特許 7456294 可動装置、偏向装置、距離測定装置、画像投影装置、及び車両

(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】

(24)【登録日】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】可動装置、偏向装置、距離測定装置、画像投影装置、及び車両

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20240319BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20240319BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20240319BHJP

【ＦＩ】

G02B26/10 104Z

G02B26/08 E

B81B3/00

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020095324

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2021189323

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【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】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】藤島 正幸

(72)【発明者】

【氏名】塚本 宣就

【審査官】鈴木 俊光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０９５８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８１６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００３５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１７８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４１０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０１４７７２４８（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／１０

Ｇ０２Ｂ ２６／０８

Ｂ８１Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動部と、
前記可動部と所定の箇所で接続され、前記可動部を揺動させる第１の梁部と、
前記所定の箇所とは異なる箇所で前記可動部と接続され、前記可動部を揺動させる第２の梁部と、
前記第１の梁部を支持する第１の支持部と、
前記第２の梁部を支持する第２の支持部と、
前記第１の支持部と前記第２の支持部を固定する固定部と、を備え、
前記第１の支持部は第１の孔部を備え、
前記第２の支持部は第２の孔部を備え、
前記固定部は、
前記第１の孔部に対応するように設けられた第３の孔部と、
前記第２の孔部に対応するように設けられた第４の孔部と、を備え、
前記第１の孔部と前記第３の孔部との間、並びに前記第２の孔部と前記第４の孔部との間のそれぞれに、位置決め部材が設けられている
可動装置。

【請求項2】

前記位置決め部材は、球状部材、回転楕円体状部材、又は両端に円錐部が設けられた円柱状部材の何れか１つである
請求項１に記載の可動装置。

【請求項3】

前記第１の孔部、前記第２の孔部、前記第３の孔部、前記第４の孔部はそれぞれ複数の孔を含む
請求項１又は２に記載の可動装置。

【請求項4】

前記第１の孔部と前記第２の孔部は、前記可動部を挟んで対称となる位置に設けられている
請求項１乃至３の何れか１項に記載の可動装置。

【請求項5】

前記第１の孔部を構成する複数の孔及び前記第２の孔部を構成する複数の孔は、それぞれ、前記可動部を揺動させる揺動軸を挟んで対称となる位置に設けられている
請求項３に記載の可動装置。

【請求項6】

前記固定部における前記第１の支持部を固定する部分は、前記第１の支持部に対応する形状に形成され、
前記固定部における前記第２の支持部を固定する部分は、前記第２の支持部に対応する形状に形成されている
請求項１乃至５の何れか１項に記載の可動装置。

【請求項7】

前記固定部は、前記可動部に対向する部分が、前記固定部における他の部分より細く形成されている
請求項１乃至６の何れか１項に記載の可動装置。

【請求項8】

前記固定部における前記第１の支持部及び前記第２の支持部のそれぞれを接着する接着領域は、前記固定部における前記接着領域以外の領域より高くなるように形成されている請求項１乃至７の何れか１項に記載の可動装置。

【請求項9】

前記固定部における前記可動部に対向する対向領域は、前記固定部における前記対向領域以外の領域より低くなるように形成されている
請求項１乃至７の何れか１項に記載の可動装置。

【請求項10】

請求項１乃至９の何れか１項に記載の可動装置と、
光源と、を有する
偏向装置。

【請求項11】

請求項１乃至９の何れか１項に記載の可動装置を有する距離測定装置。

【請求項12】

請求項１乃至９の何れか１項に記載の可動装置を有する画像投影装置。

【請求項13】

請求項１１に記載の距離測定装置、又は請求項１２に記載の画像投影装置の少なくとも
１つを有する車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可動装置、偏向装置、距離測定装置、画像投影装置、及び車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術によりシリコンやガラスを微細加工して製造されるＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)デバイスが知られている。

【0003】

また、ＭＥＭＳデバイスとして、反射面を設けた可動部と弾性梁とをウエハ上に一体に形成し、弾性梁に薄膜化した圧電材料を重ね合わせて構成した駆動梁で可動部を揺動させる可動装置で、
支持部に開放部を設けるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の可動装置は、開放部を設けることで２つの支持部を備える構成になるため、２つの支持部間の距離の変化により、可動装置の共振周波数が変化したり、可動装置が破損したりする場合がある。

【0005】

本発明は、信頼性に優れる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】

【0006】

本発明の一態様に係る可動装置は、可動部と、前記可動部と所定の箇所で接続され、前記可動部を揺動させる第１の梁部と、前記所定の箇所とは異なる箇所で可動部と接続され、前記可動部を揺動させる第２の梁部と、前記第１の梁部を支持する第１の支持部と、前記第２の梁部を支持する第２の支持部と、前記第１の支持部と前記第２の支持部を固定する固定部と、を備え、前記第１の支持部は第１の孔部を備え、前記第２の支持部は第２の孔部を備え、前記固定部は、前記第１の孔部に対応するように設けられた第３の孔部と、前記第２の孔部に対応するように設けられた第４の孔部と、を備え、前記第１の孔部と前記第３の孔部との間、並びに前記第２の孔部と前記第４の孔部との間のそれぞれに、位置決め部材が設けられている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、信頼性に優れる可動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る可動装置の全体構成例を示す平面図である。

【図2】第１実施形態に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図3】比較例に係る可動装置の構成例を示す図である。

【図4】第１変形例に係る可動装置の全体構成例を示す平面図である。

【図5】第１変形例に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図6】第２実施形態に係る可動装置の全体構成例を示す平面図である。

【図7】第２実施形態に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図8】第２変形例に係る可動装置の全体構成例を示す平面図である。

【図9】第２変形例に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図10】第３実施形態に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図11】第３変形例に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図12】第４実施形態に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図13】第４変形例に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図14】第５実施形態に係る可動装置の全体構成例を示す図である。

【図15】第５実施形態に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図16】第５変形例に係る可動装置の構成例を示す図であり、（ａ）は本体部の構成を示す図、（ｂ）は固定部の構成を示す図である。

【図17】光走査システムの一例の概略図である。

【図18】光走査システムの一例のハードウェア構成図である。

【図19】制御装置の一例の機能ブロック図である。

【図20】光走査システムに係る処理の一例のフローチャートである。

【図21】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22】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23】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24】光書込装置の一例の概略図である。

【図25】ライダ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。

【図26】ライダ装置の一例の概略図である。

【図27】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28】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29】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。

【図30】パッケージングされた可動装置の一例を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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、同一の構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための可動装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

【0010】

なお以下に示す各図面では、便宜上、可動装置の揺動軸に直交する方向をＸ軸方向とし、揺動軸に平行な方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれに直交する方向（高さ方向）をＺ軸方向とする。

【0011】

［第１実施形態］
＜可動装置１００の構成例＞
図１は、第１実施形態に係る可動装置１００の全体構成の一例を示す図である。図１における断面１００Ｐは、可動装置１００のＣ－Ｃ'矢視断面を示している。

【0012】

図１に示すように、可動装置１００は、図１右図において実線で表される本体部１２０と、図１右図において破線で表される固定部１３０とを有する。また本体部１２０は、可動部１０１と、ばね部１０２Ａ及び１０２Ｂと、駆動部１０３Ａ及び１０３Ｂと、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂとを有する。

【0013】

ばね部１０２Ａは、可動部１０１と所定の箇所で接続され、可動部１０１を揺動させる第１の梁部の一例である。ばね部１０２Ｂは、上記の所定の箇所とは異なる箇所で可動部１０１と接続され、可動部１０１を揺動させる第２の梁部の一例である。ばね部１０２Ａ及び１０２Ｂは、それぞれミアンダ構造（折り返し構造）で梁部を構成し、揺動軸に対応する図１のＥ軸回りに可動部１０１を揺動させる。

【0014】

また可動部１０１の表面は、入射する光を反射する反射面となっている。可動装置１００は、可動部１０１がＥ軸回りに揺動することで、反射面による反射光をＥ軸と直交する方向（Ｘ軸方向）に走査することができる。なお、反射面は、可動部１０１の表面自体を反射面としてもよいし、可動部１０１の表面に反射面を形成した構成にしてもよい。

【0015】

駆動部１０３Ａは、ばね部１０２Ａ上に設けられた薄膜の圧電材料である。駆動電圧に応答してばね部１０２Ａを変形させることで、可動部１０１を揺動させるための駆動力を供給する。駆動部１０３Ｂは、ばね部１０２Ｂ上に設けられた薄膜の圧電材料である。駆動電圧に応答してばね部１０２Ｂを変形させることで、可動部１０１を揺動させるための駆動力を供給する。圧電材料としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられるが、その他の圧電材料であってもよく、種類は問わない。

【0016】

支持部１０６Ａは、ばね部１０２Ａを支持する第１の支持部の一例である。支持部１０６Ｂは、ばね部１０２Ｂを支持する第２の支持部の一例である。固定部１３０は、支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂを固定する固定部である。

【0017】

固定部１３０は、位置決め部材１１０Ａを介して支持部１０６Ａを固定し、また位置決め部材１１０Ｂを介して支持部１０６Ｂを固定する。固定部１３０は接着剤１１１により支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定することができる。この接着剤１１１には、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等の如何なる樹脂材料系の接着剤も利用可能である。また、支持部１０６Ａ及び１０Ｂと固定部１３０の間よりも小さな充填部材が混合されていてもよい。

【0018】

図２は、可動装置１００の構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部１２０の構成を示す図、（ｂ）は固定部１３０の構成を示す図である。図２（ａ）における断面１２０Ｐは、本体部１２０のＡ－Ａ'矢視断面を示し、図２（ｂ）における断面１３０Ｐは、固定部１３０のＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0019】

図２（ａ）に示すように、可動装置１００は、開放部１０５を備え、揺動軸と直交する方向に沿う可動部１０１の両側に遮るものがない、開放された構成になっている。

【0020】

また可動装置１００の支持部１０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部１０７Ａが形成されている。孔部１０７Ａは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０が支持部１０６Ａを固定する際に固定部１３０に対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０７Ａは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0021】

また支持部１０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部１０７Ｂが形成されている。孔部１０７Ｂは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０が支持部１０６Ｂを固定した際に固定部１３０に対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０７Ｂは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0022】

孔部１０７Ａと孔部１０７Ｂは、可動部１０１を挟んで略対称となる位置に設けられている。

【0023】

また、図２（ｂ）に示すように、固定部１３０には、孔部１０８Ａと孔部１０８Ｂが形成されている。孔部１０８Ａは、孔部１０７Ａに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部１０８Ａは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０が支持部１０６Ａを固定する際に支持部１０６Ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ａは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0024】

孔部１０８Ｂは、孔部１０７Ｂに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部１０８Ｂは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０が支持部１０６Ｂを固定する際に支持部１０６Ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ｂは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0025】

位置決め部材１１０Ａ（図１参照）は、孔部１０７Ａと孔部１０８Ａとの間に設けられ、位置決め部材１１０Ｂ（図１参照）は、孔部１０７Ｂと孔部１０８Ｂとの間に設けられている。位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂには、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂの形状に合わせて、様々な形状のものを使用できる。

【0026】

例えば、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの断面形状が円形状である場合には、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂとして、球状部材、回転楕円体状部材、又は両端に円錐部が設けられた円柱状部材等を使用できる。

【0027】

また孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの断面形状が正三角形状である場合には、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂとして、球状部材、回転楕円体状部材、又は両端に円錐部が設けられた円柱状部材の他、正六面体状部材、又は両端に正四面体が設けられた三角柱状部材等を使用できる。

【0028】

また孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの断面形状が正三角形状であり、且つ互いの位置関係が正三角形の重心周りに１８０度回転している場合には、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂとして、球状部材、回転楕円体状部材、両端に円錐部が設けられた円柱状部材、或いは正十二面体状部材等を使用できる。

【0029】

また孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの断面形状が正方形の場合には、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂとして、球状部材、回転楕円体状部材、両端に円錐部が設けられた円柱状部材、正八面体状部材、両端に四角錐部が設けられた四角柱状部材を使用できる。

【0030】

また孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの断面形状が正五角形状であり、且つ互いの位置関係が正五角形の重心周りに１８０度回転している場合には、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂとして、球状部材、回転楕円体状部材、両端に円錐部が設けられた円柱状部材、正十二面体状部材、正二十面体状部材等を使用できる。

【0031】

孔部１０７Ａと孔部１０８Ａとの間に位置決め部材１１０Ａを設けることで、孔部１０７Ａと孔部１０８Ａの両方に位置決め部材１１０Ａが嵌り、孔部１０７Ａ、孔部１０８Ａ、位置決め部材１１０Ａのそれぞれの中心または重心が略一直線上に並ぶ。

【0032】

また孔部１０７Ｂと孔部１０８Ｂとの間に位置決め部材１１０Ｂを設けることで、孔部１０７Ｂと孔部１０８Ｂの両方に位置決め部材１１０Ｂが嵌り、孔部１０７Ｂ、孔部１０８Ｂ、位置決め部材１１０Ｂのそれぞれの中心または重心が略一直線上に並ぶ。

【0033】

このように位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂを設けることで、固定部１３０と支持部１０６Ａをアライメントし、また固定部１３０と支持部１０６Ｂをアライメントできるようになっている。

【0034】

ここで、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂにおける球状部材の直径をｄ_１、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂの断面形状が円形である場合の直径をｄ_２とすると、以下の（１）式を満足することが好ましい。なお、ｄ_１は位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂにおける回転楕円体状部材、または両端に円錐部が設けられた円柱状部材の直径にも対応する。

【0035】

【数1】

【0036】

また、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの断面形状が多角形である場合に、多角形の一辺の長さをａ_１、辺の数をｎとすると、以下の（２）式を満足することが好ましい。

【0037】

【数2】

【0038】

また、位置決め部材１１０Ａ及び１１Ｂと、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂにおけるそれぞれの断面形状が正多面体である場合には、正多面体の一辺の長さをａ_２、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれの正多角形の一辺の長さをａ_３とすると、以下の（３）式を満たすことが好ましい。

【0039】

【数3】

【0040】

また、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂが貫通孔でない場合には、孔部１０７Ａ及び１０８Ａのそれぞれの深さは、孔部１０７Ａ及び１０８Ａの入口部に位置決め部材１１０Ａが接触した際に、孔部１０７Ａ及び１０８Ａの底部に位置決め部材１１０Ａが接触しない深さであることが好ましい。

【0041】

同様に、孔部１０７Ｂ及び１０８Ｂのそれぞれの深さは、孔部１０７Ｂ及び１０８Ｂの入口部に位置決め部材１１０Ｂが接触した際に、孔部１０７Ｂ及び１０８Ｂの底部に位置決め部材１１０Ｂが接触しない深さであることが好ましい。

【0042】

一方、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂのそれぞれを貫通孔にすると、固定部１３０における支持部１０６Ａ及び１０Ｂに対向する面とは反対側の面に接着するパッケージ部材等に対する位置決めのために、孔部１０７Ａ、１０７Ｂ、１０８Ａ及び１０８Ｂを利用できるため、好適である。

【0043】

＜可動装置１００の作用効果＞
近年、プロジェクタ等に代表される画像表示装置や、ＬｉＤＡＲ(Light Detection And Ranging)等の距離測定装置に搭載される小型光走査手段として、ＭＥＭＳ技術によって製造される可動装置の開発が進んでいる。これらの可動装置では、反射面を含む可動部を揺動軸回りに揺動させて、反射面に入射する光を揺動軸と直交する方向に走査する。また可動装置による走査光の走査角度を拡大するために、可動装置における反射面のサイズとして、円形の反射面の場合には直径１ｍｍ以上、矩形の反射面の場合には辺の長さ１ｍｍ以上等の大きなサイズが求められる場合がある。また可動部の揺動角度として、１０度以上等の大きな揺動角度が求められる場合がある。

【0044】

ここで、図３は比較例に係る可動装置１００Ｘの構成を示している。可動装置１００Ｘも可動装置１００と同様に、ばね部１０２ＡＸは可動部１０１Ｘと所定の箇所で接続され、ばね部１０２ＢＸは上記の所定の箇所とは異なる箇所で可動部１０１Ｘと接続され、可動部１０１Ｘを図３のＥ軸回りに揺動可能に構成されている。可動装置１００Ｘは、反射面としての可動部１０１Ｘの表面に入射する光をＥ軸と直交する方向に走査できる。

【0045】

しかし、可動装置１００Ｘでは、可動部１０１Ｘ、ばね部１０２ＡＸ、及びばね部１０２ＢＸの周囲を囲むように支持部１０６Ｘが設けられている。この構成で可動部１０１Ｘの反射面のサイズを大きくすると、支持部１０６Ｘにおける可動部１０１Ｘの側部１０５Ｘに、可動部１０１Ｘがぶつかるために、反射面のサイズが制限される場合がある。また可動部１０１Ｘの揺動角度を大きくすると、支持部１０６Ｘにおける側部１０５Ｘで、可動部１０１Ｘによる反射光が遮られるために、可動装置１００Ｘによる光の走査角度が制限される場合がある。

【0046】

本実施形態では、揺動軸と直交する方向に沿う可動部１０１の両側に開放部１０５を設けているため（図２（ａ）参照）、可動部１０１における反射面のサイズを大きくしても、可動部１０１に支持部がぶつからない構成になっている。また可動部１０１の揺動角度を大きくしても、可動部１０１による反射光を支持部が遮らない構成になっている。これにより、可動部１０１における反射面のサイズを拡大でき、また可動部１０１の揺動角度を大きくすることができる。

【0047】

一方で、可動装置１００では、開放部１０５を設けることで、支持部が可動部１０１を挟んで支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの２つに分断された構成になっている。支持部が分断された構成では、可動装置１００の製造の際や、可動装置１００の使用時に周囲の環境温度が変化した際等に、支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離が変化する場合がある。このような距離変化によって、可動装置１００の共振周波数が変化したり、可動装置１００の破壊（破損）角度が低下したりする場合があり、信頼性の点で改善の余地があった。

【0048】

本実施形態では、支持部１０６Ａ（第１の支持部）と支持部１０６Ｂ（第２の支持部）を固定部１３０により固定する。また支持部１０６Ａに設けられた孔部１０７Ａ（第１の孔部）と固定部１３０に設けられた孔部１０８Ａ（第３の孔部）との間に位置決め部材１１０Ａを設け、支持部１０６Ｂに設けられた孔部１０７Ｂ（第２の孔部）と固定部１３０に設けられた孔部１０８Ｂ（第４の孔部）との間に位置決め部材１１０Ｂを設けている。

【0049】

固定部１３０が固定することで、支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離の変化を抑制でき、位置決め部材１１０Ａ及び１１０Ｂにより規定した支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離を維持することができる。

【0050】

また、可動装置１００をシリコンウエハやＳＯＩ（（Silicon on Insulator））ウエハを用いて半導体プロセスで製造すると、数μｍ以下の高い寸法精度で支持部１０６Ａに孔部１０７Ａを形成し、支持部１０６Ｂに孔部１０７Ｂを形成できるため、支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離を正確に規定できる。

【0051】

また、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂと同じ素材のシリコンウエハ又はＳＯＩウエハを用いて固定部１３０を形成すると、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂと固定部１３０との線膨張係数が等しくなるため、周囲の環境温度等に起因する支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離の変化を抑制できる。

【0052】

また、固定部１３０の素材としてシリコン又はＳＯＩを用いると、半導体プロセスで固定部１３０を製造できるため、高精度に固定部１３０を製造できる。但し、固定部１３０の素材は、シリコン又はＳＯＩに限定されるものではなく、シリコンまたはＳＯＩを素材として用いた支持部１０６Ａ及び１０６Ｂとの線膨張係数の差が小さい酸化シリコン又はセラミック等の素材を固定部１３０用いることもできる。なお、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを形成する素材と固定部１３０を形成する素材との線膨張係数の差は１０ｐｐｍ以下であることが望ましい。

【0053】

ここで、本実施形態では、矩形形状の可動部１０１と、ミアンダ構造のばね部１０２Ａ及び１０２Ｂを備える可動装置１００の構成を例示したが、これに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。以下にその一例を示す。

【0054】

＜変形例に係る可動装置２００の構成例＞
図４は、変形例に係る可動装置２００の全体構成の一例を示す図である。図４における断面２００Ｐは、可動装置２００のＣ－Ｃ'矢視断面を示している。なお、可動装置１００と同じ構成及び機能等を有する部分については適宜重複する説明を省略する。

【0055】

図４に示すように、可動装置２００は、本体部２２０と、固定部２３０とを有する。また本体部２２０は、可動部２０１と、ばね部２０２Ａ及び２０２Ｂと、駆動部２０３Ａ及び２０３Ｂと、支持部２０６Ａ及び２０６Ｂとを有する。

【0056】

ばね部２０２Ａは、可動部２０１と所定の箇所で接続され、可動部２０１を揺動させる第１の梁部の一例である。ばね部２０２Ｂは、上記の所定の箇所とは異なる箇所で可動部２０１と接続され、可動部２０１を揺動させる第２の梁部の一例である。ばね部２０２Ａ及び２０２Ｂは可動部２０１を図４のＥ軸回りに揺動させる。

【0057】

また可動部２０１は円形に形成され、入射する光を反射する反射面が表面に形成されている。可動装置２００は、可動部２０１がＥ軸回りに揺動することで、可動部２０１の反射面による反射光をＥ軸と直交する方向に走査することができる。なお、反射面は、可動部２０１の表面自体を反射面としてもよいし、可動部２０１の表面に反射面を形成した構成にしてもよい。

【0058】

駆動部２０３Ａは、ばね部２０２Ａ状に設けられた薄膜の圧電材料である。駆動電圧に応答してばね部２０２Ａを変形させることで、可動部２０１を揺動させるための駆動力を供給する。駆動部２０３Ｂは、ばね部２０２Ｂ上に設けられた薄膜の圧電材料である。駆動電圧に応答してばね部２０２Ｂを変形させることで、可動部２０１を揺動させるための駆動力を供給する。圧電材料としては、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等が挙げられるが、その他の圧電材料であってもよく、種類は問わない。

【0059】

支持部２０６Ａは、ばね部２０２Ａを支持する第１の支持部の一例である。支持部２０６Ｂは、ばね部２０２Ｂを支持する第２の支持部の一例である。固定部２３０は、支持部２０６Ａと支持部２０６Ｂを固定する固定部である。

【0060】

固定部２３０は、位置決め部材２１０Ａを介して支持部２０６Ａを固定し、また位置決め部材２１０Ｂを介して支持部２０６Ｂを固定する。固定部２３０は接着剤２１１により支持部２０６Ａ及び２０６Ｂを固定することができる。

【0061】

図５は、可動装置２００の構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部２２０の構成を示す図、（ｂ）は固定部２３０の構成を示す図である。図５（ａ）における断面２２０Ｐは、本体部２２０のＡ－Ａ'矢視断面を示し、図５（ｂ）における断面２３０Ｐは、固定部２３０のＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0062】

図５（ａ）に示すように、可動装置２００は、開放部２０５を備え、揺動軸と直交する方向に沿う可動部２０１の両側に遮るものがない、開放された構成になっている。可動装置２００の支持部２０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部２０７Ａが形成され、支持部２０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部２０７Ｂが形成されている。

【0063】

また図５（ｂ）に示すように、固定部２３０には、孔部２０８Ａと孔部２０８Ｂが形成されている。孔部２０８Ａは、孔部２０７Ａに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部１０８Ｂは、孔部２０７Ｂに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。

【0064】

このように構成された可動装置２００によっても、可動装置１００と同様の作用効果を得ることができる。

【0065】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る可動装置１００ａについて説明する。なお、第１実施形態に係る可動装置１００と説明が重複する部分については適宜説明を省略する。この点は、以降に示す他の実施形態においても同様とする。

【0066】

＜可動装置１００ａの構成例＞
図６は、可動装置１００ａの全体構成の一例を示す図である。図６における断面１００ａＰは、可動装置１００ａのＣ－Ｃ'矢視断面を示している。図６に示すように、可動装置１００ａは、本体部１２０ａと、固定部１３０ａとを有する。

【0067】

固定部１３０ａは、位置決め部材１１０Ａａを介して支持部１０６Ａを固定し、また位置決め部材１１０Ｂａを介して支持部１０６Ｂを固定する。固定部１３０ａは接着剤１１１により支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定することができる。

【0068】

図７は、可動装置１００ａの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部１２０ａの構成を示す図、（ｂ）は固定部１３０ａの構成を示す図である。図７（ａ）における断面１２０ａＰは、本体部１２０ａのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図７（ｂ）における断面１３０ａＰは、固定部１３０ａのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0069】

図７（ａ）に示すように、可動装置１００ａの支持部１０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部１０７Ａａが形成されている。孔部１０７Ａａは３つの孔により構成されている。孔部１０７Ａａにおける３つの孔のそれぞれは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ａが支持部１０６Ａを固定する際に固定部１３０ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０７Ａａは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。なお、本実施形態では孔部１０７Ａａが３つの孔により構成される例を示すが、個数はこれに限定されるものではなく、２個以上であれば任意の個数であってもよい。

【0070】

また支持部１０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部１０７Ｂａが形成されている。孔部１０７Ｂａも３つの孔により構成されている。孔部１０７Ｂａにおける３つの孔のそれぞれは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ａが支持部１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０７Ｂａは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0071】

孔部１０７Ａａと孔部１０７Ｂａは、可動部１０１を挟んで略対称となる位置に設けられている。また孔部１０７Ａａにおける３つの孔と、孔部１０７Ｂａの３つの孔は、それぞれＥ軸を挟んで略対称となる位置に設けられている。

【0072】

また図７（ｂ）に示すように、固定部１３０ａには、孔部１０８Ａａと孔部１０８Ｂａが形成されている。孔部１０８Ａａは、孔部１０７Ａａに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部１０７Ａａに対応して３つの孔で構成されている。孔部１０８Ａａは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ａが支持部１０６Ａを固定する際に支持部１０６Ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ａａは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0073】

孔部１０８Ｂａは、孔部１０７Ｂａに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部１０７Ｂａに対応して３つの孔で構成されている。孔部１０８Ｂａは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ａが支持部１０６Ｂを固定する際に支持部１０６Ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ｂａは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0074】

位置決め部材１１０Ａａ（図６参照）は、孔部１０７Ａａと孔部１０８Ａａとの間に設けられている。位置決め部材１１０Ａａは、孔部１０７Ａａと孔部１０８Ａａのそれぞれの個数に対応して、３つの部材により構成されている。また位置決め部材１１０Ｂａ（図６参照）は、孔部１０７Ｂａと孔部１０８Ｂａとの間に設けられている。位置決め部材１１０Ｂａは、孔部１０７Ｂａと孔部１０８Ｂａのそれぞれの個数に対応して、３つの部材により構成されている。

【0075】

位置決め部材１１０Ａａは個数が３つに変更されている点以外は位置決め部材１１０Ａと同様の部材であり、位置決め部材１１０Ｂａも個数が３つに変更されている点以外は位置決め部材１１０Ｂと同様の部材である。そのため、ここでは位置決め部材１１０Ａａ及び１１０Ｂａの機能や形状に関する重複する説明を省略する。

【0076】

＜可動装置１００ａの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態では、孔部１０７Ａａ及び１０７Ｂａがそれぞれ複数（本実施形態では３つ）の孔により構成され、孔部１０７Ａａ及び１０７Ｂａの個数に対応して、孔部１０８Ａａ及び１０８Ｂａが複数の孔により構成されている。また孔部１０７Ａａ、１０７Ｂａ、１０８Ａａ及び１０８Ｂａの個数に対応して、位置決め部材１１０Ａａ及び１１０Ｂａのそれぞれは複数の部材で構成されている。

【0077】

本体部１２０ａと固定部１３０ａとの位置決めを複数の孔を利用して行うことで、可動装置１００ａの製造の際や、可動装置１００ａの使用時に周囲の環境温度が変化した際に、支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離の変化をより好適に抑制できる。

【0078】

また本実施形態では、孔部１０７Ａａ、１０７Ｂａ、１０８Ａａ及び１０８Ｂａのそれぞれにおける複数の孔を、揺動軸であるＥ軸に対して線対称になるような位置に配置する。これにより、支持部１０６Ａと支持部１０６Ｂの間の距離の変化に対して均等に応力が発生するため、特定箇所に応力が集中して可動装置１００ａが破壊又は破損することを防止できる。

【0079】

なお、上記以外の効果については、第１実施形態で説明したものと同様である。

【0080】

＜変形例に係る可動装置２００ａの構成例＞
ここで図８は、変形例に係る可動装置２００ａの全体構成の一例を示す図である。図８における断面２００ａＰは、可動装置２００ａのＣ－Ｃ'矢視断面を示している。なお、上述した実施形態及び変形例で説明したものと同じ構成及び機能等を有する部分については重複する説明を適宜省略する。この点は、以降で変形例に係る可動装置を説明する場合にも同様とする。

【0081】

図８に示すように、可動装置２００ａは、本体部２２０ａと、固定部２３０ａとを有する。固定部２３０ａは、位置決め部材２１０Ａａを介して支持部２０６Ａを固定し、また位置決め部材２１０Ｂａを介して支持部２０６Ｂを固定する。固定部２３０ａは接着剤２１１により支持部２０６Ａａ及び２０６Ｂａを固定することができる。

【0082】

図９は、可動装置２００ａの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部２２０ａの構成を示す図、（ｂ）は固定部２３０ａの構成を示す図である。図９（ａ）における断面２２０ａＰは、本体部２２０ａのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図９（ｂ）における断面２３０ａＰは、固定部２３０ａのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0083】

図９（ａ）に示すように、可動装置２００ａの支持部２０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部２０７Ａａが形成され、支持部２０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部２０７Ｂａが形成されている。孔部２０７Ａａ及び２０７Ｂａは、それぞれ３つの孔により構成されている。

【0084】

また図９（ｂ）に示すように、固定部２３０ａには、孔部２０８Ａａと孔部２０８Ｂａが形成されている。孔部２０８Ａａは、孔部２０７Ａａに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部２０７Ａａに対応して３つの孔により構成されている。孔部２０８Ｂａは、孔部２０７Ｂaに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部２０７Ｂａに対応して３つの孔により構成されている。

【0085】

このように構成された可動装置２００ａによっても、可動装置１００ａと同様の作用効果を得ることができる。

【0086】

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る可動装置１００ｂについて説明する。

【0087】

＜可動装置１００ｂの構成例＞
図１０は、可動装置１００ｂの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部１２０ｂの構成を示す図、（ｂ）は固定部１３０ｂの構成を示す図である。図１０（ａ）における断面１２０ｂＰは、本体部１２０ｂのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図１０（ｂ）における断面１３０ｂＰは、固定部１３０ｂのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0088】

図１０（ａ）に示すように、可動装置１００ｂの支持部１０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部１０７Ａｂが形成されている。孔部１０７Ａｂは３つの孔により構成されている。孔部１０７Ａｂにおける３つの孔のそれぞれは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｂが支持部１０６Ａを固定する際に固定部１３０ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０７Ａｂは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。なお、本実施形態では孔部１０７Ａｂが３つの孔により構成される例を示すが、個数はこれに限定されるものではなく、１つ以上であれば任意の個数であってもよい。

【0089】

また支持部１０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部１０７Ｂｂが形成されている。孔部１０７Ｂｂも３つの孔により構成されている。孔部１０７Ｂｂにおける３つの孔のそれぞれは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｂが支持部１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０７Ｂｂは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0090】

孔部１０７Ａｂと孔部１０７Ｂｂは、可動部１０１を挟んで対称となる位置に設けられている。また孔部１０７Ａａと孔部１０７Ｂａにおける３つの孔は、それぞれＥ軸を挟んで対称となる位置に設けられている。

【0091】

また図１０（ｂ）に示すように、固定部１３０ｂには、孔部１０８Ａｂと孔部１０８Ｂｂが形成されている。孔部１０８Ａｂは、孔部１０７Ａｂに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部１０７Ａｂに対応して３つの孔により構成されている。孔部１０８Ａｂは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｂが支持部１０６Ａを固定する際に支持部１０６Ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ａｂは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0092】

孔部１０８Ｂｂは、孔部１０７Ｂｂに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部１０７Ｂｂに対応して３つの孔により構成されている。孔部１０８Ｂｂは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｂが支持部１０６Ｂを固定する際に支持部１０６Ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ｂｂは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0093】

ここで、固定部１３０ｂにおける支持部１０６Ａを固定する部分は、支持部１０６Ａに対応する形状に形成されている。支持部１０６Ａに対応する形状とは、例えば支持部１０６Ａと同じ形状である。但し、厳密に同じ形状でなくてもよく、一般に製造誤差と認められる程度の違いは許容される。

【0094】

同様に、固定部１３０ｂにおける支持部１０６Ｂを固定する部分は、支持部１０６Ｂに対応する形状に形成されている。支持部１０６Ｂに対応する形状とは、例えば支持部１０６Ｂと同じ形状である。但し、厳密に同じ形状でなくてもよく、一般に製造誤差と認められる程度の違いは許容される。

【0095】

なお、第１及び第２実施形態で説明したものと同様に、孔部１０７Ａａと孔部１０８Ａａとの間、並びに孔部１０７Ｂａと孔部１０８Ｂａとの間には、それぞれ位置決め部材が設けられる。この位置決め部材の機能及び形状は、第１及び第２実施形態で説明したものと同様である。

【0096】

＜可動装置１００ｂの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態では、固定部１３０ｂにおける支持部１０６Ａを固定する部分は、支持部１０６Ａに対応する形状に形成され、固定部１３０ｂにおける支持部１０６Ｂを固定する部分は、支持部１０６Ｂに対応する形状に形成されている。

【0097】

このようにすることで、固定部１３０ｂが本体部１２０ｂを固定した後の可動装置１００ｂを、パッケージ部材や回路基板等に実装する際に、固定部１３０ｂにおける支持部１０６Ａ及び１０６Ｂに対向する面とは反対側の面全体を、パッケージ部材や回路基板に接着できる。これにより、固定部１３０ｂを配置するための凹凸形状等をパッケージ部材や回路基板に設けなくてもよくなり、パッケージ部材や回路基板の構成を簡略化できる。また、固定部１３０ｂと支持部１０６Ａ及び１０６Ｂとの接着面積が大きくなるため、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂが変形しにくくなり、製造の際や、使用時に周囲の環境温度が変化した際の影響を受けにくくすることができる。

【0098】

なお、上記以外の効果については、第１及び第２実施形態で説明したものと同様である。

【0099】

＜変形例に係る可動装置２００ｂの構成例＞
ここで、図１１は、変形例に係る可動装置２００ｂの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部２２０ｂの構成を示す図、（ｂ）は固定部２３０ｂの構成を示す図である。図１１（ａ）における断面２２０ｂＰは、本体部２２０ｂのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図１１（ｂ）における断面２３０ｂＰは、固定部２３０ｂのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0100】

図１１（ａ）に示すように、可動装置２００ｂの支持部２０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部２０７Ａｂが形成され、支持部２０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部２０７Ｂｂが形成されている。孔部２０７Ａｂ及び２０７Ｂｂは、それぞれ３つの孔により構成されている。

【0101】

また図１１（ｂ）に示すように、固定部２３０ｂには、孔部２０８Ａｂと孔部２０８Ｂｂが形成されている。孔部２０８Ａｂは、孔部２０７Ａｂに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部２０７Ａｂに対応して３つの孔により構成されている。孔部２０８Ｂｂは、孔部２０７Ｂｂに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部２０７Ｂｂに対応して３つの孔により構成されている。

【0102】

ここで、固定部２３０ｂにおける支持部２０６Ａを固定する部分は、支持部２０６Ａに対応する形状に形成されている。支持部２０６Ａに対応する形状とは、例えば支持部２０６Ａと同じ形状である。但し、厳密に同じ形状でなくてもよく、一般に製造誤差と認められる程度の違いは許容される。

【0103】

同様に、固定部２３０ｂにおける支持部２０６Ｂを固定する部分は、支持部２０６Ｂに対応する形状に形成されている。支持部２０６Ｂに対応する形状とは、例えば支持部２０６Ｂと同じ形状である。但し、厳密に同じ形状でなくてもよく、一般に製造誤差と認められる程度の違いは許容される。

【0104】

このように構成された可動装置２００ｂによっても、可動装置１００ｂと同様の作用効果を得ることができる。

【0105】

［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係る可動装置１００ｃについて説明する。

【0106】

＜可動装置１００ｃの構成例＞
図１２は、可動装置１００ｃの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部１２０ｃの構成を示す図、（ｂ）は固定部１３０ｃの構成を示す図である。図１２（ａ）における断面１２０ｃＰは、本体部１２０ｃのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図１２（ｂ）における断面１３０ｃＰは、固定部１３０ｃのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0107】

図１２（ａ）に示すように、可動装置１００ｃの支持部１０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部１０７Ａｃが形成されている。孔部１０７Ａｃは３つの孔により構成されている。孔部１０７Ａｃにおける３つの孔のそれぞれは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｃが支持部１０６Ａを固定する際に固定部１３０ｃに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０７Ａｃは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。なお、本実施形態では孔部１０７Ａｃが３つの孔により構成される例を示すが、個数はこれに限定されるものではなく、１つ以上であれば任意の個数であってもよい。

【0108】

また支持部１０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部１０７Ｂｃが形成されている。孔部１０７Ｂｃも３つの孔により構成されている。孔部１０７Ｂｃにおける３つの孔のそれぞれは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｃが支持部１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｃに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０７Ｂｃは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0109】

孔部１０７Ａｃと孔部１０７Ｂｃは、可動部１０１を挟んで対称となる位置に設けられている。また孔部１０７Ａｃと孔部１０７Ｂｃにおける３つの孔は、Ｅ軸を挟んで対称となる位置に設けられている。

【0110】

また、図１２（ｂ）に示すように、固定部１３０ｃには、孔部１０８Ａｃと孔部１０８Ｂｃが形成されている。孔部１０８Ａｃは、孔部１０７Ａｃに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部１０７Ａｃに対応して３つの孔により構成されている。孔部１０８Ａｃは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｃが支持部１０６Ａを固定する際に支持部１０６Ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ａｃは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0111】

孔部１０８Ｂｃは、孔部１０７Ｂｃに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部１０７Ｂｃに対応して３つの孔により構成されている。孔部１０８Ｂｃは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｃが支持部１０６Ｂを固定する際に支持部１０６Ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０８Ｂｃは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0112】

ここで、固定部１３０ｃは、固定部１３０ｃが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に可動部１０１に対向する部分が、固定部１３０ｃにおける他の部分より細く形成されている。図１２（ｂ）では、対向部分１３１が、固定部１３０ｃが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に可動部１０１に対向する部分に対応する。対向部分１３１の太さｗ_１は、固定部１３０ｃにおける他の部分の太さｗ_２より細く形成されている。

【0113】

なお、第１及び第２実施形態で説明したものと同様に、孔部１０７Ａａと孔部１０８Ａａとの間、並びに孔部１０７Ｂａと孔部１０８Ｂａとの間には、それぞれ位置決め部材が設けられる。この位置決め部材の機能及び形状は、第１及び第２実施形態で説明したものと同様である。

【0114】

＜可動装置１００ｃの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態では、固定部１３０ｃは、固定部１３０ｃが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に可動部１０１に対向する部分が、固定部１３０ｃにおける他の部分より細く形成されている。

【0115】

このようにすることで、可動部１０１の揺動角度が大きくなっても可動部１０１と固定部１３０ｃの接触を回避するとともに、固定部１３０ｃの剛性の低下を抑制することができる。ここで、可動部１０１の回転中心Ｑから可動部１０１における固定部１３０ｃに対向する面までの距離をｔとし（図１２（ａ）に破線の丸Ｒで示した部分拡大図参照）、可動部１０１における固定部１３０ｃに対向する面から、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂにおける固定部１３０ｃに対向する面までの距離をＨとする（図１２（ａ）参照）。また可動部１０１の最大揺動角度をθとすると、以下の（４）式を満足することが好ましい。

【0116】

【数4】

【0117】

（４）式を満足することで、可動部１０１の揺動角度が大きくなっても、可動部１０１と固定部１３０ｃの接触を回避するとともに、固定部１３０ｃの剛性の低下を抑制する効果をより好適に得ることができる。

【0118】

なお、上記以外の効果については、第１及び第２実施形態で説明したものと同様である。

【0119】

＜変形例に係る可動装置２００ｃの構成例＞
ここで、図１３は、変形例に係る可動装置２００ｃの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部２２０ｃの構成を示す図、（ｂ）は固定部２３０ｃの構成を示す図である。図１３（ａ）における断面２２０ｃＰは、本体部２２０ｃのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図１３（ｂ）における断面２３０ｃＰは、固定部２３０ｃのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0120】

図１３（ａ）に示すように、可動装置２００ｃの支持部２０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部２０７Ａｃが形成され、支持部２０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部２０７Ｂｃが形成されている。

【0121】

また図１３（ｂ）に示すように、固定部２３０ｃには、孔部２０８Ａｃと孔部２０８Ｂｃが形成されている。孔部２０８Ａｃは、孔部２０７Ａｃに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部２０８Ｂｃは、孔部２０７Ｂｃに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。

【0122】

ここで、固定部２３０ｃは、固定部２３０ｃが支持部２０６Ａ及び２０６Ｂを固定する際に可動部２０１に対向する部分が、固定部２３０ｃにおける他の部分より細く形成されている。図１３（ｂ）では、対向部分２３１が可動部２０１に対向する部分に対応する。対向部分２３１の太さｘ_１は、固定部２３０ｃにおける他の部分の太さｘ_２より細くなっている。

【0123】

このように構成された可動装置２００ｃによっても、可動装置１００ｃと同様の作用効果を得ることができる。

【0124】

［第５実施形態］
次に、第５実施形態に係る可動装置１００ｄについて説明する。

【0125】

＜可動装置１００ｄの構成例＞
図１４は、可動装置１００ｄの全体構成の一例を示す図である。図１４における断面１００ｄＰは、可動装置１００ｄのＣ－Ｃ'矢視断面を示している。図１４に示すように、可動装置１００ｄは、本体部１２０ｄと、固定部１３０ｄとを有する。

【0126】

固定部１３０ｄは、位置決め部材１１０Ａｄを介して支持部１０６Ａを固定し、また位置決め部材１１０Ｂｄを介して支持部１０６Ｂを固定する。固定部１３０ｄは接着剤１１１により支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定することができる。位置決め部材１１０Ａｄ及び１１０Ｂｄの機能及び形状は、第１及び第２実施形態で説明したものと同様である。

【0127】

図１５は、可動装置１００ｄの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部１２０ｄの構成を示す図、（ｂ）は固定部１３０ｄの構成を示す図である。図１５（ａ）における断面１２０ｄＰは、本体部１２０ｄのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図１５（ｂ）における断面１３０ｄＰは、固定部１３０ｄのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0128】

図１５（ａ）に示すように、可動装置１００ｄの支持部１０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部１０７Ａｄが形成されている。孔部１０７Ａｄは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａを固定する際に固定部１３０ｄに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０７Ａｄは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0129】

また支持部１０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部１０７Ｂｄが形成されている。孔部１０７Ｂｄは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｄが支持部１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｄに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。また孔部１０７Ｂｄは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0130】

孔部１０７Ａｄと孔部１０７Ｂｄは、可動部１０１を挟んで対称となる位置に設けられている。

【0131】

また、図１５（ｂ）に示すように、固定部１３０ｄには、孔部１０８Ａｄと孔部１０８Ｂｄが形成されている。孔部１０８Ａｄは、孔部１０７Ａｄに対応するように設けられた第３の孔部の一例である。孔部１０８Ａｄは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａを固定する際に支持部１０６Ａに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０８Ａｄは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0132】

孔部１０８Ｂｄは、孔部１０７Ｂｄに対応するように設けられた第４の孔部の一例である。孔部１０８Ｂｄは、貫通孔であってもよいし、固定部１３０ｄが支持部１０６Ｂを固定する際に支持部１０６Ｂに対向する側の面に設けられた凹部であってもよい。孔部１０８Ｂｄは、断面形状が矩形の孔部であるが、これに限定されるものではなく、断面形状を適宜選択可能である。

【0133】

ここで、固定部１３０ｄにおける支持部１０６Ａ及び１０６Ｂのそれぞれを接着する接着領域１３２は、固定部１３０ｄにおける接着領域１３２以外の領域より高くなるように形成されている。また固定部１３０ｄにおいて、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に可動部１０１に対向する対向領域１３３は、固定部１３０ｄにおける対向領域１３３以外の領域より低くなるように形成されている。

【0134】

また、可動部１０１において、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｄに対向する面には、可動部１０１の変形を抑制するためのリブ構造１０８が形成されている。

【0135】

＜可動装置１００ｄの作用効果＞
以上説明したように、本実施形態では、固定部１３０ｄにおける支持部１０６Ａ及び１０６Ｂのそれぞれを接着する接着領域１３２は、固定部１３０ｄにおける接着領域１３２以外の領域より高くなるように形成されている。これにより、可動部１０１の揺動角度が大きくなった場合にも、可動部１０１及びばね部１０２Ａ及び１０２Ｂと、固定部１３０ｄが接触することを防止できる。

【0136】

また、本実施形態のように、可動部１０１において、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｄに対向する面にリブ構造１０８が形成されていると、可動部１０１の揺動角度を大きくした場合に、可動部１０１及びばね部１０２Ａ及び１０２Ｂと、固定部１３０ｄとが接触する場合がある。接触によって、可動装置１００ｄの共振周波数が変化したり、可動部１０１が破損したり、信頼性の点で懸念が生じる場合がある。

【0137】

本実施形態では、固定部１３０ｄにおいて、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に可動部１０１に対向する対向領域１３３を、固定部１３０ｄにおける対向領域１３３以外の領域より低くなるように形成する。これにより、可動部１０１の揺動角度を大きくしても、可動部１０１及びばね部１０２Ａ及び１０２Ｂと、固定部１３０ｄとの接触を回避でき、信頼性を向上させることができる。

【0138】

なお、リブ構造１０８において、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｄに対向する面１０９と、支持部１０６Ａ及び１０６Ｂにおいて、固定部１３０ｄが支持部１０６Ａ及び１０６Ｂを固定する際に固定部１３０ｄに対向する面１１０との高さが同じである場合、接着領域１３２と対向領域１３３との高さの差Ｈ_２は以下の（５）式を満足することが好ましい。

【0139】

【数5】

なお、上記以外の効果については、第１実施形態で説明したものと同様である。

【0140】

＜変形例に係る可動装置２００ｄの構成例＞
ここで図１６は、変形例に係る可動装置２００ｄの構成の一例を示す図であり、（ａ）は本体部２２０ｄの構成を示す図、（ｂ）は固定部２３０ｄの構成を示す図である。図１６（ａ）における断面２２０ｄＰは、本体部２２０ｄのＡ－Ａ'矢視断面を示し、図１６（ｂ）における断面２３０ｄＰは、固定部２３０ｄのＢ－Ｂ'矢視断面を示している。

【0141】

図１６（ａ）に示すように、可動装置２００ｄの支持部２０６Ａには、第１の孔部の一例としての孔部２０７Ａｄが形成され、支持部２０６Ｂには、第２の孔部の一例としての孔部２０７Ｂｄが形成されている。

【0142】

ここで、図１６（ｂ）に示すように、固定部２３０ｄにおける支持部２０６Ａ及び２０６Ｂのそれぞれを接着する接着領域２３２は、固定部２３０ｄにおける接着領域２３２以外の領域より高くなるように形成されている。また固定部２３０ｄにおいて、固定部２３０ｄが支持部２０６Ａ及び２０６Ｂを固定する際に可動部２０１に対向する対向領域２３３は、固定部２３０ｄにおける対向領域２３３以外の領域より低くなるように形成されている。

【0143】

このように構成された可動装置２００ａによっても、可動装置１００ａと同様の作用効果を得ることができる。

【0144】

［その他の好適な実施形態］
実施形態に係る可動装置は、各種のシステム及び装置に適用可能である。以下では、実施形態に係る可動装置の各種システム及び装置への適用例を説明する。以降では、実施形態に係る可動装置を可動装置１３として説明するが、この可動装置１３には、上述した可動装置１００ａ乃至１００ｄ、及び２００ａ乃至２００ｄの何れを適用することもできる。

【0145】

［光走査システム］
まず、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１７～図２０に基づいて詳細に説明する。

【0146】

図１７には、光走査システムの一例の概略図が示されている。図１７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。

【0147】

光走査システム１０は、制御装置１１と、光源装置１２と、反射面１４とを有する可動装置１３により構成される。ここで、可動装置１３は光偏向器の一例である。

【0148】

制御装置１１は、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、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、レーザを照射するレーザ装置等である。被走査面１５は、スクリーン等である。

【0149】

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。

【0150】

光源装置１２は、入力された駆動信号に基づいて光源を駆動させる。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軸方向または２軸方向の少なくとも何れかに可動させる。

【0151】

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、所定の１軸周りに偏向して光走査する。これにより、被走査面１５に任意の画像を投影することができる。なお、実施形態の可動装置の詳細および制御装置による制御の詳細については後述する。

【0152】

次に、光走査システム１０のハードウェア構成について、図１８を用いて説明する。図１８は、光走査システム１０の一例のハードウェア構成図である。図１８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および可動装置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と、ＲＡＭ２１（Random Access Memory）と、ＲＯＭ２２（Read Only Memory）と、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）２３と、外部Ｉ／Ｆ（Interface）２４と、光源装置ドライバ２５と、可動装置ドライバ２６とを備えている。

【0153】

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。

【0154】

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。

【0155】

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。

【0156】

ＦＰＧＡ２３は、ＣＰＵ２０の処理に従って、光源装置ドライバ２５およ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。

【0157】

外部Ｉ／Ｆ２４は、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、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、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、外部装置との接続また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。

【0158】

光源装置ドライバ２５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。

【0159】

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。

【0160】

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。また、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。

【0161】

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、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、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。さらに、光走査により距離測定を行う場合は、光走査情報は距離測定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。

【0162】

制御装置１１は、ＣＰＵ２０の命令及び図１８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できる。

【0163】

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１９を用いて説明する。図１９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。

【0164】

図１９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。

【0165】

制御部３０は、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。具体的には、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。

【0166】

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または可動装置１３に駆動信号を出力する。

【0167】

駆動信号は、光源装置１２または可動装置１３の駆動を制御するための信号である。光源装置１２においては、光源の照射タイミングおよび照射強度を制御する駆動電圧である。また、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。

【0168】

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２０を用いて説明する。図２０は、光走査システムに係る処理の一例のフローチャートである。

【0169】

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。

【0170】

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。

【0171】

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および可動装置１３に出力する。

【0172】

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を可動させる。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。

【0173】

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を制御する装置および機能を有しているが、光源装置用の制御装置および可動装置用の制御装置と、別体に設けてもよい。

【0174】

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。

【0175】

このように、実施形態の可動装置を光走査システムに適用することにより、信頼性に優れた光走査システムを提供することができる。

【0176】

［画像投影装置］
次に、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２１及び図２２を用いて詳細に説明する。

【0177】

図２１は、画像投影装置の一例であり、偏向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の実施形態に係る概略図である。また、図２２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。画像投影装置は、光走査により画像を投影する装置である。

【0178】

図２１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、「車両」の一例である自動車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。

【0179】

図２２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トレンズ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、コリメートレンズ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。

【0180】

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。

【0181】

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、コリメートレンズ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。

【0182】

可動装置１３は、反射面１４を２軸方向に往復揺動させ、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。

【0183】

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、また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。

【0184】

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。

【0185】

このように、実施形態の可動装置を画像投影装置に適用することにより、信頼性に優れた画像投影装置を提供することができる。

【0186】

［光書込装置］
次に、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２３及び図２４を用いて詳細に説明する。

【0187】

図２３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２４は、光書込装置の一例の概略図である。

【0188】

図２３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本また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。

【0189】

図２４に示すように、光書込装置６００において、レーザ素子等の光源装置１２からのレーザ光は、コリメート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軸方向または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６０２ｃからなる走査光学系６０２を経て、被走査面１５（感光体ドラムや感光紙等）に照射されて光書込みを行う。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させる。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。

【0190】

このように光書込装置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。

【0191】

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６００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６００の静粛性の改善に有利である。光書込装置６００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。

【0192】

このように、実施形態の可動装置を光書込装置に適用することにより、信頼性に優れた光書込装置を提供することができる。

【0193】

［距離測定装置］
次に、実施形態の可動装置１３を適用した距離測定装置について、図２５及び図２６を用いて詳細に説明する。

【0194】

図２５は、距離測定装置の一例であり、また偏向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。また、図２６はライダ装置の一例の概略図である。

【0195】

距離測定装置は、対象方向の距離を測定する装置である。

【0196】

図２５に示すように、ライダ装置７００は、「車両」の一例である自動車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の距離を測定する。

【0197】

図２６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。

【0198】

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、また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。

【0199】

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、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測定できる。ライダ装置７００の搭載位置は、自動車７０１の上部前方に限定されず、側面や後方に搭載されてもよい。

【0200】

上述した例では、ライダ装置７００の説明をしたが、これに限定されるものではない。距離測定装置は、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の距離を測定する装置であればよい。

【0201】

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等にも同様に適用できる。

【0202】

このように、実施形態の可動装置を距離測定装置に適用することにより、信頼性に優れた距離測定装置を提供することができる。

【0203】

［レーザヘッドランプ］
次に、実施形態の可動装置１３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２７を用いて説明する。図２７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。

【0204】

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。

【0205】

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方向に駆動させ、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。

【0206】

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。

【0207】

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。

【0208】

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。

【0209】

このように、実施形態の可動装置をレーザヘッドランプに適用することにより、信頼性に優れたレーザヘッドランプを提供することができる。

【0210】

［ヘッドマウントディスプレイ］
次に、実施形態の可動装置１３を適用したヘッドマウントディスプレイ６０について、図２８～１３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、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。

【0211】

図２８は、ＨＭＤ６０の外観を例示する斜視図である。図２８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、導光板６１等により構成することができ、光学系や制御装置はテンプル６０ｂに内蔵することができる。

【0212】

図２９は、ＨＭＤ６０の構成を部分的に例示する図である。なお、図２９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。

【0213】

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。

【0214】

光源ユニット５３０は、レーザ光源５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂと、コリメートレンズ５０２，５０３，５０４と、ダイクロイックミラー５０５，５０６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，５０１Ｂからの三色のレーザ光は、ダイクロイックミラー５０５，５０６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。

【0215】

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方向に駆動させ、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。

【0216】

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。

【0217】

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、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。或いは、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。

【0218】

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。

【0219】

このように、実施形態の可動装置をヘッドマウントディスプレイに適用することにより、信頼性に優れたヘッドマウントディスプレイを提供することができる。

【0220】

［パッケージング］
次に、実施形態の可動装置１３のパッケージングについて図３０を用いて説明する。

【0221】

図３０は、パッケージングされた可動装置１３の一例の概略図である。

【0222】

図３０に示すように、可動装置１３は、パッケージ部材８０１の内側に配置される取付部材８０２に取り付けられ、パッケージ部材８０１の一部を透過部材８０３で覆われて、密閉されることでパッケージングされる。さらに、パッケージ内は窒素等の不活性ガスが密封されている。これにより、可動装置１３の酸化による劣化が抑制され、さらに温度等の環境の変化に対する耐久性が向上する。

【0223】

以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0224】

なお、上述した実施形態では、可動部が反射面を有する構成を例示したが、これに限定されるものではない。可動部が反射面に代えて回折格子、フォトダイオード、ヒータ（例えば、ＳｉＮを用いたヒータ）、光源（例えば、面発光型レーザ）等を有する構成であってもよい。

【0225】

また、上述した実施形態では、可動部を２方向から支持する構成を例示したが、これに限定されるものではない。可動装置は可動部を２方向以上の方向から支持してもよい。換言すると、可動装置は可動部を揺動させる駆動梁を２つ以上備えることもできる。

【符号の説明】

【0226】

１００ 可動装置
１０１ 可動部
１０２Ａ ばね部（第１の梁部の一例）
１０２Ｂ ばね部（第２の梁部の一例）
１０３Ａ 駆動部
１０３Ｂ 駆動部
１０６Ａ 支持部（第１の支持部の一例）
１０６Ｂ 支持部（第２の支持部の一例）
１０７Ａ 孔部（第１の孔部）
１０７Ｂ 孔部（第２の孔部）
１０８Ａ 孔部（第３の孔部）
１０８Ｂ 孔部（第４の孔部）
１１０Ａ，１１０Ｂ 位置決め部材
１２０ 本体部
１３０ 固定部
１３１ 対向部分（可動部に対向する部分の一例）
１３２ 接着領域
２００ 可動装置
２０１ 可動部
２０２Ａ ばね部（第１の梁部の一例）
２０２Ｂ ばね部（第２の梁部の一例）
２０３Ａ 駆動部
２０３Ｂ 駆動部
２０６Ａ 支持部（第１の支持部の一例）
２０６Ｂ 支持部（第２の支持部の一例）
２０７Ａ 孔部（第１の孔部）
２０７Ｂ 孔部（第２の孔部）
２０８Ａ 孔部（第３の孔部）
２０８Ｂ 孔部（第４の孔部）
２１０Ａ，２１０Ｂ 位置決め部材
２２０ 本体部
２３０ 固定部
２３１ 対向部分（可動部に対向する部分の一例）
２３２ 接着領域
５００ ヘッドアップディスプレイ装置（画像投影装置の一例）
７００ ライダ装置（距離測定装置の一例）
４００，７０１ 自動車（車両の一例）
ｗ_１ 対向部分１３１の太さ
ｗ_２ 他の部分の太さ
Ｅ軸 揺動軸

【先行技術文献】

【特許文献】

【0227】

【文献】特許３５５２６０１号公報

【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】