(57)【要約】  本発明の光走査装置１０は、光を反射する反射面１２を一方の面に備え、複数の圧電素子を含む圧電部１３を他方の面に備えた板状の可動ミラー１１と、可動ミラー１１の両端に互いに対向して配置され、可動ミラー１１を揺動可能に支持するねじれ変形可能な一対のねじり梁部２，３と、可動ミラー１１を揺動駆動する駆動部４，５と、可動ミラー１１の揺動時に、圧電部１３に交流電圧である補償電圧を印加して、揺動によって可動ミラー１１に生じる変形を補償する補償変形を可動ミラー１１に生じさせる補償電圧印加手段８と、を有している。
2012115264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する反射面を一方の面に備え、複数の圧電素子を含む圧電部を他方の面に備えた板状の可動ミラーと、
前記可動ミラーの両端に互いに対向して配置され、該可動ミラーを揺動可能に支持するねじれ変形可能な一対のねじり梁部と、
前記可動ミラーを揺動駆動する駆動部と、
前記可動ミラーの揺動時に、前記圧電部に交流電圧である補償電圧を印加して、前記揺動によって前記可動ミラーに生じる変形を補償する補償変形を前記可動ミラーに生じさせる補償電圧印加手段と、
を有する光走査装置。
【請求項２】
前記補償電圧印加手段が、前記可動ミラーの揺動周期に同期した前記補償電圧を前記圧電部に印加するようになっている、請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記圧電部が、前記可動ミラーの揺動軸に対して互いに対向して配置された第１および第２の圧電部を有し、
前記補償電圧印加手段が、前記第１および第２の圧電部に対して、互いに異符号の前記補償電圧を印加するようになっている、請求項１または２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記可動ミラーが、該可動ミラーの揺動軸に対して実質的に回転対称に形成されているとともに、前記第１および第２の圧電部が、前記可動ミラーの揺動軸に対して実質的に線対称に配置され、
前記補償電圧印加手段が、前記第１および第２の圧電部に対して、互いに位相反転した前記補償電圧を印加するようになっている、請求項３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記第１および第２の圧電部が、それぞれ複数の前記圧電素子を含む、請求項３または４に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記各圧電素子が、前記可動ミラーの揺動軸と実質的に直交する方向に延びている、請求項５に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記補償電圧印加手段が、前記複数の圧電部材の一部を用いて前記変形を検出し、該検出した変形に基づいて、前記複数の圧電部材の残りに前記補償電圧を印加するようになっている、請求項１から６のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記補償電圧印加手段が、前記複数の圧電部材の前記一部に発生する電圧がゼロになるように、前記複数の圧電部材の前記残りに前記補償電圧を印加するようになっている、請求項７に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記可動ミラーが、該可動ミラーの前記他方の面に形成されたリブをさらに有し、前記圧電部は、前記可動ミラーの前記他方の面の、前記リブが形成されていない領域に設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
前記リブが、少なくとも前記可動ミラーの揺動軸と実質的に直交する方向に延びている、請求項９に記載の光走査装置。
【請求項１１】
前記リブは、前記圧電部が前記可動ミラーの周縁部に配置されるように、該可動ミラーの前記他方の面の中心付近に形成されている、請求項９または１０に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミラーを揺動させることで光を走査する光走査装置は、デジタル複写機、レーザプリンタ、バーコードリーダ、スキャナ、プロジェクタなどで広く用いられている。この光走査装置として、近年の微細加工技術の発展に伴って、Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）技術を応用した光走査装置が注目を集めている。【０００３】
ＭＥＭＳ技術による光走査装置には、次のような利点がある。すなわち、このような光走査装置では、両端を弾性材料からなるねじり梁部で支持されたミラーが、そのねじり梁部を揺動軸として、静電力や電磁力などの駆動力によって揺動することで、光走査が行われている。そのため、モータによってポリゴンミラーやガルバノミラーを回転させるタイプの光走査装置とは異なり、モータなどの機械的な駆動機構が必要ない。その結果、構造が簡単になり、組立性も良好となる点で、低コスト化に寄与することができる。また、モータを使用する上述の光走査装置と比べて、ミラーの振れ角も比較的大きくすることができる。このことは、プロジェクタなどの画像表示装置において大画面表示を実現する上で特に重要となる。【０００４】
ミラーの振れ角を大きくするために、ＭＥＭＳ技術による光走査装置では、多くの場合、構造体の共振周波数でミラーを駆動させる共振ミラーが用いられている。近年では、大画面表示を実現する共振周波数として、数１０ｋＨｚ程度の高速な揺動が要求されている。共振周波数は、構造体を支持するねじり梁部のねじりばね定数の１／２乗に比例し、構造体の慣性モーメントの１／２乗に反比例することが知られている。そのため、上述のような高速動作を実現する可動部分（ミラー）の構成としては、慣性モーメントができるだけ小さいことが好ましい。【０００５】
十分なミラーサイズが必要となる高解像度のプロジェクタでは、ミラーの慣性モーメントを小さく抑えるために、板状のミラーの厚さを薄くすることが考えられる。しかしながら、ミラーの厚さを薄くすると、剛性が低下し、高速で揺動することによってミラーが変形する（たわむ）場合がある。この動的たわみは、画像劣化を引き起こし、大きな問題となる。【０００６】
このような問題に対処するために、ミラーの裏面にリブを設けることで剛性を向上させ、それにより、ミラーの動的たわみを減少させる技術が提案されている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】チャン（Ｃｈｕｎｇ）、外６名、「ダイジェスト・オブ・テクニカル・ペーパーズ、トランスデューサーズ’０５（Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ．Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ’０５）」、（アメリカ）、２００５年、ｐ．９９２−９９５
【非特許文献２】タン（Ｔａｎｇ）、外３名、「ジャーナル・オブ・マイクロメカニクス・アンド・マイクロエンジニアリング（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）」、（イギリス）、２０１０年、第２０巻、第２号、ｐ．０２５０２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、ミラー径（揺動軸と直交する方向の長さ）が１ｍｍ以上のミラーを２０ｋＨｚ以上の周波数で揺動させる場合、ミラーの動的たわみを十分に抑制するためには、厚さ１００〜数１００μｍのリブを設ける必要がある。すなわち、このようなリブの追加は、結果として、ミラーの慣性モーメントの大幅な増加につながってしまう。したがって、リブを設けることで、動的たわみが抑制され画像劣化の問題が低減されたとしても、ミラーの慣性モーメントの増加によって、高速動作やミラーの大きな振れ角など、所望の光走査性能が得られなくなる。【０００９】
そこで本発明は、光走査性能の低下を回避しながら、ミラーの動的たわみの発生を抑制することができる光走査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明の光走査装置は、光を反射する反射面を一方の面に備え、複数の圧電素子を含む圧電部を他方の面に備えた板状の可動ミラーと、可動ミラーの両端に互いに対向して配置され、可動ミラーを揺動可能に支持するねじれ変形可能な一対のねじり梁部と、可動ミラーを揺動駆動する駆動部と、可動ミラーの揺動時に、圧電部に交流電圧である補償電圧を印加して、揺動によって可動ミラーに生じる変形を補償する補償変形を可動ミラーに生じさせる補償電圧印加手段と、を有している。
【発明の効果】
【００１１】
以上、本発明によれば、光走査性能の低下を回避しながら、ミラーの動的たわみの発生を抑制することができる光走査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態における光走査装置を光の反射面側から見た概略平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの光反射装置を光の反射面とは反対側から見た概略平面図である。
【図１Ｃ】図１ＢのＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。
【図２Ａ】光走査装置における可動ミラーの動的たわみを説明するための概略断面図であり、可動ミラーが静止した状態に対応する図である。
【図２Ｂ】光走査装置における可動ミラーの動的たわみを説明するための概略断面図であり、可動ミラーが揺動した状態に対応する図である。
【図３】図１Ａから図１Ｃの光走査装置の第１および第２の圧電部に印加する補償電圧の時間依存性を示すグラフである。
【図４】本発明の光走査装置を備えた画像表示装置の構成例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態における光走査装置を光の反射面とは反対側から見た概略平面図である。
【図５Ｂ】図５ＡのＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における光走査装置を光の反射面とは反対側から見た概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態における光走査装置について説明する。本実施形態の光走査装置は、構造体の共振周波数で動作するように構成された共振型の光走査装置である。
【００１５】
図１Ａから図１Ｃは、本実施形態の光走査装置の構成を示す概略図である。図１Ａは、本実施形態の光走査装置を光の反射面側から見た概略平面図であり、図１Ｂは、本実施形態の光走査装置を光の反射面とは反対側から見た概略平面図である。図１Ｃは、図１ＢのＡ−Ａ’線に沿った概略断面図である。
【００１６】
本実施形態の光走査装置１０は、光を走査させるための可動ミラー１１と、可動ミラー１１の両端に互いに対向して配置され、それぞれ可動ミラー１１に連結されたねじり変形可能な一対のねじり梁部２，３と、を有している。すなわち、可動ミラー１１は、ねじり梁部２，３によって揺動可能に支持されている。さらに、光走査装置１０は、ねじり梁部２，３に連結され、可動ミラー１１を揺動駆動する駆動部４，５を有している。これにより、可動ミラー１１は、駆動部４，５によって駆動され、棒状のねじり梁部２，３が延びる方向を揺動軸Ｘ−Ｘとして揺動するようになっている。
【００１７】
可動ミラー１１は、楕円形の板状に形成され、その短軸方向が可動ミラー１１の揺動軸Ｘ−Ｘと実質的に同軸になるように形成されている。すなわち、可動ミラー１１は、揺動軸Ｘ−Ｘに対して実質的に回転対称となるように形成されている。これにより、可動ミラー１１の慣性モーメントを、揺動軸に対して回転非対称な可動ミラーの場合よりも下げることができる。このことは、所定の共振周波数（例えば２０ｋＨｚ）を得るためのねじり梁部２，３のねじりばね定数を下げることができ、その結果、同じ駆動力でもより大きな振れ角を実現できる点で有利である。
【００１８】
可動ミラー１１は、適度な剛性および弾性を有する材料でねじり梁部２，３と一体成形され、ねじり梁部２，３を介して駆動部４，５に連結されている。可動ミラー１１およびねじり梁部２，３の材料として、本実施形態では、ステンレスやばね鋼などの弾性を有する金属材料や、単結晶シリコンが好適に用いられる。
【００１９】
可動ミラー１１は、光を反射する反射面１２を備えている。本実施形態では、反射面１２として、使用する光に対して十分に高い反射率を有する材料で構成された、十分平坦な金属薄膜または誘電体多層膜からなる鏡面が用いられている。このような鏡面が、蒸着などの方法によって、可動ミラー１１の一方の面（すなわち表面）に形成されている。
【００２０】
ねじり梁部２，３は、上述のように、可動ミラー１１と一体成形され、可動ミラー１１を揺動可能に支持している。ねじり梁部２，３の寸法は、可動ミラー１１の寸法や用いられる材料の密度から求められる慣性モーメントに応じて決定される。すなわち、所定の慣性モーメントを有する可動ミラー１１を所定の共振周波数で揺動させるためのねじりばね定数が決定され、それに応じて、ねじり梁部２，３の寸法が決定される。
【００２１】
駆動部４，５は、静電力や電磁力、圧電変形力などの駆動力を用いて可動ミラー１１を揺動駆動するように構成されている。その具体的な構成は特に限定されず、設置スペースや必要となる駆動力に応じて適宜選択可能である。また、本実施形態では、駆動部４，５は、ねじり梁部２，３を介して可動ミラー１１を支持する支持部としての機能を兼ねているが、支持部が駆動部とは別に設けられていてもよい。大きな駆動力を発生させて、ミラーの大きな振れ角を実現するには、駆動部として、永久磁石とコイルによって駆動力を発生する磁気力型駆動装置を用いることが好ましい。その場合、永久磁石とコイルとがそれぞれ発生する磁界が作用し合うように、永久磁石およびコイルの一方を可動ミラーに配置して、他方を可動ミラーに近接する位置に配置することができる。
【００２２】
板状の可動ミラーが高速で揺動する場合、上述したように、可動ミラーには動的たわみが発生する。この動的たわみを補償するために、本実施形態では、可動ミラー１１の他方の面（すなわち裏面）に、電圧の印加によって可動ミラー１１を変形させる圧電部１３が設けられている。
【００２３】
圧電部１３は、図１Ｃに示すように、電極パットとしてＡｌ薄膜またはＰｔ等の他の材料で形成された、下部電極層１５および上部電極層１６と、これらの電極層１５，１６に挟まれた圧電層１４と、を有している。下部電極層１５は、可動ミラー１１の裏面全体に形成され、その上に、所定の位置に配置された複数の圧電素子からなる圧電層１４が形成されている。上部電極層１６は、圧電層１４上に積層されている。
【００２４】
本実施形態では、圧電部１３は、揺動軸Ｘ−Ｘを挟んだ両側の領域に異なる交流電圧を印加できるように構成されている。すなわち、圧電部１３は、可動ミラー１１の揺動軸Ｘ−Ｘを挟んで互いに対向して配置された２つの圧電部１３ａ，１３ｂから構成されている。これに応じて、光走査装置１０は、２つの圧電部１３ａ，１３ｂにそれぞれ交流電圧を印加する２つの交流電圧源６ａ，６ｂを有している。
【００２５】
第１の交流電圧源６ａは、配線によって、第１の圧電部１３ａの上部電極層１６に接続され、第１の圧電部１３ａに第１の電圧Ｖ１を印加するようになっている。第２の交流電圧源６ｂは、配線によって、第２の圧電部１３ｂの上部電極層１６に接続され、第２の圧電部１３ｂに第２の電圧Ｖ２を印加するようになっている。また、下部電極層１５は接地されている。このような構成によって、本実施形態では、第１および第２の圧電部１３ａ，１３ｂにそれぞれ独立した電圧Ｖ１，Ｖ２を印加することが可能となる。したがって、圧電部１３ａ，１３ｂに印加するそれぞれの電圧Ｖ１，Ｖ２を調節すれば、可動ミラー１１に所望の変形を生じさせることが可能となる。
【００２６】
本実施形態の光走査装置１０は、この電圧Ｖ１，Ｖ２を調節して、可動ミラー１１の動的たわみを補償するように可動ミラー１１を変形させる制御部７を有している。すなわち、制御部７は、２つの交流電圧源６ａ，６ｂと共に補償電圧印加手段８を構成し、第１および第２の交流電圧源６ａ，６ｂを制御して、第１および第２の圧電部１３ａ，１３ｂに補償電圧を印加するようになっている。ここでいう補償電圧とは、可動ミラー１１の動的たわみを補償または相殺する補償変形（逆たわみ）を可動ミラー１１に生じさせる交流電圧である。
【００２７】
ここで、本実施形態と同様の構成の可動ミラー、すなわち揺動軸に対して回転対称な可動ミラーを例に挙げて、動的たわみと補償電圧とについて説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、可動ミラーに発生する動的たわみの様子を示す概略断面図であり、可動ミラーの揺動軸に垂直な方向の断面を示している。図２Ａが、可動ミラーが静止した状態に対応し、図２Ｂが、可動ミラーが揺動した（傾斜した）状態に対応している。
【００２８】
図２Ｂに示すように、可動ミラーが揺動軸に対して回転対称である場合、発生する動的たわみは揺動軸に対して回転対称となる。すなわち、揺動軸を挟んだ可動ミラーの両側の領域には、それぞれ上下反対方向に湾曲するたわみが発生する。このとき一方の側に発生するたわみの最大たわみ量（たわみが発生しないときの板面から湾曲頂点までの高さ）δｍａｘは、
δｍａｘ≒０．２１７ρｆ２Ｄ５θｍｅｃｈ／Ｅｔ２      （１）
で与えられる。ここで、ρは材料密度、ｆは共振周波数、Ｄはミラー径（揺動軸と直交する方向の長さ）、θｍｅｃｈは静止状態からのミラーの揺動角度、Ｅはヤング率、ｔはミラーの厚さである。
【００２９】
式（１）からわかるように、最大たわみ量δｍａｘは、可動ミラーの揺動角度θｍｅｃｈに比例して変化し、したがって、可動ミラーの揺動に応じて正弦波状に振動する。このことは、可動ミラーに発生する動的たわみが、可動ミラーの揺動周期に同期して発生することを意味している。また、動的たわみは揺動軸に対して回転対称であるため、揺動軸を挟んだ両側での最大たわみ量の振動は、互いに位相が反転した波形となる。
【００３０】
本実施形態では、揺動軸Ｘ−Ｘに実質的に回転対称に形成された可動ミラー１１に対応するように、第１および第２の圧電部１３ａ，１３ｂが、揺動軸Ｘ−Ｘに対して実質的に線対称に配置されている。このような圧電部１３ａ，１３ｂに対して、補償電圧印加手段８は、補償電圧として、可動ミラー１１の揺動周期に同期するとともに、互いに位相反転した第１および第２の電圧Ｖ１，Ｖ２を印加するようになっている。これにより、可動ミラー１１の揺動周期に応じて変化する回転対称な変形を可動ミラー１１に生じさせることが可能となる。したがって、２つの補償電圧Ｖ１，Ｖ２の位相と振幅とを調整することで、可動ミラー１１の揺動時に発生する動的たわみを打ち消すように、可動ミラー１１に逆たわみを生じさせることが可能となる。このような補償電圧Ｖ１，Ｖ２の一例を図３に示す。
【００３１】
第１および第２の圧電部は、本実施形態のように、それぞれ複数の圧電素子を含み、各圧電素子が揺動軸と直交する方向に延びていることが好ましい。これにより、各圧電素子をそれぞれの延在方向に沿って変形させる（歪ませる）ことができ、可動ミラーを揺動軸と直交する方向に沿って湾曲させることが可能となる。この構成は、ミラーサイズが大きい場合に、特に有利となる。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、可動ミラーの反射面とは反対側の面に、複数の圧電素子を含む圧電部が設けられている。圧電部には、可動ミラーの揺動時に、補償電圧印加手段によって補償電圧が印加されるようになっている。これにより、可動ミラーを高速で揺動させる場合にも、可動ミラーの動的たわみを補償する補償変形を可動ミラーに生じさせることで、可動ミラーの平面状態を実質的に保持することができる。このようにして、画像劣化の要因となる可動ミラーの動的たわみの発生を抑制することが可能となる。
【００３３】
しかも、可動ミラーに圧電部を追加することで増加する厚さは、せいぜい３〜１０μｍ程度である。そのため、本実施形態では、リブによって可動ミラーの剛性を向上させる場合と比べて、体積的なオーバーヘッドを増加させることなく、動的たわみの発生を抑制するすることが可能となる。さらには、リブの追加による上述の方法では、リブ自体にたわみが存在することにより、可動ミラーの動的たわみを完全になくすことは困難であるが、本実施形態によれば、動的たわみを打ち消すようにミラーを自発的に変形させることで、そのことが容易になる。
【００３４】
圧電部を構成する圧電素子の個数や配置、形状は、上述した実施形態に限定されず、可動ミラーのサイズや形状、動作速度などに応じて、すなわち実際に発生しうる動的たわみに応じて、適宜変更可能である。また、本実施形態では、補償電圧印加手段が、それぞれ別体の交流電圧源と制御部とから構成されているが、両者が一体に構成されていてもよい。
【００３５】
ここで、本実施形態の光走査装置が組み込まれる画像表示装置の構成および動作について説明する。
【００３６】
図４に、本実施形態の光走査装置を備えた画像表示装置の一構成例を示す。
【００３７】
画像表示装置は、外部から供給される映像信号に応じて変調された各色の光束を生成する光束生成装置Ｐ１と、光束生成装置Ｐ１で生成された各光束を平行光化するためのコリメート光学系Ｐ２と、平行光化された各光束を合成するための合成光学系Ｐ３と、を有している。また、画像表示装置は、合成光学系Ｐ３で合成された光束を画像表示するために水平方向に走査する水平走査部Ｐ４と、水平走査部Ｐ４で水平方向に走査された光束を垂直方向に走査する垂直走査部Ｐ５と、水平方向と垂直方向走査された光束をスクリーン上に出射するための光学系（図示せず）と、を備えている。本実施形態の光走査装置は、水平走査部Ｐ４の走査ミラーＰ４１として画像表示装置に組み込まれる。
【００３８】
光束生成装置Ｐ１は、映像信号が入力され、その入力信号に基づいて画像を構成するための要素となる信号を発生させるとともに、水平走査部で使用される水平同期信号と、垂直走査部で使用される垂直同期信号とをそれぞれ出力する信号処理回路を有している。この信号処理回路において、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各映像信号が生成される。
【００３９】
さらに光束生成装置Ｐ１は、信号処理回路から出力される３つの映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）をそれぞれ光束にするための光源部Ｐ１１を有している。光源部Ｐ１１は、映像信号の各色に対して、光束を発生させるレーザＰ１２と、それを駆動するためのレーザ駆動系Ｐ１３と、を有している。各レーザとしては、半導体レーザあるいは高調波発生機構（ＳＨＧ）付き固体レーザが好適に用いられる。
【００４０】
光束生成装置Ｐ１の各レーザＰ１２から出射した各色の光束は、コリメート光学系Ｐ２によってそれぞれ平行光化された後、合成光学系Ｐ３の各色に対応するダイクロイックミラーに入射される。これらの３つのダイクロイックミラーに入射した各色の光束は、波長選択的に反射または透過して合成され、水平走査部Ｐ４に出力される。
【００４１】
水平走査部Ｐ４および垂直走査部Ｐ５では、水平操作部Ｐ４に入射した光束を、走査ミラーＰ４１，Ｐ５１を水平方向および垂直方向に走査することで、画像として投影する。それぞれの走査ミラーＰ４１，Ｐ５１は、信号処理回路から出力され、走査同期回路を通じて入力される同期信号に基づいて、走査駆動回路によって駆動される。
【００４２】
［第２の実施形態］
図５Ａおよび図５Ｂは、本発明の第２の実施形態における光走査装置の構成を示す概略図である。図５Ａは、本実施形態の光走査装置を反射面とは反対側から見た概略平面図であり、図１Ｂに対応する図である。図５Ｂは、図５ＡのＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。本実施形態は、以下に示すように、第１の実施形態に対して可動ミラーの裏面の構成を変更した変形例である。すなわち、本実施形態では、反射面側から見た光走査装置の構成は、第１の実施形態と同様である。そのため、ここでは、図１Ａに対応する図は示していない。また、以下では、第１の実施形態と同様の部材については、図面に同じ符号を付して説明は省略し、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００４３】
本実施形態の光走査装置２０では、可動ミラー２１が、反射面１２と反対側の面に形成されたリブ２７を有している。リブ２７は、可動ミラー２１の揺動軸Ｘ−Ｘに沿って延びる短軸方向リブ２７ａと、その揺動軸Ｘ−Ｘと実質的に直交する方向に延びる長軸方向リブ２７ｂとから構成されている。圧電部２３は、可動ミラー２１の裏面の、リブ２７が形成されていない領域に設けられている。圧電部２３は、第１の実施形態と同様に、可動ミラー２１の揺動軸Ｘ−Ｘに対して実質的に線対称に配置された第１および第２の圧電部２３ａ，２３ｂを有している。
【００４４】
本実施形態では、可動ミラー２１の裏面に少なくとも長軸方向リブ２７ｂが設けられていることで、動的たわみを補償するために必要な可動ミラー２１の変形量を減少させることができる。それに伴い、圧電部２３の設置面積を減少させることで、圧電部２３に印加する補償電圧を低下させることが可能となる。これにより、可動ミラー２１の動的たわみの発生を抑制するための消費電力を低減することが可能となる。また、本実施形態では、リブ２７が可動ミラー２１の裏面の中心付近に形成され、それに伴い、圧電部２３は、可動ミラー２１の周縁部に配置されている。このことも、上記消費電力を低減するためには有利である。なぜなら、動的たわみの大きいミラー中心付近にリブ２７を設けることで、圧電部２３の設置面積をより小さくすることができるためである。
【００４５】
本実施形態によるリブの追加は、補助的なものであって、それだけでたわみ量を大きく減少させるためのものではないことに留意されたい。また、リブの構成は、上述した構成に限定されず、慣性モーメントの増加が光走査性能に悪影響を与えない範囲で、適宜変更可能である。
【００４６】
［第３の実施形態］
図６は、本発明の第３の実施形態における光走査装置の構成を示す概略図であり、反射面とは反対側から見た概略平面図である。本実施形態は、以下に示すように、第１の実施形態に対して圧電部および補償電圧印加手段に異なる機能を追加した変形例である。すなわち、本実施形態では、このような機能の追加に伴って構成も一部変更されているが、基本的な構造は、圧電素子の個数を除いて、第１の実施形態と同様である。そのため、図６では、反射面とは反対側から見た図１Ｂに対応する図のみを示している。また、以下では、第１の実施形態と同様の部材については、図面に同じ符号を付して説明は省略し、第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
【００４７】
本実施形態の光走査装置３０では、第１および第２の圧電部３３ａ，３３ｂに、それぞれ圧電センサ３３ｃ，３３ｄが設けられている。圧電センサ３３ｃ，３３ｄは、圧電部３３ａ，３３ｂを構成する複数の圧電素子の一部であり、可動ミラー３１に発生する変形（たわみ）を検出する役割を有している。すなわち、本実施形態では、補償電圧印加手段８が、可動ミラー３１の揺動時に圧電センサ３３ｃ，３３ｄに生じる電圧を検出し、その電圧がゼロになるように、第１および第２の圧電部３３ａ，３３ｂの残りの圧電素子に補償電圧Ｖ１，Ｖ２を印加するようになっている。これにより、可動ミラー３１に生じるたわみ量が温度や湿度などの外的要因や経年変化によって変化する場合や、ミラーのたわみ量の個体ばらつきにも対応することが可能となる。
【００４８】
なお、本実施形態においても、第２の実施形態と同様のリブが補助的に設けられていてもよい。
【００４９】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００５０】
この出願は、２０１１年２月２５曰に出願された日本出願特願２０１１−０４０２２３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００５１】
１０，２０，３０  光走査装置
２，３  主ねじり梁部
４，５  駆動部
６ａ  第１の交流電圧源
６ｂ  第２の交流電圧源
７  制御部
８  補償電圧印加手段
１１，２１，３１  可動ミラー
１２  反射面
１３，２３，３３  圧電部
１３ａ，２３ａ，３３ａ  第１の圧電部
１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ  第２の圧電部
１４，２４  圧電層
１５  上部電極層
１６，２６  下部電極層
２７  リブ
２７ａ  短軸方向リブ
２７ｂ  長軸方向リブ
３３ｃ，３３ｄ  圧電センサ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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