(57)【要約】【課題】ミラーのサイズが大きく、大きい駆動角度を有しながらも動的変形量が少なく、高解像度の画質を具現することができるミラー構造およびこれを含む光スキャナを提供すること。【解決手段】光源を走査するスキャナのミラー構造（１００）において、光源を反射し、振動可能なミラー（１１０）と、ミラー（１１０）を支持し、ミラー（１１０）の振動時に中心軸になる回動軸（１２０）と、ミラー（１１０）の背面に突出形成され、回動軸（１２０）に対して垂直に形成された複数の垂直リブ（２１０）と、回動軸（１２０）と一定の離隔距離を有し、垂直リブ（２１０）に対して垂直に形成された水平リブ（２２０）と、を含むことを特徴とする、ミラー構造が提供される。【選択図】図３
2007310342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を走査するスキャナのミラー構造において、
光源を反射し、振動可能なミラーと、
前記ミラーを支持し、前記ミラーの振動時に中心軸になる回動軸と、
前記ミラーの背面に突出形成され、前記回動軸に対して垂直に形成された複数の垂直リブと、
前記回動軸と一定の離隔距離を有し、前記垂直リブに対して垂直に形成された水平リブと、
を含むことを特徴とする、ミラー構造。
【請求項２】
前記ミラーは、円盤形態であって、
前記ミラーの直径は、約１．２〜２．０ｍｍであり、
前記水平リブの離隔距離は、約０．５５〜０．８５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載のミラー構造。
【請求項３】
前記垂直リブの幅は、約２０〜４０μｍであり、
前記垂直リブの間のピッチ間隔は、約１００〜１４０μｍであり、
前記ミラーの厚さは、約２０〜４０μｍであり、
前記ミラーと前記垂直リブの厚さの合は、約１００〜１４０μｍであることを特徴とする、請求項２に記載のミラー構造。
【請求項４】
前記ミラーは、円盤形態であって、
前記ミラーの直径に対する前記水平リブの離隔距離の比は、０．４〜０．６であることを特徴とする、請求項１に記載のミラー構造。
【請求項５】
前記垂直リブの幅は、約２０〜４０μｍであり、
前記垂直リブ間のピッチ間隔は、約１００〜１４０μｍであり、
前記ミラーの厚さは、約２０〜４０μｍであり、
前記ミラーと前記垂直リブの厚さの合は、約１００〜１４０μｍであることを特徴とする、請求項４に記載のミラー構造。
【請求項６】
前記垂直リブおよび前記水平リブは、前記ミラーの背面をエッチングして形成したことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のミラー構造。
【請求項７】
前記回動軸は、両終端に縮小した直径を備えたスプリング軸を更に含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のミラー構造。
【請求項８】
前記回動軸の長さは、約２０００〜３０００μｍであり、
前記スプリング軸の長さは、約７００〜１２００μｍであり、
前記スプリング軸の幅は、約７０〜１２０μｍ程度であることを特徴とする、請求項７に記載のミラー構造。
【請求項９】
ミラーと、
前記ミラーを支持する回動軸と、
前記回転軸の両側にそれぞれ並んで配置されたコーム軸と、
前記コーム軸の側面に突出形成された多数のコームフィンガーと、
前記コームフィンガーと静電気力が作用する固定コームと、
前記ミラーの背面に突出形成され、前記回動軸に対して垂直に形成された複数の垂直リブと、
前記回動軸と一定の離隔距離を有し、前記垂直リブに対して垂直に形成された水平リブと、
を含むことを特徴とする、光スキャナ。
【請求項１０】
前記ミラーは、円盤形態であって、
前記ミラーの直径は、約１．２〜２．０ｍｍであり、
前記水平リブの離隔距離は、約０．５５〜０．８５ｍｍであることを特徴とする、請求項９に記載の光スキャナ。
【請求項１１】
前記垂直リブの幅は、約２０〜４０μｍであり、
前記垂直リブ間のピッチ間隔は、約１００〜１４０μｍであり、
前記ミラーの厚さは、約２０〜４０μｍであり、
前記ミラーと前記垂直リブの厚さの合は、約１００〜１４０μｍであることを特徴とする、請求項１０に記載の光スキャナ。
【請求項１２】
前記ミラーは、円盤形態であって、
前記ミラーの直径に対する前記水平リブの離隔距離の比は、０．４〜０．６であることを特徴とする、請求項９に記載の光スキャナ。
【請求項１３】
前記回動軸は、その両終端に縮小した直径を備えながら延長されたスプリング軸を含むことを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載の光スキャナ。
【請求項１４】
前記回転軸の長さは、約２０００〜３０００μｍ程度であり、
前記スプリング軸の長さは、約７００〜１２００μｍであり、
前記スプリング軸の幅は、約７０〜１２０μｍ程度であることを特徴とする、請求項１３に記載の光スキャナ。
【請求項１５】
前記コームフィンガーの幅は、約４〜１０μｍであり、
前記コームフィンガーの突出長さは、約１００〜１７０μｍであり、
前記コームフィンガー間のギャップは、約２〜１０μｍ程度であることを特徴とする、請求項９〜１４のいずれかに記載の光スキャナ。
【請求項１６】
前記垂直リブおよび前記水平リブは、前記ミラーの背面をエッチングして形成したことを特徴とする、請求項９〜１５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、ミラー構造およびこれを含む光スキャナに関し、より詳細には、大きい駆動角度を有しながらも動的変形量が少なく、高解像度の画質を具現することができるミラー構造およびこれを含む光スキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
光スキャナは、主にレーザーなど光源の経路を変更するためのものである。このような光スキャナは、例えば、簡単なものとしては、レーザープリンタ（ｌｅａｔｈｅｒ  ｐｒｉｎｔｅｒ）やバーコードリーダ（ｂａｒ  ｃｏｄｅ  ｒｅａｄｅｒ）などに用いられ、複雑なものとしては、レーザーテレビなどのように複雑な映像を処理するための装置に用いられる。一般的に、レーザーは、直進する性質によって直線経路に沿って提供されるため、スキャナを用いて経路変更した後、スクリーンなどに投射して所望する映像を得るようになる。
【０００３】
このようなスキャナは、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術に基づいて製造されるミラーを含む。従来には、レーザーの経路を転換するために、互いに異なる２軸を動かすミラーを用いる方法があり、その他には、１つのミラーを２軸で動かすことでレーザーの経路を２次元的に変更する方法がある。
【０００４】
図１は、本出願人が出願した特許文献１に開示されたＭＥＭＳスキャナのミラーを示した斜視図である。
【０００５】
特許文献１に示されたように、レーザーなど光源を反射するミラー部（１０）は、略円形で形成される。上記ミラー部（１０）は、一対のスプリング部（２０、２０’）を中心軸として、所定角度の範囲内で回転駆動する。また、一対のスプリング部（２０、２０’）は、ミラー部（１０）を支持し、ミラー部（１０）の回転駆動時にトーション運動（ねじれ運動）をする。
【０００６】
連結部（３０）は、ミラー部（１０）と、一対のスプリング部（２０、２０’）とを連結し、略楕円形で形成される。連結部（３０）の外周面には、複数のコム−フィンガー（ｃｏｍｂ−ｆｉｎｇｅｒ）が、一定間隔で配列された移動コーム（４０）が形成され、静電気力が作用する固定コーム（未図示）が、この移動コーム（４０）と対応するように配列される。
【０００７】
固定コームに静電気力が作用して、移動コーム（４０）に駆動力を伝達すると、ミラー部（１０）を含むミラーが、所望する駆動角度を有しながら運動する。外部から入射される光源は、ミラー部（１０）によって、所望するスクリーンの位置に反射して走査され、映像信号を生成することができる。このような静電気方式は、電力消耗が低くて製作が比較的容易であるという長所がある。
【０００８】
【特許文献１】大韓民国公開特許第２００５−５３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来のミラー構造は、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｄａｐｔｅｒ）級では満足するだけの性能を有するが、より高解像度のためのＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）級の映像を具現するためには様々な問題点を生じる。
【００１０】
まず、高解像度を有する画質を具現するためにはミラーのサイズが大きくなり、駆動角度も大きくなければならない。例えば、ＨＤ級の画質を具現するためには、ミラーの直径が従来の１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ程度に大きくならなければならず、駆動角度が従来の８゜程度から１２゜程度に大きくならなければならない。
【００１１】
しかし、高速で運動するほど、また、ミラーの直径が大きくなるほど、動的変形量が、大きくなるという問題があった。そして、光信号が所望する位置に走査されるためには、最大の動的変形量がレーザー波長の略１／６、また、厳格には１／１０以下になることが好ましい。しかし、従来のこのような構造では、このような要求条件を満たすことができないという問題があった。ここで、動的変形量とは、ミラー等が駆動した際に発生する、ミラー等の変形量を示す。
【００１２】
例えば、ＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ）カラーを光源として用いる場合には、最大の動的変形量は、Ｇカラー（Ｇｒｅｅｎ  ｃｏｌｏｒ）の波長である４５０ｎｍ程度の１／１０水準である４５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
動的変形量を減らすためには、ミラーの厚さを厚くして回転慣性モーメント（ｍｏｍｅｎｔ  ｏｆ  ｉｎｅｒｔｉａ）を大きくするのが好ましい。しかし、これは、剛性が増加して同一のトークに対してミラーの駆動角度が小くなるという問題点が生じるため、好ましい解決方案ではない。
【００１４】
すなわち、駆動角度、ミラーのサイズ、そして動的変形量は、全てカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）されていて相互間に影響を及ぼすため、最適な設計に対する研究が急がれている時点であると言える。
【００１５】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ミラーのサイズが大きく、大きい駆動角度を有しながらも動的変形量が少なく、高解像度の画質を具現可能であると同時に、静電気方式で駆動されるスキャナを容易に製作することができ、最適の条件で設計が可能であるため生産性を高めることができ、電力消耗を少なくすることが可能な、新規かつ改良されたミラー構造およびこれを含む光スキャナを提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的とするところは、製作が容易であり、電力消耗を低くすることが可能な、新規かつ改良されたミラー構造およびこれを含む光スキャナを提供することにある。
【００１７】
そして、本発明の他の目的とするところは、ミラーのサイズ、回転慣性モーメント、駆動角度および動的変形量など相互間でカップルリングされている変数の最適な設計因子を導出し、ミラーが高速回転が可能でありながらも正確な位置に映像信号を走査することが可能な、新規かつ改良されたミラー構造およびこれを含む光スキャナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光源を走査するスキャナのミラー構造において、光源を反射し、振動可能なミラーと、ミラーを支持し、ミラーの振動時に中心軸になる回動軸と、ミラーの背面に突出形成され、回動軸に対して垂直に形成された複数の垂直リブと、回動軸と一定の離隔距離を有し、垂直リブに対して垂直に形成された水平リブと、を含むことを特徴とする、ミラー構造が提供される。
【００１９】
また、ミラーは、円盤形態であって、ミラーの直径は、約１．２〜２．０ｍｍであり、水平リブの離隔距離は、約０．５５〜０．８５ｍｍであってもよい。
【００２０】
また、垂直リブの幅は、約２０〜４０μｍであり、垂直リブの間のピッチ間隔は、約１００〜１４０μｍであり、ミラーの厚さは、約２０〜４０μｍであり、ミラーと垂直リブの厚さの合は、約１００〜１４０μｍであってもよい。
【００２１】
また、ミラーは、円盤形態であって、ミラーの直径に対する水平リブの離隔距離の比は、０．４〜０．６であってもよい。
【００２２】
また、垂直リブの幅は、約２０〜４０μｍであり、垂直リブ間のピッチ間隔は、約１００〜１４０μｍであり、ミラーの厚さは、約２０〜４０μｍであり、ミラーと垂直リブの厚さの合は、約１００〜１４０μｍであってもよい。
【００２３】
また、垂直リブおよび水平リブは、ミラーの背面をエッチングして形成してもよい。
【００２４】
また、回動軸は、両終端に縮小した直径を備えたスプリング軸を更に含んでもよい。
【００２５】
また、回動軸の長さは、約２０００〜３０００μｍであり、スプリング軸の長さは、約７００〜１２００μｍであり、スプリング軸の幅は、約７０〜１２０μｍ程度であってもよい。
【００２６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ミラーと、ミラーを支持する回動軸と、回転軸の両側にそれぞれ並んで配置されたコーム軸と、コーム軸の側面に突出形成された多数のコームフィンガーと、コームフィンガーと静電気力が作用する固定コームと、ミラーの背面に突出形成され、回動軸に対して垂直に形成された複数の垂直リブと、回動軸と一定の離隔距離を有し、垂直リブに対して垂直に形成された水平リブと、を含むことを特徴とする、光スキャナが提供される。
【００２７】
また、ミラーは、円盤形態であって、ミラーの直径は、約１．２〜２．０ｍｍであり、水平リブの離隔距離は、約０．５５〜０．８５ｍｍであってもよい。
【００２８】
また、垂直リブの幅は、約２０〜４０μｍであり、垂直リブ間のピッチ間隔は、約１００〜１４０μｍであり、ミラーの厚さは、約２０〜４０μｍであり、ミラーと垂直リブの厚さの合は、約１００〜１４０μｍであってもよい。
【００２９】
また、ミラーは、円盤形態であって、ミラーの直径に対する水平リブの離隔距離の比は、０．４〜０．６であってもよい。
【００３０】
また、回動軸は、その両終端に縮小した直径を備えながら延長されたスプリング軸を含んでもよい。
【００３１】
また、回転軸の長さは、約２０００〜３０００μｍ程度であり、スプリング軸の長さは、約７００〜１２００μｍであり、スプリング軸の幅は、約７０〜１２０μｍ程度であってもよい。
【００３２】
また、コームフィンガーの幅は、約４〜１０μｍであり、コームフィンガーの突出長さは、約１００〜１７０μｍであり、コームフィンガー間のギャップは、約２〜１０μｍ程度であってもよい。
【００３３】
また、垂直リブおよび水平リブは、ミラーの背面をエッチングして形成してもよい。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように本発明によれば、ミラーのサイズが大きく、大きい駆動角度を有しながらも動的変形量が少なく、高解像度の画質を具現することができる。同時に、静電気方式で駆動されるスキャナを容易に製作することができ、最適の条件で設計が可能であるため生産性を高めることができ、電力消耗を少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３６】
以下、本発明の実施形態に係るミラー構造について説明するが、本実施形態では、静電気方式スキャナのミラー構造を例として挙げて説明する。
【００３７】
図２は、本実施形態に係るミラー構造の前面を示した斜視図であり、図３は、本発明の実施形態に係るミラー構造の背面を示した斜視図である。
【００３８】
図２、３に示したように、本ミラー構造（１００）は、光源を反射するミラー（１１０）を備える。ミラー（１１０）は、円盤形態であって、その全面は、光源を反射する物質によって表面を形成されている。上記ミラー（１１０）の直径は、用いようとする光源の波長によって調節可能であるが、約１．２〜２ｍｍであってもよい。ミラー（１１０）の背面は、垂直リブ（２１０）および水平リブ（２２０）が形成されており、これに対しては詳しく後述する。
【００３９】
また、ミラー構造（１００）には、ミラー（１１０）の中心（１１１）を通過するバー（ｂａｒ）形態の回動軸（１２０）が形成される。この回動軸（１２０）を中心に、ミラー（１１０）は、外部入力によって一定周波数で振動することができる。この時、上記回動軸（１２０）は、トーション（ｔｏｒｓｉｏｎ）を受けながら変形を起こして上記ミラー（１１０）を振動させる。
【００４０】
回動軸（１２０）は、その両終端に縮小した直径（幅）を備えたスプリング軸（１２１）を含む。すなわち、スプリング軸（１２１）は、回動軸（１２０）の両終端に回動軸（１２０）の長手方向に延長形成され、スプリング軸（１２１）の幅は、回動軸（１２０）の幅よりも小さく形成される。スプリング軸（１２１）は、アンカー（ａｎｃｈｏｒ）（未図示）に連結されて固定される。回動軸（１２０）は、その横断面が長方形である直方体形であってもよい。
【００４１】
ミラー構造（１００）は、回動軸（１２０）と一定の離隔距離を有しながら並んで形成されたコーム軸（ｃｏｍｂ  ａｘｉｓ、１３０）を更に備える。コーム軸（１３０）は、回動軸（１２０）の両横にそれぞれ形成される。コーム軸（１３０）の側面には、外側方向に複数のコームフィンガー（ｃｏｍｂ  ｆｉｎｇｅｒ、１３１）が一定間隔を有して形成される。コームフィンガー（１３１）は、固定コーム（未図示）と隣接配置されており、固定コームとの相互間に静電気力が作用して、ミラー（１１０）を振動させることができる駆動力を伝達する役割をする。
【００４２】
回動軸（１２０）とコーム軸（１３０）とは、一定間隔で配置された連結軸（１２５）によって相互間を連結される。連結軸（１２５）は、回動軸（１２０）およびコーム軸（１３０）の延長方向と直交した方向に形成され、回動軸（１２０）とコーム軸（１３０）とを連結する。
【００４３】
ミラー（１１０）の背面には、回動軸（１２０）と直交する方向に複数形成された垂直リブ（２１０）と、回動軸（１２０）と一定の離隔距離を有し、垂直リブ（２１０）と垂直した方向に形成された水平リブ（２２０）と、が形成される。
【００４４】
垂直リブ（２１０）と水平リブ（２２０）が形成されたミラー（１１０）の背面を図４で拡大図示した。図４に示したように、複数の垂直リブ（２１０）が一定幅（ｗ）を有しながら、相互間の間隔（ｇ）程度に離れて配置される。水平リブ（２２０）は、中心軸（１２６）の中心から一定の離隔距離（ｄ）を有し、垂直リブ（２１０）と直交するように配置される。ここで、中心軸（１２６）とは、ミラーの中心（１１１）を通過し、回動軸（１２０）の中央を貫通する仮想の軸である。未説明符号Ｍｔはミラーの厚さであり、ｔはミラーの厚さと垂直リブ（２１０）の高さを合わせた長さである。
【００４５】
従来技術で説明したように、上記垂直リブの幅（ｗ）、垂直リブの間隔（ｇ）、水平リブの離隔距離（ｄ）、ミラーの厚さ（Ｍｔ）、及び、ミラーと垂直リブとの厚さの合（ｔ）等の全ては、駆動時に回転慣性モーメントと動的変形量とに影響を及ぼす因子である。すなわち、回転慣性モーメントは小さく、駆動時にミラーの駆動角度は大きくなければならないが、動的変形量は基準値以下でなければならない。前述したように、このような矛盾する要求を全て満たすことができる最適の条件を探し出さなければならない。
【００４６】
この条件を決定するため、図５を提示する。図５は、ミラー（１００）の因子の値を変化しながら回転慣性モーメントによる動的変形量を示したものである。
【００４７】
好ましく設計されるためには、回転慣性モーメントおよび動的変形量がいずれも小くなる因子を抽出しなければならない。すなわち、回転慣性モーメントが小さく、駆動時にミラーの駆動角度が一定基準以上にならなければならず、動的変形量が小さくてミラーで入射後に反射される光源が所望する位置に走査されることで高解像度の画質を得ることができる。図５によれば、上記条件を満たす最適の設計値は、Ａ点で成されることがわかる。
【００４８】
このような最適設計のためには実験計画法などが用いられ、最適の因子を選定することができる。その一例として、ミラー（１１０）の直径が約１．２〜２．０ｍｍである場合、垂直リブ（２１０）の幅（ｗ）は、約２０〜４０μｍ、垂直リブ（２１０）間のピッチ間隔（ｇ）は、約１００〜１４０μｍ、ミラー（１１０）の厚さ（Ｍｔ）は、約２０〜４０μｍ、ミラー（１１０）と垂直リブ（２１０）との厚さの合（ｔ）は、約１００〜１４０μｍとすることができる。
【００４９】
垂直リブ（２１０）は、シリコーンのエッチングによって形成することができ、ミラー（１１０）の回転慣性モーメントを減少させるのに役立つ。しかし、垂直リブだけでは動的変形量を満たすことが困難である。垂直リブ（２１０）は、その上面にミラーが連結され、エッチングによってミラーの厚さは、約２０〜４０μｍに減少するため、垂直リブ（２１０）を連結する剛性が小さいためである。従って、垂直リブ（２１０）を直交方向に連結する水平リブ（２２０）が必要となるが、この場合、水平リブ（２２０）を複数形成して連結することは、再びミラーの回転慣性モーメントを増加させことになるため、所望する駆動角度を具現することができなくなる。
【００５０】
従って、本実施形態では、水平リブ（２２０）を一つだけ構成し、水平リブ（２２０）の位置を最適化して動的変形量を最小化する。このような水平リブ（２２０）が中心軸に対して離隔された距離（ｄ）は重要な変数である。この距離（ｄ）の変化に対する動的変形量を図６に示した。
【００５１】
図６は、離隔距離による動的変形量を示したグラフである。図６に示したように、ミラー（１１０）の直径は、用いようとする光源の波長によって調節可能であるが、約１．２〜２ｍｍである場合、水平リブが中心軸と離隔された距離（ｄ）は、約５５０〜８５０μｍ程度が適切である。
【００５２】
すなわち、離隔距離によって剛性が変化して動的変形量が変わる、離隔した距離（ｄ）が約５５０〜８５０μｍ程度、特に約７００〜７５０μｍ程度である時、動的変形量は、最小になり、動的変形量は、Ｇカラー（Ｇｒｅｅｎ  ｃｏｌｏｒ）の波長である４５０ｎｍ程度の１／１０水準である４５ｎｍ以下になることを確認することができる。前述したように、ミラー（１１０）の直径は、波長や要求される画質によって変化されうるが、ミラー（１１０）の直径に対する離隔された距離（ｄ）の比は、略０．４〜０．６であるのが好ましい。この時、水平リブ（２２０）の幅は、２０〜４０μｍ、水平リブの高さは８０〜１１０μｍ程度である。
【００５３】
また、ミラー（１１０）を最適化した後には、コーム軸およびコームフィンガーの設計を最適化して駆動角度を最大化する作業を遂行しなければならない。このような設計作業を説明するため、図７および図８を提示する。図７は、本実施形態に係るスプリング軸を拡大して示した斜視図であり、図８は、スプリング軸の長さに対する駆動角度の変化を示したグラフである。
【００５４】
図７に示したように、スプリング軸（１２１）の幅をＳｗ、スプリング軸（１２１）の長さをＳＬ、コーム軸（１３０）の長さをＢＬと定義する。前述したように、コームフィンガー（１３１）は、固定コーム（未図示）と隣接配置されており、固定コームと相互間に静電気力が作用してミラー（１１０）を振動させることができる駆動力を伝達する役割をする。また、スプリング軸（１２１）および回動軸（１２０）は、トーションを受けながらミラー（１１０）を振動させるようになる。この時、上記ねじり応力（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  ｓｔｒｅｓｓ）は１ＧＰａ以下でなければならない。このようなねじり応力に影響を及ぼす因子は、スプリング軸の幅（Ｓｗ）、スプリング軸の長さ（ＳＬ）、コーム軸の長さ（ＢＬ）などである。
【００５５】
図８に示したように、駆動角度が最大になりながら、スプリング軸から発生するねじり応力は、最小化されなければならない。すなわち、駆動角度が所望する水準以上にならなければならず、ねじり応力は、一定値以下になることで、破損の危険などにおいて安全である。
【００５６】
このような最適設計のためには、実験計画法などが用いられ、最適の因子を選定することができ、図８から、上記条件を満たす最適の設計値は、Ｂ点から成ることがわかる。
【００５７】
より具体的に説明すると、回転軸（１２０）の長さが約２０００〜３０００μｍ程度である場合、スプリング軸（１２１）の長さ（ＳＬ）は、約７００〜１２００μｍ、スプリング軸（１２１）の幅（Ｓｗ）は、約７０〜１２０μｍ程度であるのが好ましい。また、コームフィンガー（１３１）の幅は、約４〜１０μｍ、コームフィンガー（１３１）の突出長さは、約１００〜１７０μｍ、コームフィンガー（１３１）間のギャップは、約２〜１０μｍ程度であるのが好ましい。
【００５８】
従って、このような最適化された設計によって、動的変形量を少なくすると同時に、駆動角度およびねじり応力などを所望する水準に満たすことができる。同時に、高解像度の画質を提供するために、静電気方式の光スキャナを容易に製作することができる。
【００５９】
以上説明したように本実施形態によれば、ミラー（１１０）のサイズが大きく、大きい駆動角度を有しながらも動的変形量が少なく、高解像度の画質を具現することができる。
【００６０】
また、静電気方式で駆動されるスキャナを容易に製作することができ、最適の条件で設計が可能であるため生産性が優れており、電力消耗を小さくすることができる。
【００６１】
そして、ミラー（１１０）のサイズ、回転慣性モーメント、駆動角度および動的変形量など相互間でカップルリングされている変数の最適の設計因子を導出し、ミラー（１１０）が高速回転が可能でありながらも正確な位置に映像信号を走査することができ、高解像度の画質を具現することができる。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、本発明は、静電方式スキャナのミラー構造に適用されたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、本発明に係るミラー構造は、外部入力によって駆動される多様な種類のアクチュエータなどの広範囲に適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本出願人が出願した特許文献１に開示されたＭＥＭＳスキャナのミラーを示した斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るミラー構造の前面を示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るミラー構造の背面を示した斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係るミラーの背面を拡大して示した斜視図である。
【図５】ミラーの因子の値を変化しながら回転慣性モーメントによる動的変形量を示した図である。
【図６】離隔距離による動的変形量を示したグラフである。
【図７】本発明の実施形態に係るスプリング軸を拡大して示した斜視図である。
【図８】スプリング軸の長さに対する駆動角度の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１００    ミラー構造
１１０    ミラー
１２０    回動軸
１２１    スプリング軸
１２５    連結軸
１３０    コーム軸
１３１    コームフィンガー
２１０    垂直リブ
２２０    水平リブ
【図１】
2007310342.tif 000003
【図２】
2007310342.tif 000004
【図３】
2007310342.tif 000005
【図４】
2007310342.tif 000006
【図５】
2007310342.tif 000007
【図６】
2007310342.tif 000008
【図７】
2007310342.tif 000009
【図８】
2007310342.tif 000010