成されている。図１８（ｂ）は第７の変形例である。支持部１２０にのみ、Ｓｉ基板を接合し、シリコン層３０４を支持部１２０に加えている。図１８（ｃ）は第８の変形例である。支持部１２０にのみ、アルミやセラミックなどの材料で加工された、支持部（セラミックまたはアルミなど）３０６を接着層３０５によって接合している。支持部１２０を硬度の高い材料で構成することで、可動装置全体の強度を向上することができる。

【0090】

図１９は第９の変形例である。リブ１６１の厚さに比べピラー１２２の厚さの方が厚い例である。リブ１６１とピラー１２２の厚さは、同一でなくともよい。本変形例のように、駆動部などとの接触による破損等を防止する観点から、リブ１６１の厚さが、ピラー１２２の厚さ以下であることが好ましい。

【0091】

図２０は、第１０の変形例である。図２０（ａ）は平面図、図２０（ｂ）には断面図が示される。第1のＳＯＩ基板によって、ミアンダ構造と可動枠と共振駆動用の梁構造を有している。駆動部１１２ａ、１１２ｂと反射面（裏面）１０６とが平面視において重なっている。ピラー１２２と支持層１２４とを接合することで、高さ方向にスペースが形成されているため、駆動部とミラーとの重ね合わせが可能となっている。可動部と前記駆動部と前記反射部と平面視においていずれかが重なっている。ここで平面視とは、図２０（ａ）における紙面上方である。重ね合わせることで、駆動部の面積およびミラーの面積を２倍に拡大することが可能となる。これによって、大型のミラー、大型の駆動部が実現できる。大きな駆動部は大きなトルクを出すことが可能であり、大きなふり幅を可能とする。また、大きなミラーは、大きなふり幅を可能とする。

【0092】

図２１は、第１１の変形例を示す平面図である。図２１は支持部に複数の梁部が折り返すように接続されたミアンダ構造を有する可動装置である。

【0093】

支持部や駆動部の形状や詳細は実施形態例に限定されないが、駆動部の支持体をミアンダ構造とすることで、第１のＳＯＩ基板である駆動部周辺の大きさや重さが増えることによる構造非線形性の増加を抑えることができ、大きなふり幅、大きな画角を得ることができる。また、各々の梁部の＋Ｚ側の面の上に、梁部ごとに、交互に圧電駆動部郡Ａ１１３ａと圧電駆動部郡Ｂ１１３ｂが設けられた場合、Ａのみを駆動、またはＢのみを駆動とすることで、負電圧を使わずともミラーの振れ角を＋側、あるいは－側と制御することが可能である。さらに、前記圧電駆動体Ａと前記圧電駆動体Ｂに逆位相の電圧を与え、印可する信号の電圧や時間領域での切り替えを行う際、前記圧電駆動体Ａと前記圧電駆動体Ｂとで信号の切り替えに時間差を与え、発生する機械的な振動がＡとＢとで逆相するようにして振動のリンギングを打ち消すことも可能である。

【0094】

リンキングのような高周波の細動は、接合面などの悪影響を及ぼす可能性があり、このリンキングを抑制することで剥離を抑制できる。

【0095】

図２２は、第１２の変形例を示す平面図である。第１のＳＯＩ基板に、駆動部とトーションバーを有する駆動部材（１１０ａ～１１０ｄ）を設けている。駆動部材には開口部７７７が形成されており、トーションバー１１１ａは２本から構成されている。また、駆動部１１２ａは開口部７７７が中央付近まで伸びている。このように駆動部材１１０ａに開口部７７７を有することで、トーションバーの弾性が増し、可動部の振れ角を増大することが可能となる。また、同じ、第１のＳＯＩ基板に回折素子等の光学機能素子１０８が設けられている可動装置である。光学機能素子１０８は、本実施形態のミラー部に入れ替える形で、他の要素は本実施形態と同じであってよい。光学機能素子の詳細は本実施形態に限定されない。光学機能素子はミラーなどの反射機能だけに留まらず、波長分散を起こすような機能やレンズのような集光機能を有していてもよい。光学機能素子は反射部の一例である。

【0096】

以下、本発明の可動装置を応用した実施形態について詳細に説明する。

【0097】

［光走査システム］
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２３～図２６に基づいて詳細に説明する。

【0098】

図２３は、光走査システムの一例の概略図が示されている。図２３に示すように、光走査システム１０は、制御装置１１の制御に従って光源装置１２から照射された光を可動装置１３の有する反射面１４により偏向して被走査面１５を光走査するシステムである。

【0099】

光走査システム１０は、制御装置１１、光源装置１２、反射面１４を有する可動装置１３により構成される。

【0100】

制御装置１１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等を備えた電子回路ユニットである。可動装置１３は、例えば反射面１４を有し、反射面１４を可動可能なＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスである。光源装置１２は、例えばレーザを照射するレーザ装置である。なお、被走査面１５は、例えばスクリーンである。

【0101】

制御装置１１は、取得した光走査情報に基づいて光源装置１２及び可動装置１３の制御命令を生成し、制御命令に基づいて光源装置１２及び可動装置１３に駆動信号を出力する。

【0102】

光源装置１２は、入力された駆動信号に基づいて光源の照射を行う。可動装置１３は、入力された駆動信号に基づいて反射面１４を１軸方向又は２軸方向の少なくともいずれかに可動させる。

【0103】

これにより、例えば、光走査情報の一例である画像情報に基づいた制御装置１１の制御によって、可動装置１３の反射面１４を所定の範囲で２軸方向に往復可動させ、反射面１４に入射する光源装置１２からの照射光をある１軸周りに偏向して光走査することにより、被走査面１５に任意の画像を投影することができる。なお、図２２では、一例としてラスタ走査により画像を投影する際の概略図を示しているが、本実施形態の可動装置によれば、リサージュスキャン、又はベクトルスキャンによって画像を投影することもできる。本実施形態の可動装置の詳細及び制御装置による制御の詳細については後述する。

【0104】

次に、光走査システム１０一例のハードウェア構成について図２３を用いて説明する。図２３に示すように、光走査システム１０は、制御装置１１、光源装置１２及び可動装置１３を備え、それぞれが電気的に接続されている。このうち、制御装置１１は、ＣＰＵ２０、ＲＡＭ２１（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ２２（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＦＰＧＡ２３、外部Ｉ／Ｆ２４、光源装置ドライバ２５、可動装置ドライバ２６を備えている。

【0105】

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２等の記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ２１上に読み出し、処理を実行して、制御装置１１の全体の制御や機能を実現する演算装置である。

【0106】

ＲＡＭ２１は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の記憶装置である。

【0107】

ＲＯＭ２２は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ２０が光走査システム１０の各機能を制御するために実行する処理用プログラムやデータを記憶している。

【0108】

ＦＰＧＡ２３は、ＣＰＵ２０の処理に従って、光源装置ドライバ２５及び可動装置ドライバ２６に適した制御信号を出力する回路である。

【0109】

外部Ｉ／Ｆ２４は、例えば外部装置やネットワーク等とのインタフェースである。外部装置には、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の上位装置、ＵＳＢメモリ、ＳＤカード、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤ、ＳＳＤ等の記憶装置が含まれる。また、ネットワークは、例えば自動車のＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット等である。外部Ｉ／Ｆ２４は、外部装置との接続又は通信を可能にする構成であればよく、外部装置ごとに外部Ｉ／Ｆ２４が用意されてもよい。

【0110】

光源装置トライバは、入力された制御信号に従って光源装置１２に駆動電圧等の駆動信
号を出力する電気回路である。

【0111】

可動装置ドライバ２６は、入力された制御信号に従って可動装置１３に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。

【0112】

制御装置１１において、ＣＰＵ２０は、外部Ｉ／Ｆ２４を介して外部装置やネットワークから光走査情報を取得する。なお、ＣＰＵ２０が光走査情報を取得することができる構成であればよく、制御装置１１内のＲＯＭ２２やＦＰＧＡ２３に光走査情報を格納する構成としてもよいし、制御装置１１内に新たにＳＳＤ等の記憶装置を設けて、その記憶装置に光走査情報を格納する構成としてもよい。

【0113】

ここで、光走査情報とは、被走査面１５にどのように光走査させるかを示した情報であり、例えば、光走査により画像を表示する場合は、光走査情報は画像データである。また、例えば、光走査により光書込みを行う場合は、光走査情報は書込み順や書込み箇所を示した書込みデータである。他にも、例えば、光走査により物体認識を行う場合は、光走査情報は物体認識用の光を照射するタイミングと照射範囲を示す照射データである。

【0114】

制御装置１１は、ＣＰＵ２０の命令及び図２４に示したハードウェア構成によって、次に説明する機能構成を実現することができる。

【0115】

次に、光走査システム１０の制御装置１１の機能構成について図２５を用いて説明する。図２５は、光走査システムの制御装置の一例の機能ブロック図である。

【0116】

図２５に示すように、制御装置１１は、機能として制御部３０と駆動信号出力部３１とを有する。

【0117】

制御部３０は、例えばＣＰＵ２０、ＦＰＧＡ２３等により実現され、外部装置から光走査情報を取得し、光走査情報を制御信号に変換して駆動信号出力部３１に出力する。例えば、制御部３０は、外部装置等から画像データを光走査情報として取得し、所定の処理により画像データから制御信号を生成して駆動信号出力部３１に出力する。駆動信号出力部３１は、光源装置ドライバ２５、可動装置ドライバ２６等により実現され、入力された制御信号に基づいて光源装置１２又は可動装置１３に駆動信号を出力する。

【0118】

駆動信号は、光源装置１２又は可動装置１３の駆動を制御するための信号である。例えば、光源装置１２においては、光源の照射タイミング及び照射強度を制御する駆動電圧である。また、例えば、可動装置１３においては、可動装置１３の有する反射面１４を可動させるタイミング及び可動範囲を制御する駆動電圧である。

【0119】

次に、光走査システム１０が被走査面１５を光走査する処理について図２６を用いて説明する。図２６は、光走査システムにかかる処理の一例のフローチャートである。

【0120】

ステップＳ１１において、制御部３０は、外部装置等から光走査情報を取得する。

【0121】

ステップＳ１２において、制御部３０は、取得した光走査情報から制御信号を生成し、制御信号を駆動信号出力部３１に出力する。

【0122】

ステップＳ１３において、駆動信号出力部３１は、入力された制御信号に基づいて駆動信号を光源装置１２及び可動装置１３に出力する。

【0123】

ステップ１４において、光源装置１２は、入力された駆動信号に基づいて光照射を行う。また、可動装置１３は、入力された駆動信号に基づいて反射面１４の可動を行う。光源装置１２及び可動装置１３の駆動により、任意の方向に光が偏向され、光走査される。

【0124】

なお、上記光走査システム１０では、１つの制御装置１１が光源装置１２及び可動装置１３を制御する装置及び機能を有しているが、光源装置用の制御装置及び可動装置用の制御装置と、別体に設けてもよい。

【0125】

また、上記光走査システム１０では、一つの制御装置１１に光源装置１２及び可動装置１３の制御部３０の機能及び駆動信号出力部３１の機能を設けているが、これらの機能は別体として存在していてもよく、例えば制御部３０を有した制御装置１１とは別に駆動信号出力部３１を有した駆動信号出力装置を設ける構成としてもよい。なお、上記光走査システム１０のうち、反射面１４を有した可動装置１３と制御装置１１により、光偏向を行う光偏向システムを構成してもよい。

【0126】

［画像投影装置］
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２７及び図２８を用いて詳細に説明する。

【0127】

図２７は、画像投影装置の一例であるヘッドアップディスプレイ装置５００を搭載した自動車４００の実施形態にかかる概略図である。また、図２８はヘッドアップディスプレイ装置５００の一例の概略図である。

【0128】

画像投影装置は、光走査により画像を投影する装置であり、例えばヘッドアップディスプレイ装置である。

【0129】

図２７に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、例えば、自動車４００のウインドシールド（フロントガラス４０１等）の付近に設置される。ヘッドアップディスプレイ装置５００から発せられる投射光Ｌがフロントガラス４０１で反射され、ユーザーである観察者（運転者４０２）に向かう。これにより、運転者４０２は、ヘッドアップディスプレイ装置５００によって投影された画像等を虚像として視認することができる。なお、ウインドシールドの内壁面にコンバイナを設置し、コンバイナによって反射する投射光によってユーザーに虚像を視認させる構成にしてもよい。

【0130】

図２８に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、赤色、緑色、青色のレーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、５０１Ｂからレーザ光が出射される。出射されたレーザ光は、各レーザ光源に対して設けられるコリメータレンズ５０２、５０３、５０４と、２つのダイクロイックミラー５０５、５０６と、光量調整部５０７と、から構成される入射光学系を経た後、反射面１４を有する可動装置１３にて偏向される。そして、偏向されたレーザ光は、自由曲面ミラー５０９と、中間スクリーン５１０と、投射ミラー５１１とから構成される投射光学系を経て、スクリーンに投影される。なお、上記ヘッドアップディスプレイ装置５００では、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、５０１Ｂ、コリメータレンズ５０２、５０３、５０４、ダイクロイックミラー５０５、５０６は、光源ユニット５３０として光学ハウジングによってユニット化されている。

【0131】

上記ヘッドアップディスプレイ装置５００は、中間スクリーン５１０に表示される中間像を自動車４００のフロントガラス４０１に投射することで、その中間像を運転者４０２に虚像として視認させる。

【0132】

レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、５０１Ｂから発せられる各色レーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ５０２、５０３、５０４で略平行光とされ、２つのダイクロイックミラー５０５、５０６により合成される。合成されたレーザ光は、光量調整部５０７で光量が調整された後、反射面１４を有する可動装置１３によって二次元走査される。可動装置１３で二次元走査された投射光Ｌは、自由曲面ミラー５０９で反射されて歪みを補正された後、中間スクリーン５１０に集光され、中間像を表示する。中間スクリーン５１０は、マイクロレンズが二次元配置されたマイクロレンズアレイで構成されており、中間スクリーン５１０に入射してくる投射光Ｌをマイクロレンズ単位で拡大する。

【0133】

可動装置１３は、反射面１４を２軸方向に往復可動させ、反射面１４に入射する投射光Ｌを二次元走査する。この可動装置１３の駆動制御は、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、５０１Ｂの発光タイミングに同期して行われる。

【0134】

以上、画像投影装置の一例としてのヘッドアップディスプレイ装置５００の説明をしたが、画像投影装置は、反射面１４を有した可動装置１３により光走査を行うことで画像を投影する装置であればよい。例えば、机等に置かれ、表示スクリーン上に画像を投影するプロジェクタや、観測者の頭部等に装着される装着部材に搭載され、装着部材が有する反射透過スクリーンに投影、又は眼球をスクリーンとして画像を投影するヘッドマウントディスプレイ装置等にも、同様に適用することができる。

【0135】

また、画像投影装置は、車両や装着部材だけでなく、例えば、航空機、船舶、移動式ロボット等の移動体、あるいは、その場から移動せずにマニピュレータ等の駆動対象を操作する作業ロボットなどの非移動体に搭載されてもよい。

【0136】

なお、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、特許請求の範囲に記載の「ヘッドアップディスプレイ」の一例である。また自動車４００は、特許請求の範囲に記載の「車両」の一例である。

【0137】

［光書込装置］
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２９及び図３０を用いて詳細に説明する。

【0138】

図２８は、光書込装置６００を組み込んだ画像形成装置の一例である。また、図２９は、光書込装置の一例の概略図である。

【0139】

図２９に示すように、上記光書込装置６００は、レーザ光によるプリンタ機能を有するレーザプリンタ６５０等に代表される画像形成装置の構成部材として使用される。画像形成装置において光書込装置６００は、１本又は複数本のレーザビームで被走査面１５である感光体ドラムを光走査することにより、感光体ドラムに光書込を行う。

【0140】

図３０に示すように、光書込装置６００において、レーザ素子などの光源装置１２からのレーザ光は、コリメータレンズなどの結像光学系６０１を経た後、反射面１４を有する可動装置１３により１軸方向又は２軸方向に偏向される。そして、可動装置１３で偏向されたレーザ光は、その後、第一レンズ６０２ａと第二レンズ６０２ｂ、反射ミラー部（可動部）６０２ｃからなる走査光学系６０２を経て、被走査面１５（例えば感光体ドラムや感光紙）に照射し、光書込みを行う。走査光学系６０２は、被走査面１５にスポット状に光ビームを結像する。また、光源装置１２及び反射面１４を有する可動装置１３は、制御装置１１の制御に基づき駆動する。

【0141】

このように上記光書込装置６００は、レーザ光によるプリンタ機能を有する画像形成装置の構成部材として使用することができる。また、走査光学系を異ならせて１軸方向だけでなく２軸方向に光走査可能にすることで、レーザ光をサーマルメディアに偏向して光走査し、加熱することで印字するレーザラベル装置等の画像形成装置の構成部材として使用することができる。

【0142】

上記光書込装置に適用される反射面１４を有した可動装置１３は、ポリゴンミラー等を用いた回転多面鏡に比べ駆動のための消費電力が小さいため、光書込装置の省電力化に有利である。また、可動装置１３の振動時における風切り音は回転多面鏡に比べ小さいため、光書込装置の静粛性の改善に有利である。光書込装置は回転多面鏡に比べ設置スペースが圧倒的に少なくて済み、また可動装置１３の発熱量もわずかであるため、小型化が容易であり、よって画像形成装置の小型化に有利である。

【0143】

［物体認識装置］
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３１及び図３２を用いて詳細に説明する。

【0144】

図３１は、物体認識装置の一例であるライダ（ＬｉＤＡＲ；Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）装置を搭載した自動車の概略図である。ライダ装置を自動車の前照灯を搭載する灯部ユニットに搭載した自動車の概略図である。また、図３１はライダ装置の一例の概略図である。

【0145】

物体認識装置は、対象方向の物体を認識する装置であり、例えばライダ装置である。

【0146】

図３１に示すように、ライダ装置７００は、例えば自動車７０１に搭載され、対象方向を光走査して、対象方向に存在する被対象物７０２からの反射光を受光することで、被対象物７０２を認識する。

【0147】

図３２に示すように、光源装置１２から出射されたレーザ光は、発散光を略平行光とする光学系であるコリメートレンズ７０３と、平面ミラー７０４とから構成される入射光学系を経て、反射面１４を有する可動装置１３で１軸もしくは２軸方向に走査される。そして、投光光学系である投光レンズ７０５等を経て装置前方の被対象物７０２に照射される。光源装置１２及び可動装置１３は、制御装置１１により駆動を制御される。被対象物７０２で反射された反射光は、光検出器７０９により光検出される。すなわち、反射光は入射光検出受光光学系である集光レンズ７０６等を経て撮像素子７０７により受光され、撮像素子７０７は検出信号を信号処理回路７０８に出力する。信号処理回路７０８は、入力された検出信号に２値化やノイズ処理等の所定の処理を行い、結果を測距回路７１０に出力する。

【0148】

測距回路７１０は、光源装置１２がレーザ光を発光したタイミングと、光検出器７０９でレーザ光を受光したタイミングとの時間差、又は受光した撮像素子７０７の画素ごとの位相差によって、被対象物７０２の有無を認識し、さらに被対象物７０２との距離情報を算出する。

【0149】

反射面１４を有する可動装置１３は多面鏡に比べて破損しづらく、小型であるため、耐久性の高い小型のレーダ装置を提供することができる。このようなライダ装置は、例えば車両、航空機、船舶、ロボット等に取り付けられ、所定範囲を光走査して障害物の有無や障害物までの距離を認識することができる。

【0150】

上記物体認識装置では、一例としてのライダ装置７００の説明をしたが、物体認識装置は、反射面１４を有した可動装置１３を制御装置１１で制御することにより光走査を行い、光検出器により反射光を受光することで被対象物７０２を認識する装置であればよく、上述した実施形態に限定されるものではない。

【0151】

例えば、手や顔を光走査して得た距離情報から形状等の物体情報を算出し、記録と参照することで対象物を認識する生体認証や、対象範囲への光走査により侵入物を認識するセキュリティセンサ、光走査により得た距離情報から形状等の物体情報を算出して認識し、３次元データとして出力する３次元スキャナの構成部材などにも同様に適用することができる。

【0152】

［レーザヘッドランプ］
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３３を用いて説明する。図３３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。

【0153】

レーザヘッドランプ５０は、制御装置１１と、光源装置１２ｂと、反射面１４を有する可動装置１３と、ミラー５１と、透明板５２とを有する。

【0154】

光源装置１２ｂは、青色のレーザ光を発する光源である。光源装置１２ｂから発せられた光は、可動装置１３に入射し、反射面１４にて反射される。可動装置１３は、制御装置１１からの信号に基づき、反射面をＸＹ方向に可動し、光源装置１２ｂからの青色のレーザ光をＸＹ方向に二次元走査する。

【0155】

可動装置１３による走査光は、ミラー５１で反射され、透明板５２に入射する。透明板５２は、表面又は裏面を黄色の蛍光体により被覆されている。ミラー５１からの青色のレーザ光は、透明板５２における黄色の蛍光体の被覆を通過する際に、ヘッドライトの色として法定される範囲の白色に変化する。これにより自動車の前方は、透明板５２からの白色光で照明される。

【0156】

可動装置１３による走査光は、透明板５２の蛍光体を通過する際に所定の散乱をする。これにより自動車前方の照明対象における眩しさは緩和される。

【0157】

可動装置１３を自動車のヘッドライトに適用する場合、光源装置１２ｂ及び蛍光体の色は、それぞれ青及び黄色に限定されない。例えば、光源装置１２ｂを近紫外線とし、透明板５２を、光の三原色の青色、緑色及び赤色の各蛍光体を均一に混ぜたもので被覆してもよい。この場合でも、透明板５２を通過する光を白色に変換でき、自動車の前方を白色光で照明することができる。

【0158】

［ヘッドマウントディスプレイ］
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３４～３５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。

【0159】

図３４は、ＨＭＤ６０の外観を例示する斜視図である。図３４において、ＨＭＤ６０は、左右に１組ずつ略対称に設けられたフロント６０ａ、及びテンプル６０ｂにより構成されている。フロント６０ａは、例えば、導光板６１により構成することができ、光学系や制御装置等は、テンプル６０ｂに内蔵することができる。

【0160】

図３５は、ＨＭＤ６０の構成を部分的に例示する図である。なお、図３５では、左眼用の構成を例示しているが、ＨＭＤ６０は右眼用としても同様の構成を有している。

【0161】

ＨＭＤ６０は、制御装置１１と、光源ユニット５３０と、光量調整部５０７と、反射面１４を有する可動装置１３と、導光板６１と、ハーフミラー６２とを有している。

【0162】

光源ユニット５３０は、上述したように、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、及び５０１Ｂと、コリメータレンズ５０２、５０３、及び５０４と、ダイクロイックミラー５０５、及び５０６とを、光学ハウジングによってユニット化したものである。光源ユニット５３０において、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、及び５０１Ｂからの三色のレーザ光は、ダイクロイックミラー５０５及び５０６で合成される。光源ユニット５３０からは、合成された平行光が発せられる。

【0163】

光源ユニット５３０からの光は、光量調整部５０７により光量調整された後、可動装置１３に入射する。可動装置１３は、制御装置１１からの信号に基づき、反射面１４をＸＹ方向に可動し、光源ユニット５３０からの光を二次元走査する。この可動装置１３の駆動制御は、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、５０１Ｂの発光タイミングに同期して行われ、走査光によりカラー画像が形成される。

【0164】

可動装置１３による走査光は、導光板６１に入射する。導光板６１は、走査光を内壁面で反射させながらハーフミラー６２に導光する。導光板６１は、走査光の波長に対して透過性を有する樹脂等により形成されている。

【0165】

ハーフミラー６２は、導光板６１からの光をＨＭＤ６０の背面側に反射し、ＨＭＤ６０の装着者６３の眼の方向に出射する。ハーフミラー６２は、例えば、自由曲面形状を有している。走査光による画像は、ハーフミラー６２での反射により、装着者６３の網膜に結像する。あるいは、ハーフミラー６２での反射と眼球における水晶体のレンズ効果とにより、装着者６３の網膜に結像する。またハーフミラー６２での反射により、画像は空間歪が補正される。装着者６３は、ＸＹ方向に走査される光で形成される画像を、観察することができる。

【0166】

６２はハーフミラーであるため、装着者６３には、外界からの光による像と走査光による画像が重畳して観察される。ハーフミラー６２に代えてミラーを設けることで、外界からの光をなくし、走査光による画像のみを観察できる構成としてもよい。

【0167】

以上説明したように、本発明の様態の一例は以下の通りである。

【0168】

＜１＞
本実施形態にかかる可動装置は、第１の可動部と、前記第１の可動部を回動させる駆動部と、
前記第１の可動部に対向する第２の可動部と、前記第１の可動部と前記第２の可動部とを接続する接続部と、を有し、前記接続部は、前記第１の可動部から前記第２の可動部の方向に延伸する第１柱部と、前記第２の可動部から前記第１の可動部の方向に延伸する第２柱部と、を含むことを特徴とする。これにより可動部のふり幅を増大することが可能となる。

【0169】

＜２＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記第１柱部と前記第２柱部とが、接着剤によって接合されていることを特徴とする＜１＞に記載の可動装置である。これにより、設計通りに接続部の強度が増し、製造の公差を減少させて、公差を低減した分ふり幅を増大できる。ふり幅を増大させると同時に、安定した回動が可能な可動装置を提供できる。

【0170】

＜３＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記第１柱部の前記第２の可動部と対向する面と、前記第２柱部の前記第１の可動部と対向する面と、が接合されていることを特徴とする＜１＞～＜２＞に記載の可動装置である。これにより接合部の長さを２倍に長くすることでき、可動部のふり幅を増大することが可能となる。

【0171】

＜４＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記第１柱部の接合面と、前記第２柱部の接合面との形状が異なることを特徴とする＜１＞～＜３＞に記載の可動装置である。これにより、接着剤が接合部の側面に流れ出ることを抑制でき、接着剤の重心回動中心と一致し、回動の安定化をさらに向上でき、振れ幅を安定して増大させることができる。

【0172】

＜５＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記第１柱部と前記第２柱部の対向する面の面積は異なることを特徴とする＜１＞～＜４＞に記載の可動装置である。これにより、面積の大きい方に、接着剤のはみ出した部分形成することが可能となる。側面に流れ出す場合に比べ、接合部の重心のバランスがよく、可動部の安定した回動が可能となる。

【0173】

＜６＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記第２の可動部は、前記第２柱部の周囲にリブを備え、前記第２柱部の延伸する方向における前記リブの厚さは、前記第２柱部の厚さ以下である、ことを特徴とする＜１＞～＜５＞に記載の可動装置である。これにより、リブが駆動部などと衝突する可能性を低減した状態で、ふり幅を増大できる。

【0174】

＜７＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記リブと前記第２柱部は、連結している＜１＞～＜６＞に記載の可動装置である。これにより、反射部にリブと第２柱部を一体的に形成できるため、反射部を同強度において軽量な薄い面で形成できる。軽量な反射部は、同じ電力に対して、ふり幅が大きくなるので、ふり幅の大きい可動装置を提供できる。

【0175】

＜８＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記可動部と前記駆動部と前記反射部と平面視においていずれかが重なっていることを特徴とする＜１＞～＜７＞に記載の可動装置である。これにより、同じ可動装置の大きさで、反射部と駆動部との両方の面積を２重に得ることができるので、反射部の形状を大きく形成できる。面積の大きな反射部は大きなふり幅と同等の光学的なメリットを得られる。

【0176】

＜９＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記可動部に光学素子が設けられたことを特徴とする＜１＞～＜８＞に記載の可動装置である。これにより、反射部と可動部と２面に光学素子を得ることが可能となる。光学素子として反射面を有したミラーとすることで、対向する２面に反射部を得ることができ、光学系の自由度が向上する。レーザ光を両面から当てることで、レーザ光を走査させる画角の拡大が実現できる。

【0177】

＜１０＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記駆動部を支持する支持部を有し、前記第２の可動部は、前記第１の可動部に対し前記支持部よりも突出していることを特徴とする＜１＞～＜９＞に記載の可動装置である。これにより、ふり幅を増大することができる。

【0178】

＜１１＞
本実施形態にかかる可動装置の製造方法は、第１のウエハに反射部、第１柱部およびリブを形成する工程と、第２のウエハに駆動部、可動部、および第２柱部を形成する工程と、前記第１柱部と前記第２柱部とを接合する工程とを含むことを特徴とする可動装置の製造方法である。これにより、リブと第２柱部とを同時に加工することで強固な連結を実現ができる。可動部と第１のピラーを同時に加工することで強固な第１のピラーが実現できる。

【0179】

＜１２＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記接続部が複数から構成されることを特徴とする＜１＞～＜１０＞に記載の可動装置である。これにより、さらに、接続部が強固となり、ふり幅の大きい可動装置を提供できる。

【0180】

＜１３＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記駆動部がミアンダ構造であることを特徴とする＜１＞～＜１０＞および＜１２＞に記載の可動装置である。これにより、さらに、ふり幅の大きい可動装置を提供できる。

【0181】

＜１４＞
本実施形態にかかる可動装置は、前記駆動部は、前記可動部を第１軸周りに回動させる第１の駆動部と、前記第１軸と交差する第２軸周りに回動させる第２の駆動部と、を含む
ことを特徴とする＜１＞～＜１０＞および＜１２＞～＜１３＞に記載の可動装置である。これにより、反射部を２次元に振ることができる可動装置を提供できる。

【符号の説明】

【0182】

１ 第１の回転軸
２ 第２の回転軸
３ 可動部台座（第１の可動部の一例）
１０ 光走査システム
１３ 可動装置
１４ ミラー（反射面）
１０１ ミラー部（第２の可動部の一例）
１０２ ミラー基体
１０３ トーションバー
１０４ 駆動部
１０５ 支持部
１０６ 反射面（裏面）
１０８ 光学機能素子
１１０ａ 第１駆動部材（駆動部とトーションバー）
１１０ｂ 第２駆動部材（駆動部とトーションバー）
１１０ｃ 第３駆動部材（駆動部とトーションバー）
１１０ｄ 第４駆動部材（駆動部とトーションバー）
１２１ 接合部（接着性樹脂）
１２２ ピラー（接続部が有する第２柱部の一例）
１２４ 支持層（接続部が有する第１柱部の一例）
１２６ 可動部台座（酸化シリコン層）
１２８ 可動部台座（シリコン活性層）
１４１ ミラー基体のリブ（凸部）
１６１ シリコン支持層（第１の基板）
１６２ 酸化シリコン層（第１の基板）
１６３ シリコン活性層（第１の基板）
２１２ 可動部台座の直径
２１３ ピラー（支持層）の直径
３０１ シリコン支持層（第２の基板）
３０２ 酸化シリコン層（第２の基板）
３０３ シリコン活性層（第２の基板）
３０５ 接着層
３０６ セラミックまたはアルミ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】