(57)【要約】【課題】可動装置と駆動手段を安定して接続可能な光偏向器を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る光偏向器は、可動装置と、前記可動装置を駆動させる駆動手段からの電力を前記可動装置に印加する入力配線基板と、を備え、前記可動装置は、反射部を有する可動部と、前記可動部を挟むように、前記可動部を所定の揺動軸で揺動可能に支持する１対の駆動梁と、前記１対の駆動梁を支持する１対の支持部と、前記１対の支持部が固定される台座部と、を有し、前記駆動梁は、梁部材と、駆動部材と、を有し、前記支持部は、前記１対の支持部のうちの少なくとも一方に、前記駆動部材に前記入力配線基板から電力を入力するための入力部を有し、前記入力部と前記入力配線基板は、異方性導電樹脂膜を挟んで接続されている。【選択図】図１
2022001933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動装置と、
前記可動装置を駆動させる駆動手段からの電力を前記可動装置に印加する入力配線基板と、を備え、
前記可動装置は、
反射部を有する可動部と、
前記可動部を挟むように、前記可動部を所定の揺動軸で揺動可能に支持する１対の駆動梁と、
前記１対の駆動梁を支持する１対の支持部と、
前記１対の支持部が固定される台座部と、を有し、
前記駆動梁は、梁部材と、駆動部材と、を有し、
前記支持部は、前記１対の支持部のうちの少なくとも一方に、前記駆動部材に前記入力配線基板から電力を入力するための入力部を有し、
前記入力部と前記入力配線基板は、異方性導電樹脂膜を挟んで接続されている
光偏向器。
【請求項２】
前記１対の支持部のうちの何れか一方は、複数の前記入力部を有する
請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記１対の支持部のうちの何れか一方は、前記揺動軸に交差する方向に配列する複数の前記入力部を有する
請求項１、又は２に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記駆動梁は、複数の前記梁部材を含む蛇行梁を有し、
前記入力部が配列する方向は、前記梁部材の長手方向に沿っている
請求項３に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記入力配線基板を１つ備える
請求項１乃至４の何れか１項に記載の光偏向器。
【請求項６】
前記１対の駆動梁のうちの何れか一方は、前記可動部に設けられた配線を通して前記入力部に接続されている
請求項１乃至５の何れか１項に記載の光偏向器。
【請求項７】
可動装置と、
前記可動装置から発生する電力に基づく情報を検知手段に出力する出力配線基板と、を備え、
前記可動装置は、
反射部を有する可動部と、
前記可動部を挟むように、前記可動部を所定の揺動軸で揺動可能に支持する１対の駆動梁と、
前記１対の駆動梁を支持する１対の支持部と、
前記１対の支持部が固定される台座部と、を有し、  
前記駆動梁は、梁部材と、駆動部材と、を有し、
前記支持部は、前記１対の支持部のうちの少なくとも一方に、前記検知手段に前記出力配線基板から電力に基づく情報を出力するための出力部を有し、
前記出力部と前記出力配線基板は、異方性導電樹脂膜を挟んで接続されている
光偏向器。
【請求項８】
前記１対の支持部のうちの何れか一方は、複数の前記出力部を有する
請求項７に記載の光偏向器。
【請求項９】
前記１対の支持部のうちの何れか一方は、前記揺動軸に交差する方向に配列する複数の前記出力部を有する
請求項７、又は８に記載の光偏向器。
【請求項１０】
前記駆動梁は、複数の前記梁部材を含む蛇行梁を有し、
前記出力部が配列する方向は、前記梁部材の長手方向に沿っている
請求項９に記載の光偏向器。
【請求項１１】
前記出力配線基板を１つ備える
請求項７乃至１０の何れか１項に記載の光偏向器。
【請求項１２】
前記１対の駆動梁のうちの何れか一方は、前記可動部に設けられた配線を通して前記出力部に接続されている
請求項７乃至１１の何れか１項に記載の光偏向器。
【請求項１３】
前記台座部は、前記反射部で反射された光を通過させる光通過部を有する
請求項１乃至１２の何れか１項に記載の光偏向器。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項に記載の光偏向器を有する距離測定装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３の何れか１項に記載の光偏向器を有する投影装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の距離測定装置、及び請求項１５に記載の投影装置の少なくとも１つを有する移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器、距離測定装置、投影装置、及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術の発達に伴い、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)デバイスの開発が進んでいる。ＭＥＭＳデバイスとして、反射部を有する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構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、車両、船舶、航空機等の移動体の運行では、広い角度範囲で対象物の位置情報を検出する装置が用いられる。このような検出装置として、レーザ光源から射出されたレーザ光が対象物で反射されて検出器に戻るまでの時間から対象物までの距離を計測するＴＯＦ（Time of Flight）法を利用したＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）が知られている。また、ＬｉＤＡＲでは、ＭＥＭＳデバイスやポリゴンミラー等の光偏向器によってレーザ光を広角に走査する構成が開示されている（例えば、特許文献２参照)。
【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及び２の構成では、可動部の揺動角を拡大するために、ＭＥＭＳデバイス等の可動装置を駆動させる駆動手段と可動装置における可動部との間の高さ方向における距離を長くする場合に、可動装置と駆動手段の接続の安定性に改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、可動装置と駆動手段を安定して接続可能な光偏向器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光偏向器は、可動装置と、前記可動装置を駆動させる駆動手段からの電力を前記可動装置に印加する入力配線基板と、を備え、前記可動装置は、反射部を有する可動部と、前記可動部を挟むように、前記可動部を所定の揺動軸で揺動可能に支持する１対の駆動梁と、前記１対の駆動梁を支持する１対の支持部と、前記１対の支持部が固定される台座部と、を有し、前記駆動梁は、梁部材と、駆動部材と、を有し、前記支持部は、前記１対の支持部のうちの少なくとも一方に、前記駆動部材に前記入力配線基板から電力を入力するための入力部を有し、前記入力部と前記入力配線基板は、異方性導電樹脂膜を挟んで接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、可動装置と駆動手段を安定して接続可能な光偏向器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る光偏向器の構成例の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】実施形態に係る可動装置の構成の第１例を示す平面図である。
【図３】図２の可動装置の断面図であり、（ａ）は図２のＬ−Ｌ'断面図であり、（ｂ）は図２のＮ−Ｎ'断面図であり、（ｃ）は図２のＭ−Ｍ'断面図である。
【図４】実施形態に係る可動装置の構成の第２例を示す平面図である。
【図５】図４の可動装置のＱ−Ｑ'断面図である。
【図６】実施形態に係る台座部の構成例を示す斜視図である。
【図７】可動装置と配線基板の接続部分の構成例を示す分解斜視図である。
【図８】可動部が静止する状態例を示す斜視図である。
【図９】可動部が揺動する状態例を示す斜視図である。
【図１０】実施形態に係る光偏向器の製造方法例を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態に係る光偏向器の製造方法例を示す斜視図であり、（ａ）は接着剤塗布工程の図、（ｂ）は位置決め部材設置工程の図、（ｃ）は支持部の台座部への固定工程の図、（ｄ）は製造工程終了後の図である。
【図１２】実施形態に係る可動装置の電極接続部周辺の部分拡大図である。
【図１３】変形例に係る可動装置の構成例を示す図である。
【図１４】図１３の可動装置のＱ−Ｑ'断面図である。
【図１５】光走査システムの一例の概略図である。
【図１６】光走査システムの一例のハードウェア構成図である。
【図１７】制御装置の一例の機能ブロック図である。
【図１８】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１９】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２０】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２１】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２２】光書込装置の一例の概略図である。
【図２３】ライダ装置を搭載した自動車の一例の概略図である。
【図２４】ライダ装置の一例の概略図である。
【図２５】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２６】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２７】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２８】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、同一の構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。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光偏向器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】
以下に示す各図面では、便宜上、光偏向器における可動部の揺動軸に平行な方向をＸ方向とし、可動部の揺動軸に直交する方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに直交する方向（高さ方向）をＺ方向とする。またＥ軸を揺動軸とする。
【００１１】
［第１実施形態］
＜光偏向器１００の全体構成例＞
まず図１を参照して、実施形態に係る光偏向器１００の全体構成について説明する。図１は、光偏向器１００の全体構成の一例を説明する図であり、（ａ）は光偏向器１００を＋Ｚ方向から見た平面図、（ｂ）は光偏向器１００を＋Ｙ方向から見た側面図である。
【００１２】
図１に示すように、光偏向器１００は、可動装置１３と、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuits）１７０とを有する。
【００１３】
可動装置１３は、反射面１４を有する可動部１２０と、可動部１２０を挟むように、可動部１２０をＥ軸回りに揺動可能に支持する１対の駆動梁１３０ａ，１３０ｂとを有する。また１対の駆動梁１３０ａ，１３０ｂを支持する１対の支持部１４０ａ，１４０ｂと、１対の支持部１４０ａ，１４０ｂを固定する台座部７０とを有する。反射面１４は、可動部１２０の＋Ｚ方向側の面状に形成され、入射光を反射する反射部の一例である。
【００１４】
回路基板１８０は、可動装置１３を駆動させる駆動手段の一例である。回路基板１８０は、可動装置１３を駆動させる駆動装置（駆動回路）、及び駆動装置を制御する制御装置（制御回路）等を含むことができる。
【００１５】
フレキシブル配線基板１７０は、柔軟性があり、変形した場合にも電気的特性を維持する特性を有する配線基板であり、回路基板１８０からの電圧を可動装置１３に印加する入力配線基板の一例である。
【００１６】
可動装置１３における支持部１４０ｂの＋Ｚ方向側の面には、電極接続部１５０が設けられている。電極接続部１５０は、駆動梁１３０ａ，１３０ｂに設けられた圧電駆動部にフレキシブル配線基板１７０から電圧を入力するための電圧入力部の一例である。電極接続部１５０は、フレキシブル配線基板１７０の一端に設けられた配線側電極部に、装置側コネクタ１７１を介して電気的に接続している。
【００１７】
またフレキシブル配線基板１７０の他端に設けられた配線側電極部は、回路基板１８０に設けられた回路側電極部１８２に、基板側コネクタ１８１を介して電気的に接続している。可動装置１３は、フレキシブル配線基板１７０を通して回路基板１８０から印加される駆動電圧により、可動部１２０をＥ軸回りに揺動させ、反射面１４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。
【００１８】
ここで、反射面１４による反射光の走査角度を拡大するためには、可動部１２０の揺動角度を大きくすることが好ましい。しかし、Ｚ方向における可動部１２０と回路基板１８０との間の距離が短い構成で可動部１２０の揺動角度を大きくすると、大きく揺動した際に、可動部１２０の−Ｚ方向側にある回路基板１８０に可動部１２０がぶつかるため、可動部１２０の揺動角度が制限される場合がある。
【００１９】
そのため実施形態では、可動部１２０と回路基板１８０との間に台座部７０を設けてＺ方向における可動部１２０と回路基板１８０との間の距離ｈを長くし、可動部１２０の揺動角度が大きくなった場合にも、回路基板１８０に可動部１２０がぶつからないようにしている。
【００２０】
また、Ｚ方向における可動部１２０と回路基板１８０との間の距離ｈが長い場合に、可動装置１３の電極接続部１５０と回路基板１８０の回路側電極部１８２とをワイヤボンディング等により接続すると、接続で用いるワイヤ等の配線が切断されやすくなったり、電極同士の接合が外れやすくなったりする。これにより機械的な接合及び電気的な接続の安定性が低下する場合がある。
【００２１】
実施形態では、フレキシブル配線基板１７０を介して可動装置１３と回路基板１８０を接続し、また可動装置１３の電極接続部１５０とフレキシブル配線基板１７０の配線側電極部を、異方性導電樹脂膜を挟んで接続する。これにより、可動装置１３と回路基板１８０を安定して接続可能にしている。
【００２２】
＜可動装置１３の構成例＞
次に、図２乃至図６を参照して、可動装置１３の構成について説明する。図２及び図３は、可動装置１３の第１構成例、図４及び図５は、可動装置１３の第２構成例、図６は、可動装置１３における台座部７０の構成例をそれぞれ示す図である。
【００２３】
（第１構成例）
図２は、１軸方向に光偏向可能な両端支持梁タイプの可動装置１３の構成の第１例を示す平面図である。また図３は可動装置１３の断面図であり、（ａ）は図２のＬ−Ｌ'断面図、（ｂ）は図２のＮ−Ｎ'断面図、（ｃ）は図２のＭ−Ｍ'断面図である。
【００２４】
図２に示すように、可動装置１３は、入射した光を反射する反射面１４と、反射面１４が形成された可動部１２０と、駆動梁１３０ａ，１３０ｂと、支持部１４０ａ，１４０ｂとを有する。なお、図２では矩形状の反射面１４を例示しているが、反射面１４の形状はこれに限定されるものではなく、円形、楕円形等の他の形状であってもよい。
【００２５】
駆動梁１３０ａ，１３０ｂは、可動部１２０を挟むように、可動部１２０をＸ軸に平行なＥ軸回りに揺動可能に支持する一対の駆動梁の一例である。駆動梁１３０ａ，１３０ｂは、可動部１２０を揺動させることで、可動部１２０に設けられた反射面１４の傾きを変化させることができる。支持部１４０ａ，１４０ｂは、１対の駆動梁１３０ａ，１３０ｂを支持する一対の支持部の一例である。支持部１４０ａは駆動梁１３０ａを支持し、支持部１４０ｂは駆動梁１３０ｂを支持する。
【００２６】
駆動梁１３０ａは、複数の梁部材１３３を含むミアンダ構造（折り返し構造）で構成された蛇行梁の一例である。駆動梁１３０ａの一端は可動部１２０の外周部に接続し、他端は支持部１４０ａの内周部に接続している。駆動梁１３０ａに含まれる複数の梁部材１３３のそれぞれには、圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄが形成されている。圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄのそれぞれは、駆動部材の一例であり、駆動梁１３０ａを変形させることできる。
【００２７】
駆動梁１３０ｂは、複数の梁部材１３３を含むミアンダ構造で構成された蛇行梁の一例である。駆動梁１３０ｂの一端は、可動部１２０の外周部に接続し、他端は支持部１４０ｂの内周部に接続している。駆動梁１３０ｂに含まれる複数の梁部材１３３のそれぞれには、圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄが形成されている。圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄのそれぞれは、駆動部材の一例であり、駆動梁１３０ｂを変形させることができる。
【００２８】
駆動梁１３０ａが可動部１２０に接続する箇所と、駆動梁１３０ｂが可動部１２０に接続する箇所は、反射面１４の中心に対して点対称に配置されている。また、駆動梁１３０ａが支持部１４０ａに接続する箇所と、駆動梁１３０ｂが支持部１４０ｂに接続する箇所は、反射面１４の中心に対して点対称となる位置関係に配置されているが、反射面１４と平行な平面上にあってＥ軸と垂直な線（すなわちＹ軸と平行な線）に対して線対称な位置関係に配置されていてもよい。
【００２９】
支持部１４０ｂは、回路基板１８０（図１参照）から電圧を入力するための電極接続部１５０を面上（＋Ｚ方向側）に有する。電極接続部１５０は、正の電圧が入力される正電極接続部１５０ａと、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ接続部１５０ｂと、負の電圧が入力される負電極接続部１５０ｃとを含んで構成されている。正電極接続部１５０ａと、ＧＮＤ接続部１５０ｂと、負電極接続部１５０ｃは、Ｅ軸に交差する方向（Ｙ方向）に配列する複数の電圧入力部の一例である。また正電極接続部１５０ａ，ＧＮＤ接続部１５０ｂ，負電極接続部１５０ｃが配列する方向は、駆動梁１３０ａ、又は駆動梁１３０ｂを構成する複数の梁部材１３３のそれぞれの長手方向（Ｙ方向）に沿っている。
【００３０】
可動部１２０の面上（＋Ｚ方向側）における反射面１４以外の領域と、駆動梁１３０ａ，１３０ｂのそれぞれの面上（＋Ｚ方向側）には、少なくとも一つ以上の配線１２３が設けられている。可動部１２０の面上における反射面１４以外の領域に設けられた配線１２３が複数である場合、反射面１４を囲むように設けられることが好ましい。このような構成にすることにより、重量の偏りを抑制することができる。駆動梁１３０ａに設けられた圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄは、可動部１２０の面上を通る配線１２３によって、支持部１４０ｂに設けられた電極接続部１５０に電気的に接続している。配線１２３は、電極接続部１５０から入力される電圧を圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄのそれぞれに伝導し、また可動部１２０の面上を通って圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄのそれぞれに伝導する。電極接続部１５０から入力される駆動電圧は、配線１２３により駆動梁１３０ａ及び１３０ｂの両方に印加される。
【００３１】
また配線１２３は、正の電圧を伝導する正電圧導線１２３ａと、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ導線１２３ｂと、負の電圧を伝導する負電圧導線１２３ｃとを含んでいる。正電圧導線１２３ａは正電極接続部１５０ａに接続し、ＧＮＤ導線１２３ｂはＧＮＤ接続部１５０ｂに接続し、負電圧導線１２３ｃは負電極接続部１５０ｃに接続している。
【００３２】
また、支持部１４０ａと支持部１４０ｂとの間で、図中Ｙ方向に沿う可動部１２０の両側には、支持部等の障害物が存在しない開放領域である光通過領域１６，１７が設けられている。光通過領域１６及び１７は、可動部１２０が揺動した場合に、反射面１４による反射光を通過させる部位である。なお、光通過領域１６，１７は、部材が存在しない空隙であってもよいし、空隙の少なくとも一部に光を透過するガラス等の部材を含む構成であってもよい。なお、光通過領域１６及び１７は、Ｅ軸から離れるにつれてＥ軸に沿った方向の幅が広くなるテーパ状に形成されていてもよい。
【００３３】
可動装置１３は、１枚のＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板をエッチング処理により成形し、成形した基板上に反射面１４や駆動梁１３０、電極接続部１５０等を形成することで、各構成部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。
【００３４】
ＳＯＩ基板は、単結晶シリコン（Ｓｉ）からなる第１のシリコン層の上に酸化シリコン層が設けられ、その酸化シリコン層の上にさらに単結晶シリコンからなる第２のシリコン層が設けられた基板である。以降、第１のシリコン層をシリコン支持層、第２のシリコン層をシリコン活性層という。
【００３５】
シリコン活性層は、Ｘ方向又はＹ方向と比較してＺ方向への厚みが小さいため、シリコン活性層のみで構成された部材は弾性を有し、圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄ及び１３２ａ〜１３２ｄ等から力が加えられると、これに応じて変形する。
【００３６】
なお、ＳＯＩ基板は、必ずしも平面状である必要はなく、曲率を有する形状等であってもよい。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、可動装置１３の形成に用いられる部材はＳＯＩ基板に限られない。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、可動部１２０では、シリコン活性層１２１の＋Ｚ方向側に、層間絶縁膜１２２、配線１２３、保護膜１２４及び反射面１４がこの順で形成されている。また、シリコン活性層１２１の−Ｚ方向側に、ＢＯＸ（Buried Oxide）層１２５及びシリコン支持層１２６がこの順で形成されている。
【００３８】
層間絶縁膜１２２は、酸化シリコン等を含み、配線１２３はアルミニウム（Ａｌ）等を含んでいる。また保護膜１２４は酸化シリコンや感光性ポリイミド等を含み、反射面１４は、アルミニウム、金、銀等の金属薄膜を含んでいる。なお、保護膜１２４を構成する材料は可視光に対して透過性を有する材料が好ましい。
【００３９】
ＢＯＸ層１２５は、酸化シリコン等を含んでいる。このＢＯＸ層１２５とシリコン支持層１２６は、可動によって生じる反射面１４の歪みを抑制する補強用のリブとして機能する。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示すように、支持部１４０ａでは、シリコン支持層１６１の＋Ｚ方向側に、酸化シリコン層１６２及びシリコン活性層１６３がこの順で形成されている。
【００４１】
また、図３（ｃ）に示すように、駆動梁１３０では、弾性部であるシリコン活性層１２１ａの＋Ｚ方向側に、層間絶縁膜１２２、下部電極２０１、圧電部２０２、上部電極２０３、層間絶縁膜２０４、配線１２３、保護膜１２４がこの順で形成されている。圧電部２０２は、圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄ及び１３２ａ〜１３２ｄを構成する部分である。またシリコン活性層１２１ａは、駆動梁１３０の梁部材１３３を構成する部分である。
【００４２】
上部電極２０３及び下部電極２０１は、金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）等を含み、圧電部２０２は、圧電材料であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等を含んでいる。
【００４３】
図２に示すように、電極接続部１５０は、配線１２３を介して圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄ及び１３２ａ〜１３２ｄのそれぞれが備える各上部電極２０３及び各下部電極２０１に電気的に接続している。また電極接続部１５０は、フレキシブル配線基板１７０を介して回路基板１８０に電気的に接続している。なお、上部電極または下部電極は、それぞれが電極接続部と直接接続していてもよいし、電極同士を接続する等して間接的に接続していてもよい。
【００４４】
配線１２３におけるＧＮＤ導線１２３ｂは、圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄ及び１３２ａ〜１３２ｄの各上部電極２０３に接続している。また正電圧導線１２３ａは、圧電駆動部１３２ｄ、１３２ｂ、１３１ａ及び１３１ｃの下部電極２０１に接続し、正の電圧を伝導してこれらに正の駆動電圧を印加する。この場合、正電圧導線１２３ａは、圧電駆動部１３２ｃ、１３２ａ、１３１ｂ及び１３１ｄでは、下部電極２０１には接続せずに通過する。
【００４５】
一方、負電圧導線１２３ｃは、圧電駆動部１３２ｃ、１３２ａ、１３１ｂ及び１３１ｄの下部電極２０１に接続し、負の電圧を伝導してこれらに負の駆動電圧を印加する。この場合、負電圧導線１２３ｃは、圧電駆動部１３２ｄ、１３２ｂ、１３１ａ、及び１３１ｃでは、下部電極２０１には接続せずに通過する。
【００４６】
このようにして、配線１２３は、電極接続部１５０を介して入力される電圧を伝導し、圧電駆動部１３１ａ〜１３１ｄ及び１３２ａ〜１３２ｄのそれぞれに駆動電圧を印加できる。なお、配線１２３は、電圧に代えて、電流を伝導してもよい。
【００４７】
配線１２３が設けられた層間絶縁膜２０４は、上部電極２０３または下部電極２０１と電極配線とが接続する接続スポットのみ、開口部として部分的に絶縁膜を除去するか、又は絶縁膜を形成しない構成にしてもよい。このようにすることで、駆動梁１３０ａ，１３０ｂ及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できる。また、層間絶縁膜２０４を構成する酸化シリコン膜は、反射防止材としての機能も備えている。
【００４８】
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１２１の一面（＋Ｚ方向側の面）のみに形成された場合を例に説明したが、弾性部の他の面（例えば−Ｚ方向側の面）に設けてもよいし、弾性部の両面に設けてもよい。
【００４９】
また、可動部１２０をＥ軸周りに揺動可能であれば、各構成部の形状は実施形態の形状に限定されるものではない。
【００５０】
（第２構成例）
次に、図４は、１軸方向に光偏向可能な両端支持梁タイプの可動装置１３の構成の第２例を説明する平面図である。図５は、図４のＱ−Ｑ'断面図である。なお、図４では、図２で示した可動装置１３と同じ機能を有する構成部には、図２と同じ符号を付している。
【００５１】
図４に示すように、可動装置１３は、可動部１２０と、駆動梁１１０ａ，１１０ｂとを有する。可動部１２０ｄは、シリコン活性層等により構成される基体と、基体の面上に形成された反射面１４とを有する。
【００５２】
反射面１４は、アルミニウム、金、銀等の金属薄膜を含んでいる。なお、可動部１２０は、基体の−Ｚ方向側の面に反射面１４を補強するためのリブを備えてもよい。リブは、シリコン支持層及び酸化シリコン層等を含んで構成でき、可動部１２０の揺動により生じる反射面１４の歪みを抑制できる。また、反射面１４は円形状である例を示すが、楕円形や矩形等の他の形状であってもよい。
【００５３】
駆動梁１１０ａは、トーションバー１１１ａと、梁部材１１２ａとを有する。トーションバー１１１ａは一端が可動部１２０に接続し、他端が梁部材１１２ａに接続している。梁部材１１２ａは、両端が支持部１４０ａの内周部に接続し、支持部１４０ａによって支持されている。また梁部材１１２ａは、圧電駆動部１１３ａを含んでいる。
【００５４】
駆動梁１１０ｂは、トーションバー１１１ｂと、梁部材１１２ｂとを有する。トーションバー１１１ｂは一端が可動部１２０に接続し、他端が梁部材１１２ｂに接続している。梁部材１１２ｂは、両端が支持部１４０ｂの内周部に接続し、支持部１４０ｂによって支持されている。また梁部材１１２ｂは、圧電駆動部１１３ｂを含んでいる。
【００５５】
トーションバー１１１ａ及び１１１ｂはシリコン活性層等を含んでいる。また、圧電駆動部１１３ａ，１１３ｂは、弾性部であるシリコン活性層１６３の面上（＋Ｚ方向側）に、下部電極２０１、圧電部２０２、上部電極２０３がこの順に形成されている（図５参照）。
【００５６】
上部電極２０３及び下部電極２０１は、金又は白金等を含み、圧電部２０２は圧電材料であるＰＺＴ等を含んでいる。
【００５７】
なお、図４及び図５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方向側の面）のみに形成された例示するが、弾性部の他の面（例えば−Ｚ方向側の面）に設けてもよいし、弾性部の両面に圧電部２０２を設けてもよい。また、可動部１２０をＥ軸周りに揺動可能であれば、トーションバー１１１ａ，１１１ｂや、圧電駆動部１１３ａ，１１３ｂを、曲率を有する形状にしてもよい。
【００５８】
図４に示すように、支持部１４０ｂの面上には、回路基板１８０から電圧を入力するための電極接続部１５０が設けられている。電極接続部１５０は、正の電圧が印加される正電極接続部１５０ａと、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ接続部１５０ｂと、負の電圧が印加される負電極接続部１５０ｃとを含んでいる。
【００５９】
また、可動部１２０の面上における反射面１４以外の領域と、駆動梁１１０ａ，１１０ｂの面上（＋Ｚ方向側）には、それぞれ電極接続部１５０を介して入力される電圧を伝導するための配線１２３が設けられている。駆動梁１１０ａに含まれる圧電駆動部１１３ａは、可動部１２０を通る配線１２３によって、電極接続部１５０に電気的に接続している。配線１２３は、電極接続部１５０から入力される電圧を駆動梁１１０ｂに伝導し、また駆動梁１１０ｂ及び可動部１２０ｄを通って駆動梁１１０ａに伝導する。このような配線１２３を用いて、電極接続部１５０から入力される駆動電圧を駆動梁１１０ａ及び１１０ｂの両方に印加することができる。
【００６０】
また配線１２３は、正の電圧を伝導する正電圧導線１２３ａと、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ導線１２３ｂと、負の電圧を伝導する負電圧導線１２３ｃとを含んでいる。正電圧導線１２３ａは正電極接続部１５０ａに接続し、ＧＮＤ導線１２３ｂはＧＮＤ接続部１５０ｂに接続し、負電圧導線１２３ｃは負電極接続部１５０ｃにそれぞれ接続している。
【００６１】
ＧＮＤ導線１２３ｂは、圧電駆動部１１３ａ，１１３ｂの各上部電極に接続し、正電圧導線１２３ａは、圧電駆動部１１３ａ，１１３ｂの下部電極に接続し、これらに正の電圧を伝導して正の駆動電圧を印加する。また、負電圧導線１２３ｃは、圧電駆動部１１３ａ及び１１３ｂの下部電極２０１に接続し、これらに負の電圧を伝導して負の駆動電圧を印加する。
【００６２】
図中Ｙ方向に沿う可動部１２０の両側には、支持部等の障害物が存在しない開放領域である光通過領域１６，１７が設けられている。光通過領域１６，１７は、可動部１２０が揺動した場合に、反射面１４による反射光を通過させる部位である。光通過領域１６，１７は、Ｅ軸から離れるにつれてＥ軸に沿った方向の幅が広くなるテーパ状に形成されている。但し、必ずしもテーパ状に形成されなくてもよい。
【００６３】
このようにして、配線１２３は、電極接続部１５０を介して印加される電圧を伝導し、圧電駆動部１１３ａ及び１１３ｂに駆動電圧を印加できる。なお、配線１２３は、電圧に代えて、電流を伝導してもよい。
【００６４】
（台座部７０の構成例）
次に、図６を参照して、可動装置１３における台座部７０の構成について説明する。図６は、台座部７０の構成の一例を示す斜視図である。図６に示すように、台座部７０は、側壁部材７１ａ及び７１ｂと、底部部材７２とを有する。また台座部７０は、反射面１４で反射された光を通過させる光通過部７３，７４を有する。
【００６５】
側壁部材７１ａは、Ｚ軸に直交する断面が屈曲形状を有する部材であり、開放部が＋Ｘ方向を向くようにして、板状の部材である底部部材７２の＋Ｚ側の面に接着剤等により固定されている。側壁部材７１ｂも同様に、Ｚ軸に直交する断面が屈曲形状を有する部材であり、開放部が−Ｘ方向を向くようにして、底部部材７２の＋Ｚ側の面に接着剤等により固定されている。
【００６６】
但し、側壁部材７１ａ，７１ｂと、底部部材７２は一体化された部材であってもよい。金属系の材料を用いる場合は、鋳造、切削加工、金属射出成形等により、このような部材を製作することができる。また、樹脂系の材料を用いる場合は、射出成形や３Ｄプリンタ等により、このような部材を製作することができる。側壁部材７１ａ，７１ｂは＋Ｚ側の面で支持部１４０ａ，１４０ｂを固定することができる。
【００６７】
光通過部７３，７４は、側壁部材７１ａと側壁部材７１ｂをＸ方向に間隔を空けて配置することで形成された空間である。台座部７０の−Ｙ側には光通過部７３が形成され、台座部７０の＋Ｙ側には光通過部７４が形成されている。
【００６８】
この光通過部７３，７４は、部材が存在しない空隙であってもよいし、空隙の少なくとも一部に光を透過するガラス等の部材を含む構成であってもよい。また光通過部７３，７４は、Ｘ軸から離れるにつれてＸ軸に沿った方向の幅が広くなるテーパ状に形成されていてもよい。
【００６９】
＜フレキシブル配線基板１７０の構成例＞
次に、図７を参照して、フレキシブル配線基板１７０の構成について説明する。図７は、可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０の接続部分の構成の一例を説明する分解斜視図である。
【００７０】
図７に示すように、光偏向器１００は、可動装置１３と、フレキシブル配線基板１７０と、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Anisotropic Conductive Film）３０とを有する。可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０は、異方性導電樹脂膜の一例としての異方性導電フィルム３０を挟んで接続される。
【００７１】
異方性導電樹脂膜は、熱硬化性又は紫外線硬化性等と云った特性を有する樹脂の内部に多数の導電粒子が分散されている膜状部材である。異方性導電樹脂膜は、加熱圧着することで、圧着部の厚み方向には導電性を示し、一方、圧着部の面方向では絶縁性を示す電気的異方性を有する。これにより、機械的接合と同時に電気的接続を容易に可能にする。この異方性材樹脂膜には、フィルム状の異方性導電フィルム（ＡＣＦ）とペースト状の異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste）の２種類がある。
【００７２】
可動装置１３の支持部１４０ｂには、フレキシブル配線基板１７０との電気的接続用の電極接続部（ランド部）１５０が設けられている。フレキシブル配線基板１７０は、ベースフィルム２１と、ベースフィルム２１の裏面に設けられた複数の導体配線２２と、導体配線２２を覆うカバーフィルム２３を含んでいる。カバーフィルム２３で覆われていない導体配線２２の一端が、可動装置１３の電極接続部１５０に接続される配線側電極部２４を形成している。
【００７３】
異方性導電フィルム３０は、電極接続部１５０の全てと、フレキシブル配線基板１７０の端子部全てを覆うことができる大きさとすることで、長期に安定な導電性を得ることができる。さらにフレキシブル配線基板１７０の幅と同等、もしくはそれ上の長さとすることで、接合強度を向上することができる。
【００７４】
電極接続部１５０と、配線側電極部２４とを対向配置し、両電極部の間に異方性導電フィルム３０を挟んで加熱圧着することで、可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０との電気的接続が行われる。 なおフレキシブル配線基板１７０の他端は、回路基板１８０の電極に接続される。
【００７５】
本実施形態では、フィルム状の異方性導電フィルム３０を用いた可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０との接続例を示したが、ペースト状の異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を用いてもよい。ＡＣＦとＡＣＰは電気的異方性を有するため、これらを用いることで、可動装置１３の電極間距離を、例えば２０μｍ程度まで狭くすることができる。また電極間距離を狭くすることで、可動装置１３及びフレキシブル配線基板１７０をそれぞれ小さくでき、光偏向器１００の小型化に寄与する。
【００７６】
また、接続の方法として、他に金属の共晶結合による金属結合や半田接合も適用可能である。金属結合は、金・金同士の接合であり安定していることから、高温時等にも接合強度を確保でき、信頼性の点で有利である。また半田接合は、温度のみで接合でき、またセルフアライメント性を有する点で有利である。但し、可動装置１３等のＭＥＭＳデバイスでは、半田のフラックスや煙などの汚れを嫌うため、ＡＣＦやＡＣＰを用いる接続がより好適である。また、電極間を小さくすることができる点から、導電粒子径のより小さいＡＣＦやＡＣＰを用いることがより好適である。このような構成とすることで検出部からの信号を出力する電極が増えた場合でも、電極群を可動装置の一片に配列して接合することができる。
【００７７】
＜可動部１２０の動作例＞
次に、図８及び図９を参照して、可動装置１３における可動部１２０の動作について説明する。図８及び図９は、可動部１２０の動作の一例を説明する図であり、図８は、可動部１２０が静止する状態の一例を示す斜視図、図９は、可動部１２０が揺動する状態の一例を示す斜視図である。
【００７８】
図８及び図９に示すように、可動装置１３は、反射面１４を有する可動部１２０と、１対の駆動梁１１０ａ，１１０ｂと、１対の支持部１４０ａ，１４０ｂと、１対の支持部１４０ａ，１４０ｂが固定される台座部７０とを有する。
【００７９】
図８に示すように、可動部１２０が静止する状態では、反射面１４がＺ軸に略直交する状態になる。これに対し、可動部１２０がＥ軸回りに揺動すると、図９に示すように、反射面１４がＺ軸に対して傾いた状態になる。図９に太い実線の矢印で示す入射光８１は、反射面１４に入射する光を示し、太い破線の矢印で示す反射光８２は、入射光８１が反射面１４で反射された光を示す。なお、入射光８１が反射面１４に入射する角度は予め定められており、略一定である。
【００８０】
可動部１２０が揺動すると、反射面１４の傾きが変化し、反射面１４による入射光８１の反射方向が変化する。これにより、可動装置１３は、Ｅ軸に略直交する方向（Ｙ方向）に沿って反射光８２を偏向し、揺動を繰り返し行うことで、反射光８２を走査することができる。
【００８１】
ここで、本実施形態では、台座部７０の±Ｙ方向側に光通過部７３及び７４が形成されているため、可動部１２０の±Ｙ方向側に反射面１４の反射光を遮る支持部等の部材が存在しない状態になっている。これにより、可動部１２０の±Ｙ方向側に、反射面１４の反射光が通過する空間を確保している。また、側壁部材７１ａ及び７１ｂの＋Ｚ側の面に支持部１４０ａ，１４０ｂを固定することで、可動部１２０の−Ｚ方向側に、所定の角度範囲で反射面１４の反射光が通過する空間を確保している。
【００８２】
さらに、可動装置１３の−Ｚ方向側に配置される回路基板１８０（図１参照）と可動部１２０との間の高さ方向（Ｚ方向）における距離が、台座部７０を設けることで長くなる。これにより、可動部１２０が大きく揺動した際に、可動部１２０が回路基板１８０にぶつかることを防止している。
【００８３】
なお、光通過部７３，７４のＸ方向の幅は、反射面１４の反射光を通過させるために、反射面１４のＸ方向の幅より広くすることが好ましい。また本実施形態では、側壁部材７１ａ，７１ｂとして、断面が屈曲形状を有する部材を用いる例を示したが、これに限定されるものではない。光通過部７３，７４を形成できれば、側壁部材７１ａ，７１ｂの少なくとも１つに平板状部材等を用いてもよい。
【００８４】
また、図８及び図９では、説明の便宜のために、図示が比較的容易な図４に示した可動装置１３を例示したが、図２に示した可動装置１３においても、その動作及び台座部７０の作用は上述したものと同様である。
【００８５】
＜光偏向器１００の製造方法例＞
次に、図１０及び図１１を参照して、光偏向器１００の製造方法について参照して説明する。
【００８６】
図１０は、光偏向器１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。また図１１は、光偏向器１００の製造方法の一例を説明する斜視図であり、（ａ）は接着剤塗布工程を説明する図、（ｂ）は位置決め部材設置工程を説明する図、（ｃ）は支持部１４０ａ，１４０ｂの台座部７０への固定工程を説明する図、（ｄ）は製造工程終了後を説明する図である。
【００８７】
なお、図１０及び図１１の説明では、台座部７０は既に組み立てられ、また台座部７０に固定される支持部１４０ａ，１４０ｂ等の構成部はＳＯＩ基板のエッチング処理等で既に製造されているものとする。
【００８８】
図１０において、先ず、ステップＳ１０１において、台座部７０（側壁部材７１ａ，７１ｂ）の＋Ｚ方向側の面に接着剤７５を塗布する（図１１（ａ）参照）。接着剤７５として、銀ペースト等の導電性金属ペーストやエポキシ樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤等の熱硬化性の接着剤を用いることができる。なお、シリコーンとは、二酸化ケイ素を還元してシリコンにした後、有機化合物を結合させた化合物であり、特性として有機と無機を併せ持っている。
【００８９】
続いて、ステップＳ１０２において、台座部７０の±Ｘ方向側及び±Ｙ方向側の面のうち、少なくとも３つの面に接触するように位置決め部材７６を設置する。この場合、図１１（ｂ）に示すように、Ｚ方向における各位置決め部材７６の面の一部を台座部７０の側壁部材７１ａ，７１ｂの面に接触させ、Ｚ方向における他の部分は、後の工程で支持部１４０ａ，１４０ｂの外周面を突き当てられるように、台座部７０の側壁部材７１ａ及び７１ｂの面に接触させない状態にしておくことが好ましい。Ｚ方向における位置決め部材７６の高さを調整するために、Ｚ方向の高さを規定したブロック部材等を用意し、ブロック部材等の上に位置決め部材７６を設置するようにしてもよい。
【００９０】
続いて、ステップＳ１０３において、支持部１４０ａ，１４０ｂの外周面を位置決め部材７６の面に突き当てながら、支持部１４０ａ，１４０ｂを台座部７０の＋Ｚ方向側の面に載置する（図１１（ｃ）参照）。これにより、光偏向器１００が仮配置の状態となる。
【００９１】
続いて、ステップＳ１０４において、位置決め部材７６を取り除く。
【００９２】
続いて、ステップＳ１０５において、仮配置の状態の光偏向器１００を熱処理炉内に設置し、加熱する。これにより、支持部１４０ａ，１４０ｂが台座部７０の＋Ｚ側の面に接着で固定される。
【００９３】
続いて、ステップＳ１０６において、光偏向器１００を熱処理炉から取り出す（図１１（ｄ）参照）。
【００９４】
このようにして、光偏向器１００を製造することができる。なお、可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０との接続は、可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０との接合部に異方性導電フィルム３０を貼り付けた後、接合部を圧熱処理することにより行うことができる。可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０との接続工程は、上記のステップ１０１より前、又はステップ１０１乃至ステップＳ１０６の間、或いはステップＳ１０６の後の何れのタイミングで行ってもよい。
【００９５】
＜光偏向器１００の作用効果＞
次に、光偏向器１００の作用効果について説明する。
【００９６】
ＭＥＭＳデバイス等の光偏向器では、可動部による反射光の走査角度を拡大するためには、可動部の揺動角度を大きくすることが好ましい。しかし可動部の揺動角度を大きくすると、大きく揺動した際に、光偏向器を支持する支持部材や光偏向器を駆動させる回路基板等の可動部の近傍にある部材に可動部がぶつかるため、可動部１２０の揺動角度が制限される場合がある。
【００９７】
本実施形態では、可動部１２０と回路基板１８０との間に台座部７０を設けてＺ方向における可動部１２０と回路基板１８０との間の距離ｈを長くする（図１参照）。これにより可動部１２０の揺動角度を大きくしても、可動部１２０が回路基板１８０にぶつからないようにできる。その結果、光偏向器１００による光の走査角度を大きくすることができる。
【００９８】
一方で、Ｚ方向における可動部と回路基板との間の高さ方向における距離ｈを長くすると、光偏向器と回路基板との接続で用いる配線が切断されやすくなったり、光偏向器と回路基板の電極同士の接合が外れやすくなったりして、接続の安定性が低下する場合がある。
【００９９】
本実施形態では、フレキシブル配線基板１７０を介して可動装置１３と回路基板１８０を接続し、また可動装置１３の電極接続部１５０とフレキシブル配線基板１７０の配線側電極部２４を、異方性導電フィルム３０を挟んで接続する。
【０１００】
フレキシブル配線基板１７０を介して可動装置１３と回路基板１８０を接続することで、ワイヤボンディングや配線ケーブルを用いた接続と比較して、配線の切断や破損等を抑制した安定した接続が可能になる。また、異方性導電フィルム３０を挟んで加熱圧着により電極接続部１５０と配線側電極部２４を接続することで、高い接合強度で、また接触不良等を防止して、電極同士を安定して接続することができる。
【０１０１】
また、異方性導電フィルム３０は、圧着部の厚み方向には導電性を示す一方、圧着部の面方向では絶縁性を示す電気的異方性を有するため、可動装置１３の電極間距離を例えば２０μｍ程度まで狭くすることができる。これにより可動装置１３及びフレキシブル配線基板１７０をそれぞれ小さくでき、光偏向器１００を小型化することができる。さらに半田を用いないため、半田のフラックスや煙等の汚れをなくし、可動装置１３、フレキシブル配線基板１７０及び回路基板１８０をクリーンな状態で接続可能になる。
【０１０２】
また、本実施形態では、揺動軸に交差する方向（光の走査方向）における可動部１２０の両側に光通過領域１６，１７を設け（図２参照）、また反射面で反射された光を通過させる光通過部７３，７４を台座部７０に設けている（図８参照）。これにより、可動部１２０により光を走査する方向における可動部１２０の両側に、光を遮るものがなくなるため、光偏向器１００による光の走査角度を大きくすることができる。
【０１０３】
また本実施形態では、１対の支持部のうちの一方である支持部１４０ｂに、複数の電極接続部１５０を設けている。また１対の駆動梁のうちの一方である駆動梁１３０ａは、可動部１２０に設けられた配線を通して電極接続部１５０に接続している。
【０１０４】
この構成により、揺動軸と交差する方向（Ｙ方向）における可動部１２０の両側に電極接続部を設けなくても、駆動梁１３０ａ，１３０ｂの両方に電極接続部１５０を介して電圧を印加することが可能になる。また可動部１２０の揺動軸と交差する方向にフレキシブル配線基板１７０を接続でき、可動部１２０による反射光の走査光の光路内にフレキシブル配線基板１７０を配置しなくてもよい。これにより、フレキシブル配線基板１７０で走査光が遮られることを防ぎ、光偏向器１００による光の走査角度を大きくすることができる。
【０１０５】
また支持部１４０ａ，１４０ｂの両方に電極接続部を設けなくてよいため、可動装置１３とフレキシブル配線基板１７０とを接続するための構成が大型化することを防止できる。さらに可動装置１３のレイアウト自由度を向上させることができ、可動装置１３の構成を簡素化して、製造コストの増大を防ぐことができる。
【０１０６】
また本実施形態では、１対の支持部のうちの一方である支持部１４０ｂに、揺動軸に交差する方向に配列する正電極接続部１５０ａ、ＧＮＤ接続部１５０ｂ及び負電極接続部１５０ｃを設けている。これにより、揺動軸と交差する方向における可動部１２０の両側に電極接続部を設けなくても、複数の電極接続部を配置することが可能になる。また可動部１２０の揺動軸と交差する方向にフレキシブル配線基板１７０を接続でき、可動部１２０による反射光の走査光の光路内にフレキシブル配線基板１７０を配置しなくてもよい。これにより、フレキシブル配線基板１７０で走査光が遮られることを防ぎ、光偏向器１００による光の走査角度を大きくすることができる。
【０１０７】
また本実施形態では、正電極接続部１５０ａ、ＧＮＤ接続部１５０ｂ及び負電極接続部１５０ｃは、梁部材１３３の長手方向に沿って配列している。これにより、ミアンダ構造を有する可動装置を用いる場合に、可動部１２０の揺動軸と交差する方向にフレキシブル配線基板１７０を接続でき、可動部１２０による反射光の走査光の光路内にフレキシブル配線基板１７０を配置しなくてもよい。その結果、ミアンダ構造を有する可動装置を用いる場合にも、フレキシブル配線基板１７０で走査光が遮られることを防ぎ、光偏向器１００による光の走査角度を大きくすることができる。
【０１０８】
また本実施形態では、１つのフレキシブル配線基板１７０を用いて可動装置１３と回路基板１８０とを接続する。これにより複数の配線基板を用いる場合と比較して、光偏向器１００の構成を簡素化し、製造コストの増大を防ぐことができる。
【０１０９】
なお、上述した実施形態では、１軸方向に光偏向可能な両端支持梁タイプの可動装置を例示したが、２軸方向に光偏向可能な可動装置や、片持ちタイプの可動装置にも同様に適用でき、電極同士を安定して接続できる。
【０１１０】
ここで、異方性導電フィルムを用いた電極接続部１５０とフレキシブル配線基板１７０との接合（以下、ＡＣＦ接合という）では、接合強度を強くするために、電極接続部１５０が存在しない部分の接着面積が大きい方が好ましい。しかし、電極接続部１５０を小さくすると、電気的に接合される面積が小さくなるため、接合抵抗が大きくなる懸念がある。この懸念を解消するためにフレキシブル配線基板１７０の幅を太くすると、光偏向器１００が大型化したり、光偏向器１００に含まれる各構成部の配置が制限されたりする場合がある。
【０１１１】
そのため、電極接続部１５０に含まれている正電極接続部１５０ａ、ＧＮＤ接続部１５０ｂ及び負電極接続部１５０ｃ等の各々の平面視形状は、長方形状であって、短辺と長辺の比が１：１乃至１：２であり、一端から他端に向けて延伸するフレキシブル配線基板１７０の延伸方向に沿った辺が長辺であることが好ましい。また、短辺と長辺の比が１：１．５であると、より好ましい。 このようにすることで、電極接続部１５０パッドが正方形状である場合と比較して、ＡＣＦ接合強度を保ちながら電気抵抗を低くできる。
【０１１２】
一方、フレキシブル配線基板１７０の幅方向に沿って配列している複数の電極接続部のうち、両端に配置されている電極接続部の近傍には、ＡＣＦ接合工程において電極接続部１５０とフレキシブル配線基板１７０との圧着が行われた後、圧着のための圧力が解放された際に、所謂スプリングバック現象によって、応力集中が生じる場合がある。応力集中により、ＡＣＦ接合が破断する等の懸念がある。
【０１１３】
そのため、両端に配置されている電極接続部には、配線１２３が接続されていないことが好ましい。ここで、図１２は、可動装置１３における電極接続部１５０近傍の部分拡大図である。図１２に示すように、電極接続部１５０は、Ｙ方向に配列する複数の電極接続部を含んでいる。複数の電極接続部のうち、−Ｙ方向側の一端には電極接続部１５０ｐが、＋Ｙ方向側の他端には電極接続部１５０ｑが、それぞれ設けられている。電極接続部１５０ｐ及び１５０ｑの各々には、配線１２３が接続されていない。
【０１１４】
この構成により、フレキシブル配線基板１７０において、両端に配置されている電極接続部の外側は、内側と比較してＡＣＦ接合強度が強くなる。その結果、ＡＣＦ接合の破断等を防ぎ、可動装置１３の駆動の信頼性を高めることができる。なお、配線１２３は、圧電駆動部１１３ａ及び１１３ｂに電圧を印加するための導線の他、駆動梁１１０ａ，１１０ｂの変形を検出するために駆動梁１１０ａ，１１０ｂに設けられた圧電素子の出力電圧を伝導するための導線等を含む。
【０１１５】
さらに、複数の電極接続部のうちの両端の電極接続部同士は、電気的に接続していることが好ましい。例えば、図１２に示すように、電極接続部１５０ｐと電極接続部１５０ｑは、ガードリングとして機能する金属材料で構成された金属部１５１により、ループを形成するようにして電気的に接続している。
【０１１６】
この構成により、電極接続部１５０ｐ及び電極接続部１５０ｑと、フレキシブル配線基板１７０と、の導通を確認することで、ＡＣＦ接合が不良であるか否かを判断できる。例えば、導通していなければＡＣＦ接合が不良であると判断できる。
【０１１７】
電極接続部１５０ｐ及び電極接続部１５０ｑ等の複数の電極接続部１５０の端部は、スプリングバック現象によって近傍に応力が集中することで、接合状態が不安定になったり、フレキシブル配線基板１７０が引っ張られることによりＡＣＦ接合が破断したりしやすい部分である。従って、電極接続部１５０ｐ及び電極接続部１５０ｑの導通を確認することにより、フレキシブル配線基板１７０と電極接続部１５０全体のＡＣＦ接合の良否を簡便に検査可能になる。なお、図１２の例では、金属部１５１を介して電極接続部１５０ｐと電極接続部１５０ｑを接続する構成を例示したが、配線で接続してもよい。
【０１１８】
（変形例）
ここで、上述した実施形態では、光偏向器１００が備える可動装置１３が、可動部１２０を駆動させる圧電駆動部に電圧を入力する構成を例示したが、圧電駆動部の発する電圧を可動装置から出力可能にし、可動部の揺動角を検出可能に、可動装置を構成することもできる。
【０１１９】
図１３は、このような変形例に係る可動装置１３ａの構成の一例を説明する平面図である。なお、図２に示した可動装置１３と説明が重複する部分については説明を省略する。
【０１２０】
図１３に示すように、可動装置１３ａは、検知手段の一例としての検出部１４５ａ，１４５ｂを有する。検出部１４５ａは、圧電センサ１４１ａ〜１４１ｄを有し、また、検出部１４５ｂは、圧電センサ１４２ａ〜１４２ｄを有する。圧電センサ１４１ａは、圧電駆動部１３１ａのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ１４１ｂは、圧電駆動部１３１ｂのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ１４１ｃは圧電駆動部１３１ｃのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ１４１ｄは圧電駆動部１３１ｄのシリコン活性層上に設けられている。
【０１２１】
同様に、圧電センサ１４２ａは圧電駆動部１３２ａのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ１４２ｂは圧電駆動部１３２ｂのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ１４２ｃは圧電駆動部１３２ｃのシリコン活性層上に設けられ、圧電センサ１４２ｄは圧電駆動部１３２ｄのシリコン活性層上に設けられている。
【０１２２】
図１４は、図１２に示すＱ−Ｑ'線で可動装置１３ａを切断した状態の断面図である。図１４に示すように、検出部１４５ａは、駆動梁１３０ａと同様に、酸化シリコン層１６２を介してシリコン支持層１６１で支持される弾性部であるシリコン活性層１６３の＋Ｚ側の面上に、下部電極２０１、圧電部２０２及び上部電極２０３を順に積層されている。上部電極２０３及び下部電極２０１は、例えば金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）等を含んでいる。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）を含んでいる。
【０１２３】
検出部１４５ｂは、圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄと比較して、Ｙ方向の長さは略等しく、Ｘ方向の幅は狭く形成されている。検出部１４５ｂと圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄとのＹ方向の長さが略等しい構成とすることにより振角周波数信号を精度よく検出することができる。また圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄよりも検出部１４５ｂのＸ方向の幅が狭い構成とすることにより、圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄによる揺動力を多く得ることができる。なお、必ずしも検出部１４５ｂと圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄとのＹ方向の長さは略等しい必要はなく、圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄよりも短くてもよい。この場合、検出部１４５ｂを短くした分、多くの梁部材上に圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄを設けることができ、圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄによる揺動力を更に多く得ることができる。
【０１２４】
検出部１４５ｂの各圧電センサ１４２ａ〜１４２ｄは、駆動梁１３０ｂの圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄに接触しないように間隔を空けて、圧電駆動部１３２ａ〜１３２ｄに含まれるシリコン活性層の＋Ｚ側の面上に設けられている。検出部１４５ａも検出部１４５ｂと同様の構成である。
【０１２５】
駆動梁１３０ａ及び１３０ｂは駆動電圧の印加により圧電駆動部群Ａ、Ｂが屈曲変形して可動する。反対に、検出部１４５ａ及び１４５ｂは、駆動梁１３０ａ及び１３０ｂによるシリコン活性層１６３の変形に応じて圧電部２０２で発生する電圧または電圧に基づく情報を、反射部１０１の振れ角に関する情報を示す振角周波数信号として検出し、例えば、回路基板１８０（図１参照）が有する検出部に、電極接続部１５０及び出力配線基板（図１のフレキシブル配線基板１７０に対応）を介して出力することができる。
【０１２６】
このような構成において、検出信号を回路基板１８０に供給するための出力配線基板及び電極間の接続に、上述した実施形態と同様の構成を適用することもできる。
【０１２７】
［その他の好適な実施形態］
上述した実施形態に係る光偏向器１００は、各種のシステム及び装置に適用可能である。以下では、光偏向器１００の各種システム及び装置への適用例を説明する。
【０１２８】
［光走査システム］
まず、光偏向器１００を適用した光走査システムについて、図１５〜図１８に基づいて詳細に説明する。
【０１２９】
図１５には、光走査システムの一例の概略図が示されている。図１５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。
【０１３０】
光走査システム１０は、制御装置１１，光源装置１２、反射面１４を有する可動装置１３により構成される。
【０１３１】
制御装置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り、光偏向器１００における回路基板１８０に実装されている。可動装置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。
【０１３２】
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および可動装置１３の制御命令を生成し、制御命令に基づいて光源装置１２および可動装置１３に駆動信号を出力する。
【０１３３】
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。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いずれかに可動させる。
【０１３４】
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からの照射光をある１軸周りに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、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。
【０１３５】
次に、光走査システム１０一例のハードウェア構成について図１６を用いて説明する。図１６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１６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、ＲＡＭ２１（Random Access Memory）、ＲＯＭ２２（Read Only Memory）、ＦＰＧＡ２３、外部Ｉ／Ｆ２４、光源装置ドライバ２５、可動装置ドライバ２６を備えている。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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し、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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
制御装置１１は、ＣＰＵ２０の命令および図１６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。
【０１４６】
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１７を用いて説明する。図１７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。
【０１４７】
図１７に示すように、制御装置１１は、機能として制御部３０ａと駆動信号出力部３１とを有する。
【０１４８】
制御部３０ａ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３０ａ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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。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、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および可動範囲を制御する駆動電圧である。
【０１５１】
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１８を用いて説明する。図１８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。
【０１５２】
ステップＳ１１において、制御部３０ａは、外部装置等から光走査情報を取得する。
【０１５３】
ステップＳ１２において、制御部３０ａ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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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の可動を行う。光源装置１２および可動装置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。
【０１５６】
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および可動装置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。
【０１５７】
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および可動装置１３の制御部３０ａ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３０ａ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。
【０１５８】
このように、実施形態の光偏向器１００を光走査システムに適用することにより、可動装置と駆動手段を安定して接続可能な光走査システムを提供できる。
【０１５９】
［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１９および図２０を用いて詳細に説明する。
【０１６０】
図１９は、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を搭載した自動車４００の実施形態に係る概略図である。また、図２０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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
図１９に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５００は、「移動体」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。
【０１６３】
図２０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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
可動装置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。
【０１６７】
以上、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、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。
【０１６８】
また、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。
【０１６９】
このように、実施形態の光偏向器を投影装置に適用することにより、可動装置と駆動手段を安定して接続可能な投影装置を提供できる。
【０１７０】
［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２１および図２２を用いて詳細に説明する。
【０１７１】
図２１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２２は、光書込装置の一例の概略図である。
【０１７２】
図２１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。
【０１７３】
図２２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（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６０２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を有する可動装置１３は、制御装置１１の制御に基づき駆動する。
【０１７４】
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。
【０１７５】
上記光書込装置に適用される反射面１４を有した可動装置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。
【０１７６】
このように、実施形態の光偏向器を光書込装置に適用することにより、可動装置と駆動手段を安定して接続可能な光書込装置を提供できる。
【０１７７】
［距離測定装置］
次に、上記実施形態の可動装置を適用した距離測定装置について、図２３および図２４を用いて詳細に説明する。
【０１７８】
図２３は、距離測定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２４はライダ装置の一例の概略図である。
【０１７９】
距離測定装置は、対象方向の距離を測定する装置であり、例えばライダ装置である。
【０１８０】
図２３に示すように、ライダ装置７００は、「移動体」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。
【０１８１】
図２４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および可動装置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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
反射面１４を有する可動装置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、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測定することができる。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。
【０１８４】
上記距離測定装置では、一例としてのライダ装置７００の説明をしたが、距離測定装置は、反射面１４を有した可動装置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く、上述した実施形態に限定されるものではない。
【０１８５】
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。
【０１８６】
このように、実施形態の光偏向器を距離測定装置に適用することにより、可動装置と駆動手段を安定して接続可能な距離測定装置を提供できる。
【０１８７】
［レーザヘッドランプ］
次に、上記実施形態の可動装置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２５ を用いて説明する。図２５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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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方向に可動し、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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
このように、実施形態の光偏向器をレーザヘッドランプに適用することにより、可動装置と駆動手段を安定して接続可能なレーザヘッドランプを提供できる。
【０１９４】
［ヘッドマウントディスプレイ］
次に、上記実施形態の可動装置を適用したヘッドマウントディスプレイ６０について、図２６及び２７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、例えば、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。
【０１９５】
図２６は、ＨＭＤ６０の外観を例示する斜視図である。図２６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、例えば、導光板６１により構成することができ、光学系や制御装置等は、テンプル６０ｂに内蔵することができる。
【０１９６】
図２７は、ＨＭＤ６０の構成を部分的に例示する図である。なお、図２７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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
光源ユニット５３０は、上述したように、レーザ光源５０１Ｒ、５０１Ｇ、及び５０１Ｂと、コリメートレンズ５０２、５０３、及び５０４と、ダイクロイックミラー５０５、及び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、及び５０１Ｂからの三色のレーザ光は、ダイクロイックミラー５０５及び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。
【０１９９】
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方向に可動し、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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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、例えば、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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
このように、実施形態の光偏向器をヘッドマウントディスプレイに適用することにより、可動装置と駆動手段を安定して接続可能なヘッドマウントディスプレイを提供できる。
【０２０４】
［パッケージング］
次に、実施形態の可動装置のパッケージングについて図２８を用いて説明する。
【０２０５】
図２８は、パッケージングされた可動装置の一例の概略図である。
【０２０６】
図２８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。
【０２０７】
なお、図２８では、紙面手前方向に光が入射し、反射面１４で反射される様子を示している。
【０２０８】
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。
【０２０９】
なお、上述した実施形態では、可動部に反射面を設ける構成を例示したが、これに限定されるものではなく、可動部が回折格子等の他の光学素子を備えたり、反射面と他の光学素子の両方を備えたりすることもできる。
【符号の説明】
【０２１０】
１０  光走査システム
１１  制御装置
１２  光源装置
１３  可動装置
１４  反射面
１５  被走査面
１６、１７  光通過領域
２１  ベースフィルム
２２  導体配線
２３  カバーフィルム
２４  配線側電極部
３０  異方性導電フィルム（異方性導電樹脂膜の一例）
７０  台座部
７１ａ，７１ｂ  側壁部材
７２  底部部材
７３，７４  光通過部
１００  光偏向器
１１０ａ，１１０ｂ  駆動梁（１対の駆動梁の一例）
１１１ａ，１１１ｂ  トーションバー
１１２ａ，１１２ｂ  梁部材
１１３ａ，１１３ｂ  圧電駆動部
１２０  可動部
１２１  シリコン活性層
１２１ａ  シリコン活性層
１２２  層間絶縁膜
１２３，１２７  配線
１２４  保護膜
１２５  ＢＯＸ層
１２６  シリコン支持層
１３０ａ，１３０ｂ  駆動梁（１対の駆動梁の一例）
１３１ａ〜１３１ｄ  圧電駆動部（駆動部材の一例）
１３２ａ〜１３２ｄ  圧電駆動部（駆動部材の一例）
１３３  梁部材
１４０ａ，１４０ｂ  支持部（１対の支持部の一例）
１４５ａ，１４５ｂ  検出部
１５０  電極接続部（複数の電圧入力部の一例）
１５０ａ  正電極接続部（電圧入力部の一例）
１５０ｂ  ＧＮＤ接続部（電圧入力部の一例）
１５０ｃ  負電極接続部（電圧入力部の一例）
１６１  シリコン支持層
１６２  酸化シリコン層
１６３  シリコン活性層
１７０  フレキシブル配線基板（入力配線基板の一例、出力配線基板の一例）
１７１  装置側コネクタ
１８０  回路基板（駆動手段の一例）
１８１  基板側コネクタ
１８２  回路側電極部
２０１  下部電極
２０２  圧電部
２０３  上部電極
２０４  層間絶縁膜
４００  自動車（移動体の一例）
５００  ヘッドアップディスプレイ装置（投影装置の一例）
６５０  レーザプリンタ
７００  ライダ装置（距離測定装置の一例）
７０１  自動車（移動体の一例）
７０２  被対象物
８０１  パッケージ部材
８０２  取付部材
８０３  透過部材
Ｅ軸    揺動軸
ｈ      距離
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２１１】
【特許文献１】特許３５５２６０１号公報
【特許文献２】特許５２５７０５３号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
2022001933.tif 000005
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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