(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を備え、所定の回転軸を中心として回動するミラー部と、
前記ミラー部を回動可能に支持する１対の支持梁部と、
前記支持梁部を介して前記ミラー部を共振振動するように駆動する駆動部と、
前記駆動部を支持する基板と、
を有し、
前記基板は、一辺が前記支持梁部に接続され、前記基板における前記一辺に対向する辺が前記ミラー部を囲繞するように形成された支持部に接続され、
前記支持部は、少なくとも一部に厚みの異なる厚肉部と、薄肉部及び／又は開口部と、を備え、
前記基板は、前記支持部における前記厚肉部に接続されることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向器において、
前記基板が接続された前記厚肉部は、前記基板と前記支持部との接続部と、前記薄肉部又は開口部と、に挟まれるように設けられていることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光偏向器において
前記支持部は、基材層と活性層とを備えた積層構造で形成され、
前記薄肉部は、前記活性層のみで形成されることを特徴とする光偏向器。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つに記載の光偏向器において
前記支持梁部を挟んで互いに対称に配置された複数の前記駆動部を有し、
当該駆動部は、前記支持梁部に対して直交するように配置されることを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
光源と、前記光源からの光を偏向走査する光偏向器と、を有し、
前記光偏向器が請求項１乃至４の何れか１つに記載の光偏向器である光走査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光走査装置を有し、当該光走査装置によって偏向された前記光を走査することで投影面に画像を表示する画像投影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像投影装置を備えた移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器、光走査装置、画像投影装置、画像形成装置および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシン技術を用いた光偏向器として、圧電部材を上部電極と下部電極とで挟み込み、上下電極間に電圧を印加することでミラー部を振動させて光を反射し、走査光として出力する構成が知られている（例えば特許文献１等参照）。
このような構成の光偏向器においては、走査角を増大するためにミラー部の振動角を大きくすることが求められている（例えば特許文献２等参照）。
【０００３】
しかしながら、振動角は圧電部材の変形量によって決まるので、安易に増大させることは難しいという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、光偏向器の走査角を増大させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明における光偏向器は、反射面を備え、所定の回転軸を中心として回動するミラー部と、前記ミラー部を回動可能に支持する１対の支持梁部と、前記支持梁部を介して前記ミラー部を共振振動するように駆動する駆動部と、前記駆動部を支持する基板と、を有し、前記基板は、一辺が前記支持梁部に接続され、前記基板における前記一辺に対向する辺が前記ミラー部を囲繞するように形成された支持部に接続され、前記支持部は、少なくとも一部に厚みの異なる厚肉部と、薄肉部及び／又は開口部と、を備え、前記基板は、前記支持部における前記厚肉部に接続される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光偏向器の少なくとも一部の剛性を低下させることで、走査角を増大させる光偏向器を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】光走査システムの一例の概略図である。
【図２】光走査システムの一例のハードウェア構成図である。
【図３】駆動装置の一例の機能ブロック図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】光書込装置の一例の概略図である。
【図９】レーザレーダ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。
【図１０】レーザレーダ装置の一例の概略図である。
【図１１】パッケージングされた光偏向器の一例の概略図である。
【図１２】光偏向器の構成の一例を示す平面図である。
【図１３】図１２に示す光偏向器のＰ−Ｐ’断面図である。
【図１４】図１２に示す光偏向器のＱ−Ｑ’断面図である。
【図１５】光偏向器の可動部の構造を模式的に表した図である。
【図１６】図１５に示す構成において、Ｃ−Ｃ’断面における反り量を測定した結果を示す図である。
【図１７】光偏向器の大きさによって生じる振れ角の減少を模式的に示す図である。
【図１８】光偏向器の動作時の変形の一例を示す図である。
【図１９】本発明の光偏向器の走査角と従来例との比較を示す図である。
【図２０】本発明の光偏向器の、第１支持部における変位の度合いを示す図である。
【図２１】光偏向器の動作の一例を示す図である。
【図２２】光偏向器の動作時における印加電圧の波形の一例を示すグラフ図である。
【図２３】本発明の光偏向器の第１の変形例の構成の一例を示す図である。
【図２４】本発明の光偏向器の第２の変形例の構成の一例を示す図である。
【図２５】本発明の光偏向器の従来例の構成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、本発明の実施形態について詳細に説明する。
［光走査システム］
まず、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態に係る駆動装置を適用した光走査システムについて詳細に説明する。
図１に、光走査システムの一例の概略図を示す。
図１に示すように、光走査システム１０は、駆動装置１１の制御に従って光源装置１２から照射された光を光偏向器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。
【０００９】
光走査システム１０は、駆動装置１１，光源装置１２、反射面１４を有する光偏向器１３により構成される。
駆動装置１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等を備えた電子回路ユニットである。光偏向器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。
駆動装置１１は、取得した光走査情報に基づいて光源装置１２および光偏向器１３の制御命令を生成し、制御命令に基づいて光源装置１２および光偏向器１３に駆動信号を出力する。
【００１０】
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。光偏向器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いずれかに可動させる。
【００１１】
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駆動装置１１の制御によって、光偏向器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、光偏向器の詳細および本実施形態の駆動装置による制御の詳細については後述する。
【００１２】
次に、図２を参照して、光走査システム１０の一例のハードウェア構成について説明する。
図２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２に示すように、光走査システム１０は、駆動装置１１、光源装置１２および光偏向器１３を備え、それぞれが電気的に接続されている。
【００１３】
［駆動装置］
このうち、駆動装置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、光偏向器ドライバ２６を備えている。
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、駆動装置１１の全体の制御や機能を実現する演算装置である。
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。
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。
ＦＰＧＡ２３は、ＣＰＵ２０の処理に従って、光源装置ドライバ２５および光偏向器ドライバ２６に適した制御信号を出力する回路である。
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。
【００１４】
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。
光偏向器ドライバ２６は、入力された制御信号に従って光偏向器１３に駆動電圧等の駆動信号を出力する電気回路である。
駆動装置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、駆動装置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、駆動装置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。
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。
本実施形態に係る駆動装置１１は、ＣＰＵ２０の命令および図２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。
【００１５】
［駆動装置の機能構成］
次に、図３を参照して、光走査システム１０の駆動装置１１の機能構成について説明する。図３は、光走査システムの駆動装置の一例の機能ブロック図である。
図３に示すように、駆動装置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。
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、制御手段を構成し、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、印加手段を構成し、光源装置ドライバ２５、光偏向器ドライバ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または光偏向器１３に駆動信号を出力する。駆動信号出力部３１（印加手段）は、例えば、駆動信号を出力する対象ごとに設けられてもよい。
駆動信号は、光源装置１２または光偏向器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および照射強度を制御する駆動電圧である。また、例えば、光偏向器１３においては、光偏向器１３の有する反射面１４を可動させるタイミングおよび可動範囲を制御する駆動電圧である。なお、駆動装置は、光源装置１２や受光装置等の外部装置から光源の照射タイミングや受光タイミングを取得し、これらを光偏向器１３の駆動に同期するようにしてもよい。
【００１６】
［光走査処理］
次に、図４を参照して、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説明する。図４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。
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。
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。
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および光偏向器１３に出力する。
ステップＳ１４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、光偏向器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および光偏向器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。
【００１７】
なお、上記光走査システム１０では、１つの駆動装置１１が光源装置１２および光偏向器１３を制御する装置および機能を有しているが、光源装置用の駆動装置および光偏向器用の駆動装置と、別体に設けてもよい。
また、上記光走査システム１０では、一つの駆動装置１１に光源装置１２および光偏向器１３の制御部３０の機能および駆動信号出力部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を有した駆動装置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を有した光偏向器１３と駆動装置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。
【００１８】
［画像投影装置］
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態の駆動装置を適用した画像投影装置について詳細に説明する。
図５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を搭載した移動体たる自動車４００の実施形態に係る概略図である。また、図６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。
【００１９】
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。
図５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。
【００２０】
図６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を有する光偏向器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。
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。
【００２１】
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を有する光偏向器１３によって二次元走査される。光偏向器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。
光偏向器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。この光偏向器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。
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を有した光偏向器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。
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。
【００２２】
［光書込装置］
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態の駆動装置１１を適用した光書込装置について詳細に説明する。
図７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８は、光書込装置の一例の概略図である。
図７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。
図８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６１０を経た後、反射面１４を有する光偏向器１３により１軸方向または２軸方向に偏向される。
そして、光偏向器１３で偏向されたレーザ光は、その後、第一レンズ６２０ａと第二レンズ６２０ｂ、反射ミラー部６２０ｃからなる走査光学系６２０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６２０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および反射面１４を有する光偏向器１３は、駆動装置１１の制御に基づき駆動する。
【００２３】
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。
上記光書込装置に適用される反射面１４を有した光偏向器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、光偏向器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、また光偏向器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
【００２４】
［物体認識装置］
次に、図９及び図１０を参照して、上記本実施形態の駆動装置を適用した物体認識装置について詳細に説明する。
図９は、物体認識装置の一例であるレーザレーダ装置を搭載した自動車の概略図である。また、図１０はレーザレーダ装置の一例の概略図である。
物体認識装置は、対象方向の物体を認識する装置であり、例えばレーザレーダ装置である。
図９に示すように、レーザレーダ装置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。
図１０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を有する光偏向器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および光偏向器１３は、駆動装置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。
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。
反射面１４を有する光偏向器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。
このようなレーダレーダ装置は、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。
上記物体認識装置では、一例としてのレーザレーダ装置７００の説明をしたが、物体認識装置は、反射面１４を有した光偏向器１３を駆動装置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。
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。
【００２５】
［パッケージング］
次に、図１１を参照して、本実施形態の駆動装置により制御される光偏向器のパッケージングについて説明する。
図１１は、パッケージングされた光偏向器の一例の概略図である。
図１１に示すように、光偏向器１３は、筐体部たるパッケージ部材８０２の内側に配置される取付部材８０１に取り付けられ、パッケージ部材８０２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、光偏向器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。
次に、以上に説明した光偏向システム、光走査システム、画像投射装置、光書込装置、物体認識装置に使用される光偏向器の詳細および本実施形態の駆動装置による制御の詳細について説明する。
【００２６】
［光偏向器の詳細］
まず、図１２〜図１４を参照して、光偏向器について詳細に説明する。
【００２７】
図１２は、主走査方向たるＸ方向と、副走査方向たるＹ方向との２軸方向に光偏向可能な両持ちタイプの光偏向器の平面図である。図１３は、図１２のＰ−Ｐ’断面図である。図１４は図１２のＱ−Ｑ’断面図である。以降の説明では反射面１４が後述するように第１軸Ｏ１周りに駆動したとき、反射面１４によって反射された光束Ｌが移動する方向を主走査方向Ｘとし、第２軸Ｏ２周りに駆動したときの光束Ｌの移動する方向を副走査方向Ｙとする。なお、かかる構成に限定されるものではなく、主走査方向と副走査方向とは、構成に応じて適宜変えても良い。
【００２８】
光偏向器１３は、入射した光Ｌを反射する反射面たるミラー部１０１と、ミラー部１０１に接続され、ミラー部１０１をＹ軸に平行な第１軸Ｏ１周りに駆動する第１駆動部１１０ａ、１１０ｂと、を有している。
光偏向器１３はまた、ミラー部１０１およびトーションバー１１１ａ，ｂ及び第１圧電駆動部１１２ａ，ｂを支持する支持部材たる第１支持部１２０を有している。
光偏向器１３はまた、第１支持部１２０に接続され、ミラー部１０１および第１支持部１２０をＸ軸に平行な第２軸Ｏ２周りに駆動する第２駆動部１３０ａ、１３０ｂと、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂを支持する枠体部たる第２支持部１４０と、を有している。
なお、本実施形態におけるトーションバー１１１ａ，ｂ及び第１圧電駆動部１１２ａ，ｂと、ミラー部１０１と、第１支持部１２０とは、第２軸Ｏ２を中心に回転する可動部を構成している。また、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂは、かかる可動部を第２支持部１４０に対して支持する。
すなわち、トーションバー１１１ａ，ｂ及び第１圧電駆動部１１２ａ，ｂは、ミラー部１０１を囲繞するように形成された支持部である第１支持部１２０に接続されている。
また、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂは、ミラー部１０１及び第１支持部１２０を囲繞するように形成された支持部である第２支持部１４０に接続されている。
光偏向器１３は、トーションバー１１１ａ，ｂ及び第１圧電駆動部１１２ａ，ｂおよび第２駆動部１３０ａ、１３０ｂおよび駆動装置に電気的に接続される電極接続部１５０と、電極接続部１５０から第１圧電駆動部１１２ａ，ｂまで延びた通電路１５１と、を有している。
【００２９】
光偏向器１３は、図１３に示すように、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圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂ、第２圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆ、１３２ａ〜１３２ｆ、電極接続部１５０等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。
【００３０】
ＳＯＩ基板は、図１３、図１４に示すように、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる第１のシリコン層たる基材層としてのシリコン支持層１６１と、シリコン支持層１６１の上部に形成された酸化シリコン層１６２と、酸化シリコン層１６２の上に形成された第２のシリコン層たるシリコン活性層１６３と、を有するシリコン基板である。
【００３１】
シリコン活性層１６３は、Ｘ軸方向または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で構成された部材は、弾性を有する弾性部としての機能を備える。
例えば、本実施形態においては、図１３に示すように、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂと、第１圧電駆動部１１２ａ，ｂとは何れも、かかるシリコン活性層１６３を基材としており、弾性部としての機能を有している。ここで、『弾性を有する』あるいは『弾性部としての機能を有する』とは、後述の圧電部２０２の変形に対して復元力を備えることを示している。
【００３２】
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光偏向器１３の形成に用いられる部材はＳＯＩ基板に限られない。
【００３３】
ミラー部１０１は、例えば、円板形状のミラー部基体１０２と、ミラー部基体の＋Ｚ側の面上に形成された反射面１４とから構成される。ミラー部基体１０２は、例えば、シリコン活性層１６３を用いて構成される。
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、ミラー部基体１０２の−Ｚ側の面にミラー部補強用のリブ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および酸化シリコン層１６２を用いて構成され、ミラー部１０１の動作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。
【００３５】
図１３に示すように、トーションバー１１１ａ、１１１ｂはシリコン活性層１６３を用いて構成される。また、第１圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂは、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および下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等を用いて構成される。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）を用いて構成されている。
【００３６】
第１支持部１２０は、シリコン支持層１６１、酸化シリコン層１６２、シリコン活性層１６３を用いて構成され、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。なお、下部電極との電気的接続を避けるため、シリコン活性層１６３の上に絶縁層１６４（例えば、酸化シリコン層）を有する構成としてもよい。
第１支持部１２０は、図１５（ａ）〜（ｅ）に示すように、シリコン支持層１６１が削られて、層厚３０μｍのシリコン活性層１６３と絶縁層１６４のみで形成された薄肉部６０２と、シリコン活性層１６３、酸化シリコン層１６２、シリコン支持層１６１、の３層の積層構造を備え、合計層厚３００μｍの板状あるいは柱状の骨部たる厚肉部６０１と、を有している。なおここで、図１５（ａ）にＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’、Ｄ−Ｄ’で示した各断面における断面図について図１５（ｂ）〜（ｅ）として並べている。
【００３７】
厚肉部６０１は、図１５（ｂ）〜（ｅ）に各方向からみた断面図を示すように、薄肉部６０２を分断するように形成されている。すなわち、厚肉部６０１が第１支持部１２０の骨組み構造を形成する。なお、ここで骨組み構造とは、所謂「肉抜き」をされることで低下した剛性を補強するように、厚肉部６０１が梁として機能している態様を指している。
かかる骨組み構造により、第１支持部１２０は、単に板厚３００μｍの板状部材とするよりも剛性が低下して変形しやすくなるが、厚肉部６０１によって変形による破壊が生じにくい程度に剛性が補強されている。
【００３８】
本実施形態においては、ミラー部１０１の振動方向（すなわち主走査方向）であるＸ方向に対して平行な板状の厚肉部６０１と、Ｘ方向に垂直な板状の厚肉部６０１とが組み合わされて構成された骨組み構造を示す。
なお、骨組み構造はかかる構成に限定されるものではなく、例えば複数の板状の厚肉部６０１を交差させる態様で組み合わせても良い。また、厚肉部６０１と薄肉部６０２とで、全体的な剛性をある程度保持しつつ、単純な板状部材を用いるよりも変形しやすい状態を維持する構造であればよい。
本発明と、図２５に示して後述する単に板状のＳＯＩ基板を用いて形成された従来例との反り量の比較を図１６に示す。図１６に示すように、従来例の反り量が０．１２μｍであるのに対し、本実施形態の第１支持部１２０の方が、２．５ｍｍの長さあたりの成型後の反り量が０．２４μｍと大きくなる。これは、シリコン支持層１６１の除去の際に生じる応力によるものであると考えられる。なお、図２５の従来例の表記においては、第１の実施形態と同様の構成から、厚肉部６０１と薄肉部６０２とを除いたものであるため、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
このように、第１支持部１２０が弾性力を備えることで、単純な板状部材を用いるよりも変形しやすい状態を維持する。
なお、ミラー部１０１の変位の量は、少なくとも数十μｍの単位であるので、かかる応力による反り量がミラー部１０１の振動に対して与える影響は十分小さいと考えられる。
【００３９】
第２駆動部１３０ａ、１３０ｂは、折り返すように連結された複数の第２圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆ、１３２ａ〜１３２ｆを有している。
第２駆動部１３０ａ、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２駆動部１３０ａと第１支持部１２０の接続箇所および第２駆動部１３０ｂと第１支持部１２０の接続箇所、さらに第２駆動部１３０ａと第２支持部１４０の接続箇所および第２駆動部１３０ｂ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ることが望ましい。
【００４０】
図１４に示すように、第２圧電駆動部１３１ａ、１３１ｂは、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および下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等を用いて構成される。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）が用いられた圧電部材である。
【００４１】
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を用いて構成され、ミラー部１０１、トーションバー１１１ａ，ｂ及び第１圧電駆動部１１２ａ，ｂ、第１支持部１２０および第２駆動部１３０ａ、１３０ｂを囲うように形成された矩形の支持体である。
【００４２】
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圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂ、第２圧電駆動１３１ａ〜１３１ｆの各上部電極２０３および各下部電極２０１，および図１で示した駆動装置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または下部電極２０１は、それぞれが電極接続部１５０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。
【００４３】
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、弾性部の一面および他面の双方に設けても良い。
【００４４】
また、ミラー部１０１を第１軸周りまたは第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圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂが曲率を有した形状を有していてもよい。
【００４５】
さらに、第１圧電駆動部１１２ａ，ｂの上部電極２０３の＋Ｚ側の面上、第１支持部の＋Ｚ側の面上、第２駆動部１３０ａ、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または下部電極２０１と電極配線とが接続される接続スポットに、開口部として部分的に絶縁層を除去または絶縁層を形成しないことにより、第１圧電駆動部１１２ａ，ｂ、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂおよび電極配線の設計自由度をあげ、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。なお、絶縁層は絶縁性を有する部材であればよく、また、反射防止材としての機能を備えさせてもよい。
【００４６】
［駆動装置の制御の詳細］
次に、光偏向器１３の第１駆動部および第２駆動部を駆動させる駆動装置１１の制御の詳細について説明する。
【００４７】
第１駆動部１１０ａ、１１０ｂ、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂが有する圧電部２０２は、分極方向に正また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１１０ａ，１１０ｂ，第２駆動部１３０ａ、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。
【００４８】
このとき、ミラー部１０１の反射面１４に入射した光束が偏向される角度を振れ角とよぶ。圧電部２０２に電圧を印加していないときの振れ角をゼロとし、その角度よりも偏向角度が大きい場合を正の振れ角、小さい場合を負の振れ角とする。
【００４９】
まず、第１圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂを駆動させる駆動装置１１の制御について説明する。
第１圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂでは、第１圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂが有する圧電部２０２に、上部電極２０３および下部電極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圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂが屈曲変形する。その結果、２つのトーションバー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圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂに印加される駆動電圧は、駆動装置１１によって制御される。
【００５０】
そこで、駆動装置１１によって、第１圧電駆動部１１２ａ、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Ｏ１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。
【００５１】
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のを利用して、ミラー部１０１を約２０ｋＨｚで共振振動させることができる。
【００５２】
さて、こうした光偏向器が主に用いられている近年の光走査装置等では、走査可能な距離を変えないまま小型化することが求められている。
しかしながら、圧電部２０２を電圧を印加することで伸縮させ、トーションバー１１１ａ、ｂのねじれによってミラー部１０１を振動させる場合には、単に小型化するだけでは、振れ角θの減少を生じてしまうという問題があった。
【００５３】
かかる問題点について具体例を用いて説明する。
まず図１７（ａ）に示すように、カンチレバーである第１圧電駆動部１１２ａ、ｂの長さＬ１、振れ角θ１の光偏向器を考える。ついで、図１７（ｂ）に示すように、他の条件を変えずに、第１圧電駆動部１１２ａ、ｂの長さＬ２（Ｌ２＝１／２・Ｌ１）とした場合の振れ角θ２を考える。このとき、第１圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂは、一方の端部を第１支持部１２０に固定された状態で、印加される電圧に応じて伸縮するから、図１７（ａ）と図１７（ｂ）とで端部の変位量ｈ１、ｈ２がそれぞれ異なり、両持ち梁構造の場合ではｈ１≒４ｈ２程度になるものと推測される。
したがって、トーションバー１１１ａ、ｂに与えられる捩り角にも４倍程度の差が生じて、捩り角θ１＞θ２となる。
従って、図１７（ａ）と図１７（ｂ）とで比較したように、第１圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂの長さを減少させる、すなわち小型化することで、一般にはミラー部１０１の振れ角たる走査角θも減少する。
【００５４】
さて、走査角θは、前述の通り、圧電部２０２に印加される電圧に応じて変動する。
つまり、小型化しつつ走査角θを維持するためには、印加する電圧を増大させればよいが、小型化した上で印加電圧を増大させるのは、短絡などの意図しない故障が生じやすくなるおそれがある。
このような問題を解決すべく、小型化しながらも走査角を維持するための技術が求められていた。
【００５５】
本実施形態においては、反射面１４を備え、所定の回転軸Ｏ１を中心として回動するミラー部１０１と、ミラー部１０１を回動可能に支持する１対のトーションバー１１１ａ、ｂと、トーションバー１１１ａ、ｂを介してミラー部１０１を回動するように駆動する第１圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂと、を有している。
また、第１圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂは、一方の端部がトーションバー１１１ａ、ｂに接続され、他方の端部がミラー部１０１を囲繞するように形成された第１支持部１２０に接続されている。
本実施形態では、第１支持部１２０は、少なくとも一部に厚みの異なる厚肉部６０１と薄肉部６０２とを備える。
かかる構成により、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、薄肉部６０２が変形することで、第１支持部１２０が変形しやすく、言い換えると弾性の向上した状態で変形するから、光偏向器１３を小型化する際にも電圧を変化させることなく走査角θが維持される。
具体的には、走査角θを測定したところ、図１９に示すように従来例に比べて向上することが明らかとなった。
【００５６】
このような構成の光偏向器１３を用いて、ミラー部１０１を振動させる操作を行った際、特に第１支持部１２０における振動量は図２０（ｂ）に示すように従来例と比べて向上することが明らかとなった。
なお、ここでは従来例との比較に用いるため、ミラー部１０１における振動量を図２０（ａ）に示すように従来例と同様に合わせ、その際の第１支持部１２０の振動量を、本実施形態の振動量として示している。また、図２０（ａ）、（ｂ）に記載の各点の番号は、図２０（ｃ）に示したＰ１〜Ｐ５の各位置における振動量であることを示している。
【００５７】
次に、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂを駆動させる駆動装置１１の制御について説明する。
【００５８】
図２１は、光偏向器の第２駆動部１３０ａ、１３０ｂの駆動を模式的に表した模式図である。斜線で表されている領域がミラー部１０１等である。
【００５９】
第２駆動部１３０ａが有する複数の第２圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第２圧電駆動部（１３１ａ）から数えて偶数番目の第２圧電駆動部、すなわち第２圧電駆動部１３１ｂ、１３１ｄ、１３１ｆを圧電駆動部群Ａとする。
また、さらに第２駆動部１３０ｂが有する複数の第２圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第２圧電駆動部（１３２ａ）から数えて奇数番目の第２圧電駆動部、すなわち第２圧電駆動部１３２ａ、１３２ｃ、１３２ｅを同様に圧電駆動部群Ａとする。圧電駆動部群Ａは、駆動電圧が並行に印加されると、図２１（ａ）に示すように、圧電駆動部群Ａが同一方向に屈曲変形し、正の振れ角となるようにミラー部１０１が第２軸Ｏ２周りに可動する。
【００６０】
また、第２駆動部１３０ａが有する複数の第２圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第２圧電駆動部（１３１ａ）から数えて奇数番目の第２圧電駆動部、すなわち第２圧電駆動部１３１ａ、１３１ｃ、１３１ｅを圧電駆動部群Ｂとする。
また、さらに第２駆動部１３０ｂが有する複数の第２圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｆのうち、最もミラー部に距離が近い第２圧電駆動部（１３２ａ）から数えて偶数番目の第２圧電駆動部、すなわち、１３２ｂ、１３２ｄ、１３２ｆを同様に圧電駆動部群Ｂとする。圧電駆動部群Ｂは、駆動電圧が並行に印加されると、圧電駆動部群Ｂが同一方向に屈曲変形し、図２１（ｂ）に示すように、負の振れ角となるようにミラー部１０１が第２軸Ｏ２周りに可動する。
【００６１】
図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂは、圧電駆動部群Ａが有する複数の圧電部２０２または圧電駆動部群Ｂが有する複数の圧電部２０２を屈曲変形させることにより、屈曲変形による可動量を累積させ、ミラー部１０１の第２軸周りの振れ角を大きくすることができる。
【００６２】
例えば、図１２に示すように、第２駆動部１３０ａ、１３０ｂが、第１支持部の中心点に対して第１支持部に点対称で接続されている。そのため、圧電駆動部群Ａに駆動電圧を印加すると、第２駆動部１３０ａでは第１支持部と第２駆動部１３０ａの接続部に＋Ｚ方向に動かす駆動力が生じ、第２駆動部１３０ｂでは第１支持部と第２駆動部１３０ｂの接続部に−Ｚ方向に動かす駆動力が生じ、可動量が累積されてミラー部１０１の第２軸周りの振れ角度を大きくすることができる。
【００６３】
また、電圧が印加されていない、または、電圧印加による圧電駆動部群Ａによるミラー部１０１の可動量と電圧印加による圧電駆動群Ｂによるミラー部１０１の可動量が釣り合っている時は、振れ角はゼロとなる。
【００６４】
図２１（ａ）〜図２１（ｂ）を連続的に繰り返すように、図２２に示すように第２圧電駆動部に駆動電圧を印加することにより、ミラー部を第２軸Ｏ２周りに駆動させることができる。
【００６５】
［駆動電圧］
第２駆動部に印加される駆動電圧は、駆動装置によって制御される。
図２２を参照して、圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧（以下、駆動電圧Ａ）、圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧（以下、駆動電圧Ｂ）について説明する。また、駆動電圧Ａ（第１駆動電圧）を印加する印加手段を第１印加手段、駆動電圧Ｂ（第２駆動電圧）を印加する印加手段を第２印加手段とする。
【００６６】
図２２（ａ）は、光偏向器の圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧Ａの波形の一例である。図２２（ｂ）は、光偏向器の圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧の波形Ｂの一例である。図２２（ｃ）は、駆動電圧Ａの波形と駆動電圧Ｂの波形を重ね合わせた図である。
【００６７】
図２２（ａ）に示すように、圧電駆動部群Ａに印加される駆動電圧Ａの波形は、例えば、ノコギリ波状の波形であり、周波数は、例えば６０ＨＺである。
また、駆動電圧Ａの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をＴｒＡ、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をＴｆＡとしたとき、例えば、ＴｒＡ：ＴｆＡ＝９：１となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するＴｒＡの比率を駆動電圧Ａのシンメトリという。
【００６８】
図２２（ｂ）に示すように、圧電駆動部群Ｂに印加される駆動電圧Ｂの波形は、例えば、ノコギリ波状の波形であり、周波数は、例えば６０ＨＺである。
また、駆動電圧Ｂの波形は、電圧値が極小値から次の極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をＴｒＢ、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をＴｆＢとしたとき、例えば、ＴｆＢ：ＴｒＢ＝９：１となる比率があらかじめ設定されている。このとき、一周期に対するＴｆＢの比率を駆動電圧Ｂのシンメトリという。
また、図２２（ｃ）に示すように、例えば、駆動電圧Ａの波形の周期ＴＡと駆動電圧Ｂの波形の周期ＴＢは、同一となるように設定されている。
【００６９】
なお、上記の駆動電圧Ａおよび駆動電圧Ｂのノコギリ波状の波形は、例えば、正弦波の重ね合わせによって生成される。
また、本実施形態では、駆動電圧Ａ、Ｂとしてノコギリ波状の波形の駆動電圧を用いているが、これに限らず、ノコギリ波状の波形の頂点を丸くした波形の駆動電圧や、ノコギリ波状の波形の直線領域を曲線とした波形の駆動電圧など、光偏向器のデバイス特性に応じて波形を変えることも可能である。この場合、シンメトリは、一周期に対する立ち上がり時間の比率、または一周期に対する立ち下がり時間の比率となる。このとき、立ち上がり時間、立ち下がり時間のどちらを基準にするかは、任意に設定してもよい。
【００７０】
本実施形態では、第１支持部１２０は、基材層たるシリコン支持層１６１と活性層たるシリコン活性層１６３とを備えた積層構造で形成され、薄肉部６０２は、シリコン活性層１６３のみで形成される。
かかる構成により、第１支持部１２０における弾性が向上するから、従来例のように単に板状の支持部を用いた場合に比べて変形しやすく、同一条件において振れ角が大きくなる。
したがって、光偏向器１３を小型化する際にも電圧を変化させることなく走査角が維持される。
【００７１】
本実施形態では、光偏向器１３はトーションバー１１１ａ、ｂを挟んで互いに対称に配置された複数の第１圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂを有している。第１圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂは、トーションバー１１１ａに対して直交するように配置される。
かかる構成により、第１圧電駆動部１１２ａ，１１２ｂの変形により両側からトーションバー１１１ｂを捩り、またその力はトーションバー１１１ａと垂直にかかるため、より振れ角が増大しやすくなる。
【００７２】
また、本実施形態では、第１支持部１２０にかかる薄肉部６０２と厚肉部６０１とを設けたが、第２支持部１４０に同様の構成を設けたとしても良い。
【００７３】
次に、本実施形態の第１の変形例について説明する。
第１の変形例においては、図２３に示すように、第１支持部１２０は、厚肉部６０１と、薄肉部６０２と、厚肉部６０１及び薄肉部６０２とはその厚さが異なる開口部６０３を有している。
開口部６０３は、特に図２３に示すように、第１支持部１２０を貫通するように形成された矩形の穴であり、厚肉部６０１によって囲まれる態様で形成される。
また開口部６０３は、第１支持部１２０の内周辺のうち、第１圧電駆動部１１２ａ、ｂを支持する基板が接続されていない辺に接続されることが望ましい。
この理由について説明する。開口部６０３を形成することで、第１支持部１２０の剛性は、単に薄肉部６０２を設ける場合に比べてさらに大きく低下する。かかる剛性の低下によって、第１支持部１２０の枠部分と、トーションバー１１１ａ、ｂとが同時に動いてしまうと、却って捩り角が減少してしまう恐れがある。
すなわち、第１支持部１２０は、第１圧電駆動部１１２ａ、ｂを支持する基板の一方の端部を保持するために最低限の剛性を確保する必要がある。
また、本変形例では第１回転軸Ｏ１と直交するように、言い換えればトーションバー１１１ａと直交するように第１圧電駆動部１１２ａ、ｂが形成されている。
第１圧電駆動部１１２ａ、ｂが伸縮する際、その第１支持部１２０側の端部は、固定されることが望ましいため、剛性は比較的高い方が望ましいから、矩形の第１支持部１２０の４辺のうち、第１圧電駆動部１１２ａ、ｂが接続されていない２辺に開口部６０３が設けられることが望ましい。
かかる構成により、ミラー部１０１の可動範囲が広がりやすくなるから、光偏向器１３を小型化する際にも電圧を変化させることなく走査角が維持される。
【００７４】
また、本発明の第２の変形例として、図２４に示すように、第１支持部１２０の枠組みのうち、第１圧電駆動部１１２ａ、ｂと第１支持部１２０とが接続された部分に薄肉部６０２を備える光偏向器１３について述べる。
かかる構成においては、第１支持部１２０全体での剛性が低下する一方で。第１圧電駆動部１１２ａ、ｂとの接触部分に薄肉部６０２を備えるから、第１圧電駆動部１１２ａ、ｂが動作する際に生じる変位の幅が大きくなる。
かかる構成により、ミラー部１０１の可動範囲が広がりやすくなるから、光偏向器１３を小型化する際にも電圧を変化させることなく走査角が維持される。
【００７５】
以上、本発明の実施形態およびその変形例について説明したが、上述した実施形態およびその変形例は本発明の一適用例を示したものである。本発明は、上述した実施形態およびその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。
例えば、上記実施形態およびその変形例では、駆動装置１１は圧電部に常に正の電圧値を有する波形の駆動電圧を印加しているが、圧電部に駆動電圧が印加されて圧電部の変形が生じる構成であれば、これに限られない。例として、駆動装置１１は、圧電部に常に負の電圧値を有する波形の駆動電圧を印加してもよいし、正の電圧値と負の電圧値を交互に印加してもよい。
【００７６】
上記実施形態およびその変形例では、光偏向器１３は図１２に示すように、トーションバー１１１ａ、１１１ｂから±Ｘ方向に向かって第一圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂが延びる両持ちタイプの光偏向器を用いているが、電圧印加された圧電部により反射面１４を可動させる構成であれば、これに限られない。
例えば、＋Ｘ方向に向かって第一圧電駆動部１１２ａ、１１２ｂが延びる片持ちタイプの光偏向器を用いる構成としても良い。
【００７７】
上記実施形態およびその変形例では、単一の光源装置１２を用いた光偏向装置３００についてのみ説明したが、複数の光源装置を用いて複数の色で走査を行う光偏向装置としてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０…光走査システム、１１…駆動装置、１２…光源装置、１３…光偏向器、１４…反射面、１５…被走査面、３０…制御部（制御手段の一例）、３１…駆動信号出力部（印加手段の一例）、１０１…可動部（ミラー部）、１０２…ミラー基体、１１０ａ、ｂ…駆動部（第１駆動部ａ、ｂ）、１１１ａ、ｂ…支持梁部（トーションバーａ，ｂ）、１１２ａ、１１２ｂ…第１圧電駆動部、１２０…支持部（第１支持部）、１３０ａ、１３０ｂ…駆動部（第２駆動部）、１３１ａ〜１３１ｆ…第２圧電駆動部ａ、１３２ａ〜１３２ｆ…第２圧電駆動部ｂ、１４０…第２支持部、１５０…電極接続部、１６１…基材層（シリコン支持層）、１６２…酸化シリコン層、１６３…活性層（シリコン活性層）、２０１…下部電極、２０２…圧電部、２０３…上部電極、３００…光走査装置、４００…移動体（自動車）、５００…ヘッドアップディスプレイ装置（画像投影装置）、６００…光書込装置、６０１…厚肉部、６０２…薄肉部、６０３…開口部、６５０…レーザプリンタ（画像形成装置）、７００…レーザレーダ装置（物体認識装置）、７０１…移動体（自動車）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特許第５４９３７３５号公報
【特許文献２】特許第５６７０２２７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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