(57)【要約】【課題】光スキャナの大きな検出電圧を得、検出電圧から、光スキャナの運動状態を正確に検知する。【解決手段】光スキャナ１は、ミラー部２と、可動梁３と、一対の駆動部４ａ、４ｂと、検出部５ａ、５ｂと、固定部６とを備えている。ミラー部２は、揺動軸線ＳＷの回りに揺動可能で、入射した光束を反射して、走査する反射面７を備える。可動梁３は、一対の支持梁８ａ、８ｂと、一対の延出梁９ａ、９ｂと、４つの連結梁１０ａ〜１０ｄとを備える。一対の支持梁８ａ、８ｂは、Ｘ軸方向に、即ち揺動軸線ＳＷに平行な方向にミラー部２の両側から延出する。検出部５ａ、５ｂは、各々、一対の連結梁１０ａ、１０ｂと固定部６とに跨って設けられる。ミラー部２の重心ＧＣは、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂとは反対の側ＣＳに位置する。【選択図】        図１
2011053253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光束を反射して、走査する光スキャナであって、
揺動軸線の回りに揺動可能な反射面を有するミラー部と、
前記揺動軸線に平行な方向に前記ミラー部の両側から延出する一対のミラー支持梁と、前記一対のミラー支持梁の各々に連結する一対の第１連結部を有し、前記第１連結部から前記ミラー支持梁の両側に延出する一対の延出梁と、前記一対の延出梁の両端の各々に連結する４つの第２連結部を有し、前記揺動軸線に平行で前記ミラー部から離れる方向に、前記第２連結部から延出する４つの連結梁と、を有する可動梁と、
前記４つの連結梁に連結する固定部と、
前記４つの連結梁のうち前記一対のミラー支持梁を結ぶ延長線に対して一方の側に位置する一対の連結梁と前記固定部とに跨って設けられ、前記可動梁を振動させるための一対の駆動部と、
前記４つの連結梁のうち前記一対のミラー支持梁を結ぶ延長線に対して他方の側に位置する一対の連結梁の少なくとも１つの連結梁と前記固定部とに跨って設けられ、前記ミラー部の揺動波形を検出するための検出部と、を備え、
前記ミラー部の重心は、前記延長線に対してオフセットして位置することを特徴とする光スキャナ。
【請求項２】
前記ミラー部の重心は、前記延長線に対して前記検出部とは反対側に位置し、
前記ミラー部の重心と前記延長線との間の距離は、前記反射面に平行な面上で、且つ前記揺動軸線に垂直な方向における前記ミラー支持梁の梁幅を前記反射面に平行な面上で、且つ前記揺動軸線に垂直な方向における前記ミラー部のミラー幅の半分から減じた長さであることを特徴とする請求項１に記載の光スキャナ。
【請求項３】
前記梁幅は、前記ミラー幅の４分の１より小さく、
前記延長線を挟んで対向する一対の前記連結梁間の分岐幅は、前記梁幅より大きく、且つ前記ミラー幅の４分の１より小さいことを特徴とする請求項２に記載の光スキャナ。
【請求項４】
前記検出部は、前記ミラー部の揺動波形に応じて変形可能な圧電体と前記圧電体を挟んで両側に設けられた一対の電極とを備え、前記圧電体の変形に応じて前記一対の電極間に発生する検出電圧を検出することで、前記ミラー部の揺動波形を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光スキャナ。
【請求項５】
前記ミラー部の揺動波形が所定の揺動波形となるように、前記検出部により検出された前記検出電圧に基づいて、前記駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記駆動部に供給する駆動制御部を備えることを特徴とする請求項４に記載の光スキャナ。
【請求項６】
前記一対の駆動部は、各々、駆動圧電体と前記駆動圧電体を挟んで両側に設けられた一対の駆動電極とを備え、
前記駆動制御部は、前記一対の駆動部の前記駆動圧電体が、前記揺動軸線に平行な方向において伸縮するように、前記一対の駆動部の前記一対の駆動電極に対し前記駆動信号を供給することを特徴とする請求項５に記載の光スキャナ。
【請求項７】
前記延長線に対して、前記検出部とは反対側に位置する前記ミラー部の一側端と前記延長線との間の距離が、前記延長線に対して、前記検出部と同じ側に位置する前記ミラー部の他側端と前記延長線との間の距離と異なることで、前記ミラー部の重心は、前記延長線に対してオフセットして位置することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光スキャナ。
【請求項８】
前記ミラー部が穴、溝、または重りを有することにより、前記ミラー部の重心は、前記延長線に対してオフセットして位置することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光スキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタや投影型表示装置などに用いられる光スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりレーザプリンタや投影型表示装置等には光スキャナが使用されている。この光スキャナとして、一般に、ポリゴンミラーを用いるものや、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）ミラーを用いるものがある。このうち、ＭＥＭＳミラーを用いた共振型光スキャナは、ミラー部と、ミラー部を支持し、ミラー部に駆動力を伝達する梁と、梁に連結し、ミラー部と梁とを囲う固定枠との一体成形により製造されることなどから、ポリゴンミラーと比較して、軽量・小型の光スキャナに適している。
【０００３】
図１０は、特許文献１に開示されている共振型光スキャナに、特許文献２に開示されている制御素子を設けた光スキャナ１０１の分解斜視図である。光スキャナ１０１は、ミラー部２に入射した光束を反射して、走査する。検出部１１０ａ、１１０ｂ、及び駆動部１０９ａ、１０９ｂは、チタン酸ジルコン酸鉛（以後、「ＰＺＴ」と記す。）などの圧電材料から構成される圧電体と圧電体を挟む２枚の電極とから構成される。検出部１１０ａ、１１０ｂは、前述の特許文献２に開示されている制御素子である。梁１０７ｃ、１０７ｄは、各々、梁１０６ａ、１０６ｂに連結している。そのため、梁１０７ｃ、１０７ｄは、ミラー部１０４の揺動時に振動する。梁１０７ｃ、１０７ｄが振動することにより、検出部１１０ａ、１１０ｂの各々の２枚の電極間に電圧が発生する。検出部１１０ａ、１１０ｂは、この振動に応じた大きさの電圧（以後、「検出電圧」と記す）を検出する。検出部１１０ａ、１１０ｂにより検出される検出電圧は、ミラー部１０４の揺動角度や揺動周波数などと相関関係にある。そのため、検出電圧を測定することで、光スキャナ１０１の運動状態を検知でき、例えば、光スキャナ１０１のフィードバック制御が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５７５８６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９９６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような光スキャナ１０１において、検出部１１０ａ、１１０ｂを構成する圧電体の特性などから、検出電圧は一般的に非常に小さい。そのため、検出電圧から、光スキャナ１０１の運動状態を正確に検知することが難しく、例えば、光スキャナ１０１のフィードバック制御が困難になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、共振型光スキャナの大きな検出電圧を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、入射した光束を反射して、走査する光スキャナであって、揺動軸線の回りに揺動可能な反射面を有するミラー部と、前記揺動軸線に平行な方向に前記ミラー部の両側から延出する一対のミラー支持梁と、前記一対のミラー支持梁の各々に連結する一対の第１連結部を有し、前記第１連結部から前記ミラー支持梁の両側に延出する一対の延出梁と、前記一対の延出梁の両端の各々に連結する４つの第２連結部を有し、前記揺動軸線に平行で前記ミラー部から離れる方向に、前記第２連結部から延出する４つの連結梁と、を有する可動梁と、前記４つの連結梁に連結する固定部と、前記４つの連結梁のうち前記一対のミラー支持梁を結ぶ延長線に対して一方の側に位置する一対の連結梁と前記固定部とに跨って設けられ、前記可動梁を振動させるための一対の駆動部と、前記４つの連結梁のうち前記一対のミラー支持梁を結ぶ延長線に対して他方の側に位置する一対の連結梁の少なくとも１つの連結梁と前記固定部とに跨って設けられ、前記ミラー部の揺動波形を検出するための検出部と、を備え、前記ミラー部の重心は、前記延長線に対してオフセットして位置することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記ミラー部の重心は、前記延長線に対して前記検出部とは反対側に位置し、前記ミラー部の重心と前記延長線との間の距離は、前記反射面に平行な面上で、且つ前記揺動軸線に垂直な方向における前記ミラー支持梁の梁幅を前記反射面に平行な面上で、且つ前記揺動軸線に垂直な方向における前記ミラー部のミラー幅の半分から減じた長さであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の発明において、前記梁幅は、前記ミラー幅の４分の１より小さく、前記延長線を挟んで対向する一対の前記連結梁間の分岐幅は、前記梁幅より大きく、且つ前記ミラー幅の４分の１より小さいことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４記載の本発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記検出部は、前記ミラー部の揺動波形に応じて変形可能な圧電体と前記圧電体を挟んで両側に設けられた一対の電極とを備え、前記圧電体の変形に応じて前記一対の電極間に発生する検出電圧を検出することで、前記ミラー部の揺動波形を検出することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の発明において、前記ミラー部の揺動波形が所定の揺動波形となるように、前記検出部により検出された前記検出電圧に基づいて、前記駆動部を駆動するための駆動信号を生成し、前記駆動信号を前記駆動部に供給する駆動制御部を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６記載の本発明は、請求項５に記載の発明において、前記一対の駆動部は、各々、駆動圧電体と前記駆動圧電体を挟んで両側に設けられた一対の駆動電極とを備え、前記駆動制御部は、前記一対の駆動部の前記駆動圧電体が、前記揺動軸線に平行な方向において伸縮するように、前記一対の駆動部の前記一対の駆動電極に対し前記駆動信号を供給することを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７記載の本発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記延長線に対して、前記検出部とは反対側に位置する前記ミラー部の一側端と前記延長線との間の距離が、前記延長線に対して、前記検出部と同じ側に位置する前記ミラー部の他側端と前記延長線との間の距離と異なることで、前記ミラー部の重心は、前記延長線に対してオフセットして位置することを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８記載の本発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記ミラー部が穴、溝、または重りを有することにより、前記ミラー部の重心は、前記延長線に対してオフセットして位置することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明者らは、以下に説明する光スキャナを開発し改良を重ねてきた。その光スキャナは、入射した光束を反射して、走査する光スキャナであって、揺動軸線の回りに揺動可能な反射面を有するミラー部と、前記揺動軸線に平行な方向に前記ミラー部の両側から延出する一対のミラー支持梁と、前記一対のミラー支持梁の各々に連結する一対の第１連結部を有し、前記第１連結部から前記ミラー支持梁の両側に延出する一対の延出梁と、前記一対の延出梁の両端の各々に連結する４つの第２連結部を有し、前記揺動軸線に平行で前記ミラー部から離れる方向に、前記第２連結部から延出する４つの連結梁と、を有する可動梁と、前記４つの連結梁に連結する固定部と、前記４つの連結梁のうち前記一対のミラー支持梁を結ぶ延長線に対して一方の側に位置する一対の連結梁と前記固定部とに跨って設けられ、前記可動梁を振動させるための一対の駆動部と、前記４つの連結梁のうち前記一対のミラー支持梁を結ぶ延長線に対して他方の側に位置する一対の連結梁の少なくとも１つの連結梁と前記固定部とに跨って設けられ、前記ミラー部の揺動波形を検出するための検出部と、を備える。上記光スキャナを、以後、「二股光スキャナ」と記す。なお、二股光スキャナは共振型の光スキャナである。本発明者らは、この二股光スキャナに対し、数値解析を行うことにより、ミラー部の重心を、延長線に対して検出部とは反対側に位置させることで、二股光スキャナの大きな検出電圧を得ることができることを確認した。
【００１６】
上記検出電圧の変化が確認されたことを基に、請求項１記載の光スキャナによれば、光スキャナのミラー部の重心を、延長線に対してオフセットして位置させることで、光スキャナの大きな検出電圧を得ることができる。従って、検出電圧から、光スキャナの運動状態を正確に検知することができる。
【００１７】
本発明者らが数値解析を行うことにより、二股光スキャナのミラー部の重心と延長線との間の距離を延長線に対し検出部とは反対側の方向へ大きくしていくと、二股光スキャナの検出電圧が大きくなることが確認された。
【００１８】
上記検出電圧の変化が確認されたことを基に、請求項２記載の光スキャナによれば、ミラー部の重心と延長線との間の距離を、ミラー支持梁の梁幅をミラー部のミラー幅の半分から減じた長さとすることで、可及的に大きな検出電圧を得ることができる。
【００１９】
本発明者らが数値解析を行うことにより、二股光スキャナのミラー部の重心と延長線との間の距離を、延長線に対し検出部とは反対側の方向へ大きくしていくと、一定の光学振れ角を得るために必要とされる駆動電圧が次第に大きくなり、ある極大値をとった後、小さくなることが確認された。また、駆動電圧が極大値をとった後、小さくなる傾向は、二股光スキャナの一対の連結梁間の分岐幅がミラー幅の４分の１より小さい際に顕著であることが確認された。
【００２０】
上記駆動電圧の変化が確認されたことを基に、請求項３記載の光スキャナによれば、ミラー部の重心と延長線との間の距離を、ミラー支持梁の梁幅をミラー部のミラー幅の半分から減じた長さとし、且つ一対の連結梁間の分岐幅をミラー幅の４分の１より小さくすることにより、可及的に大きな検出電圧が得られるだけでなく、ミラー部の重心と延長線との間の距離を、延長線に対し検出部とは反対側の方向へ大きくしたことによる駆動電圧の増大を抑えることができる。
【００２１】
請求項４記載の光スキャナによれば、検出部が一対の電極間に生ずる検出電圧を検出することで、前記ミラー部の揺動波形を検出することから、この検出電圧から、光スキャナの運動状態を正確に検出することができる。
【００２２】
請求項５記載の光スキャナによれば、駆動制御部は、検出部により検出された検出電圧に基づいて、ミラー部の揺動波形を制御するための駆動信号を正確に生成して駆動部に供給する。従って、光スキャナの高精度なフィードバック制御ができる。
【００２３】
請求項６記載の光スキャナによれば、駆動部は、検出部の圧電体と同様の駆動圧電体と、検出部の一対の電極と同様の一対の駆動電極とから構成され、駆動制御部から供給される駆動信号に基づいて伸縮する。検出部と駆動部とが同様な構成であることから、検出された検出電圧に基づいて駆動信号を生成することが比較的容易になり、光スキャナの高精度なフィードバック制御ができる。
【００２４】
請求項７記載または請求項８記載の光スキャナによれば、光スキャナのミラー部の重心を、延長線に対してオフセットして位置させることで、光スキャナの大きな検出電圧を得ることができる。従って、検出電圧から、光スキャナの運動状態を正確に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光スキャナ１の部分上面図である。
【図２】上記光スキャナ１の部分拡大上面図である。
【図３】上記光スキャナ１の電気的構成を示す図である。
【図４】本実施形態に係る駆動部４ａの構成を説明するための説明図である。
【図５】本実施形態に係る駆動信号ＤＳを説明するための説明図である。
【図６】本実施形態に係るミラー部２の揺動を説明するための説明図である。
【図７Ａ】本実施形態に係る駆動信号ＤＳの時間Ｔｍに対する変化を説明するための図である。
【図７Ｂ】本実施形態に係る揺動波形ＯＷの時間Ｔｍに対する変化を説明するための図である。
【図７Ｃ】本実施形態に係る検出電圧ＤＴの時間Ｔｍに対する変化を説明するための図である。
【図８】本実施形態に係る構造体の製造工程を示す図である。
【図９】上記光スキャナ１の網膜走査ディスプレイ２０１における使用例を示す図である。
【図１０】従来の光スキャナ１０１を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
[光スキャナ外観]
図１は、本実施形態の光スキャナ１の外観を示す部分上面図である。図１は簡略化のため、光スキャナ１の一部を省略して示している。光スキャナ１は、共振型の光スキャナである。図１に示すように、光スキャナ１は、ミラー部２と、可動梁３と、一対の駆動部４ａ、４ｂと、一対の検出部５ａ、５ｂと、固定部６とを備えている。本実施形態におけるミラー部２が、本発明のミラー部の一例である。本実施形態における可動梁３が、本発明の可動梁の一例である。本実施形態における駆動部４ａ、４ｂが、本発明の駆動部の一例である。本実施形態における固定部６が、本発明の固定部の一例である。固定部６は、特開２００３−５７５８６号公報に開示されているような、ミラー部２と可動梁３とを囲う外枠であるが、図１は簡略化のため、可動梁３と固定部６との連結部近傍の固定部６のみを示している。なお、ミラー部２と、可動梁３と、駆動部４ａ、４ｂと、検出部５ａ、５ｂと、固定部６とは、図示しないベース台上に配置される。
【００２８】
ミラー部２は、揺動軸線ＳＷの回りに揺動可能で、入射した光束を反射して、走査する反射面７を備える。以後、簡略化のため、図１に示すように、光スキャナ１の静止時の、揺動軸線ＳＷに平行な方向をＸ軸とし、反射面７に平行な面上で、且つ揺動軸線ＳＷに垂直な方向をＹ軸とし、反射面７に垂直な方向をＺ軸として定義する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向の定義は、他の図面においても共通のものとする。本実施形態における反射面７が、本発明の反射面の一例である。
【００２９】
可動梁３は、ミラー部２の揺動時に、振動する。可動梁３の振動は、捻れ振動、またはたわみ振動である。可動梁３は、図１に示すように、Ｘ軸方向にミラー部２の両側から延出する。可動梁３は、図１に示すように、一対の支持梁８ａ、８ｂと、一対の延出梁９ａ、９ｂと、４つの連結梁１０ａ〜１０ｄとを備える。一対の支持梁８ａ、８ｂは、Ｘ軸方向に、即ち揺動軸線ＳＷに平行な方向にミラー部２の両側から延出する。４つの連結梁１０ａ〜１０ｄのうち、一対の連結梁１０ａ、１０ｂは、一対の支持梁８ａ、８ｂを結ぶ延長線ＸＴに対して一方の側ＳＳに位置する。一対の連結梁１０ｃ、１０ｄは、延長線ＸＴに対して他方の側ＣＳに位置する。駆動部４ａ、４ｂは、各々、一対の連結梁１０ｃ、１０ｄと固定部６とに跨って設けられる。検出部５ａ、５ｂは、各々、一対の連結梁１０ａ、１０ｂと固定部６とに跨って設けられる。本実施形態における支持梁８ａ、８ｂが、本発明のミラー支持梁の一例である。本実施形態における延出梁９ａ、９ｂが、本発明の延出梁の一例である。本実施形態における連結梁１０ａ〜１０ｄが、本発明の連結梁の一例である。
【００３０】
ミラー部２のＸＹ平面に対する質量分布はほぼ一様である。しかし、図１に示すように、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂとは反対の側ＣＳに位置するミラー部２の一側端ＣＥと延長線ＸＴとの間の距離ＣＤは、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂと同じ側ＳＳに位置するミラー部２の他側端ＳＥと延長線ＸＴとの間の距離ＳＤより大きい。このようにして、オフセット量ＯＳ＝ＭＲ／２−ＳＤが図１に示すＹ軸方向の正の値に設定されていることにより、ミラー部２の重心ＧＣは、図１に示すように、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂとは反対の側ＣＳに位置する。なお、揺動軸線ＳＷは、重心ＧＣの近傍を通過し、オフセット量ＯＳ＝０μｍの場合、揺動軸線ＳＷと延長線ＸＴとは略一致し、共に、重心ＧＣ近傍を通過する。本実施形態における一側端ＣＥが、本発明の一側端の一例である。本実施形態における他側端ＳＥが、本発明の他側端の一例である。
【００３１】
図２を用いて、光スキャナ１の構造について詳細に説明する。図２は、光スキャナ１の部分拡大上面図である。図２には簡略化のため、支持梁８ａ、延出梁９ａ、連結梁１０ａ、１０ｃ、駆動部４ａ、及び検出部５ａのみが示されているが、支持梁８ｂ、延出梁９ｂ、連結梁１０ｂ、１０ｄ、駆動部４ｂ、及び検出部５ｂも、各々、支持梁８ａ、延出梁９ａ、連結梁１０ａ、１０ｃ、駆動部４ａ、及び検出部５ａと同一の構成を有する。図２に示すように、支持梁８ａは、Ｘ軸方向に、ミラー部２の一側面から延出する。図２に示すように、延出梁９ａは、支持梁８ａに連結する第１連結部ＣＰ１を有し、Ｙ軸方向において、第１連結部ＣＰ１から支持梁８ａの両側に延出する。図２に示すように、連結梁１０ａ、１０ｃは、延出梁９ａの両端の各々に連結する一対の第２連結部ＣＰ２を有する。また、図２に示すように、連結梁１０ａ、１０ｃは、固定部６に連結する一対の第３連結部ＣＰ３を有する。連結梁１０ａ、１０ｃは、Ｘ軸方向にミラー部２から離れる方向に、第２連結部ＣＰ２から第３連結部ＣＰ３に向けて延出する。本実施形態における第１連結部ＣＰ１、第２連結部ＣＰ２が、各々、本発明の第１連結部、第２連結部の一例である。
【００３２】
［光スキャナの電気的構成］
図３を用いて、光スキャナ１の電気的構成について説明する。図３に示すように、光スキャナ１は、制御部３０を備える。制御部３０は、駆動信号生成部３１と解析部３２と記憶部３３とを備える。駆動部４ａ、４ｂは、駆動信号生成部３１に接続されている。駆動信号生成部３１は駆動部４ａ、４ｂを駆動するための駆動信号を生成し、生成された駆動信号を駆動部４ａ、４ｂに供給する。検出部５ａ、５ｂは、解析部３２に接続されている。解析部３２は、光スキャナ１が駆動され、可動梁３が振動する際に検出部５ａ、５ｂに生ずる検出電圧を検出し、検出電圧に基づいてミラー部２の揺動波形を解析する。記憶部３３は、あらかじめ設定されたミラー部２の所定の揺動周波数の情報を記憶している。記憶部３３は、駆動信号生成部３１に接続される。駆動信号生成部３１は、記憶部３３からミラー部２の所定の揺動周波数の情報を読み出す。
【００３３】
［駆動部の構造］
図４を用いて、駆動部４ａ、４ｂの構造について詳細に説明する。図４では代表して、駆動部４ａのみが示されているが、駆動部４ｂも駆動部４ａと同一の構成を有する。駆動部４ａは、図４に示すように、薄板状の圧電体１１ａが、上部電極１２ａと下部電極１３ａとに挟まれた積層体である。圧電体１１ａは、電圧印加により変形するチタン酸ジルコン酸鉛（以後、「ＰＺＴ」と記す。）から構成される。駆動部４ｂも、駆動部４ａと同様に、図示しない圧電体１１ｂと、上部電極１２ｂと下部電極１３ｂとを備える。本実施形態における圧電体１１ａ、１１ｂが、本発明の駆動圧電体の一例である。本実施形態における上部電極１２ａ、１２ｂと下部電極１３ａ、１３ｂとが、本発明の駆動電極の一例である。
【００３４】
上部電極１２ａ、１２ｂと下部電極１３ａ、１３ｂは、リード線９０により、制御部３０の駆動信号生成部３１に接続されている。同位相の駆動信号が、駆動信号生成部３１から、リード線９０を介して、駆動部４ａ、４ｂに供給される。駆動信号生成部３１から、駆動部４ａ、４ｂに同位相の駆動信号が供給されることにより、上部電極１２ａと下部電極１３ａとの間、及び上部電極１２ｂと下部電極１３ｂとの間に同じ極性を持った電圧が印加される。このように電圧が印加されることにより、圧電体１１ａ、１１ｂがＸ軸方向に共に伸び、または縮む。
【００３５】
［光スキャナの駆動］
図５、図６を用いて、光スキャナ１の駆動について説明する。図５は、駆動信号生成部３１から駆動部４ａ、４ｂに供給される同位相の駆動信号ＤＳを示す図である。図５において、縦軸は駆動部４ａ、４ｂの上部電極１２ａ、１２ｂと下部電極１３ａ、１３ｂとの間に印加される電圧Ｖｔであり、横軸は時間Ｔｍである。駆動信号生成部３１は、駆動部４ａ、４ｂを駆動するための駆動信号ＤＳを生成し、駆動信号ＤＳを駆動部４ａ、４ｂに供給する。駆動部４ａと駆動部４ｂとに供給される駆動信号ＤＳは少なくとも同じ位相を有していればよいが、本実施形態においては、駆動部４ａと駆動部４ｂとに供給される駆動信号ＤＳは、同じ振幅と同じ位相とを有している。駆動信号ＤＳの周期性により、駆動部４ａ、４ｂの圧電体１１ａ、１１ｂは、Ｘ軸方向に共に伸び、または縮む。即ち、例えば、図５に示した時間Ｔｍ１〜Ｔｍ２においては、上部電極１２ａ、１２ｂと下部電極１３ａ、１３ｂとに印加される電圧Ｖｔが徐々に大きくなる。電圧Ｖｔが徐々に大きくなると、圧電体１１ａ、１１ｂは、共にＸ軸方向に縮む。また、図５に示した時間Ｔｍ３〜Ｔｍ４においては、上部電極１２ａ、１２ｂと下部電極１３ａ、１３ｂとに印加される電圧Ｖｔが徐々に小さくなる。電圧Ｖｔが徐々に小さくなると、圧電体１１ａ、１１ｂは、共にＸ軸方向に伸びる。このようにして、駆動信号ＤＳの周期性により、駆動部４ａ、４ｂの圧電体１１ａ、１１ｂは、Ｘ軸方向に共に伸び、または縮む。
【００３６】
図６は、光スキャナ１が駆動され、ミラー部２が揺動軸線ＳＷの回りに揺動する様子を示す図である。図６は、簡略化のため、ミラー部２と可動梁３のみを示している。また、図６は、簡略化のため、オフセット量ＯＳが０μｍに近い光スキャナ１を示している。図６において、二点鎖線により示された光スキャナ１は静止時の光スキャナ１を示している。また、実線により示された光スキャナ１は、光スキャナ１が駆動され、ミラー部２がある揺動角度Φに達した際の光スキャナ１を示している。なお、ミラー部２の揺動角度は、周知のように、光スキャナ１の光学振れ角に相当するものである。可動梁３は構造を簡略化し、示されている。図５に示された同位相の駆動信号ＤＳが制御部３０から駆動部４ａ、４ｂに供給されることにより、駆動部４ａ、４ｂが駆動され、圧電体１１ａ、１１ｂがＸ軸方向に共に伸び、または縮む。この圧電体１１ａ、１１ｂの伸び縮みの結果、連結梁１０ｃ、１０ｄの駆動部４ａ、４ｂ近傍の部分がＺ軸方向の上側、または下側に屈曲する。図５に示した同位相の駆動信号ＤＳの周期性により、上部電極１２ａと下部電極１３ａとの間、及び上部電極１２ｂと下部電極１３ｂとの間に印加される電圧が周期的に変化する。この周期的な電圧の変化は、連結梁１０ｃ、１０ｄの駆動部４ａ、４ｂ近傍の部分に、Ｚ軸方向の上側、または下側への周期的な屈曲をもたらす。連結梁１０ｃ、１０ｄの駆動部４ａ、４ｂ近傍の部分における周期的な屈曲により、可動梁３が振動する。可動梁３の振動により、ミラー部２は、揺動軸線ＳＷを中心に揺動する。ミラー部２の反射面７は、揺動軸線ＳＷを中心に揺動しながら、入射した光束を反射する。このように光束が反射面７により反射されることで、光束が走査される。以上のようにして、同位相の駆動信号ＤＳが駆動信号生成部３１から駆動部４ａ、４ｂに供給されることにより、光スキャナ１が駆動され、光スキャナ１は、反射面７に入射した光束を反射して走査する。なお、Ｚ軸方向の上側、下側とは、各々、Ｚ軸の正の領域側、負の領域側であり、厳密にＺ軸方向に平行な方向に限定される意味ではない。本実施形態における駆動信号生成部３１が、本発明の駆動制御部の一例である。
【００３７】
［検出部の構造］
検出部５ａ、５ｂは、各々、図４に示したような駆動部４ａ、４ｂと同様に、薄板状の圧電体１４ａ、１４ｂが、上部電極１５ａ、１５ｂと下部電極１６ａ、１６ｂとに挟まれた積層体である。圧電体１４ａ、１４ｂは、ＰＺＴから構成される。上部電極１５ａ、１５ｂと下部電極１６ａ、１６ｂとは、リード線９０により、制御部３０の解析部３２に接続されている。本実施形態における圧電体１４ａ、１４ｂが、本発明の圧電体の一例である。本実施形態における上部電極１５ａ、１５ｂと下部電極１６ａ、１６ｂとが、本発明の電極の一例である。
【００３８】
［検出電圧］
図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃを用いて、検出部５ａ、５ｂと解析部３２とにより検出される検出電圧について詳細に説明する。図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃにおいて横軸は時間Ｔｍである。図７Ａにおいて縦軸は、駆動部４ａ、４ｂの上部電極１２ａ、１２ｂと下部電極１３ａ、１３ｂとの間に印加される電圧Ｖｔである。図７Ｂにおいて縦軸は、ミラー部２の揺動角度を示す揺動振幅Ａｍである。図７Ｃにおいて縦軸は、検出部５ａ、５ｂと解析部３２とにより検出される電圧Ｖｔである。駆動部４ａ、４ｂに図７に示すような駆動信号ＤＳが供給されると、可動梁３が振動し、ミラー部２は、揺動軸線ＳＷを中心に揺動する。駆動信号ＤＳの電圧Ｖｔの最小値Ｖｎは０ボルトである。駆動信号ＤＳは電圧Ｖｔの最大値として最大値Ｖｘをとる。ミラー部２は、図７Ｂに示すような揺動波形ＯＷで揺動する。ミラー部２の揺動にともない、可動梁３は振動する。可動梁３の振動は、連結梁１０ａ、１０ｂの検出部５ａ、５ｂ近傍の部分に、Ｚ軸方向の上側、または下側への周期的な屈曲をもたらす。検出部５ａ、５ｂの圧電体１４ａ、１４ｂは、この連結梁１０ａ、１０ｂの屈曲に応じて、変形する。圧電体１４ａ、１４ｂの変形は、上部電極１５ａと下部電極１６ａとの間、及び上部電極１５ｂと下部電極１６ｂとの間に検出電圧ＤＴを生じさせる。解析部３２は、図７Ｃに示したような上部電極１５ａと下部電極１６ａとの間、及び上部電極１５ｂと下部電極１６ｂとの間に生じる検出電圧ＤＴを検出する。しかし、図７Ｃに示したような検出電圧ＤＴの最大値Ｖｘｄと最小値Ｖｎｄとの差（Ｖｘｄ−Ｖｎｄ）は、図７Ａに示したような駆動電圧ＤＳの最大値Ｖｘと最小値Ｖｎとの差（Ｖｘ−Ｖｎ）より小さい。このように検出電圧ＤＴの取り得る電圧Ｖｔの範囲が駆動電圧ＤＳの取り得る電圧Ｖｔの範囲よりも小さくなる（以後、「検出電圧が小さい」と表記する。）のは、圧電体１４ａ、１４ｂを構成しているＰＺＴの特性などによるものである。従来の光スキャナにおいて検出電圧は非常に小さかったため、検出電圧から、光スキャナの運動状態を正確に検知することが難しかった。本実施形態における検出部５ａ、５ｂ、及び解析部３２が、本発明のミラー部の揺動波形を検出するための検出部の一例である。
【００３９】
［解析結果］
オフセット量ＯＳを変化させた際の、光スキャナ１の検出電圧の変化等についてのシミュレーションによる解析結果を説明する。先ず、図２を用いて、シミュレーションに際して設定した光スキャナ１の各部の寸法について説明する。Ｙ軸方向の支持梁８ａの幅ＳＢは、幅ＳＢ＝８０μｍである。なお、図２に図示しないＹ軸方向の支持梁８ｂの幅ＳＢも、幅ＳＢ＝８０μｍである。Ｙ軸方向のミラー部２の幅ＭＲは、幅ＭＲ＝１０００μｍである。また、図１に示すように、Ｙ軸方向のミラー部２の幅ＭＲは、距離ＣＤと距離ＳＤとの和である。オフセット量ＯＳの正負は、図１に示したＹ軸方向の正負に従う。即ち、ミラー部２の重心ＧＣが、延長線ＸＴに対して、一対の検出部５ａ、５ｂとは反対側ＣＳに位置する場合、オフセット量ＯＳ＞０μｍであり、一対の検出部５ａ、５ｂと同じ側ＳＳに位置する場合、オフセット量ＯＳ＜０μｍである。また、図１に示すように、オフセット量ＯＳの絶対値は、Ｙ軸方向のミラー部２の幅ＭＲの半分以下である必要があるため、オフセット量ＯＳは、−５００μｍ以上、５００μｍ以下である必要がある。延長線ＸＴを挟んで対向する一対の連結梁１０ａと連結梁１０ｃとの間の分岐幅ＷＤは、分岐幅ＷＤ＝２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、及び５００μｍの４通りの設定値でシミュレーションを行った。なお、一対の連結梁１０ｂと連結梁１０ｄとの間の幅も、一対の連結梁１０ａと連結梁１０ｃとの間の分岐幅ＷＤと同じ分岐幅ＷＤである。
【００４０】
表を用いて、解析結果を説明する。表１において、ＰＺＴ変位量ＰＺは、図１に示す計測点ＤＰにおける圧電体１４ａの変位量をミラー部の変位量で割り、１００を掛けた値である。検出電圧ＤＴの最大値Ｖｘｄと最小値Ｖｎｄとの差（Ｖｘｄ−Ｖｎｄ）、即ち検出電圧の大きさは、光スキャナ１の光学振れ角と比例関係にある。よって、例えば、ＰＺＴ変位量ＰＺが２倍になると、検出電圧の大きさもおおよそ２倍となる。従って、ＰＺＴ変位量ＰＺの解析結果から検出電圧の大きさを見積ることができる。表に記載されている、ＰＺＴ変位や駆動電圧等の数値は、全て光スキャナ１の光学振れ角を２５度と設定した際の数値である。表１に、分岐幅ＷＤ＝２００μｍと設定した際の、オフセット量ＯＳとＰＺＴ変位量ＰＺとの関係を示す。表１に示すように、オフセット量ＯＳが大きい正の値であるほど、ＰＺＴ変位量ＰＺが大きな値をとり、オフセット量ＯＳが４５０μｍの際にＰＺＴ変位量ＰＺが最大値をとることが分かる。従って、検出電圧ＤＴはオフセット量ＯＳの正の値が大きければ大きいほど、大きな値をとることが分かる。また、オフセット量ＯＳがＹ軸方向のミラー部２の幅ＭＲ＝１０００μｍの半分の値、即ち５００μｍ近傍で最大値をとることがわかる。従って、オフセット量ＯＳを、Ｙ軸方向の支持梁８ａの幅ＳＢをミラー部２の幅ＭＲの半分の長さから減じた長さ、即ち、４２０μｍ程度に設定することが望ましい。
【００４１】
【表１】
2011053253.tif 000003
【００４２】
表２は、分岐幅ＷＤを分岐幅ＷＤ＝２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、及び５００μｍの４通りの設定値にし、オフセット量ＯＳの値を変化させた際の駆動電圧の変化を示している。表２に示すように、幅ＷＤ＝２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、及び５００μｍのいずれの場合においても、オフセット量ＯＳ＞０μｍの場合、オフセット量ＯＳ＝０μｍの場合と比較して、大きな駆動電圧がかかることがわかる。また、オフセット量ＯＳを大きくしていくと、駆動電圧が次第に大きくなり、ある極大値をとった後、小さくなることが分かる。また、駆動電圧が極大値をとった後、小さくなる傾向は、分岐幅ＷＤが約２００〜３００μｍ程度より小さい際に顕著であることが分かる。従って、オフセット量ＯＳを、Ｙ軸方向の支持梁８ａの幅ＳＢをミラー部２の幅ＭＲの半分の長さから減じた長さとし、且つ一対の連結梁１０ａと連結梁１０ｃとの間の分岐幅ＷＤをミラー部２の幅ＭＲの４分の１、即ち２５０μｍより小さくすることが望ましい。このように、オフセット量ＯＳを設定することにより、可及的に大きな検出電圧が得られるだけでなく、駆動電圧の増大を抑えることができる。
【００４３】
【表２】
2011053253.tif 000004
【００４４】
［フィードバック制御］
図３に示した解析部３２は、ミラー部２が揺動し、可動梁３が振動する際に検出部５ａ、５ｂに生ずる検出電圧ＤＴを検出する。解析部３２により検出電圧ＤＴが検出されることで、解析部３２の解析によりミラー部２の揺動波形ＯＷが算出される。駆動信号生成部３１は、解析部３２により検出された検出電圧ＤＴに基づいて、ミラー部２の揺動周波数が記憶部３３に予め記憶された所定の揺動周波数となるように、駆動信号ＤＳの周波数を調整して、生成された駆動信号ＤＳを駆動部４ａ、４ｂに供給する。即ち、記憶部３３により予め記憶された所定の周波数よりも低い周波数の揺動波形ＯＷが解析部３２により算出された場合、駆動信号生成部３１は、駆動信号ＤＳの周波数を高く設定し、駆動信号ＤＳを駆動部４ａ、４ｂに供給する。このように周波数の高い駆動信号ＤＳが駆動部４ａ、４ｂに供給されることで、ミラー部２は高周波数で揺動する。以上のように駆動信号生成部３１が解析部３２により検出された検出電圧ＤＴに基づいて、駆動信号ＤＳの周波数を調整することで、ミラー部２が所定の揺動周波数で揺動するように制御される。なお、本発明において「揺動波形」とは、ミラー部２の揺動の振幅、及び位相で規定されるミラー部２の揺動波形を指す。従って、「揺動波形」は、当然の事ながら、揺動の振幅が変化する速さを表す揺動周波数を有する。
【００４５】
[構造体の製造方法]
図８を用いて、本実施形態における構造体の製造方法について説明する。構造体とは、ミラー部２の基板と可動梁３と固定部６とを指す。反射面７は、通常、ミラー部２の基板上に金等から成る金属膜が成膜されることにより形成される。
【００４６】
まず、図８に示すように、弾性を有する板状のシリコン基板が被エッチング材として準備される（ステップＳ１、以下Ｓ１と記す）。次に、シリコン基板の両面にフォトレジストが塗布され、シリコン基板の両面にレジスト膜が形成される。（Ｓ２）。レジスト膜が形成されると、フォトリソグラフィ技術が用いられ、レジスト膜に対して、所定のパターン光が露光される。所定のパターン光が露光されることにより、レジスト膜のうち不要な部分が除去される。これにより、シリコン基板の両面上に、各々、マスクパターンが形成される（Ｓ３）。マスクパターンが形成されると、シリコン基板とマスクパターンとの積層体が、エッチング溶液を収容しているエッチング槽に浸漬され、ウェットエッチングが施される（Ｓ４）。ウェットエッチングが施されると、シリコン基板とマスクパターンとの積層体が、エッチング槽から取り出され（Ｓ５）、続いて、マスクパターンがシリコン基板の両面から剥離される（Ｓ６）。以上の製造方法により、所定の形状をした構造体が製造される。
【００４７】
[光スキャナ使用例]
本実施形態に係る光スキャナ１の網膜走査ディスプレイ２０１における使用例について、図９を用いて説明する。網膜走査ディスプレイ２０１とは、ヘッドマウントディスプレイ装置（以後、「ＨＭＤ」と記す。）の一形態である。網膜走査ディスプレイ２０１は、装着者の頭部およびその近辺に装着され、画像光を装着者の眼に導き、装着者の網膜上で２次元方向に走査することにより、画像情報に対応する画像が装着者により視認されるように構成されたものである。本実施形態に係る光スキャナ１は、図９に示した共振型偏向素子２６１と偏向素子２８１とに用いられる。ただし、駆動制御部６０は、水平走査制御回路２６２と垂直走査制御回路２８２とに対応するものである。
【００４８】
網膜走査ディスプレイ２０１は、光束生成部２２０と、水平走査部２６０と、垂直走査部２８０とを備えている。
【００４９】
光束生成部２２０は、外部から供給される画像情報Ｓに基づいて画像光を生成し、生成された画像光を水平走査部２６０に供給する。水平走査部２６０は、光束生成部２２０により生成された画像光を水平方向に走査し、水平方向に走査された画像光をリレー光学系２７０を介して、垂直走査部２８０に供給する。垂直走査部２８０は、リレー光学系２７０を介して、水平走査部２６０から供給された画像光を垂直方向に走査し、垂直方向に走査された画像光をリレー光学系２９０を介して、装着者の瞳孔Ｅａに供給する。
【００５０】
光束生成部２２０は、信号処理回路２２１と、光源部２３０と、光合成部２４０と、を備えている。
【００５１】
信号処理回路２２１は、外部から供給された画像データＳを受信する。信号処理回路２２１は、画像データＳに基づいて、画像を合成するための要素となる青、赤、緑の各画像信号、Ｂ映像信号、Ｒ映像信号、Ｇ映像信号を生成し、光源部２３０に供給する。信号処理回路２２１は、水平走査部２６０を駆動するための水平同期信号を水平走査部２６０に供給し、垂直走査部２８０を駆動するための垂直同期信号を垂直走査部２８０に供給する。
【００５２】
光源部２３０は、信号処理回路２２１から供給されるＢ映像信号、Ｒ映像信号、Ｇ映像信号をそれぞれ画像光にする画像光出力部として機能する。光源部２３０は、青色の画像光を発生するＢレーザ２３４及びＢレーザ２３４を駆動するＢレーザドライバ２３１と、赤色の画像光を発生するＲレーザ２３５及びＲレーザ２３５を駆動するＲレーザドライバ２３２と、緑色の画像光を発生するＧレーザ２３６及びＧレーザ２３６を駆動するＧレーザドライバ２３３と、を備えている。
【００５３】
光合成部２４０は、光源部２３０から出力された３つの画像光を供給され、３つの画像光を１つの画像光に合成して任意の画像光を生成する。光合成部２４０は、コリメート光学系２４１、２４２、２４３と、このコリメートされた画像光を合成するためのダイクロイックミラー２４４、２４５、２４６と、合成された画像光を伝送ケーブル２５０に導く結合光学系２４７とを備えている。各レーザ２３４、２３５、２３６から出射したレーザ光は、コリメート光学系２４１、２４２、２４３によってそれぞれ平行光化された後に、ダイクロイックミラー２４４、２４５、２４６に入射される。その後、これらのダイクロイックミラー２４４、２４５、２４６により、各画像光が波長に関して選択的に反射または透過される。コリメート光学系２５１は、伝送ケーブル２５０を介して出射される画像光を平行光化し、水平走査部２６０に導く。
【００５４】
平行光化された画像光は、水平走査部２６０、リレー光学系２７０、垂直走査部２８０、及びリレー光学系２９０により、２次元的に走査された画像光に変換される。水平走査部２６０は、コリメート光学系２５１で平行光化された画像光を画像表示のために水平方向に往復走査する。リレー光学系２７０は、水平走査部２６０と垂直走査部２８０との間に設けられ、水平走査部２６０により走査された画像光を、垂直走査部２８０に導く。垂直走査部２８０は、水平走査部２６０で水平方向に走査された画像光を垂直方向に往復走査する。リレー光学系２９０は、水平方向と垂直方向とに走査（２次元的に走査）された画像光を瞳孔Ｅａへ出射する。
【００５５】
水平走査部２６０は、共振型偏向素子２６１と、水平走査制御回路２６２と、を備えている。本実施形態に係る光スキャナ１は、共振型偏向素子２６１に用いられる。共振型偏向素子２６１は、画像光を水平方向に走査するための反射面を有する。水平走査制御回路２６２は、信号処理回路２２１から供給される水平同期信号に基づいて、共振型偏向素子２６１を共振させる。リレー光学系２７０は、水平走査部２６０と垂直走査部２８０との間で画像光を中継する。共振型偏向素子２６１によって水平方向に走査された光は、リレー光学系２７０によって垂直走査部２８０内の偏向素子２８１の反射面に収束される。
【００５６】
垂直走査部２８０は、偏向素子２８１と、垂直走査制御回路２８２と、を備えている。本実施形態に係る光スキャナ１は、偏向素子２８１に用いられる。偏向素子２８１は、リレー光学系２７０により導かれた画像光を垂直方向に走査する。垂直走査制御回路２８２は、信号処理回路２２１から供給される垂直同期信号に基づいて、偏向素子２８１を揺動させる。共振型偏向素子２６１により水平方向に走査され、偏向素子２８１によって垂直方向に走査された画像光は、２次元的に走査された走査画像光としてリレー光学系２９０へ出射される。
【００５７】
リレー光学系２９０は、垂直走査部２８０と装着者の瞳孔Ｅａとの間で画像光を中継する。共振型偏向素子２６１により水平方向に走査され、偏向素子２８１によって垂直方向に走査された画像光は、リレー光学系２９０によって装着者の瞳孔Ｅａに収束される。このようにして、装着者は画像情報に対応する画像を視認することができる。
【００５８】
（変形例）
本実施形態において、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂとは反対の側ＣＳに位置するミラー部２の一側端ＣＥと延長線ＸＴとの間の距離ＣＤは、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂと同じ側ＳＳに位置するミラー部２の他側端ＳＥと延長線ＸＴとの間の距離ＳＤより大きい。これにより、ミラー部２の重心ＧＣは、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂとは反対の側ＣＳに位置していた。しかし、これに限らず、ミラー部２に穴、溝、または重りを設けることにより、ミラー部２の重心ＧＣが、延長線ＸＴに対して、検出部５ａ、５ｂとは反対の側ＣＳに位置するように構成してもよい。
【００５９】
本実施形態において、駆動信号生成部３１は、解析部３２により検出された検出電圧ＤＴに基づいて、ミラー部２の揺動周波数が記憶部３３に予め記憶された所定の揺動周波数となるように、駆動信号ＤＳの周波数を調整して、生成された駆動信号ＤＳを駆動部４ａ、４ｂに供給していた。しかし、これに限らず、記憶部３３にミラー部２の所定の揺動振幅が予め記憶され、駆動信号生成部３１が、解析部３２により検出された検出電圧ＤＴに基づいて、ミラー部２の揺動振幅が記憶部３３に予め記憶された所定の揺動振幅となるように、駆動信号ＤＳの振幅を調整して、生成された駆動信号ＤＳを駆動部４ａ、４ｂに供給するよう構成してもよい。即ち、記憶部３３により予め記憶された所定の振幅よりも小さい振幅の揺動波形ＯＷが解析部３２により算出された場合、駆動信号生成部３１は、駆動信号ＤＳの振幅を大きく設定し、駆動信号ＤＳを駆動部４ａ、４ｂに供給する。このように振幅の大きい駆動信号ＤＳが駆動部４ａ、４ｂに供給されることで、ミラー部２は大きく揺動し、光スキャナの大きな光学振れ角を得ることができる。ただし、駆動信号ＤＳの振幅とは、図７Ａにおいて示した駆動電圧ＤＳの最大値Ｖｘと最小値Ｖｎとの差（Ｖｘ−Ｖｎ）の半分、（Ｖｘ−Ｖｎ）／２である。なお、本発明において「揺動波形」とは、ミラー部２の揺動の振幅、及び位相で規定されるミラー部２の揺動波形を指す。従って、「揺動波形」は、当然の事ながら揺動振幅を有する。
【００６０】
本実施形態において、光スキャナ１は、一対の検出部５ａ、５ｂを備えていたが、これに限らず１個の検出部を備える構成であってもよい。ただし、光スキャナ１が本実施形態のように検出部を一対備えることにより、例えば、検出部５ａと検出部５ｂとで検出される検出電圧ＤＴが異なった場合、ミラー部２が正常に揺動していないことが検知でき、一方の駆動部に供給する駆動信号ＤＳを制御するなどのより精密なフィードバック制御が可能となる。
【００６１】
本実施形態において、構造体は、ウェットエッチングを用いた手法により形成されていたが、これに限らず、例えば、ドライエッチングにより形成されてもよい。
【００６２】
本実施形態において、構造体は、図８に示したように一度のマスクパターン形成と、一度のウェットエッチングにより製造されていたが、これに限らず、これらの製造工程は複数回行われてもよい。
【００６３】
本実施形態において、構造体を製造する際のマスクパターンは、シリコン基板に直接フォトレジストを塗布し、その後所定のパターン光を露光することで形成されていたが、これに限らず、例えば、シリコン基板を熱し、シリコン基板の両面にシリコン熱酸化膜を形成した後、シリコン熱酸化膜上にレジストを塗布し、その後所定のパターン光を露光することで所定の形状をしたレジスト膜を形成し、フッ酸等を用いて、シリコン熱酸化膜のうちの余分な部分を除去することで、マスクパターンを形成してもよい。
【００６４】
本実施形態において、光スキャナ１の使用例として、網膜走査ディスプレイ２０１を示したが、これに限らず、電子写真式複合機や、レーザプリンタ、バーコードリーダ等に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  光スキャナ
２  ミラー部
３  可動梁
４ａ、４ｂ  駆動部
５ａ、５ｂ  検出部
６  固定部
７  反射面
８ａ、８ｂ  支持梁
９ａ、９ｂ  延出梁
１０ａ〜１０ｄ  連結梁
１１ａ  圧電体
１２ａ  上部電極
１３ａ  下部電極
３０  制御部
３１  駆動信号生成部
３２  解析部
ＳＷ  揺動軸線
ＸＴ  延長線
ＯＳ  オフセット量
ＤＳ  駆動信号
ＯＷ  揺動波形
ＤＴ  検出電圧
【図１】
2011053253.tif 000005
【図２】
2011053253.tif 000006
【図３】
2011053253.tif 000007
【図４】
2011053253.tif 000008
【図５】
2011053253.tif 000009
【図６】
2011053253.tif 000010
【図７Ａ】
2011053253.tif 000011
【図７Ｂ】
2011053253.tif 000012
【図７Ｃ】
2011053253.tif 000013
【図８】
2011053253.tif 000014
【図９】
2011053253.tif 000015
【図１０】
2011053253.tif 000016