(57)【要約】【課題】  小型低消費電力の光偏向器を提供する。【解決手段】  磁性体を位置が高精度に制御できる中空部を有する光偏向器を提供する。【選択図】  図１
2005181926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板に、
可動板の両端が弾性支持部でねじり軸を中心にねじり振動自在に支持され、
前記可動板の一方の面には反射面が形成され、
前記可動板を、前記支持基板に対して相対的に駆動させ、
前記反射面に入射する入射光を偏向する光偏向器であって、
前記可動板に少なくとも１つ以上の中空部が形成されていること、
を特徴とする光偏向器。
【請求項２】
前記中空部が可動板に形成された凹部に平面上の蓋部材を接合した構造であることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
【請求項３】
前記中空部に磁性体が形成され、
前記磁性体の近傍に、磁気発生手段を有し、
前記可動板を、前記磁気発生手段によって駆動させること、
を特徴とする請求項１または２に記載の光偏向器。
【請求項４】
前記磁性体は永久磁石であり、
前記磁気発生手段は、第２の支持基板上に巻かれたコイル、
であることを特徴とする請求項３に記載の光偏向器。
【請求項５】
前記永久磁石が形成される前記中空部は、
前記可動板幅方向（但し、前記可動板に水平で前記ねじり軸に垂直な方向とする）、
の長さに比べ、幅が狭いことを特徴とする請求項４に記載の光偏向器。
【請求項６】
前記中空部は、弾性支持部のねじり軸方向に沿ってほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光偏向器。
【請求項７】
前記支持基板、弾性支持部、可動板及び中空部は、単結晶シリコンで形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光偏向器。
【請求項８】
前記磁性体は、前記可動板幅方向と垂直な断面がほぼ円形であることを特徴とする請求項４、５に記載の光偏向器。
【請求項９】
前記磁性体は、ニッケル、コバルトを含む合金であることを特徴とする請求項１〜８何れか１つに記載の光偏向器。
【請求項１０】
前記磁性体は、希土類元素を含むことを特徴とする請求項１〜８何れか１つに記載の光偏向器。
【請求項１１】
前記磁性体は、サマリウム、鉄、窒素を含むことを特徴とする請求項１〜８何れか１つに記載の光偏向器。
【請求項１２】
前記磁性体は、鉄、クロム、コバルトを含む合金であることを特徴とする請求項１〜８何れか１つに記載の光偏向器。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光偏向器を有することを特徴とする光学機器。
【請求項１４】
光源と、該光源から出射された光を偏向する請求項１〜１３の何れかに記載の光偏向器を少なくとも１つ以上配置した光偏向器または光偏向器群とを具備し、該光偏向器または光偏向器群により偏向された光の少なくとも一部を画像表示体上に投影することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
シリコン基板の両面にマスク層を成膜する工程、
前記マスク層のうち反射面を形成する面のマスク層を支持基板、弾性支持部、可動板の外形部分を残して除去する工程、
前記マスク層のうち反射面を形成する面とは反対側のマスク層を支持基板、弾性支持部及び可動板の外形部分を残して除去すると共に、前記可動板の凹部の部分のマスク層を除去する工程、
前記シリコン基板をエッチングにより加工し、支持基板、弾性支持部及び可動板に分離する工程、
前記可動板の一方の面に凹部を形成する工程、
前記凹部に蓋部材を接合して密封することで中空部を形成する工程、
前記可動板の反射面を形成する面に反射膜を形成する工程、
を含むことを特徴とする光偏向器の製造方法。
【請求項１６】
前記エッチングがＩＣＰ（誘導結合プラズマ）放電によるドライエッチングであることを特徴とする請求項１５に記載の光偏向器の製造方法。
【請求項１７】
前記中空部に磁性体を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の光偏向器の製造方法。
【請求項１８】
前記磁性体を形成する工程は、磁性体の粉体と該粉体を固着する接合材を混ぜた混合物を前記中空部に塗布し、磁場中で加熱する工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の光偏向器の製造方法。
【請求項１９】
前記磁性体を形成する工程は、電気メッキ工程を含むことを特徴とする請求項１７に記載の光偏向器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光を偏向する光偏向器及びその製造方法、それを用いた光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年において半導体デバイスの高集積化に代表されるようにマイクロエレクトロニクスの発展に伴い、様々な機器が高機能化と共に小型化されてきている。例えば、光偏向器を用いて光走査を行う、レーザビームプリンタ、ヘッドマウントディスプレイ等の画像表示装置、バーコードリーダ等の入力デバイスの光取り入れ装置等においても高機能化、小型化がなされ、より一層の小型化が要求されている。これらの要求を満たす光偏向器として、例えば、特許文献１、特許文献２が提案されている。
【０００３】
図８は、特許文献１に開示された第一の従来例の光偏向器を示す斜視図である。
【０００４】
この光偏向器の走査ミラー１００１は、長方形の平板状をなしガラス板１００９の一方面にアルミ等を蒸着して光を反射できる鏡面部１００２が形成され、他方面にＳｍＣｏ（サマリウムコバルト）等の希土類系の永久磁石１００３がスパッタリング等により薄膜状に形成されている。そして、ステンレスやベリリウム銅等の金属製の薄板により短冊状にされた支持部材１００４が、その一端部を鏡面部１００２の長手方向の両端部中央にそれぞれ固着支持されるとともに、他端部を装置本体（不図示）に固着されており、走査ミラー１００１は、両支持部材１００４がねじられることによってその両支持部材１００４を結ぶねじり軸１００５を中心として角変位可能なようになっている。また、永久磁石１００３は、図８に示すように駆動軸１００５の両側が異極になるように着磁されている。
【０００５】
また、磁気発生部１００６は、コイル１００７がコイル枠１００８に巻かれた構成で、永久磁石１００３が形成された走査ミラー１００１の他方面側に所定の距離を隔てて配置されている。したがって、コイル１００７に通電して磁気発生部１００６から磁気を発生すると、永久磁石１００３の磁極との間で吸引及び反発力が働き、走査ミラー１００１は磁気発生部１００６に発生する磁気に応じて任意の角度に変位するように駆動する。
【０００６】
一方、図９は、特許文献２に開示された第二の従来例の光偏向器を示す分解斜視図である。
【０００７】
図９に示すように、光偏向器２００１のベース２００２は偏平長方形状を有し、このベース２００２の全外周端には立設部２００３が一体的に突出形成されており、この立設部２００３上に振動体２００５が配置されている。
【０００８】
この振動体２００５は、方形状の外枠部２００６と、この外枠部２００６の開口部２００６ａ内に配置された光反射面２００７ａが形成されている反射ミラー部２００７と、この反射ミラー部２００７の略重心を通る軸上の位置で反射ミラー部２００７と外枠部２００６とを連結する一対の支持部２００８から構成されている。そして、外枠部２００６が立設部２００３上に固定されており、反射ミラー部２００７は一対の支持部２００８をねじり軸ＣＬ（図９）として揺動自在に構成されている。
【０００９】
また、反射ミラー部２００７の裏面には前記ねじり軸ＣＬに直交する方向に延びる溝２００９ａと突起部２００９ｂとから成るミラー側櫛歯部２００９が形成されている。この反射ミラー部２００７のミラー側櫛歯部２００９に対向するベース２００２上の位置には左右一対の固定電極２０１０、２０１１が配置され、この一対の固定電極２０１０、２０１１の上面側にも溝２０１２ａと突起部２０１２ｂとから成る電極側櫛歯部２０１２が形成されている。そして、ミラー側櫛歯部２００９と電極側櫛歯部２０１２とは、一方の溝２００９ａ、２０１２ａと他方の突起部２００９ｂ、２０１２ｂとが互いに噛み合うように配置されている。各固定電極２０１０、２０１１と反射ミラー部２００７との間には各切替スイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して選択的に電圧を印加できるよう構成されている。したがって、各切替スイッチＳＷ１、ＳＷ２を交互にオン・オフ制御し、一対の固定電極２０１０、２０１１に交互に電圧を印加することにより、反射ミラー部７が一対の支持部２００８をねじり軸ＣＬを軸として揺動する。
【特許文献１】特開平０６−８２７１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１４７４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記第１および第２の従来例は以下にのべる問題があった。
【００１１】
第１の従来例において、鏡面部１００２を高速・高偏向角で駆動させるためには、走査ミラー１００１のねじり軸１００５まわりの慣性モーメントがより小さいほうが望ましい。第１の従来例の構成で、走査ミラー１００１の慣性モーメントを低減しようとすると、支持部材１００４を薄くすることが考えられるが、同時に剛性も低下してしまう。したがって、高速にねじり振動する走査ミラー１００１は駆動時に自重による慣性力を受けて大きく撓んでしまい、高速・高偏向角駆動と偏向器の光学特性の両立が難しいという問題があった。
【００１２】
また、大きな発生力が必要な場合は、永久磁石１００３の厚さを増加せざるを得なくなるため、走査ミラー１００１の慣性モーメントが著しく増加してしまうばかりか、ねじり軸１００５と走査ミラー１００１の重心が大きく離れてしまい安定なねじり振動が得られないという問題があった。
【００１３】
第２の従来例において、反射ミラー部２００７を高偏向角で駆動させるためには、反射ミラー部２００７とベース２００２との干渉を避けるため、ミラー側櫛歯部の突起部２００９ｂと電極側櫛歯部２０１２ｂがそれぞれ十分な高さを持っている必要がある。したがって、構造的に、高偏向角に伴って、反射ミラー部２００７の慣性モーメントは増加せざるをえなくなり、高速で且つ高偏向角という駆動特性の両立が難しいという問題があった。また、裏面形状が平坦でないので、空気抵抗を受けて共振運動が小さくなり、消費電力が大きくなってしまうという問題があった。
【００１４】
さらに、第２の従来例において、静電力で駆動するアクチュエータでは電磁力で駆動するものに比べ、高電圧が必要になるため、電源供給部が大型化せざるを得なくなる。したがって、光偏向器が小型化できたとしても駆動のための装置が小型化できず装置全体としては大きくなってしまう問題もあった。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、高速に駆動可能で、大きな偏向角がとれ、反斜面の静的な平坦性が優れ、高速動作時にも歪みが少ない、小型で低電圧駆動可能な光偏向器及びその製造方法、それを用いた光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の目的は、支持基板に、可動板の両端が弾性支持部でねじり軸を中心にねじり振動自在に支持され、前記可動板の一方の面には反射面が形成され、他方の面には、磁性体が形成され、前記磁性体の近傍に、磁気発生手段を有し、前記可動板を、前記磁気発生手段によって前記支持基板に対して相対的に駆動させ、前記反射面に入射する入射光を偏向する光偏向器であって、前記可動板を中空構造とし、軽量化する事で慣性モーメントを小さくして、前記磁性体を前記中空部に形成して空気抵抗を緩和させることを特徴とする光偏向器によって達成される。
【００１７】
更に、本発明の目的は、支持基板に、可動板の両端が弾性支持部でねじり軸を中心にねじり振動自在に支持され、前記可動板の一方の面には反射面が形成され、他方の面には、磁性体が形成され、前記磁性体の近傍に、磁気発生手段を有し、前記可動板を、前記磁気発生手段によって前記支持基板に対して相対的に駆動させ、前記反射面に入射する入射光を偏向する光偏向器であって、前記可動板を複数の中空構造を形成して剛性を保ちながら、軽量化する事で慣性モーメントを小さくして、前記磁性体を前記中空部に形成して空気抵抗を緩和させることを特徴とする光偏向器によって達成される。
【００１８】
また、本発明の目的は、シリコン基板の両面にマスク層を成膜する工程、前記マスク層のうち反射面を形成する面のマスク層を支持基板、弾性支持部、可動板の外形部分を残して除去する工程、前記マスク層のうち反射面を形成する面とは反対側のマスク層を支持基板、弾性支持部及び可動板の外形部分を残して除去すると共に、前記可動板の凹部の部分のマスク層を除去する工程、前記シリコン基板をＩＣＰ（誘導結合プラズマ）放電によってドライエッチング加工を行うことにより、前記シリコン基板を支持基板、弾性支持部及び可動板に分離する工程、前記可動板の一方の面に凹部を形成し、蓋部材で蓋をして密封することで中空部を形成する工程、前記シリコン基板のマスク層を除去する工程、前記可動板の反射面を形成する面に反射膜を形成する工程、前記中空部に磁性体を形成する工程を含むことを特徴とする光偏向器の製造方法によって達成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光偏向器は、可動板の反射面とは反対側から加工して蓋をして中空部にした。このことで軽量化をはかりながら高剛性を確保し、可動板の慣性モーメントを低減でき、中空部の中に磁性体を形成することにより可動板の更に剛性を高くすることができる。また、磁性体を位置が高精度に制御できる中空部に形成することで特性の製品間ばらつきを抑えることができる。
【００２０】
可動板の面上に磁性体が設置される場合に比べ、磁性体をねじり軸に近づけることができ、可動板の慣性モーメントを低減することができる。
【００２１】
そのため、高速駆動が可能で大きな偏向角でも消費電力の少なくできると共に、高速動作でも反射面の変形が少ない、小型の光偏向器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
（全体の説明、ミラー）
図１は、本発明による光偏向器の第１は実施形態の構成を示す斜視図である。図１において光偏向器１は支持基板２に可動板５の両端が弾性支持部３で支持された構造となっている。弾性支持部３は可動板５をＣ軸（つまり、ねじり軸）を中心に弾性的にＥ方向にねじれ振動自在に支持するものである。また、可動板５の一方の面は反射面４となっていて、可動板５のＥ方向のねじれにより反射面４に入射する入射光を所定変位角偏向するものである。なお、図１のＢで示す矢印方向は、ねじり軸Ｃと垂直で可動板５の反射面４が形成される面と平行な向きを示しており、特にＢの矢印方向を「可動板幅方向」とする。
【００２４】
（マグネット、中空部）
さらに、可動板５には、反射面４が形成される面と反対側（以下裏面と称す）から蓋部材１０で蓋をして密封することで後述する中空部９が形成されている。さらに、中空部には、後述する永久磁石８、例えばサマリウム−鉄−窒素を含む希土類系の永久磁石、が埋め込まれて設置されている。そして、永久磁石８はねじり軸Ｃを挟んで異極に着磁されている。
【００２５】
（一体形成、ミラー基板）
これらの支持基板２、可動板５、反射面４、弾性支持部３及び後述する中空部９は、共に半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術により単結晶シリコンで形成されている。
【００２６】
（コイル基板の説明）
また、後述する永久磁石８と所望の距離をおいて近傍にコイル７が配置されるようにコイル基板６が支持基板２と平行に設置されている。コイル７は図１のようにコイル基板６の面上に、渦巻状に例えば銅を電気メッキすることにより一体形成されている。
【００２７】
（動作）
図２を用いて、本実施形態の光偏向器１の動作を説明する。図２は、図１の光偏向器１のＡ−Ａ線での断面図である。図２に示すように永久磁石８はねじり軸Ｃを挟んで異極となるように着磁されており、その向きは例えば図示の通りである。コイル７に通電することにより磁束Φが通電する電流の向きに関係して、例えば図２の向きに発生する。永久磁石８の磁極には、この磁束に関係した方向にそれぞれ吸引及び反発力が発生し、ねじり軸Ｃを中心に弾性支持された可動板５にトルクＴが働く。同様にして、コイル７に通電する電流の向きを反対にすれば、反対向きにトルクＴが働く。したがって、図２に示すように、コイル７に通電する電流に応じて、任意の角度、可動板５を駆動することが可能である。
【００２８】
（共振）
更に、コイル７に交流電流を通電することにより、可動板５を連続的にねじり振動させることが可能である。このとき、交流電流の周波数を可動板５の共振周波数とほぼ一致させ、可動板５を共振させると、更に大きな角変位が得られる。
【００２９】
（スケール）
本実施形態の光偏向器１は、例えば、可動板５の共振周波数である２０ｋＨｚ、機械的な変位角±１１°で駆動する。支持基板２、可動板５、弾性支持部３は全て等しい厚さ２００μｍで構成され、可動板５のＢ方向の幅が１．４ｍｍ、ねじり軸方向の長さが１．２ｍｍであり、１本の弾性支持部３の長さが２５００μｍ、幅７２μｍで実施される。
【００３０】
（可動板の詳しい構成の説明）
図２に示すように本実施形態では、可動板５の裏面側から幅１．３ｍｍ、長さ１．１ｍｍで、
深さ方向に１００μエッチングしてシリコン板の蓋部材１０（厚さ５０μ）で蓋をすることで中空構造としている。さらに、形成された中空部９の中には、永久磁石８が図１のＢ方向に平行に埋め込まれて設置されている。
【００３１】
（中空部の効果）
本実施形態では、可動板５が中空部を有しない単純な直方体であった場合に比べ、軽量化されており、ねじり軸Ｃまわりの慣性モーメントが小さくなっている。特に慣性モーメントは可動板５の質量とその部分のねじり軸Ｃからの距離の２乗との総和で決まるため、図２の中空部９の中でねじり軸Ｃから遠い位置ほど可動板５のシリコンの質量が少なくなる構成とすることで慣性モーメントを効果的に減少させることができる。
【００３２】
（蓋部材の効果）
また、本発明において平面上の蓋部材１０を接合することにより裏面形状が平坦となり空気抵抗を軽減することができ、その結果共振運動のＱ値を大きくし、消費電力を小さくすることができる。
【００３３】
（磁石の形状・ミラー剛性ＵＰ）
更に、本実施形態の永久磁石８は、可動板５に形成された中空部９に埋め込まれて形成されている。したがって、中空部９を形成することにより低下した可動板５の剛性を効果的に補うことが可能である。特に、図１のＢ方向とここに形成される永久磁石８も同様の方向となる。この場合、可動板５の慣性モーメントを大きく増加させること無く、可動板５の剛性を増加させることができる。
【００３４】
また、永久磁石８が可動板５を形成する材料（本実施形態の光偏向器１では単結晶シリコン）よりヤング率が大きい場合などは、可動板５が中空部９を有しない単純な直方体であった場合に比べて、高い剛性を可動板５に持たせることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態では、可動板５の面上に永久磁石８が設置される場合に比べ、永久磁石８をねじり軸Ｃに近づけることができ、可動板５の慣性モーメントを低減することができる。
【００３６】
加えて、可動板５の重心もねじり軸Ｃに近づくため、不要振動の少ない安定したねじり振動とすることができる。
【００３７】
（磁石の形状・トルクとの関係）
また、発生トルクの観点からも本実施形態の光偏向器１の永久磁石８の形状は、好ましい効果を持っている。可動板５に形成される永久磁石８は発生トルクを大きくするため、なるべく残留磁束密度が大きな磁石を用いることが望ましい。一般に、磁石は、その形状に起因する自己減磁作用を受けるため、例えば円柱状の磁石を想定すれば、その直径Ｄと長さＬの比Ｌ／Ｄが大きい方（所謂パーミアンス係数の大きな形状）が、自己減磁作用が小さく、大きな残留磁束密度を持つ磁石となることが知られている。本発明の永久磁石８は、中空部の中で図１のＢ方向に平行に埋め込まれて形成されており、自己減磁作用が小さく、残留磁束密度の大きな磁石となり、大きな発生トルクのアクチュエータを構成することができる。
【００３８】
なお、図１では光偏向素子として反射面４としたが、反射面４を反射型の回折格子としても可動板５のねじり振動により同様の動作を行う光偏向器を構成できる。この場合、入射光に対して偏向光は回折光となるため、１本のビームで複数の偏向光を得ることができる。以下の実施形態では、特に、光偏向素子を反射面４とした場合について説明するが、以下のすべての実施形態においても反射型回折格子と置き換えてもよい。
【００３９】
（製法）
次に本実施形態１の可動板の製造方法を図４（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｅ）は本実施形態１における、弾性支持部１０６、可動板１０５、中空部１０４のＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置を用いてシリコンのドライエッチングによる製造方法を示す工程図である。特に図１のＡ−Ａ線での断面の各工程の概略図を示している。まず、図４（ａ）に示すように低圧化学気相合成法等により平板状のシリコン基板１０１の両面に酸化シリコン層のマスク層１０２を成膜する。次に可動版１０５、弾性支持部１０６の形成予定部分の外形に応じてレジスト１０３をパターニングする。
【００４０】
次に、図４（ｂ）に示すように中空部１０４の形成予定部分の外形に応じてレジスト１０３をパターニングする。その後図４（ｃ）に示すように例えばＢＨＦ（バッファードフッ酸）を用いたウェットエッチング加工により酸化シリコン層１０３をパターニングする。そして、まず図４（ｄ）に示すようにＩＣＰ−ＲＩＥのシリコン基板を侵食するガス（例えばＳＦ６／Ｃ４Ｆ８）を用いたドライエッチング加工により中空部１０４（深さ１００μ）を形成する。次に、図４（ｄ）のようにシリコン基板を反転させ、同じくＩＣＰ−ＲＩＥのシリコン基板を侵食するガス（例えばＳＦ６／Ｃ４Ｆ８）を用いたドライエッチング加工により可動版１０５、弾性支持部１０６を形成する。そして、酸化シリコン層のマスク層１０２を除去する。
【００４１】
次いで、図４（ｅ）に示すように反射面として高反射率を有する金属（例えば、アルミニウム等）１０７を真空蒸着する。その後、加工の容易な金属磁石（例えば、鉄−コバルト−クロム合金等）の線材を所望の長さに切断し、中空部１０４に接着剤等で接着する。その後、着磁（着磁方向は図２を参照）を行って永久磁石１０８を形成し、可動板と同寸法のシリコン板の蓋部材１０９（厚さ５０μ）を接着剤等で接着して密封し、中空構造とすることで図４の光偏向器が完成する。
【００４２】
（製法からくる効果）
本実施形態１の光偏向器の製造方法によれば、中空部１０４をドライエッチングで加工することができるので、設計変更等に対してもフォトリソグラフのマスクパターンとエッチング時間の調節で深さの対応可能となる。また、蓋の材質が同じシリコンなので密封後に歪がない状態で剛性を強くできる。さらに、蓋の表面が平坦なので空気抵抗による共振運動が小さくなるのも防げる。
【００４３】
可動板１０５、弾性支持部１０６の両方もドライエッチングで加工することができるので、設計変更等に対しての同様の効果がある。
【００４４】
永久磁石７を円形断面の線材を切断して形成することにより、加工精度を高く、安価に製造可能となる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の光偏向器の第２の実施形態を示す断面図である。本実施形態の光偏向器１は、基本的な駆動原理は第１の実施形態の光偏向器１と同様である。また、第１の実施形態と同様に半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術によって単結晶シリコンで形成されている。
【００４６】
（構造の違う点）
図２との違いは、図３の中空部１１が複数形成されていることであり、ここでは特にこの点について説明する。
【００４７】
（可動板の詳しい構成の説明）
図３に示すように本実施形態では、可動板５の裏面側から１００μエッチングして３箇所の凹状を形成する、その後、可動板の同寸法のシリコン板の蓋部材（厚さ５０μ）で蓋をすることで複数（３箇所）の中空構造としている。さらに、形成された複数の中空部１１中心には、永久磁石８が図１と同様のＢ方向に平行に埋め込まれて設置されている。
【００４８】
（中空部の効果）
本実施形態では、可動板５が中空部を有しない単純な直方体であった場合に比べ、実施形態１と同様に軽量化されており、慣性モーメントが小さくなっている。さらに、複数の中空構造なのでより剛性が向上して軽量化が実現できている。
【００４９】
（その効果）
本実施形態の中空部１１、永久磁石８は、第１の実施形態１の中空部９、永久磁石８と同様の効果を有している。加えて本実施形態２では、可動板５中央にも中空部が凹状に形成されているため、実施形態１より剛性が向上している。さらに、本実施形態２では断面が円形の永久磁石８を凹状に形成された中空部にはめ込む構成になっているので永久磁石８の位置精度を高精度にすることができる。これにより、発生トルク、共振周波数など光偏向器の特性の製品間ばらつきを抑えることができるので、外乱の少ない光偏向器を実現できる。
【００５０】
（製法）
次に本実施形態２の可動板の製造方法を図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図５（ａ）〜（ｅ）は本実施形態２における、弾性支持部２０６、可動板２０５、中空部２０４のＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置を用いてシリコンのドライエッチングによる製造方法を示す工程図である。特に実施形態１と同様の図１のＡ−Ａ線での断面の各工程の概略図を示している。まず、図５（ａ）に示すように低圧化学気相合成法等により平板状のシリコン基板２０１の両面に酸化シリコン層のマスク層２０２を成膜する。次に可動版２０５、弾性支持部２０６の形成予定部分の外形に応じてレジスト２０３をパターニングする。
【００５１】
次に、複数の中空部２０４の形成予定部分の外形に応じてレジスト２０３をパターニングする。その後図５（ｂ）に示すように例えばＢＨＦ（バッファードフッ酸）を用いたウェットエッチング加工により酸化シリコン層２０３をパターニングする。
【００５２】
そして、図５（ｃ）に示すようにＩＣＰ−ＲＩＥのシリコン基板を侵食するガス（例えばＳＦ６／Ｃ４Ｆ８）を用いたドライエッチング加工により複数の中空部２０４（深さ１００μ）を形成する。次に、図５（ｄ）のようにシリコン基板を反転させ、同じくＩＣＰ−ＲＩＥのシリコン基板を侵食するガス（例えばＳＦ６／Ｃ４Ｆ８）を用いたドライエッチング加工により可動版２０５、弾性支持部２０６を形成する。そして、酸化シリコン層のマスク層２０２を除去する。
【００５３】
次いで、図５（ｅ）に示すように反射面として高反射率を有する金属（例えば、アルミニウム等）２０７を真空蒸着する。その後、加工の容易な金属磁石（例えば、鉄−コバルト−クロム合金等）の線材を所望の長さに切断し、複数からなる中空部２０４の中心の中空部に接着剤等で接着する。その後、同様に着磁（着磁方向は図２を参照）を行って永久磁石２０８を形成し、可動板と同寸法のシリコン板の蓋部材２０９（厚さ５０μ）を接着剤等で接着して密封し、複数の中空構造とすることで図５の光偏向器が完成する。
【００５４】
（製法からくる効果）
本実施形態２の光偏向器の製造方法によれば、実施形態１同様に複数の中空部２０４をドライエッチングで加工することができるので、設計変更等に対してもフォトリソグラフのマスクパターンとエッチング時間の調節で深さの対応可能となる。さらに、中空部が複数なので中心の中空部が可動板の梁となるので、実施形態１より剛性が向上している。
【００５５】
また、蓋の材質が同じシリコンで密封後に中心の中空部の梁が蓋と接着するので、より蓋の表面の平坦性が保たれるので空気抵抗による共振運動が小さくするのにより効果がある。
【００５６】
可動板２０５、弾性支持部２０６の両方もドライエッチングで加工することができるので、設計変更等に対しての実施形態１と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の光偏向器の第１、第２の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図１の実施形態２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、図２の光偏向器の製造方法を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、図３の光偏向器の製造方法を説明する図である。
【図６】本発明の光偏向器を用いた光学機器の一実施形態を示す図である。
【図７】本発明の光偏向器を用いた光学機器の他の実施形態を示す図である。
【図８】第１の従来例の光偏向器を示す図である。
【図９】第２の従来例の光偏向器を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  光偏向器
２  支持基板
３  弾性支持部
４  反射面
５  可動板
６  コイル基板永久磁石
７  コイル
８  永久磁石
９  実施形態１の中空部
１０  蓋部材（シリコン板）
１１  実施形態２の複数からなる中空部
１０１  シリコン基板
１０２  酸化シリコン層
１０３  フォトレジスト層
１０４  中空部（実施形態１）
１０５  可動板
１０６  弾性支持部
１０７  アルミ層
１０８  永久磁石
１０９  蓋部材（シリコン板）
２０１  シリコン基板
２０２  酸化シリコン層
２０３  フォトレジスト層
２０４  複数の中空部（実施形態２）
２０５  可動板
２０６  弾性支持部
２０７  アルミ層
２０８  永久磁石
２０９  蓋部材（シリコン板）
３０１  光偏向器群
３０２  レーザ光源
３０３  レンズ
３０４  書き込みレンズ
３０５  投影面
３０６  感光体
１００１  走査ミラー
１００２  鏡面部
１００３  永久磁石
１００４  支持部材
１００５  ねじり軸
１００６  磁気発生部
１００７  コイル
１００８  コイル枠
１００９  ガラス板
２００１  光偏向器
２００２  ベース
２００３  立設部
２００５  振動体
２００６  外枠部
２００７  反射ミラー部
２００８  支持部
２００９ａ  溝
２００９ｂ  突起部
２０１０  固定電極
２０１１  固定電極
２０１２  電極側櫛歯部
【図１】
2005181926.tif 000003
【図２】
2005181926.tif 000004
【図３】
2005181926.tif 000005
【図４】
2005181926.tif 000006
【図５】
2005181926.tif 000007
【図６】
2005181926.tif 000008
【図７】
2005181926.tif 000009
【図８】
2005181926.tif 000010
【図９】
2005181926.tif 000011