(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を反射し、反射した光を対象物に２次元に走査させる光スキャナにおいて、
前記光源から出射された光を反射するミラー部と、
前記ミラー部を囲み、且つ、前記ミラー部の面上の中心を通る線上に対向して配置された１対の第１トーションバーを介して前記ミラー部を支持する可動枠と、
前記可動枠を囲む固定枠と、
前記可動枠と前記固定枠との間に配置される少なくとも１対の曲がり梁と、
それぞれの前記曲がり梁の面上に設けられ、前記曲がり梁を曲げ振動させるアクチュエータと、
を備え、
それぞれの前記曲がり梁の一端が前記第１トーションバーと直交する前記ミラー部の中心軸上で前記可動枠に接続されるとともに、それぞれの前記曲がり梁の他端が前記固定枠に接続されることにより、前記可動枠は前記固定枠に支持され、
それぞれの前記曲がり梁は、前記第１トーションバー及び前記中心軸のうちの少なくとも一方に対して対称に配置され、
前記曲がり梁は、前記アクチュエータの駆動により前記可動枠に回転トルクを作用し、前記可動枠を前記第１トーションバーを通る軸及び前記中心軸を２軸として回動させることを特徴とする光スキャナ。
【請求項２】
前記可動枠は、４つの前記曲がり梁によって前記固定枠に支持され、
４つの前記曲がり梁は、第１及び第２の曲がり梁と、第３及び第４の曲がり梁とが前記第１トーションバーに対して対称となるとともに、第１及び第３の曲がり梁と、第２及び第４の曲がり梁とが前記中心軸に対して対称となるように配置され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】
前記中心軸上であって前記可動枠の両側に、前記可動枠と前記固定枠とを接続する一対の第２のトーションバーを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の光スキャナ。
【請求項４】
それぞれの前記曲がり梁の他端が前記第１トーションバーを通る軸上の近傍で前記固定枠に接続され、
それぞれの前記曲がり梁は、前記第１トーションバーの軸方向、及び前記中心軸の方向に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光スキャナ。
【請求項５】
前記中心軸を挟んだ一方の側に配置される曲がり梁の面上に設けられる第１アクチュエータには同じ位相の鋸歯状波形の駆動信号が印加されること、及び、前記第１のトーションバーを挟んだ他方の側に配置される曲がり梁の面上に設けられる第２アクチュエータには互いに１８０度異なる位相の鋸歯状波形の駆動信号が印加されることのうちの少なくとも一方により、前記中心軸を中心として、前記ミラー部が回動し、
前記第１アクチュエータに印加される前記同じ位相の鋸歯状波形の駆動信号には、前記第１のトーションバーを軸として回転振動させる前記ミラー部の共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号が同じ位相で重畳されること、及び、前記第２アクチュエータに印加される前記互いに１８０度異なる位相の鋸歯状波形の駆動信号には、前記共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号が互いに１８０度異なる位相で重畳されることのうちの少なくとも一方により、前記第１のトーションバーを通る軸を中心として、前記ミラー部が回動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光スキャナ。
【請求項６】
前記鋸歯状波形の駆動信号、及び前記共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号の直流電位は可変であ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】
請求項６に記載の光スキャナを用いて手振れ補正動作を行うことを特徴とする走査型プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スキャナに関し、特に２次元に光を走査させる光スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、レーザー光等の光線を偏向・走査する光スキャナは、バーコードリーダー、レーザープリンタ、ディスプレイ等の光学機器に用いられている。従来、このような光スキャナとしては、多角柱ミラーをモータで回転させて反射光を走査するポリゴンミラーや、平面ミラーを電磁アクチュエータによって回転振動させるガルバノミラー等がある。しかしながら、このようなモータや電磁アクチュエータで駆動するような機械的構造においては、その構造部品は形状が大きく、また、高価であることから、光スキャナを用いた装置の小型化を阻害し、また、高価格化を招くといった問題がある。さらに、２次元的に光を走査させる場合、一般的にポリゴンミラー及びガルバノミラーを２つ組合せたものが用いられるが、正確な２次元光走査を行うためには、それぞれのミラーによる走査方向が互いに直交するように正確に位置決めをして配置する必要があり、光学調整が非常に煩雑であるという問題もあった。
【０００３】
そこで、装置の小型化、低価格化、及び生産性向上を実現させるために、半導体製造技術を応用したシリコンやガラスを微細加工するマイクロマシニング技術を用いて、半導体基板上にミラーや弾性梁等の機構部品を一体形成したマイクロ光スキャナが種々開発されてきている。
【０００４】
例えば、ミラーを第１の両持ち梁を介して支持する内部フレームと、内部フレームを第２の両持ち梁を介して支持する外側フレームの２つフレームを備え、第１、第２の両持ち梁は互いに直交し、第２の両持ち梁の曲げと第１の両持ち梁の捩れの共振周波数を近いものとしてある。そして、第２の両持ち梁には磁歪膜が形成され、外部コイルにより捩れと曲げ振動を生じさせることにより、第１および第２の両持ち梁を２軸としてミラーを回動させて２次元に光走査させる光スキャナの技術（特許文献１参照）。また、特許文献１に開示されている光スキャナと略同様の構成で、２つフレームと２つの両もち梁を備え、内部フレームと外側フレームに配置された複数の圧電素子によって、内部フレームとミラーにそれぞれ独立して回転トルクを作用させることにより、第１および第２の両持ち梁を２軸としてミラーを回動させて２次元に光走査させる光スキャナの技術（特許文献２参照）が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２０７７３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている光スキャナは、アクチュエータで第２の両もち梁に捻れと曲げ振動を同時に行わせるようにしている。すなわち、捻れと曲げを独立して行わせることができないので、水平と垂直の偏向を独立して制御することは困難なものと考えられる。また、第１の両もち梁のねじれ振動と第２の両もち梁の曲げ振動の共振周波数が略同じ値になるように設定されているので、水平と垂直の偏向周波数が大きく異なる場合、すなわち、捻れと曲げ振動の共振周波数が大きく異なる場合には、第１の両もち梁と第２の両もち梁をそれぞれ必要な偏向周波数で共振させることは困難なものと考えられる。また、特許文献２に開示されている光スキャナは、水平偏向、垂直偏向用として、それぞれ独立して複数の圧電素子を備えるようにしているので、機器の複雑化や高価格化を招く恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、装置の複雑化や高価格化を招くことなく、小型で、水平と垂直の偏向を独立して制御することが可能な光スキャナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記の１乃至５のいずれか１項に記載の発明によって達成される。
【０００８】
１．光源から出射された光を反射し、反射した光を対象物に２次元に走査させる光スキャナにおいて、
前記光源から出射された光を反射するミラー部と、
前記ミラー部を囲み、且つ、前記ミラー部の面上の中心を通る線上に対向して配置された１対のトーションバーを介して前記ミラー部を支持する可動枠と、
前記可動枠を囲み、且つ、前記トーションバーと直交する前記ミラー部の中心軸の近傍で一端が前記可動枠に接続された少なくとも１対の曲がり梁を介して前記可動枠を支持する固定枠と、
それぞれの前記曲がり梁の面上であって、前記曲がり梁を曲げ振動させるアクチュエータと、を備え、
前記曲がり梁は、前記アクチュエータの駆動により前記可動枠に回転トルクを作用し、前記可動枠を前記トーションバー及び前記中心軸を２軸として回動させることを特徴とする光スキャナ。
【０００９】
２．前記曲がり梁は、前記トーションバー及び前記中心軸、またはそのいずれか一方を挟んで対称に配置され、
それぞれの前記アクチュエータは、同じ位相あるいは互いに１８０度異なる位相の駆動信号で駆動されることを特徴とする前記１に記載の光スキャナ。
【００１０】
３．前記駆動信号の周波数は、前記ミラー部の前記トーションバーを軸とする回転振動の共振周波数近傍の周波数成分を有することを特徴とする前記１または２に記載の光スキャナ。
【００１１】
４．前記駆動信号の直流電位は可変であることを特徴とする前記１乃至３のいずれか１項に記載の光スキャナ。
【００１２】
５．前記４に記載の光スキャナを用いて手振れ補正動作を行うことを特徴とする走査型プロジェクタ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ミラー部を支持する可動枠は、トーションバーと直交するミラー部の中心軸の近傍で一端が可動枠に接続された少なくとも１対の曲がり梁を介して固定枠に支持され、また、それぞれの曲がり梁は、曲がり梁を曲げ振動させるアクチュエータを備えるようにした。すなわち、可動枠をトーションバーと直交するミラー部の中心軸の近傍でアクチュエータを備えた曲がり梁、所謂ユニモルフ部によって固定枠に支持されるようにした。したがって、可動枠をトーションバー及び中心軸回りに回動させる為のそれぞれ専用のバイモルフ部を必要とせず、最小１対のアクチュエータを所定の駆動信号で駆動することにより、曲がり梁は、可動枠にトーションバー及び中心軸回りに独立に回転トルクを作用し、可動枠をトーションバー及び中心軸を２軸として回動させることができる。これにより、簡単な構成でミラー部を水平と垂直に独立して２次元に偏向させることができる。また、ミラー部に直接力を加えることなく偏向させるので、ミラー部の変形が抑えられ反射光線の歪みやずれが小さくなる。これにより、高精細な画像を形成することができる。
【００１４】
また、曲がり梁は、トーションバー及び中心軸、またはそのいずれか一方を挟んで対称に配置されるようにしたので、可動枠を片振れなしに滑らかに回動させることができる。さらに、曲がり梁に設けられたそれぞれのアクチュエータは、同じ位相あるいは互いに１８０度異なる位相の駆動信号で駆動されるようにしたので、可動枠を片振れなしにトーションバー及び中心軸を２軸として独立して回動させることができる。
【００１５】
また、駆動信号の周波数は、ミラー部のトーションバーを軸とする回転振動の共振周波数近傍の周波数成分を有するようにしたので、トーションバー回りの回転角度が小さい場合であっても、ミラー部を、その共振周波数で共振させることにより、大きな偏向角が得られる。
【００１６】
また、駆動信号の直流電位は調整できるようにしたので、走査領域をシフトさせることができる。ミラー部の偏向の中心位置は、駆動信号の直流電位に対応して定まるものなので、駆動信号の直流電位を調整することにより、容易に走査の中心位置をシフトさせることができる。すなわち、走査領域全体をシフトさせることができる。
【００１７】
また、前述のような駆動信号の直流レベルが調整可能な光スキャナを走査型プロジェクタに用いることにより、小型、低価格で容易に手振れ補正を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下図面に基づいて、本発明に係る光スキャナの実施の形態を説明する。
【００１９】
最初に、光スキャナ１の構成を図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る光スキャナ１の構成を示す平面図である。
【００２０】
光スキャナ１は、図１に示す様に、光スキャナ１を図示しない筐体に固定する固定枠７０と、固定枠７０の内側に、可動部分として枠状に形成された可動枠３０と、さらに可動枠３０の内側に形成された方形状のミラー部１０が形成されている。
【００２１】
ミラー部１０は、対向する辺からミラー部１０の中心を通るＹ軸に沿って外方へ延びるトーションバー２１、２２により、両側から可動枠３０に弾性的に支持されている。また、可動枠３０は、トーションバー２１、２２と直交しミラー部１０の中心を通るＸ軸の近傍３０ａ乃至３０ｄでそれぞれ一端が接続された曲がり梁４１乃至４４により、両側から固定枠７０に弾性的に支持されている。
【００２２】
これらの固定枠７０、曲がり梁４１乃至４４、可動枠３０、ミラー部１０、及びトーションバー２１、２２は、シリコン基板の異方性エッチングにより一体的に形成されている。また、ミラー部１０の上には、金やＡｌ（アルミニウム）等の金属薄膜による反射膜が形成されており、入射光線の反射率を上げるようになっている。
【００２３】
また、曲がり梁４１乃至４４の表面には、本発明におけるアクチュエータに該当し、電気−機械変換素子である圧電素子５１乃至５４が接着等により貼り付けられ、４つのユニモルフ部６１乃至６４が形成されている。曲がり梁４１乃至４４は、圧電素子５１乃至５４の曲げ変形により、可動枠３０にＹ軸及びＸ軸回りに独立に回転トルクを作用し、可動枠３０をＹ軸及びＸ軸を２軸として回動させることができる。尚、可動枠３０の回動動作の詳細については後述する。また、曲がり梁４１乃至４４は、Ｙ軸、Ｘ軸に対して斜めに配置されるようにした。これにより、光スキャナ１をコンパクトにまとめつつ、曲がり梁４１乃至４４の長さを長くすることができるので、大きな変位量を得ることができる。また、曲がり梁４１乃至４４は、Ｙ軸及びＸ軸を挟んで対称に配置されるようにしたので、可動枠３０を片振れなしに滑らかに回動させることができる。
【００２４】
ここで、可動枠３０の回動動作について図２を用いて説明する。図２（ａ）は、光スキャナ１の形状を、図１においてＡ−Ａ′方向から見た断面模式図、図２（ｂ）乃至（ｅ）は、光スキャナ１の駆動時の形状を、図１においてＡ−Ａ′方向から見た断面模式図である。
【００２５】
図２（ａ）に示す様に、圧電素子５１、５２の表裏には、それぞれ上部電極５１１、５２１、下部電極５１２、５２２が設けられており、上部電極５１１（５２１）と下部電極５１２（５２２）との間に分極反転を起こさない範囲で交流の電圧を印加することで、圧電素子５１、５２は伸縮し、ユニモルフ的に厚み方向に変位する。
【００２６】
最初に、Ｘ軸回りの回動動作について説明する。圧電素子５１に伸びる方向の電圧を印加し、圧電素子５２に圧電素子５１と逆位相の縮む方向の電圧を印加すると、各ユニモルフ部６１、６２の一端は、固定枠７０に固定・保持されているので、図２（ｂ）に示す様に、ユニモルフ部６１は下方に曲がり、一方、ユニモルフ部６２は上方に曲がる。同様に、圧電素子５３、５４にも圧電素子５１、５２とそれぞれ同じ位相の電圧を印加すると、ユニモルフ部６３は下方に曲がり、一方、ユニモルフ部６４は上方に曲がる。これにより、可動枠３０にはＸ軸を中心とした回転トルクが作用し、可動枠３０はＸ軸を中心として矢印Ｐ方向に傾く。また、圧電素子５１乃至５４に、図２（ｂ）を用いて説明した時の電圧とそれぞれ逆位相の電圧を印加すると、前述と同様の原理で、図２（ｃ）に示す様に、可動枠３０にはＸ軸を中心とした回転トルクが作用し、Ｘ軸を中心として矢印Ｑ方向に傾く。
【００２７】
そして、各圧電素子５１乃至５４にこのような位相関係を保った交流電圧を印加すると、ユニモルフ部６１乃至６４は、交流電圧に追従して上下方向の振動を繰り返し、可動枠３０にシーソー的な回転トルクが作用し、可動枠３０はＸ軸を中心として所定変位角度まで回転振動する。
【００２８】
ここで、図１に示した様に、各ユニモルフ部６１乃至６４が可動枠３０に接続される部分３０ａ乃至３０ｄは幅が狭くなっているので他の部分より曲がり易い。これにより、ユニモルフ部６１乃至６４の僅かなたわみで図２（ｂ）、（ｃ）に示す様に、可動枠３０のＸ軸近傍が大きく傾き、ミラー１０を大きく傾けることができる。尚、接続部３０ａ乃至３０ｄは幅のほか厚みを他の部分より薄くしても良い。
【００２９】
次に、Ｙ軸回りの回動動作についついて説明する。圧電素子５１、５２のいずれにも伸びる方向の電圧を印加すると、それぞれのユニモルフ部６１、６２の一端は、固定枠７０に固定・保持されているので、図２（ｄ）に示す様に、ユニモルフ部６１、６２はいずれも下方に曲がる。一方、圧電素子５３、５４には圧電素子５１、５２とと逆位相の縮む方向の電圧を印加すると、図２（ｅ）に示す様に、ユニモルフ部６３、６４はいずれも上方に曲がる。これにより、可動枠３０にはＹ軸を中心とした回転トルクが作用し、可動枠３０はＹ軸を中心として傾く。
【００３０】
そして、それぞれの圧電素子５１乃至５４にこのような位相関係を保った交流電圧を印加すると、ユニモルフ部６１乃至６４は、交流電圧に追従して上下方向の振動を繰り返し、可動枠３０にシーソー的な回転トルクが作用し、可動枠３０はＹ軸を中心として所定変位角度まで回転振動する。
【００３１】
このように、４つのユニモルフ部６１乃至６４にそれぞれ所定の電圧を印加することにより、可動枠３０によって支持されているミラー部１０のＸ軸及びＹ軸周りの傾きを任意に制御することができる。
【００３２】
また、ミラー部１０に直接力を加えることなく偏向させるので、ミラー部１０の変形が抑えられ反射光線の歪みやずれが小さくなる。これにより、高精細な画像を形成することができる。
【００３３】
また、曲がり梁４１乃至４４は、Ｙ軸及びＸ軸を挟んで対称に配置され、曲がり梁４１乃至４４に設けられたそれぞれの圧電素子５１乃至５４は、同じ位相あるいは互いに１８０度異なる逆位相の駆動信号で駆動されるようにしたので、可動枠３０を片振れなしにＹ軸及びＸ軸を２軸として独立して回動させることができる。
【００３４】
次に、本発明に係る光スキャナ１を用いて小型の走査型プロジェクタの偏向動作を行う方法について図３を用いて説明する。図３は、本発明に係る光スキャナ１を用いた小型の走査型プロジェクタの偏向動作を示す模式図である。
【００３５】
走査型プロジェクタは、図３に示す様に、変調されたレーザーダイオード２から出射された光線を光スキャナ１でラスタ走査して画像を生成する。ここで、水平方向の走査周波数は数１０ＫＨｚ、垂直方向の走査周波数は６０Ｈｚである。また、ミラー部１０の水平、垂直方向の偏向角はそれぞれ略±１０度乃至±１０度である。また、ミラー部１０は正弦波振動を行うことから走査領域の周辺部は走査速度が極端に低下するため、図３に示す様に、投影領域Ｓ１は、走査領域Ｓを全て使用せずに少し内側の領域で行う。
【００３６】
このような構成の走査型プロジェクタで行われるラスタ走査を、本発明に係る光スキャナ１で実現する方法について説明する。
【００３７】
前述の様に、ユニモルフ部６１乃至６４は、Ｘ軸近傍３０ａ乃至３０ｄで可動枠３０に接続されていることから、ユニモルフ部６１乃至６４の僅かな変位でも可動枠３０はＸ軸回りに大きく回動することができる。したがって、Ｘ軸回り、すなわち、垂直走査は前述の駆動方法で達成できる。一方、ユニモルフ部６１乃至６４の可動枠３０への接続位置３０ａ乃至３０ｄは、Ｙ軸から離れていることから、可動枠３０はＹ軸周りでは大きく回動することが困難である。そこで、Ｙ軸回りの回動については、トーションバー２１、２２の捻り振動によるＹ軸周りの共振周波数で可動枠３０を振動させるようにする。これにより、ミラー部１０に振動が励起され、ミラー部１０は大きな振幅で水平走査することができるようになる。すなわち、必要な水平走査周波数にトーションバー２１、２２の長さ、幅、及びミラー部１０の慣性モーメント等に基づいたＹ軸回りの共振周波数を設定しておき、Ｘ軸回りの振動周波数（垂直走査周波数）とＹ軸回りの共振周波数（水平走査周波数）を重畳した駆動信号で各圧電素子５１乃至５４を駆動することにより、必要な周波数、振幅でラスタ走査を行うことができる様になる。
【００３８】
ここで、ラスタ走査を行う為の駆動信号の詳細について図４を用いて説明する。図４（ａ）は、圧電素子５１乃至５４の駆動信号における垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４、図４（ｂ）は、圧電素子５１乃至５４の駆動信号における水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４、図４（ｃ）は、垂直駆動信号と水平駆動信号とを合成した駆動信号を示す図である。
【００３９】
最初に、垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４について説明する。垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４は、Ｘ軸回りにミラー部１０を回転振動させる駆動信号である。
【００４０】
図４（ａ）に示す様に、圧電素子５１、５３に同じ位相の垂直駆動信号Ｖ１、Ｖ３を、また、圧電素子５２、５４に垂直駆動信号Ｖ１、Ｖ３と逆位相の垂直駆動信号Ｖ２、Ｖ４を印加すると、前述の様に、ミラー部１０はＸ軸を中心として回転振動し、垂直走査を行う。尚、垂直走査は、図３において、投影領域Ｓ１の上部から下部に向けて走査する期間に描画を行い、描画が終了するとすばやく下部から上部に戻るようにしている。この為、垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４は、図４（ａ）に示す様に、垂直走査期間ｔｗ１に対して帰線期間ｔｗ２は短い時間の鋸歯状波形としている。
【００４１】
次に、水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４について説明する。水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４は、Ｙ軸回りにミラー部１０を回転振動させる駆動信号である。
【００４２】
図４（ｂ）に示す様に、圧電素子５１、５２に同じ位相の水平駆動信号Ｈ１、Ｈ２を、また、圧電素子５３、５４に水平駆動信号Ｈ１、Ｈ２と逆位相の水平駆動信号Ｈ３、Ｈ４を印加すると、前述の様に、ミラー部１０はＹ軸を中心として回転振動し、水平走査を行う。尚、水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４の周波数は、ミラー部１０のＹ軸を中心とする回転振動の共振周波数近傍の周波数とする。これにより、Ｙ軸回りの回転角度が小さい場合であっても、ミラー部１０を、その共振周波数で共振させることにより、大きな偏向角が得られる。
【００４３】
また、圧電素子を駆動する信号は、垂直駆動信号、水平駆動信号の２つの駆動信号に分けて説明したが、実際には、図４（ｃ）に示す様に２つの信号を合成した信号で駆動する。図４（ｃ）は、圧電素子５１を駆動する垂直駆動信号Ｖ１と水平駆動信号Ｈ２が合成された波形である。
【００４４】
このようにして、走査型プロジェクタで行われるラスタ走査を光スキャナ１を用いて行うことができる。
【００４５】
次に、走査型プロジェクタのラスタ走査において、投影領域をシフトさせる方法を図５、図６を用いて説明する。図５は、投影領域をシフトした時の状態を示す模式図である。また、図６（ａ）は、垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４の直流電位をシフトさせた時の波形、図６（ｂ）は、水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４の直流電位をシフトさせた時の波形を示す図である。
【００４６】
ミラー部１０の偏向の中心位置は、垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４、水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４の直流電位に対応して定まるものなので、それぞれの駆動信号の直流電位を調整することにより、例えば、図５に示す様に、容易に走査の中心位置をシフトさせ、投影領域をＳ１からＳ２にシフトさせることができる。
【００４７】
具体的には、図６（ａ）に示す様に、垂直駆動信号Ｖ１、Ｖ３にバイアス電圧＋Ｖｂ１、垂直駆動信号Ｖ２、Ｖ４にバイアス電圧−Ｖｂ１を加えると、それぞれの駆動信号の振幅の中心電位がシフトすることにより、垂直方向の走査の中心位置をバイアス電圧Ｖｂ１に相当する距離だけシフトさせることができる。同様にして、図６（ｂ）に示す様に、水平駆動信号Ｈ１、Ｈ２と水平駆動信号Ｈ３、Ｈ４にそれぞれバイアス電圧＋Ｖｂ２、−Ｖｂ２を加えると、水平直方向の走査の中心位置をシフトさせることができる。
【００４８】
このようにして、垂直駆動信号Ｖ１乃至Ｖ４、水平駆動信号Ｈ１乃至Ｈ４の直流電位を調整することにより、容易に走査の中心位置をシフトさせることができる。すなわち、走査領域全体をシフトさせることができる様になるので、走査型プロジェクタの投影領域を微調整することができる。
【００４９】
また、走査型プロジェクタを手持ちで使用する場合等には投影画面に揺れが生じる場合が有るが、この揺れを抑える所謂手振れ補正動作に前述の投影位置をシフトさせる方法を用いることもできる。例えば、デジタルカメラ等に用いられている、カメラの揺れを検知する周知の技術に準じて、走査型プロジェクタの揺れを検知し、検知した揺れに応じて、走査型プロジェクタに対する投影位置の移動を相殺するように、前述の垂直駆動信号、水平駆動信号の直流電位を制御することにより、像揺れを抑制することができる。この場合、走査用の偏向ミラーを制御して振れ補正を行うので、新たなレンズや可変頂角プリズム等の他の光偏向手段を必要としないことから、小型、低価格で振れ補正を実現させることができる。
【００５０】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は前述の実施の形態に限定して解釈されるべきでなく、適宜変更、改良が可能であることは勿論である。例えば、図７を用いて、本発明に係る光スキャナの別例による実施の形態を説明する。
【００５１】
図７（ａ）に示す様に、Ｘ軸方向にも、可動枠３０と固定枠７０との間にトーションバー２３，２４を設ける様にしてもよい。これにより、可動枠３０のＹ軸回りの偏向角を大きく取る必要がない場合、可動枠３０のＹ軸回りの相対位置を安定させ、可動枠３０を滑らかに回動させることができる。また、共振周波数を高く設定することができる。
【００５２】
また、図７（ｂ）に示す様に、圧電素子の数を減らし、圧電素子５１、５２の２つだけにしてもよい。これにより、回転トルクや駆動の対称性は不利になるが圧電素子の駆動回路が簡素化され装置の低価格化を図ることができる。同様に、また、図７（ｃ）に示す様に、圧電素子５１、５３の２つだけにしてもよい。この場合は、可動枠３０のＸ軸回りの回動を円滑に行わせる為に可動枠３０と固定枠７０との間のトーションバー２３，２４は必須である。
【００５３】
また、垂直、水平の走査駆動をいずれも共振駆動する場合は、図７（ｄ）に示す様な構成にしてもよい。ミラー部１０をトーションバー２１、２２を介して第１の可動枠３１で支持し、さらに、可動枠３１をトーションバー２３、２４を介して第２の可動枠３２で支持する。そして、圧電素子５１乃至Ｓ５４を振動系のＸ軸、Ｙ軸回りの共振周波数で駆動して可動枠３２を共振振動させることにより、ミラー部１０をＸ軸、Ｙ軸回りに回転振動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る光スキャナの一例による構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る光スキャナの駆動時の形状を、図１においてＡ−Ａ′方向から見た断面模式図である。
【図３】本発明に係る光スキャナを用いた走査型プロジェクタの偏向動作を示す模式図である。
【図４】本発明に係る光スキャナを用いた走査型プロジェクタにおける圧電素子の駆動信号を示す図である。
【図５】本発明に係る光スキャナを用いた走査型プロジェクタの描画領域を示す模式図である。
【図６】本発明に係る光スキャナ用いた走査型プロジェクタにおける圧電素子の別例による駆動信号を示す図である。
【図７】本発明に係る光スキャナの別例による構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  光スキャナ
２  レーザダイオード
１０  ミラー部
２１，２２，２３，２４  トーションバー
３０，３１，３２  可動枠
４１，４２，４３，４４  曲がり梁
５１，５２，５３，５４  圧電素子
６１，６１，６３，６４  ユニモルフ部
５１１，５２１  上部電極
５１２、５２２  下部電極
６１，６１，６３，６４  ユニモルフ部
７０  固定枠
８１，８２，８３，８４  固定部
【図１】
0005151065.tif 000002
【図２】
0005151065.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005151065.tif 000006
【図６】
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【図７】
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