特許 7481821 光学デバイス

(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】2024-05-01

(45)【発行日】2024-05-13

(54)【発明の名称】光学デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/08 20060101AFI20240502BHJP

   B81B 3/00 20060101ALI20240502BHJP

【ＦＩ】

G02B26/08 E

B81B3/00

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019178842

(22)【出願日】2019-09-30

(65)【公開番号】P2021056368

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100206966

【弁理士】

【氏名又は名称】崎山 翔一

(72)【発明者】

【氏名】岩科 進也

(72)【発明者】

【氏名】中村 重幸

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 直人

(72)【発明者】

【氏名】森永 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 大幾

【審査官】小濱 健太

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１０７３１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－０６９７３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／００－２６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ミラー面が設けられた可動部と、前記可動部に接続された弾性連結部と、前記弾性連結部を介して前記可動部を支持する支持部と、前記可動部に動力を発生させる動力発生部と、を有するミラー駆動部と、
前記動力発生部を動作させる駆動信号を出力する駆動制御部と、
前記弾性連結部を加熱する加熱部と、
前記加熱部を制御する加熱制御部と、を備え、
前記可動部は、前記弾性連結部が加熱される前の状態において、前記駆動制御部が出力する前記駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有し、前記動力発生部の動力に応じた前記弾性連結部の弾性変形によって揺動し、
前記加熱制御部は、前記可動部の揺動状態を示す信号を取得し、当該信号の位相に基づいて前記加熱部による前記弾性連結部の加熱をフィードバック制御する、光学デバイス。

【請求項2】

前記可動部は、前記ミラー面が設けられた第１可動部と、前記第１可動部を囲む第２可動部とを含み、
前記弾性連結部は、前記第１可動部と前記第２可動部とを弾性的に連結する第１連結部と、前記第２可動部と前記支持部とを弾性的に連結する第２連結部と、を含む、請求項１に記載の光学デバイス。

【請求項3】

前記加熱部は、第１連結部を加熱する、請求項２に記載の光学デバイス。

【請求項4】

前記加熱制御部は、前記加熱部によって、第一の仕事率で前記弾性連結部を加熱した後に、第一の仕事率よりも小さい第二の仕事率で前記弾性連結部を加熱する、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項5】

前記加熱部は、第一の熱量を前記弾性連結部に与える第１加熱部と、前記第一の熱量よりも小さい第二の熱量を前記弾性連結部に与える第２加熱部とを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項6】

前記第１加熱部は、前記支持部に設けられ、
前記第２加熱部は、前記弾性連結部及び前記可動部の少なくとも１つに設けられている、請求項５に記載の光学デバイス。

【請求項7】

前記加熱部は、前記弾性連結部を加熱するレーザ照射部を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項8】

前記加熱部は、前記弾性連結部を加熱する電熱線を含み、
前記電熱線は、前記ミラー面の重心を対称点として点対称となるように、前記弾性連結部、及び前記可動部の少なくとも１つに設けられている、請求項１～７のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項9】

前記電熱線は、前記ミラー面を囲むように前記可動部に設けられている、請求項８に記載の光学デバイス。

【請求項10】

前記加熱制御部は、前記駆動制御部から出力された前記駆動信号の位相と前記可動部の揺動状態を示す信号の位相との位相差が小さくなるように、前記加熱部による前記弾性連結部の加熱を制御する、請求項１～９のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項11】

各々が前記ミラー駆動部と前記加熱部とを含む複数のミラーユニットを備え、
前記加熱制御部は、前記複数のミラーユニットの各々における前記弾性連結部の加熱を制御する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項12】

当該光学デバイスが備える全ての前記ミラーユニットの各々における前記可動部は、当該可動部に接続された前記弾性連結部を加熱する前の状態において、前記駆動制御部が出力する前記駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有し、
前記加熱制御部は、前記全てのミラーユニットにおける前記弾性連結部を前記加熱部によって加熱する、請求項１１に記載の光学デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

ミラー面が設けられた可動部を備えると共に、当該可動部を揺動させる光学デバイスが知られている（たとえば、特許文献１）。特許文献１には、可動部が共振周波数で揺動するように、駆動信号によって可動部の揺動を制御することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－３６７８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

製造ばらつきによる個体差及び環境温度などによって、可動部の共振周波数が意図していたものと異なる場合がある。可動部を駆動する駆動信号の周波数が共振周波数に合っていない場合には、可動部において所望の振れ角が得られないこと、及び、上記可動部の動作が不安定となることが懸念される。共振周波数に合うように駆動信号の周波数を制御すれば、ミラーにおいて良好な振幅が得られる。しかし、この構成では、所望の周波数でミラーを動かすことは困難である。

【0005】

本発明の一つの態様は、所望の周波数かつ所望の振れ角で安定した可動部の揺動を実現できる光学デバイス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】

【0006】

本発明の一つの態様に係る光学デバイスは、ミラー駆動部と、駆動制御部と、加熱部と、加熱制御部と、を備える。ミラー駆動部は、可動部と、弾性連結部と、支持部と、動力発生部とを有する。可動部には、ミラー面が設けられている。弾性連結部は、可動部に接続されている。支持部は、弾性連結部を介して可動部を支持する。動力発生部は、可動部に動力を発生させる。駆動制御部は、動力発生部を動作させる駆動信号を出力する。加熱部は、弾性連結部を加熱する。加熱制御部は、加熱部を制御する。可動部は、弾性連結部が加熱される前の状態において、駆動制御部が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有する。可動部は、動力発生部の動力に応じた弾性連結部の弾性変形によって揺動する。加熱制御部は、可動部の揺動状態を示す信号を取得し、当該信号の位相に基づいて加熱部による弾性連結部の加熱をフィードバック制御する。

【0007】

上記一つの態様では、光学デバイスは、弾性連結部を加熱する加熱部を備える。加熱部によって弾性連結部が加熱されると、弾性連結部の弾性率は変化する。この結果、可動部の共振周波数も変化する。このため、上記光学デバイスは、可動部の共振周波数を容易に変化させることができる。この結果、当該光学デバイスは、所望の周波数かつ所望の振れ角で安定して可動部を揺動できる。このような構成では、弾性連結部において精密かつ迅速な温度調整が求められる。しかし、たとえば、温度センサによって検出された温度に基づいてフィードバック制御を行う場合には、共振周波数の変化に最も寄与する弾性連結部の温度の検出にタイムラグが生じる。支持部に温度センサが設けられた場合には弾性連結部から支持部に伝達した熱を検出するため、フィードバック制御において温度の伝達速度に応じたタイムラグが生じる。上記加熱制御部は、可動部の揺動状態を示す信号の位相に基づいて加熱部による弾性連結部の加熱をフィードバック制御する。このため、当該光学デバイスは、少なくとも、温度センサによって検出された温度に基づいてフィードバック制御する場合よりも精密かつ迅速な温度調整が実現される。したがって、可動部における共振周波数の変更の精度も向上されている。弾性連結部が加熱される前の状態において、可動部は、駆動制御部が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有している。この場合、光学デバイスは、加熱制御部による加熱制御のみによって、可動部の共振周波数を駆動信号の周波数に合わせることができる。上記光学デバイスは、少なくとも冷却素子を用いる場合に比べて光学デバイスのコンパクト化が図られる。

【0008】

上記一つの態様では、可動部は、第１可動部と第２可動部とを含んでもよい。第１可動部には、ミラー面が設けられていてもよい。第２可動部は、第１可動部を囲んでもよい。弾性連結部は、第１連結部と第２連結部とを含んでいてもよい。第１連結部は、第１可動部と第２可動部とを弾性的に連結してもよい。第２連結部は、第２可動部と支持部とを弾性的に連結してもよい。

【0009】

加熱部は、第１連結部を加熱してもよい。

【0010】

上記一つの態様では、弾性連結部が加熱される前の状態において、可動部は、駆動制御部が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有してもよい。この場合、光学デバイスは、加熱制御部による加熱制御のみによって、可動部の共振周波数を駆動信号の周波数に合わせることができる。上記光学デバイスは、少なくとも冷却素子を用いる場合に比べて光学デバイスのコンパクト化が図られている。

【0011】

上記一つの態様では、加熱制御部は、加熱部によって、第一の仕事率で弾性連結部を加熱した後に、第一の仕事率よりも小さい第二の仕事率で弾性連結部を加熱してもよい。この場合、加熱制御部は、可動部の共振周波数を大まかに調整した後に、可動部の共振周波数を細かく調整することができる。この結果、光学デバイスは、可動部の共振周波数をより精密かつ迅速に調整できる。

【0012】

上記一つの態様では、加熱部は、第１加熱部と第２加熱部とを含んでもよい。第１加熱部は、第一の熱量を弾性連結部に与えてもよい。第２加熱部は、第一の熱量よりも小さい第二の熱量を弾性連結部に与えてもよい。この場合、加熱制御部は、第１加熱部によって可動部の共振周波数を大まかに調整し、第２加熱部によって可動部の共振周波数を細かく調整することができる。このため、光学デバイスは、可動部の共振周波数をより精密かつ迅速に調整できる。

【0013】

上記一つの態様では、第１加熱部は、支持部に設けられてもよい。第２加熱部は、第１連結部、及び可動部の少なくとも１つに設けられてもよい。この場合、光学デバイスは、コンパクトな構成で、可動部の共振周波数をより精密かつ迅速に調整できる。

【0014】

上記一つの態様では、加熱部は、弾性連結部を加熱するレーザ照射部を含んでもよい。この場合、加熱部は、弾性連結部をより迅速に加熱することができる。この結果、光学デバイスは、可動部の共振周波数をより精密かつ迅速に変化させることができる。

【0015】

上記一つの態様では、加熱部は、弾性連結部を加熱する電熱線を含んでもよい。電熱線は、ミラー面の重心を対称点として点対称となるように、弾性連結部、及び可動部の少なくとも１つに設けられていてもよい。この場合、加熱部は、コンパクトな構成で精密に弾性連結部を加熱することができる。電熱線に発生するローレンツ力が打ち消し合うため、可動部の揺動の乱れが抑制される。

【0016】

上記一つの態様では、電熱線は、ミラー面を囲むように可動部に設けられていてもよい。この場合、弾性連結部がより迅速かつ精密に加熱される。電熱線に発生するローレンツ力が打ち消し合うため、可動部の揺動の乱れが抑制される。

【0017】

上記一つの態様では、加熱制御部は、駆動制御部から出力された駆動信号の位相と可動部の揺動状態を示す信号の位相との位相差が小さくなるように、加熱部による弾性連結部の加熱を制御してもよい。この場合、駆動信号の位相と可動部の揺動状態を示す信号の位相とを比較する場合、駆動信号の周波数と可動部の揺動状態を示す信号の周波数とを比較する場合よりも精密に、弾性連結部の加熱が制御され得る。したがって、光学デバイスは、所望の周波数で所望の振れ角をより正確に得ることができる。

【0018】

上記一つの態様では、複数のミラーユニットを備えてもよい。各ミラーユニットは、ミラー駆動部と加熱部とを含んでもよい。加熱制御部は、複数のミラーユニットの各々における弾性連結部の加熱を制御してもよい。この場合、光学デバイスは、各可動部の共振周波数を変化させることができる。このため、光学デバイスは、所望の周波数かつ所望の振れ角で各可動部を揺動することができる。

【0019】

上記一つの態様では、当該光学デバイスが備える全てのミラーユニットの各々における可動部は、当該可動部に接続された弾性連結部を加熱する前の状態において、駆動制御部が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有してもよい。加熱制御部は、全てのミラーユニットにおける弾性連結部を加熱部によって加熱してもよい。冷却素子は比較的大型であるため、冷却素子を用いる場合に比べて光学デバイスのコンパクト化が図られる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一つの態様は、所望の周波数かつ所望の振れ角で安定した可動部の揺動を実現できる光学デバイスを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係る光学デバイスのブロック図である。

【図2】ミラーユニットの概略平面図である。

【図3】本実施形態の変形例に係るミラーユニットの概略平面図である。

【図4】本実施形態の変形例に係るミラーユニットの概略平面図である。

【図5】光学デバイスにおける制御方法を示すフローチャートである。

【図6】可動部の位相安定処理を示すフローチャートである。

【図7】各ミラーユニットにおける可動部の共振周波数と駆動信号の周波数との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有している要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0023】

まず、図１を参照して、本実施形態に係る光学デバイスの概要を説明する。図１は、光学デバイスのブロック図である。光学デバイス１は、ミラー面を含んでおり、当該ミラー面を揺動する。光学デバイス１は、たとえば光通信用光スイッチ、光スキャナなどに用いられる。光学デバイス１は、少なくとも１つのミラーユニット２と、駆動制御部３と、加熱制御部４とを備えている。本実施形態では、光学デバイス１は、複数のミラーユニット２を備えている。

【0024】

各ミラーユニット２は、ミラー駆動部１１と、加熱部１５とを有している。ミラー駆動部１１は、たとえば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとして構成されている。ミラー駆動部１１は、パターニング及びエッチングなどのＭＥＭＳ技術を用いて製造される。加熱部１５は、ミラー駆動部１１を加熱する。駆動制御部３は、駆動信号を出力し、当該駆動信号によってミラー駆動部１１の駆動を制御する。加熱制御部４は、加熱部１５を制御する。

【0025】

次に、図２を参照して、ミラー駆動部１１の構成について詳細に説明する。図２は、ミラーユニットの概略平面図である。

【0026】

ミラー駆動部１１は、図２に示されているように、磁界発生部２１と、支持部２２と、可動部２３と、弾性連結部２４とを有する。支持部２２、可動部２３、及び弾性連結部２４は、たとえばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板によって一体的に形成されている。支持部２２、可動部２３、及び弾性連結部２４は、たとえば、シリコンによって構成されている。支持部２２、可動部２３、及び弾性連結部２４の少なくとも１つは、金属によって構成されていてもよい。

【0027】

磁界発生部２１は、たとえば、平面視においてＸ軸、及び、Ｘ軸に直交するＹ軸のそれぞれに対して４５度傾斜した向きＤの磁界を発生させる。磁界発生部２１が発生させる磁界の向きＤは、平面視においてＸ軸及びＹ軸に対して４５度以外の角度で傾斜していてもよい。本実施形態では、磁界発生部２１は、ハルバッハ配列によって配置された複数の永久磁石を有している。

【0028】

支持部２２は、たとえば、平面視において四角形状の外形を有し、枠状に形成されている。本実施形態では、支持部２２は、磁界発生部２１の永久磁石から離間し、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向において当該永久磁石と並んで配置されている。

【0029】

可動部２３は、磁界発生部２１から離間した状態で、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向から見て、支持部２２によって形成される枠内に配置されている。可動部２３は、第１可動部３１と、第２可動部３２とを含んでいる。第１可動部３１には、ミラー面３１ａが設けられている。ミラー駆動部１１では、Ｙ軸周りに第２可動部３２が揺動され、Ｘ軸周り及びＹ軸周りに第１可動部３１が揺動される。第２可動部３２は、枠状に形成されており、第１可動部３１を囲むように配置されている。第２可動部３２は、支持部２２に支持されている。

【0030】

図２に示されているように、第１可動部３１は、本体部３６と、環状部３７と、一対の保持部３８とを有している。本実施形態では、本体部３６は、平面視において円形状を呈している。本体部３６は、楕円形状、四角形状、菱形状などの任意の形状に形成されてもよい。本体部３６には、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向において磁界発生部２１の永久磁石と反対側に、ミラー面３１ａが設けられている。ミラー面３１ａは、たとえば、金属膜によって形成される。金属膜は、たとえばアルミニウム、アルミニウム系合金、金、又は銀である。平面視において、本体部３６の重心Ｐは、Ｘ軸及びＹ軸の交点と一致している。平面視において、ミラー面３１ａの重心Ｐは、Ｘ軸及びＹ軸の交点と一致している。

【0031】

環状部３７は、平面視において本体部３６を囲むように環状に形成されている。環状部３７は、平面視において八角形状の外形を有している。環状部３７は、円形状、楕円形状、四角形状、菱形状などの任意の外形を有していてもよい。一対の保持部３８は、Ｙ軸に沿って本体部３６の両側に配置され、本体部３６と環状部３７とを互いに連結している。このように、複数の保持部３８を介して環状部３７に接続された本体部３６にミラー面３１ａが設けられているため、第１可動部３１が共振周波数レベルでＸ軸周りに揺動しても、ミラー面３１ａに撓みなどの変形が抑制される。

【0032】

弾性連結部２４は、一対の第１連結部４１，４２と、一対の第２連結部４３，４４とを含んでいる。第１連結部４１，４２及び第２連結部４３，４４は、たとえばトーションバーである。一対の第１連結部４１，４２は、第１可動部３１と第２可動部３２とを弾性的に連結する。換言すれば、第１連結部４１，４２は、ミラー面３１ａが設けられた第１可動部３１に接続された弾性連結部である。一対の第２連結部４３，４４は、支持部２２と第２可動部３２とを弾性的に連結する。換言すれば、支持部２２は、第１連結部４１，４２、第２可動部３２、及び第２連結部４３，４４を介して、第１可動部３１を支持している。

【0033】

第１連結部４１，４２は、Ｘ軸を通るように第１可動部３１の両側に配置されている。第１可動部３１は、一対の第１連結部４１，４２に挟まれている。一対の第１連結部４１，４２は、第１可動部３１の環状部３７と第２可動部３２とを互いに連結している。このため、第１可動部３１は、一対の第１連結部４１，４２の弾性によって、Ｘ軸周りに揺動可能である。

【0034】

各第１連結部４１，４２は、Ｘ軸に沿って直線状に延在している。本実施形態では、各第１連結部４１，４２における第１可動部３１側の端部の幅は、第１可動部３１に近づくほど広がっている。各第１連結部４１，４２における第２可動部３２側の端部の幅は、第２可動部３２に近づくほど広がっている。このため、第１連結部４１，４２に作用するねじり応力の影響が緩和され、第１連結部４１，４２の劣化が抑制される。

【0035】

第２連結部４３，４４は、Ｙ軸を通るように第２可動部３２の両側に配置されている。第２可動部３２は、一対の第２連結部４３，４４に挟まれている。一対の第２連結部４３，４４は、第２可動部３２と支持部２２とを互いに連結している。

【0036】

各第２連結部４３，４４は、平面視において蛇行して延在している。各第２連結部４３，４４は、複数の直線状部４５と、複数の折り返し部４６と、を有している。直線状部４５は、Ｙ軸に平行な方向に延在し、Ｘ軸に平行な方向に並んで配置されている。折り返し部４６は、隣り合う直線状部４５の両端を交互に連結している。

【0037】

ミラー駆動部１１は、動力発生部５０を更に備える。動力発生部５０は、第１可動部３１及び第２可動部３２に動力を発生させる。第１可動部３１は、動力発生部５０による動力に応じた第１連結部４１，４２の弾性変形によって揺動する。第２可動部３２は、第１可動部３１は、動力発生部５０による動力に応じた第２連結部４３，４４の弾性変形によって揺動する。

【0038】

動力発生部５０は、一対の駆動用コイル５１，５２と、複数の配線６１，６２，６３，６４と、複数の電極パッド６６，６７，６８，６９とを有する。駆動用コイル５１，５２は、第１可動部３１を囲むように第２可動部３２に設けられている。各駆動用コイル５１，５２は、平面視において渦巻き状を呈している。各駆動用コイル５１，５２は、第１可動部３１の周りに複数回巻かれている。一対の駆動用コイル５１，５２は、平面視において第２可動部３２の幅方向に互い違いに並ぶように、配置されている。図２では、駆動用コイル５１，５２が配置されている領域Ｒがハッチングで示されている。

【0039】

各駆動用コイル５１，５２は、ダマシン法により形成されている。各駆動用コイル５１，５２は、第２可動部３２に埋め込まれている。各駆動用コイル５１，５２は、絶縁層５５に覆われている。各駆動用コイル５１，５２は、第２可動部３２に埋め込まれている。絶縁層５５は、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素などによって構成されている。当該絶縁層は、支持部２２、第１可動部３１、第２可動部３２、第１連結部４１，４２、及び第２連結部４３，４４の表面を覆うように一体的に形成されている。

【0040】

各駆動用コイル５１，５２は、第２可動部３２を構成する材料よりも密度が高い金属材料によって構成されている。本実施形態では、第２可動部３２はシリコンによって構成されており、各駆動用コイル５１，５２は銅によって構成されている。各駆動用コイル５１，５２は、金によって構成されてもよい。

【0041】

各電極パッド６６，６７，６８，６９は、支持部２２に設けられ、上記絶縁層５５から外部に露出している。各電極パッド６６，６７，６８，６９は、駆動制御部３に接続されている。配線６１は、駆動用コイル５１の一端と電極パッド６６とに電気的に接続されている。配線６１は、駆動用コイル５１の一端から第２連結部４３を介して電極パッド６６まで延在している。配線６２は、駆動用コイル５１の他端と電極パッド６７とに電気的に接続されている。配線６２は、駆動用コイル５１の他端から第２連結部４４を介して電極パッド６７まで延在している。各配線６１，６２は、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されている。各配線６１，６２は、絶縁層５５に覆われている。

【0042】

配線６３は、駆動用コイル５２の一端と電極パッド６８とに電気的に接続されている。配線６３は、駆動用コイル５２の一端から第２連結部４３を介して電極パッド６８まで延在している。配線６４は、駆動用コイル５２の他端と電極パッド６９とに電気的に接続されている。配線６４は、駆動用コイル５２の他端から第２連結部４４を介して電極パッド６９まで延在している。各配線６３，６４は、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されている。各配線６３，６４は、絶縁層５５に覆われている。

【0043】

駆動制御部３は、動力発生部５０を動作させる駆動信号を出力する。駆動制御部３は、以上のように構成されたミラー駆動部１１の動力発生部５０に駆動信号を入力する。電極パッド６６，６７及び配線６１，６２を介して、駆動制御部３から駆動用コイル５１にリニア動作用の駆動信号が入力されると、磁界発生部２１によって発生する磁界との相互作用によって駆動用コイル５１にローレンツ力が作用する。当該ローレンツ力と第２連結部４３，４４の弾性力とに応じて、ミラー面３１ａを有する第１可動部３１と共に第２可動部３２がＹ軸周りにリニア動作する。

【0044】

電極パッド６８，６９及び配線６３，６４を介して、駆動制御部３から駆動用コイル５２に共振動作用の駆動信号が入力されると、磁界発生部２１によって発生する磁界との相互作用によって駆動用コイル５２にローレンツ力が作用する。当該ローレンツ力に応じた第１可動部３１の共振によって、Ｘ軸周りにミラー面３１ａを有する第１可動部３１が共振動作する。具体的には、駆動制御部３からの駆動信号が駆動用コイル５２に入力されると、第２可動部３２がＸ軸周りに当該駆動信号の周波数で僅かに振動する。この振動が第１連結部４１，４２を介して第１可動部３１に伝わり、第１可動部３１がＸ軸周りに揺動する。Ｘ軸周りにおける第１可動部３１の共振周波数と上記駆動信号の周波数が一致していれば、第１可動部３１はＸ軸周りに当該周波数で安定して揺動する。本実施形態では、光学デバイス１が備える全てのミラーユニット２の各々における第１可動部３１は、当該第１可動部３１に接続された第１連結部４１，４２が加熱される前の状態において、駆動制御部３が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有する。

【0045】

次に、図２を参照して、加熱部１５の構成について詳細に説明する。光学デバイス１では、複数の加熱部１５が各ミラーユニット２に設けられている。加熱制御部４は、第１可動部３１の揺動状態を示す信号を取得し、当該信号の位相に基づいて加熱部１５による第１連結部４１，４２の加熱をフィードバック制御する。本実施形態では、揺動状態を示す信号とは、支持部２２に対する第１可動部３１の相対位置を示す信号である。換言すれば、揺動状態を示す信号とは、第１可動部３１の振れ角の位相を示す信号である。加熱制御部４は、複数のミラーユニット２の各々における第１連結部４１，４２の加熱を制御する。本実施形態では、加熱制御部４は、全てのミラーユニット２における第１連結部４１，４２を加熱部１５によって加熱する。

【0046】

加熱制御部４は、加熱部１５によって、第１連結部４１，４２を急速に加熱した後に、第１連結部４１，４２を緩やかに加熱することで、第１連結部４１，４２の温度を細かく調整する。換言すれば、加熱制御部４は、加熱部によって、第一の仕事率で第１連結部４１，４２を加熱した後に、第一の仕事率よりも小さい第二の仕事率で第１連結部４１，４２を加熱する。

【0047】

本実施形態では、各加熱部１５は、第１加熱部７１と、第２加熱部７２とを含む。第１加熱部７１及び第２加熱部７２は、互いに異なる熱量を第１可動部３１に与える。第１加熱部７１及び第２加熱部７２は、たとえば、レーザの照射又は電熱線の発熱によって第１可動部３１を加熱する。

【0048】

第１加熱部７１は、加熱制御部４から信号に応じて、第一の熱量を第１連結部４１，４２に与える。第２加熱部７２は、加熱制御部４からの信号に応じて、第一の熱量よりも小さい第二の熱量を第１連結部４１，４２に与える。加熱制御部４は、第１加熱部７１によって第１連結部４１，４２を大きく加熱した後に、第２加熱部７２によって第１連結部４１，４２を小さく加熱することで、第１連結部４１，４２の温度を調整する。

【0049】

本実施形態では、図２に示されているように、ミラーユニット２は、電熱線部７３と、レーザ照射部７４とを有している。これらの電熱線部７３とレーザ照射部７４とが、第１連結部４１，４２を加熱する加熱部１５として機能する。換言すれば、加熱部１５は、電熱線部７３とレーザ照射部７４とを含む。

【0050】

電熱線部７３は、印加される電圧に応じた熱を発する。電熱線部７３に印加される電圧は、加熱制御部４によって制御される。電熱線部７３は、電熱線７３ａを含む。ミラー駆動部１１は、配線７６，７７と、電極パッド７８，７９と、を更に備えている。電熱線７３ａは、第２可動部３２を囲むように支持部２２に設けられている。電熱線７３ａは、平面視において渦巻き状を呈している。

【0051】

電熱線７３ａは、金属又は半導体によって構成されている。たとえば、電熱線７３ａは、銅、又はアルミニウム合金によって構成される。電熱線７３ａは、拡散層によって構成されてもよい。

【0052】

各電極パッド７８，７９は、支持部２２に設けられ、上述した絶縁層５５から外部に露出している。配線７６は、電熱線７３ａの一端と電極パッド７８とに電気的に接続されている。配線７７は、電熱線７３ａの他端と電極パッド７９とに電気的に接続されている。電極パッド７８，７９は、加熱制御部４と電気的に接続されている。電極パッド７８，７９に電圧が印加されると、電熱線７３ａが発熱し、可動部２３が全体的に加熱される。これにより、第１連結部４１，４２が加熱される。電熱線７３ａは、第１加熱部７１に含まれる。

【0053】

レーザ照射部７４は、第１可動部３１と一対の第１連結部４１，４２との少なくとも一方にレーザを照射する。レーザ照射部７４は、加熱制御部４と電気的に接続されている。レーザ照射部７４から照射されるレーザの強度は、加熱制御部４によって制御される。本実施形態では、レーザ照射部７４は、第１可動部３１にレーザを照射する。これによって、第１可動部３１が加熱され、加熱された第１可動部３１から一対の第１連結部４１，４２に熱が伝達されることにより、第１連結部４１，４２が加熱される。第１可動部３１のミラー面３１ａにレーザが照射された場合も、上記熱の伝達によって、第１連結部４１，４２が加熱される。本実施形態では、レーザ照射部７４は、第２加熱部７２に含まれる。

【0054】

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態の変形例に係る光学デバイスのミラーユニットについて説明する。図３は、本実施形態の変形例に係るミラーユニットの概略平面図である。本変形例は、概ね、上述した実施形態と類似又は同じである。本変形例は、加熱部１５がレーザ照射部７４を含まない点、及び、電熱線部７３が電熱線７３ｂ，７３ｃを含む点に関して、上述した実施形態と相違する。以下、上述した実施形態と変形例との相違点を主として説明する。なお、図３は、一対の駆動用コイル５１，５２、及び、複数の配線６１，６２，６３，６４を省略して図示している。

【0055】

本変形例のミラーユニット２Ａでは、電熱線部７３は、図３に示されているように、電熱線７３ａに加えて電熱線７３ｂ，７３ｃを含む。ミラー駆動部１１は、配線８１，８２，８３，８４と、電極パッド８６，８７，８８，８９とを更に備えている。電熱線７３ｂ，７３ｃは、第２可動部３２に設けられている。電熱線７３ｂ，７３ｃは、第２加熱部７２に含まれる。電熱線７３ｂ，７３ｃは、ミラー面３１ａの重心を対称点として点対称となるように設けられている。

【0056】

電熱線７３ｂは、第２連結部４３と第２可動部３２との接続部分から第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分に向かって延在している。電熱線７３ｂは、第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分において蛇行した後に、第２連結部４３と第２可動部３２との接続部分に向かって延在している。電熱線７３ｂは、第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分において、複数の直線状部８５ａと、複数の折り返し部８５ｂと、を有している。直線状部７５ｂは、Ｙ軸に平行な方向に延在し、Ｘ軸に平行な方向に並んで配置されている。折り返し部８５ｂは、隣り合う直線状部８５ａの両端を交互に連結している。

【0057】

電熱線７３ｃは、第２連結部４４と第２可動部３２との接続部分から第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分に向かって延在している。電熱線７３ｃは、第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分において蛇行した後に、第２連結部４４と第２可動部３２との接続部分に向かって延在している。電熱線７３ｃは、第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分において、複数の直線状部８５ｃと、複数の折り返し部８５ｄと、を有している。直線状部８５ｃは、Ｙ軸に平行な方向に延在し、Ｘ軸に平行な方向に並んで配置されている。折り返し部８５ｄは、隣り合う直線状部８５ｃの両端を交互に連結している。

【0058】

本変形例では、電熱線７３ｂ，７３ｂは、スパッタリング及びフォトリソグラフィによって形成される。電熱線７３ｂ，７３ｃは、絶縁層５５から露出していてもよい。電熱線７３ｂ，７３ｃは、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されていてもよい。この場合、電熱線７３ｂ，７３ｃは、各駆動用コイル５１，５２と異なる層において、第２可動部３２に埋め込まれる。この場合、電熱線７３ｂ，７３ｃは、絶縁層５５に覆われる。

【0059】

電熱線７３ｂ，７３ｃは、金属又は半導体によって構成されている。たとえば、電熱線７３ｂ，７３ｃは、銅、又はアルミニウム合金によって構成される。電熱線７３ｂ，７３ｃは、拡散層によって構成されてもよい。

【0060】

配線８１は、電熱線７３ｂの一端と電極パッド８６とに電気的に接続されている。配線８１は、電熱線７３ｂの一端から第２連結部４３を介して電極パッド８６まで延在している。配線８２は、電熱線７３ｂの他端と電極パッド８７とに電気的に接続されている。配線８２は、電熱線７３ｂの他端から第２連結部４３を介して電極パッド８７まで延在している。各配線８１，８２は、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されており、絶縁層５５に覆われている。

【0061】

配線８３は、電熱線７３ｃの一端と電極パッド８８とに電気的に接続されている。配線８３は、電熱線７３ｃの一端から第２連結部４４を介して電極パッド８８まで延在している。配線８４は、電熱線７３ｃの他端と電極パッド８９とに電気的に接続されている。配線８４は、電熱線７３ｃの他端から第２連結部４４を介して電極パッド８９まで延在している。各配線８３，８４は、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されている。各配線８３，８４は、絶縁層５５に覆われている。

【0062】

電極パッド８６，８７，８８，８９は、加熱制御部４と電気的に接続されている。加熱制御部４によって電極パッド８６，８７に電圧が印加されると、電熱線７３ｂが発熱し、第２可動部３２が加熱される。特に、第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分が加熱される。加熱された部分から第１連結部４１に熱が伝達されることにより、第１連結部４１が加熱される。加熱制御部４によって電極パッド８８，８９に電圧が印加されると、電熱線７３ｃが発熱し、第２可動部３２が加熱される。特に、第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分が加熱される。加熱された部分から第１連結部４２に熱が伝達されることにより、第１連結部４２が加熱される。電熱線７３ｂ，７３ｃは、第２加熱部７２に含まれる。

【0063】

次に、図４を参照して、本実施形態の変形例に係る光学デバイスのミラーユニットについて説明する。図４は、本実施形態の変形例に係るミラーユニットの概略平面図である。本変形例は、概ね、上述した実施形態と類似又は同じである。本変形例は、加熱部１５がレーザ照射部７４を含まない点、及び、電熱線部７３が電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆを含む点に関して、上述した実施形態と相違する。以下、上述した実施形態と変形例との相違点を主として説明する。なお、図４では、一対の駆動用コイル５１，５２、及び、複数の配線６１，６２，６３，６４が省略されている。

【0064】

本変形例のミラーユニット２Ｂでは、電熱線部７３は、図４に示されているように、電熱線７３ａに加えて電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆを含む。ミラー駆動部１１は、配線９１，９２と、電極パッド９６，９７とを更に備えている。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、第２可動部３２に設けられている。電熱線７３ｄ，７３ｆは、一点鎖線で示されている。電熱線７３ｅは、破線で示されている。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、第２加熱部７２に含まれる。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、ミラー面３１ａの重心を対称点として点対称となるように設けられている。

【0065】

電熱線７３ｄは、第２連結部４３と第２可動部３２との接続部分から第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分まで延在している。電熱線７３ｅは、第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分において電熱線７３ｄに接続されている。電熱線７３ｅは、第１可動部３１の環状部３７に設けられている。電熱線７３ｅは、第２可動部３２と第１連結部４１との接続部分から第１可動部３１と第１連結部４１との接続部分まで第１連結部４１に沿って延在している。電熱線７３ｅは、第１可動部３１と第１連結部４１との接続部分において２つに分かれ、第１可動部３１の縁に沿ってミラー面３１ａを囲むように延在している。２つに分かれた電熱線７３ｅは、第１可動部３１と第１連結部４２との接続部分において互いに接続されている。電熱線７３ｅは、第１可動部３１と第１連結部４２との接続部分から第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分まで第１連結部４２に沿って延在している。電熱線７３ｅは、第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分において電熱線７３ｆに接続されている。電熱線７３ｆは、第２可動部３２と第１連結部４２との接続部分から第２連結部４４と第２可動部３２との接続部分まで延在している。

【0066】

本変形例では、電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されている。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、第１可動部３１、第２可動部３２、及び第１連結部４１，４２に埋め込まれている。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、絶縁層５５に覆われている。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、各駆動用コイル５１，５２と異なる層において、第１可動部３１、第２可動部３２、及び第１連結部４１，４２に埋め込まれていてもよい。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、絶縁層５５から露出していてもよい。

【0067】

電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、金属又は半導体によって構成されている。たとえば、電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、銅、又はアルミニウム合金によって構成される。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、拡散層によって構成されてもよい。電熱線７３ｅは、拡散層又はポリシリコンによって構成されることが好ましい。

【0068】

配線９１は、電熱線７３ｄの一端と電極パッド９６とに電気的に接続されている。配線９１は、電熱線７３ｄの一端から第２連結部４３を介して電極パッド９６まで延在している。配線９２は、電熱線７３ｆの一端と電極パッド９７とに電気的に接続されている。配線９２は、電熱線７３ｆの一端から第２連結部４４を介して電極パッド９７まで延在している。各配線９１，９２は、たとえば駆動用コイル５１，５２と同様に、ダマシン法により形成されている。各配線９１，９２は、絶縁層５５に覆われている。

【0069】

電極パッド９６，９７は、加熱制御部４と電気的に接続されている。加熱制御部４によって電極パッド９６，９７に電圧が印加されると、電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆが発熱し、第１可動部３１、第２可動部３２、及び第１連結部４１，４２が加熱される。電熱線７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、第２加熱部７２に含まれる。

【0070】

以上のように、図３及び図４に示されている変形例では、第１加熱部７１は、支持部２２に設けられている。第２加熱部７２は、第１連結部４１，４２、第１可動部３１、第２可動部３２の少なくとも１つに設けられている。

【0071】

次に、図５を参照して、光学デバイス１における制御方法の一例について説明する。図５は、光学デバイス１の制御方法を示すフローチャートである。

【0072】

光学デバイス１は、加熱制御部４によって第１可動部３１の位相安定処理を行う（処理Ｓ１）。加熱制御部４は、第１可動部３１の揺動状態を示す信号を取得する。本実施形態では、加熱制御部４は、第１可動部３１の振れ角の位相を示す信号を取得し、当該信号に基づいて、加熱部１５を制御する。加熱制御部４は、駆動制御部３から出力された駆動信号の位相と第１可動部３１の揺動状態を示す信号の位相との位相差が小さくなるように、加熱部１５による第１連結部４１，４２の加熱を制御する。本実施形態では、加熱制御部４は、第１加熱部７１によって大きな熱量を第１連結部４１，４２に与えた後に、第２加熱部７２によって第１連結部４１，４２に小さな熱量を与えて微調整する。

【0073】

加熱部１５によって第１連結部４１，４２が加熱されると、第１連結部４１，４２の弾性率が変化する。第１連結部４１，４２の弾性率が変化すると、第１可動部３１の振れ角の位相が変化する。加熱制御部４は、変化した第１可動部３１の振れ角の位相を示す信号を取得し、当該信号に基づいて加熱部１５を制御する。すなわち、加熱制御部４は、可動部２３の振れ角の位相を示す信号に基づいて、加熱部１５をフィードバック制御する。加熱制御部４は、当該フィードバック制御によって、第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致するように加熱部１５を制御する。第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致すると、第１可動部３１の振れ角の位相が駆動信号の位相に対して９０°進んだ状態となる。

【0074】

本実施形態では、加熱制御部４は、駆動用コイル５１，５２における逆起電力を示す信号の位相を検出する。加熱制御部４は、逆起電力を示す信号の位相と駆動制御部３から出力される駆動信号の位相との差分に基づいて、加熱部１５を制御する。第１可動部３１の加熱によって、逆起電力を示す信号の位相は変化する。逆起電力を示す信号の位相は、第１可動部３１の共振周波数に対応している。

【0075】

本実施形態の変形例として、光学デバイス１は、可動部２３に起電力モニタ用コイルを別途、有していてもよい。この場合、加熱制御部４は、起電力モニタ用コイルにおける起電力を示す信号の位相と駆動制御部３から出力される駆動信号の位相との差分に基づいて、加熱部１５を制御する。すなわち、起電力モニタ用コイルに発生する起電力を示す信号は、上述した駆動用コイル５１，５２における逆起電力を示す信号に対応する。逆圧電を示す信号又は第１可動部３１の位置を検出する光センサから信号が、第１可動部３１の揺動状態を示す信号として用いられてもよい。

【0076】

光学デバイス１は、位相安定処理が行われると、駆動制御部３によって第１可動部３１の振幅制御を行う（処理Ｓ２）。駆動制御部３は、第１可動部３１の揺動の振幅に基づいて、駆動用コイル５１，５２に流す電流を制御する。たとえば、駆動制御部３は、上述した逆起電力を示す信号のピークに基づいて駆動用コイル５１，５２に流す電流を制御する。駆動用コイル５１，５２における逆起電力を示す信号の代わりに、起電力モニタ用コイルに発生する起電力を示す信号などが用いられてもよい。

【0077】

次に、図６を参照して、第１可動部３１の位相安定処理の一例について詳細に説明する。図６は、第１可動部３１の位相安定処理を示すフローチャートである。

【0078】

まず、加熱制御部４は、駆動用コイル５１，５２における逆起電力を示す信号を取得する（処理Ｓ１１）。続いて、加熱制御部４は、取得された信号に基づいて、逆起電力を示す信号の位相を算出する（処理Ｓ１２）。

【0079】

次に、加熱制御部４は、逆起電力を示す信号の取得及び当該信号の位相の算出を所定回数繰り返したか否かを判断する（処理Ｓ１３）。たとえば、加熱制御部４は、逆起電力を示す信号の取得及び当該信号の位相の算出が５０回繰り返されたか否かを判断する（処理Ｓ１３）。加熱制御部４は、５０回繰り返されていないと判断した場合（処理Ｓ１３のＮＯ）には、処理を処理Ｓ１１に戻す。

【0080】

加熱制御部４は、５０回繰り返されたと判断した場合（処理Ｓ１３のＹＥＳ）には、処理を処理Ｓ１４に進める。加熱制御部４は、処理Ｓ１１及び処理Ｓ１２の繰り返しによって取得された逆起電力の信号の位相を平均する（処理Ｓ１４）。本実施形態では、加熱制御部４は、５０個の信号の位相を平均する。

【0081】

次に、加熱制御部４は、第１可動部３１の振れ角の位相が安定しているか否かを判断する（処理Ｓ１５）。第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致している場合には、第１可動部３１の振れ角の位相は安定する。本実施形態では、加熱制御部４は、処理Ｓ１４によって求められた振れ角の位相の平均と駆動制御部３から出力される駆動信号の位相との差分に基づいて、第１可動部３１の振れ角の位相が安定しているか否かを判断する。上記差分が９０°であれば、第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致している。加熱制御部４は、上記差分が９０°から誤差を考慮した範囲内にある場合に、第１可動部３１の振れ角の位相が安定していると判断する。たとえば、加熱制御部４は、上記差分が９０±０．１５°であれば、第１可動部３１の振れ角の位相が安定していると判断する。加熱制御部４は、第１可動部３１の振れ角の最大値が所定以上の値となる場合に、第１可動部３１の振れ角の位相が安定していると判断してもよい。

【0082】

加熱制御部４は、位相が安定していないと判断した場合（処理Ｓ１５のＮＯ）には、処理を処理Ｓ１６に進める。加熱制御部４は、位相が安定していると判断した場合（処理Ｓ１５のＹＥＳ）には、位相安定処理を終了する。

【0083】

加熱制御部４は、処理Ｓ１４によって求められた位相の平均に基づいて、加熱部１５を制御する（処理Ｓ１６）。加熱制御部４は、上記位相の平均と駆動制御部３から出力される駆動信号の位相との差分に基づいて、加熱部１５を制御する。加熱制御部４は、逆起電力の位相と駆動信号の位相との差分に応じて、第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致するように、加熱部１５によって第１可動部３１を加熱する。

【0084】

加熱制御部４は、上記差分の値に応じて、加熱部１５が第１可動部３１に与える熱量を決定し、当該熱量が第１連結部４１，４２に与えられるように加熱部１５を制御する。たとえば、加熱制御部４は、上記差分の値に応じて、レーザ照射部７４から照射されるレーザの強度を決定する。たとえば、加熱制御部４は、上記差分の値に応じて、電熱線部７３に印加する電圧を決定する。加熱制御部４は、第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致していないと判断した場合に、予め決められた熱量が第１連結部４１，４２に与えられるように加熱部１５を制御してもよい。

【0085】

加熱制御部４は、処理Ｓ１６を行った後に、所定時間待機する（処理Ｓ１７）。加熱制御部４は、所定時間待機した後に、処理を処理Ｓ１１に戻す。本実施形態では、加熱制御部４は、処理Ｓ１６を行った後に１秒間待機する。

【0086】

次に、上述した実施形態及び変形例における光学デバイスの作用効果について説明する。

【0087】

図７は、各ミラーユニット２における第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数との関係を示している。縦軸は振幅を示し、横軸は周波数を示している。太い実線で示されている波形１０１，１０２，１０３，１０４は、加熱部１５によって第１連結部４１，４２が加熱される前の状態における第１可動部３１の揺動における振幅と周波数の関係を示している。波形１０１，１０２，１０３，１０４は、それぞれ異なる第１可動部３１に対応する。したがって、一点鎖線は、波形１０１に対応する第１可動部３１の共振周波数を示している。破線は、駆動信号の周波数を示している。

【0088】

このように、光学デバイス１では、第１可動部３１の共振周波数が、駆動制御部３の駆動信号の周波数よりも高い。この状態において、第１連結部４１，４２が加熱部１５によって加熱されると、第１連結部４１，４２の弾性率が変化する。第１連結部４１，４２の弾性率が変化すれば、第１可動部３１の共振周波数も変化する。

【0089】

第１連結部４１，４２の弾性率が低下すると、第１可動部３１の共振周波数も低下する。このため、たとえば、波形１０１に対応する第１可動部３１に接続された第１連結部４１，４２が加熱されると、波形１０１は矢印α方向にシフトする。したがって、第１連結部４１，４２を加熱することで、第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とを一致させることができる。このように、上記光学デバイス１は、駆動信号の周波数に合うように第１可動部３１の共振周波数を容易に変化させることができる。この結果、光学デバイス１は、所望の周波数かつ所望の振れ角で安定して第１可動部３１を揺動できる。

【0090】

このような構成では、第１連結部４１，４２において精密かつ迅速な温度調整が求められる。しかし、たとえば、温度センサによって検出された温度に基づいてフィードバック制御を行う場合には、共振周波数の変化に最も寄与する第１連結部４１，４２の温度の検出にタイムラグが生じる。支持部２２に温度センサが設けられた場合には第１連結部４１，４２から支持部に伝達した熱を検出するため、フィードバック制御において温度の伝達速度に応じたタイムラグが生じる。加熱制御部４は、第１可動部３１の揺動状態を示す信号の位相に基づいて加熱部１５による第１連結部４１，４２の加熱をフィードバック制御する。このため、光学デバイス１は、少なくとも、温度センサによって検出された温度に基づいてフィードバック制御する場合よりも精密かつ迅速な温度調整が実現される。加熱制御部４は、たとえば、０．００３～０．００５℃刻みで第１連結部４１，４２の温度調節を行うことができる。この結果、第１可動部３１における共振周波数の変更の精度も向上されている。

【0091】

加熱制御部４は、複数のミラーユニット２の各々における第１連結部４１，４２の加熱を制御する。このため、光学デバイス１は、駆動信号の周波数に合うように各第１可動部３１の共振周波数を変化させることができる。この結果、光学デバイス１は、所望の周波数かつ所望の振れ角で各第１可動部３１を揺動することができる。

【0092】

加熱部１５によって第１連結部４１，４２が加熱される前の状態において、第１可動部３１は、図７に示されているように、駆動制御部３が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有している。このため、光学デバイス１は、加熱制御部４による加熱の制御のみによって、第１可動部３１の共振周波数を駆動信号の周波数に合わせることができる。冷却素子によって第１連結部４１，４２を冷却すれば、加熱する場合と逆方向に第１可動部３１の共振周波数をシフトできる。しかし、冷却素子は比較的大型である。光学デバイス１は、冷却素子を用いる場合に比べてコンパクト化が図られている。

【0093】

図７に示したように、当該光学デバイス１が備える全てのミラーユニット２の各々における第１可動部３１は、当該第１可動部３１に接続された第１連結部４１，４２を加熱する前の状態において、駆動制御部３が出力する駆動信号の周波数よりも高い共振周波数を有する。加熱制御部４は、全てのミラーユニット２における第１連結部４１，４２を加熱部１５によって加熱する。したがって、冷却素子を用いる場合に比べて光学デバイスのコンパクト化が図られる。

【0094】

加熱制御部４は、加熱部１５によって、第一の仕事率で第１連結部４１，４２を加熱した後に、第一の仕事率よりも小さい第二の仕事率で第１連結部４１，４２を加熱する。このため、加熱制御部４は、第１可動部３１の共振周波数を大まかに調整した後に、第１可動部３１の共振周波数を細かく調整することができる。この結果、光学デバイス１は、第１可動部３１の共振周波数をより精密かつ迅速に調整できる。

【0095】

加熱部１５は、第１加熱部７１と第２加熱部７２とを含んでいる。第１加熱部７１は、第一の熱量を第１連結部４１，４２に与える。第２加熱部７２は、第一の熱量よりも小さい第二の熱量を第１連結部４１，４２に与える。このため、加熱制御部４は、第１加熱部７１によって第１可動部３１の共振周波数を大まかに調整し、第２加熱部７２によって第１可動部３１の共振周波数を細かく調整することができる。したがって、光学デバイス１は、第１可動部３１の共振周波数をより精密かつ迅速に調整できる。

【0096】

加熱制御部４は、駆動制御部３から出力された駆動信号の位相と第１可動部３１の揺動状態を示す信号の位相との位相差が小さくなるように、加熱部１５による第１連結部４１，４２の加熱を制御する。駆動信号の位相と第１可動部３１の揺動状態を示す信号の位相とを比較する場合、駆動信号の周波数と第１可動部３１の揺動状態を示す信号の周波数とを比較する場合よりも精密に、第１連結部４１，４２の加熱が制御され得る。このため、光学デバイス１は、所望の周波数で所望の振れ角をより正確に得ることができる。

【0097】

本実施形態における加熱部１５は、第１連結部４１，４２を加熱するレーザ照射部７４を含む。このため、加熱部１５は、第１連結部４１，４２をより迅速に加熱することができる。この結果、光学デバイス１は、第１可動部３１の共振周波数をより精密かつ迅速に変化させることができる。磁界発生部２１における永久磁石の温度が変化しにくいため、磁界の変化による第１可動部３１の振れ角の変化が抑制される。

【0098】

図３及び図４に示した変形例では、第１加熱部７１は、支持部２２に設けられている。第２加熱部７２は、第１連結部４１，４２、第１可動部３１、及び第２可動部３２の少なくとも１つに設けられている。このため、光学デバイス１は、コンパクトな構成で、第１可動部３１の共振周波数をより精密かつ迅速に調整できる。

【0099】

図３及び図４に示した変形例では、加熱部１５は、第１連結部４１，４２を加熱する電熱線７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ，７３ｆを含んでいる。電熱線７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ，７３ｆは、ミラー面３１ａの重心を対称点として点対称となるように、第１連結部４１，４２、第１可動部３１、及び第２可動部３２の少なくとも１つに設けられている。このため、加熱部１５は、コンパクトな構成で精密に第１連結部４１，４２を加熱することができる。電熱線７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ，７３ｆに発生するローレンツ力が打ち消し合うため、第１可動部３１の揺動の乱れが抑制される。磁界発生部２１における永久磁石の温度が変化しにくいため、磁界の変化による第１可動部３１の振れ角の変化が抑制される。

【0100】

図４に示した変形例では、電熱線７３ｅは、ミラー面３１ａを囲むように第１可動部３１に設けられている。このため、第１連結部４１，４２が迅速かつ精密に加熱される。電熱線７３ｅに発生するローレンツ力が打ち消し合うため、第１可動部３１の揺動の乱れが抑制される。

【0101】

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0102】

本実施形態及び変形例では、加熱部１５が第１加熱部７１及び第２加熱部７２を有する例について説明した。しかし、加熱部１５は、１つであってもよい。たとえば、加熱部１５として１つの電熱線のみを用いてもよい。この場合、加熱制御部４は、たとえば、当該電熱線に印加する電圧を調整することで、電熱線の仕事率を変化させてもよい。たとえば、加熱制御部４は、第一の電圧を電熱線に印加した後に、第一の電圧よりも小さい第二の電圧を電熱線に印加してもよい。たとえば、電熱線７３ａのみによって第１連結部４１，４２が加熱されてもよい。電熱線７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ，７３ｆのいずれか一つのみによって第１連結部４１，４２が加熱されてもよい。

【0103】

光学デバイス１は、加熱部１５として１つのレーザ照射部７４のみを用いてもよい。この場合、加熱制御部４は、たとえば、レーザ照射部７４から第一の強度のレーザを第１可動部３１に照射した後に、第一強度よりも小さい第二の強度のレーザを第１可動部３１に照射してもよい。これらの場合も、加熱制御部４は、第１可動部３１の共振周波数を大まかに調整した後に、第１可動部３１の共振周波数を細かく調整することができる。

【0104】

図３及び図４に示した変形例の構成において、レーザ照射部７４がさらに設けられていてもよい。複数のレーザ照射部７４が、１つのミラーユニット２に設けられていてもよい。

【0105】

電熱線７３ａは、温度センサ用抵抗として用いられてもよい。電熱線７３ａを温度センサ用抵抗として用いる場合には、加熱制御部４は電熱線７３ａには電流を流さない。

【0106】

電熱線７３ａと温度センサ用抵抗との双方が、支持部２２に設けられてもよい。この場合、平面視において電熱線７３ａの外側又は内側に温度センサ用抵抗が設けられてもよい。電熱線７３ａと温度センサ用抵抗とが、互いに異なる層に設けられてもよい。

【0107】

電熱線部７３は、支持部２２、可動部２３、及び弾性連結部２４に設けられていなくてもよい。たとえば、電熱線部７３は、支持部２２、可動部２３、及び弾性連結部２４との間に、間隙を設けた状態で配置されてもよい。

【0108】

本実施形態及び変形例では、第１可動部３１の揺動状態を示す信号が、第１可動部３１の振れ角の位相を示す信号である場合について説明した。第１可動部３１の揺動状態を示す信号は、第１可動部３１の速度の位相を示す信号であってもよい。この場合、加熱制御部４は、速度の位相を示す信号と駆動制御部３から出力される駆動信号の位相との差分に基づいて、第１可動部３１の振れ角の位相が安定しているか否かを判断する。当該差分が０°であれば、第１可動部３１の共振周波数と駆動信号の周波数とが一致している。加熱制御部４は、上記差分が０°から誤差を考慮した範囲内にある場合に、第１可動部３１の振れ角の位相が安定していると判断する。たとえば、加熱制御部４は、上記差分が０±０．１５°であれば、第１可動部３１の振れ角の位相が安定していると判断する。

【0109】

本実施形態及び変形例では、可動部２３がＸ軸及びＹ軸の２軸で駆動される例を説明した。可動部２３は、１軸で駆動されてもよい。この場合、たとえば、第１可動部３１と支持部２２とが第１連結部４１，４２によって連結される。

【0110】

本実施形態及び変形例では、可動部２３が電磁式で駆動される例について説明した。可動部２３の駆動方式は、圧電駆動方式、又は、静電駆動方式であってもよい。

【符号の説明】

【0111】

１…光学デバイス、２，２Ａ，２Ｂ…ミラーユニット、３…駆動制御部、４…加熱制御部、１１…ミラー駆動部、１５…加熱部、２２…支持部、２３…可動部、２４…弾性連結部、３１…第１可動部、３１ａ…ミラー面、３２…第２可動部、４１，４２…第１連結部、４３，４４…第２連結部、５０…動力発生部、７１…第１加熱部、７２…第２加熱部、７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ，７３ｅ，７３ｆ…電熱線、７４…レーザ照射部、Ｐ…重心。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】