(57)【要約】【課題】光偏向装置において、ミラー部への入射光によるミラー部の劣化を抑制する。【解決手段】光偏向装置３０は、光偏向器１と、支持枠３１と、支持枠３１に対して光偏向器１を並進方向へ変位自在に結合するダンパ３２と、支持枠３１に対して光偏向器１を縦方向Ｒに並進させる静電アクチュエータ３５とを備える。静電アクチュエータ３５による縦方向Ｒの光偏向器１の変位量は、レーザ装置２２からの入射光Ｌａがミラー面２ａに生成するスポット領域Ｓの縦方向Ｒの長さより大きくされる。【選択図】図２
2017097193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から同一光路で入射される光を反射するミラー部と、前記ミラー部を所定の回転軸線の回りに往復回動させて、前記ミラー部に入射した光の反射方向を変更する回動アクチュエータとを備えた光偏向器と、
前記光偏向器を支持する支持部と、
前記光偏向器と前記支持部との間に介在し、前記光偏向器を前記支持部に対して所定方向へ変位自在に結合する結合部材と、
前記ミラー部に前記光が照射されているときに照度が所定レベル以上となる前記ミラー部のミラー面上の領域の前記所定方向の長さより大きい変位量で、前記光偏向器を前記所定方向へ並進させる静電アクチュエータとを備えることを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
請求項１記載の光偏向装置において、
前記支持部は、前記光偏向器を包囲する枠状支持部であり、
前記結合部材は、前記所定方向に対して直角方向に対峙する前記光偏向器の部位と前記枠状支持部の部位とを結合していることを特徴とする光偏向装置。
【請求項３】
請求項２記載の光偏向装置において、
前記静電アクチュエータは、複数の櫛歯が、前記所定方向に相互に対峙する前記光偏向器側の部位及び前記枠状支持部側の部位にそれぞれ形成されて、前記光偏向器側の複数の櫛歯と前記枠状支持部側の複数の櫛歯とが前記所定方向にかみ合っている１対の櫛歯型電極を有し、
該１対の櫛歯型電極間に印加される電圧によって、前記光偏向器側の複数の櫛歯と前記枠状支持部側の複数の櫛歯とのかみ合い量が変更されることを特徴とする光偏向装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光偏向装置と、
前記ミラー部の往復回動中に、前記静電アクチュエータにより前記光偏向器を並進させる制御装置とを備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光偏向装置と、
前記ミラー部の往復回動停止中に、前記静電アクチュエータにより前記光偏向器を並進させる制御装置とを備えることを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光偏向器を備える光偏向装置及び光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の製造技術により製造された光偏向器を、車両の前照灯や画像表示装置等で、利用することが知られている（例：特許文献１，２）。
【０００３】
このような光偏向器は、光源から同一光路で入射される光を反射するミラー部と、ミラー部を所定の回転軸線の回りに往復回動させて、ミラー部に入射した光の反射方向を変更する回動アクチュエータとを備える。
【０００４】
特許文献１等に記載されている一般的な光偏向器では、ミラー部における光の入射点（＝反射点）は、不動である。
【０００５】
特許文献２の画像表示装置は、走査光内のスペックルノイズを抑制するために、光偏向器を搭載する台座と、該台座を支持する支持体との間に、台座を並進振動させる圧電アクチュエータを配設し、ミラー部の回動作動中、光偏向器を圧電アクチュエータにより並進振動させる。圧電アクチュエータは、具体的には、複数の圧電カンチレバーを蛇腹状に直列に結合し、隣接する圧電カンチレバーのそれぞれ対向する電極の電気極性が逆極性となるように又は該対向する電極に対し位相が異なる交流電圧が印加されることにより、圧電カンチレバー面内で互いに逆方向に屈曲変形する構成となっている。
【０００６】
したがって、特許文献２の光偏向器では、ミラー部における光の入射点は、光偏向器の作動中、圧電アクチュエータによる光偏向器の並進振動に伴い、変位する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４８８１２５５号公報
【特許文献１】特許第５１９１９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光偏向器を特に前照灯に使用する場合、光偏向器からの走査光による照射領域内では十分に遠方の照射地点も所定の照度を確保する必要がある。このため、レーザ光源として大出力のものが要求される。
【０００９】
一方、ＭＥＭＳの製造技術で製造された光偏向器のミラー部は、基板層に、ミラー面としての薄い金属層を成膜して製造するので、強いレーザ光がミラー面に入射すると、ミラー面の劣化が生じるという問題がある。ミラー面の劣化原因の例を挙げると、次のとおりである。
【００１０】
（ａ）ミラー面の汚染による反射劣化
デバイスとしての光偏向器の完成後又は使用中に僅かな炭素がミラー面に堆積して、ミラー面を汚染する。これにより、ミラー面が、レーザ光を吸収して、反射率を低下させる。
【００１１】
（ｂ）ミラー材料の吸収
可視領域でのミラー面の反射率を高めるために、ミラー面の層には金属酸化物からなる誘電膜を用いる。しかし、原子レベルでみると、誘電膜は、化学量論比にならない場合がある。その場合、誘電膜は、レーザ光の吸収により発熱するので、ミラー面は変質してしまう。
【００１２】
（ｃ）多光子吸収による影響
高出力レーザによるミラー材料の多光子吸収により、ミラー面の原子が励起される。その場合、その一部は蒸発するので、ミラー面の膜厚が減少する。この結果、ミラー面の反射率はしだいに低下していく。
【００１３】
ミラー部に光が照射されているときに照度が所定レベル（所定レベルの詳細は後述）以上となるミラー面上の領域を「スポット領域」と呼ぶことにすると、特許文献２の画像表示装置において、スポット領域の変位は、スポット領域の中心点（最大照度点）が少し変位する程度に留まる。すなわち、スポット領域の全体としては、ほぼ一定位置に留まっている。したがって、支持体に対する台座の変位にもかかわらず、ミラー面上に、常にスポット領域の内側に留まるスポット領域部分が残り、該スポット領域部分については、ミラー面の劣化を抑制することは困難である。
【００１４】
また、特許文献２の圧電アクチュエータは、複数の圧電カンチレバーを蛇腹状の配列で直列に結合する構造になっていて、隣接する圧電カンチレバーのそれぞれ対向する電極の電気極性が逆極性となるように又は対向する電極に対し位相が異なる交流電圧が印加されることにより、圧電カンチレバー面内で互いに逆方向に屈曲変形するものである。したがって、該圧電アクチュエータにより該圧電アクチュエータの屈曲変形方向に光偏向器を最大変位させても、最大変位量が屈曲変形方向のミラー面のスポット領域の長さを超えることはほぼ困難である。
【００１５】
本発明の目的は、入射光によるミラー面の劣化を抑制することができる光偏向装置及び光走査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光偏向装置は、
光源から同一光路で入射される光を反射するミラー部と、前記ミラー部を所定の回転軸線の回りに往復回動させて、前記ミラー部に入射した光の反射方向を変更する回動アクチュエータとを備えた光偏向器と、
前記光偏向器を支持する支持部と、
前記光偏向器と前記支持部との間に介在し、前記光偏向器を前記支持部に対して所定方向へ変位自在に結合する結合部材と、
前記ミラー部に前記光が照射されているときに照度が所定レベル以上となる前記ミラー部のミラー面上の領域の前記所定方向の長さより大きい変位量で、前記光偏向器を前記所定方向へ並進させる静電アクチュエータとを備えることを特徴とする。
【００１７】
ミラー部に光が照射されているときに照度が所定レベル以上となるミラー面上の領域を「スポット領域」と呼ぶことにして、本発明によれば、光偏向器を所定方向へ並進させるアクチュエータとして、圧電アクチュエータでなく静電アクチュエータが採用されるので、所定方向への光偏向器の並進量を圧電アクチュエータに比して支障なく増大することができる。そして、静電アクチュエータが、光偏向器を所定方向にスポット領域の長さより大きい変位量で並進させることにより、スポット領域として常に光が照射されるミラー面上の領域がなくなる。こうして、ミラー面の劣化を抑制することができる。
【００１８】
本発明において、前記支持部は、前記光偏向器を包囲する枠状支持部であり、
前記結合部材は、前記所定方向に対して直角方向に対峙する前記光偏向器の部位と前記枠状支持部の部位とを結合していることが好ましい。
【００１９】
ここで、結合部材は、光偏向器の所定方向の並進量を確保するために、該所定方向に適度の変形性を有する必要がある。また、光偏向器の並進を安定化させるためには、所定方向に対して直角方向に所定の剛性を有する必要がある。一般に、同一方向に変形性と剛性との両方を有する構造物は複雑な構造となるが、変形性及び剛性を、直交する一方向及び他方向にそれぞれ分けてもつ構造物は簡単な構造のものが広く知られている。
【００２０】
そこで、結合部材が、所定方向に対して直角方向に対峙する光偏向器の部位と枠状支持部の部位とを結合しているという上記の構成によれば、結合部材は、光偏向器の所定方向の並進量を確保する方向と、光偏向器の並進を安定化させる方向とが直交する結合部材となる。この結果、結合部材として簡単な構造のものを支障なく採用することができる。
【００２１】
本発明において、前記静電アクチュエータは、複数の櫛歯が、前記所定方向に相互に対峙する前記光偏向器側の部位及び前記枠状支持部側の部位にそれぞれ形成されて、前記光偏向器側の複数の櫛歯と前記枠状支持部側の複数の櫛歯とが前記所定方向にかみ合っている１対の櫛歯型電極を有し、該１対の櫛歯型電極間に印加される電圧によって、前記光偏向器側の複数の櫛歯と前記枠状支持部側の複数の櫛歯とのかみ合い量が変更されることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、静電アクチュエータの１対の電極を、複数の櫛歯が所定方向にかみ合ってかみ合い量が変更される櫛歯型電極とされる。このような櫛歯型電極の静電アクチュエータでは、複数の櫛歯は所定方向に対して直角方向に配列されることになるので、静電アクチュエータを所定方向に小型化しつつ、所望のアクチュエータ力の得るための櫛歯の枚数確保を円滑に実施することができる。
【００２３】
本発明の光走査装置は、
前記光偏向装置と、
前記ミラー部の往復回動中に、前記静電アクチュエータにより前記光偏向器を並進させる制御装置とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、光偏向器の並進はミラー部の往復回動中に変位するので、光偏向器の作動中の発熱部位としてのミラー面上のスポット領域は、ミラー部の往復回動中、ミラー面上で場所を移動する。これにより、ミラー面上の発熱部位が長時間にわたり同一場所に留まることが回避され、ミラー面の劣化を抑制することができる。
【００２５】
本発明の光走査装置は、
前記光偏向装置と、
前記ミラー部の往復回動停止中に、前記静電アクチュエータにより前記光偏向器を並進させる制御装置とを備えることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、光偏向器はミラー部の往復回動停止中に並進するので、結合部材は、光偏向器の並進に伴う変形力と、ミラー部の往復回動に起因する変形力とを同時に受けることを回避される。これにより、結合部材の変形負荷が軽減され、結合部材の寿命を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】光偏向器の概略構成図。
【図２】光偏向器を備える光偏向装置の正面図。
【図３】ＳＯＩ基板から成膜板を製造する過程の説明図。
【図４】横方向に光偏向装置の支持枠から外側アクチュエータまでの範囲を、ダンパを通る横方向の積層断面で切った積層断面図。
【図５】光偏向装置の静電アクチュエータを光偏向装置の縦方向の積層断面で切った積層断面図。
【図６】静電アクチュエータの支持枠側の部分を光偏向装置の横方向の積層断面で切った積層断面図。
【図７】別の光偏向装置の正面図。
【図８】光走査装置のブロック図。
【図９】ミラー部の並進とミラー面上のスポット領域の位置との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は光偏向器１の概略構成図である。なお、図１に光源として図示されているレーザ装置２２は、光偏向器１の構成要素には含まれない。光偏向器１は、ＭＥＭＳの製造技術を用いて製造される。光偏向器１は、中心に回動自在に配置されるミラー部２、ミラー部２を外側から包囲する内側矩形枠３、及び内側矩形枠３を外側から包囲する外側矩形枠４を備えている。
【００２９】
図１に図示のミラー部２は真正面を向いている状態で示されている。なお、真正面の向きとは、ミラー部２の表面に形成されているミラー面２ａの法線が、光偏向器１を構成するＳＯＩ基板における積層方向（厚み方向）と同一方向になっている向きである。
【００３０】
光偏向器１の構成を説明する便宜上、外側矩形枠４の長辺方向及び短辺方向に対して平行な方向をそれぞれ横方向Ｑ（所定方向に対する直角方向の一例）及び縦方向Ｒ（所定方向の一例）と定義する。また、光偏向器１の厚み方向の両面について、レーザ装置２２が出射した光がミラー部２の入射光Ｌａとして入射する側の面を表面と定義し、表面とは反対側の面を裏面と定義する。光偏向器１は、その作動時に運動したり変位したりする要素（例：ミラー部２等）を含むが、光偏向器１の構成を、ミラー面２ａを真正面に向けている時の各部の状態で説明する。
【００３１】
１対のトーションバー（弾性梁）５は、縦方向Ｒにミラー部２の一側（図１では斜め右上側）及び他側（図１では斜め左下側）に配設され、ミラー部２と内側矩形枠３とを結合している。トーションバー５は、内側矩形枠３には結合することなく、分離されていてもよい。
【００３２】
内側アクチュエータ６ａ，６ｂは、縦方向Ｒにはミラー部２に対して共に一側で、横方向Ｑにはトーションバー５に対して一側（図１では斜め左上側）及び他側（図１では斜め右下側）にそれぞれ配設されている。内側アクチュエータ６ｃ，６ｄは、縦方向Ｒにはミラー部２に対して共に他側で、横方向Ｑにはトーションバー５に対して一側及び他側にそれぞれ配設されている。
【００３３】
以下、内側アクチュエータ６ａ〜６ｄについて特に区別しないときは、「内側アクチュエータ６」と総称する。内側アクチュエータ６は、横方向Ｑに延在して、トーションバー５と内側矩形枠３とを結合している。内側アクチュエータ６は、ユニモルフカンチレバーとして構成されている圧電アクチュエータである。
【００３４】
外側アクチュエータ７ａ，７ｂは、横方向Ｑに内側矩形枠３の一側及び他側にそれぞれ配設されるとともに、内側矩形枠３と外側矩形枠４との間に介在して、内側矩形枠３と外側矩形枠４とを結合している。外側アクチュエータ７ａ，７ｂについて特に区別しないときは、「外側アクチュエータ７」と総称する。外側アクチュエータ７は、複数のユニモルフ圧電カンチレバーをミアンダライン（蛇腹状ライン）に沿って直列に結合したものとなっている。
【００３５】
電極パッド８ａ，８ｂは、外側矩形枠４の横方向Ｑの一側及び他側の短辺部の表面に形成され、光偏向器１の表面に沿って形成された配線（図示せず）や光偏向器１内に埋め込まれている配線層（図示せず。典型的には通常はグランド配線）を介して内側アクチュエータ６等の電極と接続されている。以下、電極パッド８ａ，８ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド８」と総称する。
【００３６】
外側矩形枠４は、下から順にハンドリング層１３、中間酸化膜層１４及び活性層１５が積層されているＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を含む。外側矩形枠４の表面は、熱酸化シリコン膜１６となっている。ハンドリング層１３及び活性層１５はＳｉ（ケイ素）から成る。中間酸化膜層１４及び熱酸化シリコン膜１６は二酸化ケイ素から成る。
【００３７】
光偏向器１は、車両前照灯や映像装置（後述の図８の光走査装置１１９の一例）に装備されるときは、車両前照灯等の構成要素としてレーザ装置２２と共に組み込まれる。レーザ装置２２からの入射光Ｌａは、ミラー部２の回動角に関係なく、同一の光路１２４（同一光路の一例）でミラー部２に入射する。ミラー部２は、入射光Ｌａをミラー部２の回動角に応じた向きに反射して、反射光Ｌｂを出射する。光偏向器１が装備された光走査装置では、反射光Ｌｂは走査光として使用される。
【００３８】
入射光Ｌａは、光束（光ビーム）として所定の断面径を有するので、入射光Ｌａがミラー部２のミラー面２ａに入射して生成する照射領域は、点にならず、照度が、中心点で最大で、中心点から離れるに連れて減少する照度分布となる。該照度分布は、典型的には、該照射領域の中心点をピークとするガウス分布になる。
【００３９】
入射光Ｌａがミラー部２のミラー面２ａに照射されているときにミラー面２ａ上で照度が所定レベル以上となる領域を「スポット領域Ｓ」と定義する。該所定レベルは、例えば、光偏向器１の設計者が、ミラー面２ａの製品寿命をどの程度にするかの観点で決定する。ミラー面２ａの製品寿命を長くするときほど、該所定レベルは小さい値に設定される。該所定レベルが小さいときほど、スポット領域Ｓの径が増大する。
【００４０】
ミラー部２のみの作動について概略的に説明する。ミラー部２は、回動アクチュエータの一例である内側アクチュエータ６の作動によりトーションバー５の軸線（第１回転軸線）の回りに往復回動する。ミラー部２は、これも回動アクチュエータの一例である外側アクチュエータ７の作動により、第１回転軸線に直交しかつミラー部２のミラー面２ａに含まれる第２回転軸線の回りに往復回動する。ミラー部２が真正面を向いている時は、第１及び第２回転軸線は、それぞれ縦方向Ｒ及び横方向Ｑに揃う。
【００４１】
例えば、第１回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の周波数は１５ｋＨｚであり、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の周波数は６０Ｈｚである。
【００４２】
反射光Ｌｂは、直接、反射光Ｌｂの照射先の走査領域に向かうか、又は図示しない光学系を経由してから、走査領域に向かう。光偏向器１が車両前照灯に装備される場合、典型的な車両前照灯では、反射光Ｌｂは、第１回転軸線の回りのミラー部２の往復回動により車両前方の走査領域を左右方向に走査する。また、反射光Ｌｂは、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動により車両前方の走査領域を前後方向に走査する。
【００４３】
図２は光偏向装置３０の正面図である。光偏向装置３０の横方向Ｑ及び縦方向Ｒは、図１で定義した光偏向器１についての縦方向Ｒ及び横方向Ｑと同一に定義する。支持枠３１（支持部又は枠状支持部）の横方向は、外側矩形枠４の長辺に対峙する辺（以下、「横辺部」という）が延在する方向と定義し、支持枠３１の縦方向は、外側矩形枠４の短辺に対峙する辺（以下、「縦辺部」という）が延在する方向と定義する。
【００４４】
また、支持枠３１に対する光偏向器１の中立位置を定義する。光偏向器１の中立位置とは、支持枠３１の横方向及び縦方向が横方向Ｑ及び縦方向Ｒに揃い、かつ偏向器１の中心（この例では外側矩形枠４の対角線の交点）が支持枠３１の中心（この例では支持枠３１の対角線の交点）に重なる位置であると定義する。以下の光偏向装置３０の構成についての説明では、光偏向器１は中立位置にあるものとする。光偏向器１は後述の静電アクチュエータ３５ａ，３５ｂにより中立位置に対して並進されるので、支持枠３１の横方向及び縦方向は、横方向Ｑ及び縦方向Ｒに一致する。
【００４５】
ダンパ３２ａ，３２ｂ（結合部材の一例）は、横方向Ｑに光偏向器１の一側及び他側にそれぞれ配設され、光偏向器１と支持枠３１との間に介在して、光偏向器１を支持部材としての支持枠３１に縦方向Ｒに変位自在に結合する。以下、ダンパ３２ａ，３２ｂについて特に区別しないときは、「ダンパ３２」と総称する。
【００４６】
なお、この光偏向装置３０では、光偏向器が並進する所定方向が縦方向Ｒに設定される。光偏向器が並進する所定方向を横方向Ｑにすることもできるが、特に縦方向Ｒに設定した理由は次のとおりである。すなわち、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動周波数（６０Ｈｚ）は、第１回転軸線の回りのミラー部２の往復回動周波数（１５ｋＨｚ）より低い。したがって、回転軸線の回りのミラー部２の往復回動に同期して、光偏向器１を並進振動させる場合には、低い方の回動周波数に同期して並進振動させる方がダンパ３２の変形負荷が軽減されて、寿命を伸ばすことができるからである。
【００４７】
ダンパ３２は、横方向Ｑに往復しつつ、縦方向Ｒに進むミアンダラインに沿って延在する構造になっている。このミアンダ構造では、ダンパ３２は、横方向Ｑには変形を制限されて、横方向Ｑに大きな剛性を有することになる。また、縦方向Ｒには、所定の変形量（設定並進量）以下の範囲では変形し易くなって、該所定の変形量以下では剛性は小さくなる。さらに、ダンパ３２は、縦方向Ｒの変形において、Ｕターン状の連結部を開閉することになるので、縦方向Ｒに所定のダンパ作用を有する。
【００４８】
ダンパ３２が横方向Ｑに大きな剛性を有することは、光偏向器１が縦方向Ｒに並進する期間に、横方向Ｑへの光偏向器１の揺れが抑制されるので、光偏向器１の並進運動が安定化する。
【００４９】
静電アクチュエータ３５ａ，３５ｂは、縦方向Ｒに光偏向器１に対して一側及び他側において光偏向器１と支持枠３１との間に配設される。以下、静電アクチュエータ３５ａ，３５ｂについて特に区別しないときは、「静電アクチュエータ３５」と総称する。静電アクチュエータ３５は、支持枠３１に対する光偏向器１の縦方向位置Ｒｈを制御する。
【００５０】
静電アクチュエータ３５は、それぞれ光偏向器１側及び支持枠３１側に形成された櫛歯４０，４１を備える。櫛歯４０，４１は、横方向Ｑに一定間隔で配列され、縦方向Ｒに突出している。櫛歯４０と櫛歯４１とは、縦方向Ｒに相互にかみ合うように、所定の間隙を形成しつつ、横方向Ｑに交互に並んで配列されている。縦方向Ｒの櫛歯４０と櫛歯４１とのかみ合い量は、後述の印加電圧Ｖａ，Ｖｂにより変更される。
【００５１】
基辺部４５ａ，４５ｂは、正面視で外側矩形枠４の上下の辺部の中央部を構成している。側辺部４７ａ，４７ｂは、正面視で外側矩形枠４の左右の辺部と、外側矩形枠４の上下の辺部の左右の両端部とを構成する。
【００５２】
スリット４４ａは基辺部４５ａと側辺部４７ａとを区切る。スリット４４ｂは基辺部４５ａと側辺部４７ｂとを区切る。スリット４４ｃは基辺部４５ｂと側辺部４７ａとを区切る。スリット４４ｄは基辺部４５ｂと側辺部４７ｂとを区切る。スリット４４ａ〜４４ｄによる区切りの具体的構造は、後述のスリット５１ａ〜５１ｄによる区切りの具体的構造（例：図６）と同一である。
【００５３】
電極パッド４６ａ，４６ｂは、それぞれ基辺部４５ａ，４５ｂに形成される。
【００５４】
以下、スリット４４ａ〜４４ｄについて特に区別しないときは、「スリット４４」と総称する。基辺部４５ａ，４５ｂについて特に区別しないときは、「基辺部４５」と総称する。電極パッド４６ａ，４６ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド４６」と総称する。側辺部４７ａ，４７ｂについて特に区別しないときは、「側辺部４７」と総称する。
【００５５】
基辺部５２ａ，５２ｂは、正面視で支持枠３１の上下の辺部の中央部を構成している。側辺部５４ａ，５４ｂは、正面視で支持枠３１の左右の辺部と、支持枠３１の上下の辺部の左右の両端部とを構成する。
【００５６】
スリット５１ａは基辺部５２ａと側辺部５４ａとを区切る。スリット５１ｂは基辺部５２ａと側辺部５４ｂとを区切る。スリット５１ｃは基辺部５２ｂと側辺部５４ａとを区切る。スリット５１ｄは基辺部５２ｂと側辺部５４ｂとを区切る。スリット５１ａ〜５１ｄによる区切りの具体的構造は、図６において後述する。
【００５７】
電極パッド５３ａ，５３ｂは、それぞれ基辺部５２ａ，５２ｂに形成される。複数の電極パッド６０ａは側辺部５４ａに縦方向Ｒに一列に形成される。複数の電極パッド６０ｂは側辺部５４ｂに縦方向Ｒに一列に形成される。
【００５８】
以下、スリット５１ａ〜５１ｄについて特に区別しないときは、「スリット５１」と総称する。基辺部５２ａ，５２ｂについて特に区別しないときは、「基辺部５２」と総称する。電極パッド５３ａ，５３ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド５３」と総称する。側辺部５４ａ，５４ｂについて特に区別しないときは、「側辺部５４」と総称する。電極パッド６０ａ，６０ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド６０」と総称する。
【００５９】
基辺部４５と、基辺部４５から支持枠３１の方へ突出する複数の櫛歯４０とは、静電アクチュエータ３５の光偏向器１側の櫛歯型電極を構成する。基辺部５２と、基辺部５２から光偏向器１の方へ突出する複数の櫛歯４１とは、静電アクチュエータ３５の支持枠３１側の櫛歯型電極を構成する。光偏向器１側の櫛歯型電極と支持枠３１側の櫛歯型電極とは、縦方向Ｒに対峙している。
【００６０】
光偏向装置３０をパッケージに収納したときには、外側矩形枠４上の電極パッド８，４６は、支持枠３１の側辺部５４上の電極パッド６０を経由して、パッケージの電極に接続される。具体的には、外側矩形枠４上に形成された電極パッド８，４６は、支持枠３１上の電極パッド６０のいずれかに１：１の関係でボンディングワイヤにより接続される。支持枠３１の表面の電極パッド５３，６０は、さらに、パッケージの端子にも１：１の関係でボンディングワイヤにより接続される。
【００６１】
光偏向器１、支持枠３１及びダンパ３２は、ＭＥＭＳの製造技術を使用して、同時に製造される。製造方法については図３〜図６を参照して後述する。
【００６２】
静電アクチュエータ３５の単体としての作用を説明する。静電アクチュエータ３５が光偏向器１と共働するときの静電アクチュエータ３５の作用については、図８及び図９を参照して後述する。
【００６３】
櫛歯４０，４１の電位は、厳密には、後述の図５の櫛歯４０，４１の活性層１５の露出面の電位であって、電極パッド４６，５３に印加された電位と等しい。
【００６４】
電極パッド４６，５３間に電圧差があると、櫛歯４０と櫛歯４１とは、±の符号の異なる電荷の帯電状態になって、縦方向Ｒに相互に引き合う。電極パッド４６ａ−５３ａ間の電圧差をＶａ、電極パッド４６ｂ−５３ｂ間の電圧差をＶｂとする。
【００６５】
光偏向器１の縦方向位置Ｒｈは、光偏向器１の中立位置ではＲｈ＝０とし、中立位置に対して縦方向Ｒの一側及び他側において、それぞれＲｈ＞０、Ｒｈ＜０と定義する。また、静電アクチュエータ３５ｂにおける電極間引力をＦａとし、静電アクチュエータ３５ａにおける電極間引力をＦｂとする。Ｆａ＝ｋ１・Ｖａ、Ｆｂ＝ｋ１・Ｖｂとなる。ただしｋ１は比例定数である。
【００６６】
Ｆａ，Ｆｂは、光偏向器１の縦方向Ｒのそれぞれ＋側及び−側に並進させる力となる。こうして、光偏向器１を縦方向Ｒの＋側に並進させるときは、Ｆａ＞Ｆｂ＋αとなるように、Ｖａ，Ｖｂが制御される。なお、αは、ダンパ３２の縦方向Ｒの復元力である。光偏向器１を縦方向Ｒの−側に並進させるときは、Ｆａ＋α＜Ｆｂとなるように、Ｖａ，Ｖｂが制御される。光偏向器１を縦方向位置Ｒｈを維持するときは、Ｒｈ＞０のときは、Ｆａ＝Ｆｂ＋αになるように、また、Ｒｈ＜０のときは、Ｆａ＋α＝Ｆｂになるように、Ｖａ，Ｖｂが制御される。
【００６７】
図３は、ＳＯＩから成膜板を製造する過程の説明図であり、光偏向装置３０を製造する時のエッチング開始前までの積層過程がＳＴＥＰ１→ＳＴＥＰ２→ＳＴＥＰ３の順番で示されている。光偏向装置３０の光偏向器１、支持枠３１及びダンパ３２は、ＭＥＭＳの製造技術を使用して、同一のＳＯＩ基板から製造される。図３において上側及び下側がそれぞれ光偏向装置３０の表面側及び裏面側に対応している。
【００６８】
ＳＴＥＰ（工程）１では、ＳＯＩ基板６６が用意される。ＳＯＩ基板６６は、下（裏面側）から順番にハンドリング層１３、中間酸化膜層１４及び活性層１５の積層から成る。
【００６９】
次に、ＳＴＥＰ２では、熱酸化炉（拡散炉）においてＳＯＩ基板６６の裏面及び表面を酸化する。これにより、熱酸化シリコン膜６９，７０がＳＯＩ基板６６の裏面及び表面に形成される。熱酸化シリコン膜６９，７０の厚みは、例えば０.１〜１．０μｍとする。
【００７０】
次に、ＳＴＥＰ３では、熱酸化シリコン膜７０の表面に、下部電極層７３、圧電体層７４及び上部電極層７５を順次形成する。
【００７１】
下部電極層７３は、詳細には上下２層の金属薄膜から成る。下層の金属薄膜にはチタン（Ｔｉ）が用いられ、上層の金属薄膜には白金（Ｐｔ）が用いられている。各金属薄膜は、例えば、スパッタ法や電子ビーム蒸着法等により成膜する。
【００７２】
圧電体層７４には、圧電材料として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。圧電体層７４の厚みは、例えば１〜１０μm程度とする。圧電体層７４は、例えば、反応性アーク放電を利用したイオンプレーティング法により成膜される。
【００７３】
反応性アーク放電を利用した具体的なイオンプレーティング法については、例えば、本願出願人の出願に係る特開２００１−２３４３３１号公報、特開２００２−１７７７６５号公報、特開２００３−８１６９４号公報に記載された手法を参照されたい。
【００７４】
このアーク放電プラズマを利用した反応性イオンプレーティング法は、プラズマガンで真空容器内に発生させた高密度酸素プラズマ中で原料金属を加熱蒸発させ、真空容器内又は半導体基板上において各金属蒸気と酸素とが反応することにより、半導体基板上に圧電膜を形成するものである。
【００７５】
圧電膜の下地として、例えば化学溶液堆積法（ＣＳＤ（Chemical Solution Deposition）法）によりシード層を形成することで、より優れた圧電特性を有する圧電膜を形成することができる。なお、圧電膜は、例えばスパッタ法、ゾルゲル法等により成膜してもよい。
【００７６】
上部電極層７５の材料としては、例えばＰｔ、Ａｕ、及びＩｒのうちから選ばれる。上部電極層７５は、例えば、スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により成膜する。上部電極層７５の厚みは、例えば１０〜２００ｎｍ程度とする。
【００７７】
図３のＳＴＥＰ３の積層板を「成膜板」と呼ぶことにする。成膜板に対して、さらに、ＭＥＭＳの製造技術を使用した処理が行われ、最終的に完成した光偏向装置３０の各部位の積層構造を図４〜図６において説明する。
【００７８】
図４は、横方向Ｑに光偏向装置３０の支持枠３１から外側アクチュエータ７までの範囲を、ダンパ３２を通る横方向Ｑの積層断面で切った積層断面図である。図４において、左側から順に、支持枠３１、ダンパ３２、外側矩形枠４及び外側アクチュエータ７が完成時の積層構造で示されている。
【００７９】
図４の各部位において、成膜板の層のうちで存在しない層は、成膜板に対するエッチングにより削り取られたことを意味する。なお、図４では、支持枠３１、ダンパ３２、外側矩形枠４及び外側アクチュエータ７は、相互に分離しているが、光偏向装置３０の平面視では、相互に結合している。
【００８０】
外側アクチュエータ７の箇所は、成膜板に対し、中間酸化膜層１４から上部電極層７５までの積層構造が残される。外側矩形枠４の箇所は、成膜板に対し、熱酸化シリコン膜６９から下部電極層７３までの積層構造が残される。また、外側矩形枠４において、下部電極層７３は、電極パッド８の輪郭（例：円形）に加工されている。ダンパ３２の箇所は、成膜板に対し、中間酸化膜層１４から熱酸化シリコン膜７０までの積層構造が残される。
【００８１】
支持枠３１の箇所は、成膜板に対し、熱酸化シリコン膜６９から下部電極層７３までの積層構造が残される。また、支持枠３１において、下部電極層７３は、電極パッド６０の輪郭に加工されている。
【００８２】
図５は、静電アクチュエータ３５を縦方向Ｒ（伸縮方向）の積層断面で切った積層断面図である。櫛歯４０の箇所は、成膜板に対し、中間酸化膜層１４から熱酸化シリコン膜７０までの積層構造が残される。基辺部４５の箇所は、成膜板に対し、熱酸化シリコン膜６９から熱酸化シリコン膜７０までの積層構造が残される。基辺部４５は、さらに、熱酸化シリコン膜７０にコンタクトホールを形成後、金属層８０が、熱酸化シリコン膜７０の上に成膜され、電極パッド４６として熱酸化シリコン膜７０のコンタクトホールを介して活性層１５のＳｉ層に接続されている。活性層１５の露出側面は、静電アクチュエータ３５の帯電面として機能する。金属層８０から電極パッド４６の形成は例えばパターニングが利用される。
【００８３】
金属層８０は、成膜板の製造後に成膜板の表面全体に成膜される。金属層８０は、成膜板におけるミラー部２の部位においては、ミラー面２ａとして機能する。金属層８０の材料としては、例えばＡｕ，Ｐｔ，Ａｇ（銀），Ａｌ（アルミニウム）等が用いられる。
【００８４】
櫛歯４１及び基辺部５２の箇所は、成膜板に対し、共に熱酸化シリコン膜６９から熱酸化シリコン膜７０までの積層構造が残される。基辺部５２は、さらに、金属層８０が、熱酸化シリコン膜７０の上に成膜され、電極パッド５３として熱酸化シリコン膜７０のコンタクトホールを介して活性層１５のＳｉ層に接続されている。金属層８０から電極パッド５３の形成は例えばパターニングが利用される。
【００８５】
櫛歯４０では、活性層１５より下のハンドリング層１３及び熱酸化シリコン膜６９が切除されているのに対し、櫛歯４１では、それらが切除されていない。理由は、支持部としての支持枠３１に対して可動部側の光偏向器１を軽量化して、ダンパ３２の負担を軽減するためと、光偏向器１の並進の加速性を向上させるためである。
【００８６】
図６は、静電アクチュエータ３５の支持枠３１側の部分を横方向Ｑの積層断面で切った積層断面図である。スリット５１の下端は、中間酸化膜層１４の上面に達し、中間酸化膜層１４の上面がスリット５１において支持枠３１の表面側に露出している。なお、図６の積層断面では、スリット５１ａ，５１ｂしか図示していないが、その他のスリット４４，５１ｃ，５１ｄ及び後述の図７のスリット１００，１０８も、下端が中間酸化膜層１４の上面に達する深さにされる。
【００８７】
スリット５１は、側辺部５４のＳｉの活性層１５と基辺部５２のＳｉの活性層１５とを電気的に分離する役目を有する。スリット５１により、基辺部５２の活性層１５の電圧は、電極パッド５３の印加電圧に等しくなるものの、側辺部５４の活性層１５の電圧は、電極パッド５３の印加電圧とは異なる値（例えばグランド電圧）を保持することができる。
【００８８】
図７は別の光偏向装置９０の正面図である。図２の光偏向装置３０に対する光偏向装置９０の相違点は、光偏向装置９０には、並進量センサ９４ａ，９４ｂが追加されたことである。その他の構造は、光偏向装置３０と光偏向装置９０とは同一である。光偏向装置９０において、光偏向装置３０の構造部位と同一の構造部位は、光偏向装置３０の該同一の構造部位に付けた符号と同一の符号を付けて、説明は省略し、相違点についてのみ説明する。
【００８９】
並進量センサ９４ａ，９４ｂは、光偏向器１に対して縦方向Ｒの一側及び他側において、光偏向器１と支持枠３１との間に配設される。以下、並進量センサ９４ａ，９４ｂについて特に区別しないときは、「並進量センサ９４」と総称する。
【００９０】
並進量センサ９４の構造は、静電アクチュエータ３５の構造とほぼ同一である。静電アクチュエータ３５の構造との相違点は、櫛歯の本数が並進量センサ９４は静電アクチュエータ３５に比して少ないという点と、１対の電極間に電圧を印加する代わりに、１対の電極間の静電容量を検出する点である。なお、図７は、光偏向装置９０の構造を模式的に描いたものであり、櫛歯４０，４１及び歯９５，９６の図示の本数は、現実の製品における本数と一致するものではない。
【００９１】
並進量センサ９４は、静電アクチュエータ３５に対して横方向Ｑの一側、すなわち電極パッド６０ａが配備されている側に、配設されている。なお、並進量センサ９４は、静電アクチュエータ３５に対して横方向Ｑの他側、すなわち電極パッド６０ｂが配備されている側に、配設することもできる。また、静電アクチュエータ３５及び並進量センサ９４を、横方向Ｑに並進量センサ９４の配置側とは反対側（図７では右側）にずらして、並進対象の光偏向器１の横方向Ｑの両半部の重量が均衡するようにしてもよい。
【００９２】
並進量センサ９４は、それぞれ外側矩形枠４側及び支持枠３１側に形成されて、縦方向Ｒに支持枠３１側及び外側矩形枠４側に突出する歯９５，９６を有している。歯９５，９６の突出量は櫛歯４０，４１の突出量と等しい。平面視で歯９５，９６の幅は、櫛歯４０，４１の幅と同一であっても、相違していてもよい。
【００９３】
並進量センサ９４の歯９５は、外側矩形枠４の長辺部において基辺部４５ａ，４５ｂに隣接する基辺部１０２ａ，１０２ｂから突出している。基辺部１０２ａ，１０２ｂは、横方向Ｑの一側ではスリット１００ａ，１００ｂにより側辺部４７ａに対して区切られ、横方向Ｑの他側ではスリット４４ａ，４４ｂにより基辺部４５ａ，４５ｂに対して区切られている。電極パッド１０３ａ，１０３ｂは、基辺部１０２ａ，１０２ｂに形成され、基辺部１０２ａ，１０２ｂの活性層１５に接続されている。外側矩形枠４の積層構造において、スリット１００ａ，１００ｂの下端は、図６のスリット５１ａ，５１ｂのように、中間酸化膜層１４の上面に達し、横方向Ｑに両側の活性層１５を電位的に分離させている。
【００９４】
並進量センサ９４ａ，９４ｂの歯９６は、支持枠３１の横辺部において基辺部５２ａ，５２ｂに隣接する基辺部１１０ａ，１１０ｂから突出している。基辺部１１０ａ，１１０ｂは、横方向Ｑの一側ではスリット１０８ａ，１０８ｂにより側辺部５４ａに対して区切られ、横方向Ｑの他側ではスリット５１ａ，５１ｃにより基辺部５２ａ，５２ｂに対して区切られている。電極パッド１１３ａ，１１３ｂは、基辺部１１０ａ，１１０ｂに形成され、基辺部１１０ａ，１１０ｂの活性層１５に接続されている。支持枠３１の積層構造において、スリット１０８ａ，１０８ｂの下端は、図６のスリット５１ａ，５１ｂのように、中間酸化膜層１４の上面に達し、両側の活性層１５を電位的に分離させている。
【００９５】
以下、スリット１００ａ，１００ｂについて特に区別しないときは、「スリット１００」と総称する。基辺部１０２ａ，１０２ｂについて特に区別しないときは、「基辺部１０２」と総称する。電極パッド１０３ａ，１０３ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド１０３」と総称する。スリット１０８ａ，１０８ｂについて特に区別しないときは、「スリット１０８」と総称する。基辺部１１０ａ，１１０ｂについて特に区別しないときは、「基辺部１１０」と総称する。電極パッド１１３ａ，１１３ｂについて特に区別しないときは、「電極パッド１１３」と総称する。
【００９６】
電極パッド１０３は、支持枠３１の対応する電極バッド６０にボンディングワイヤを介して接続され、該対応する電極バッド６０は、さらに、ボンディングワイヤを介してパッケージの端子に接続されている。電極パッド１１３は、電極バッド６０に介することなく、ボンディングワイヤを介してパッケージの端子に直接接続されている。
【００９７】
前述したように、静電アクチュエータ３５では、電極パッド４６，５３に電圧が印加されて、静電アクチュエータ３５の縦方向Ｒの長さが電極パッド４６−５３間の電位差に応じて変化する。これに対し、並進量センサ９４では、並進量センサ９４の縦方向Ｒの長さに応じた静電容量が電極パッド１０３−１１３間に検出される。したがって、電極パッド１０３−１１３間の静電容量から中立位置に対する光偏向器１の縦方向位置Ｒｈ（縦方向Ｒの位置）を検出することができる。
【００９８】
なお、並進量センサ９４の出力としての静電容量は、静電容量センサの周知の静電容量検出方式を使用する。すなわち、櫛歯９５，９６のかみ合い量（縦方向Ｒの重複量）が増大すると、静電容量は増大し、逆に、かみ合い量が減少すると、静電容量は減少する。並進量センサ９４の静電量は、例えば既知のＣＶ変換回路を用いて検出することができる。
【００９９】
図８は光走査装置（スキャナ）１１９のブロック図である。光走査装置１１９は、例えば、車両に搭載される前照灯装置や、スクリーンに映像を生成する映像装置である。光走査装置１１９は、制御装置１２０と、光偏向装置３０又は９０とを装備する。並進量センサ９４は、光偏向装置９０には装備されるが、光偏向装置３０には装備されていない。
【０１００】
制御装置１２０は、レーザ装置２２、水平走査用アクチュエータとしての内側アクチュエータ６、垂直走査用アクチュエータとしての外側アクチュエータ７、及び並進用アクチュエータとしての静電アクチュエータ３５に制御信号を出力する。制御装置１２０は、並進量センサ９４から検知信号を入力する。
【０１０１】
制御装置１２０が内側アクチュエータ６ａ，６ｃに出力する制御信号と、制御装置１２０が内側アクチュエータ６ｂ，６ｄに出力する制御信号とは、波形及び周波数が同一で、位相が逆位相となっている。なお、内側アクチュエータ６と外側アクチュエータ７とは、共にユニモルフカンチレバーであるので、それらの制御信号は、交流電圧ではなく、直流電圧となる。
【０１０２】
この光偏向器１では、内側矩形枠３は、横方向Ｑの両側の外側アクチュエータ７ａ，７ｂから縦方向Ｒの下端を変位させられることにより、ミラー部２を第２回転軸線の回りに回動する形式であるので、制御装置１２０から外側アクチュエータ７ａ，７ｂに出力される制御信号は同一になる。しかしながら、各外側アクチュエータ７では、横方向Ｑの配列順に奇数番のカンチレバーと偶数番のカンチレバーとは、光偏向器１の表裏方向に相互に逆向きに湾曲する必要がある。したがって、奇数番のカンチレバーと偶数番のカンチレバーとは、制御装置１２０から、波形と周波数とが同一で、位相が逆位相である制御信号を受ける。
【０１０３】
制御装置１２０は、レーザ装置２２がレーザ光として出射する入射光Ｌａの点灯、消灯、及び光度を制御する。入射光Ｌａの光度は、ミラー部２におけるスポット領域Ｓの照度及び面積に関係するとともに、光偏向装置３０又は９０からの走査光としての反射光Ｌｂの照射先の走査領域の照度にも影響を与える。
【０１０４】
制御装置１２０は、内側アクチュエータ６及び外側アクチュエータ７の印加電圧及び周波数を制御する。内側アクチュエータ６及び外側アクチュエータ７の印加電圧の波形は、例えば正弦波や三角波である。内側アクチュエータ６及び外側アクチュエータ７の印加電圧の周波数は、典型的には、それぞれ１５ｋＨｚ及び６０Ｈｚである。この結果、ミラー部２は、内側アクチュエータ６により第１回転軸線の回りに１５ｋＨｚで往復回動しつつ、外側アクチュエータ７により第２回転軸線の回りに６０Ｈｚで往復回動する。１５ｋＨｚは、大まかな値であり、実際には第１回転軸線の回りのミラー部２の共振周波数と等しくされる。
【０１０５】
光偏向装置３０又は９０が車両用前照灯に装備される場合には、第１及び第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動により、走査光が車両前方の走査領域を左右方向及び前後方向に走査するように、光偏向装置３０又は９０は、縦方向Ｒ及び横方向Ｑの向きを調整されて、車両用前照灯内に組み込まれる。なお、光偏向装置３０又は９０の光の入射側又は出射側に光学装置を適宜配備することができる。こうして、車両前方の照射領域が、光偏向器１からの走査光により車両左右方向には１５ｋＨｚにより走査され、車両の前後方向には６０Ｈｚで走査される。
【０１０６】
制御装置１２０による静電アクチュエータ３５の制御について、図８と共に図９を参照して説明する。
【０１０７】
図９は、光偏向器１の並進に因るミラー部２の移動とミラー面２ａ上のスポット領域Ｓの位置との関係を示している。なお、図９において、左側に円形に記載されているミラー部２は正面視であり、右側に矩形に記載されているミラー部２は左側面視となっている。
【０１０８】
制御装置１２０は、静電アクチュエータ３５へ制御信号を出力し、静電アクチュエータ３５を介して支持枠３１に対する光偏向器１の縦方向Ｒの位置としての縦方向位置Ｒｈを変更する。図９において、Ｐｕ，Ｐｄは、静電アクチュエータ３５による光偏向器１の並進範囲（縦方向Ｒの範囲）の一側及び他側の端位置を示している。
【０１０９】
レーザ装置２２からの入射光Ｌａの光路１２４は、光偏向器１の縦方向位置Ｒｈの変化にもかかわらず、固定（又は不動）、すなわち同一光路となっている。また、光偏向器１の縦方向位置Ｒｈの変化は、静電アクチュエータ３５による光偏向器１の縦方向Ｒの並進により行われる。したがって、ミラー面２ａ上のスポット領域の位置が変化しても、第１及び第２回転軸線の回りのミラー部２の回動角が同一であれば、光偏向器１からの反射光Ｌｂの出射方向は同一となる。
【０１１０】
図９において、Ｄｓ，Ｄ１，Ｄ２はいずれも縦方向Ｒの長さを示し、Ｄｓはスポット領域Ｓの長さ、Ｄ１は、ミラー部２が位置Ｐｕにある時のミラー面２ａの中心Ｏとスポット領域Ｓの中心との間の長さ、Ｄ２は、ミラー部２が位置Ｐｄにある時のミラー面２ａの中心Ｏとスポット領域Ｓの中心間の長さをそれぞれ示している。Ｄｓ≦Ｄ１＋Ｄ２の関係がある。典型的にはＤ１＝Ｄ２である。
【０１１１】
制御装置１２０は、静電アクチュエータ３５ａの電極パッド４６ａ−５３ａ間の電圧差Ｖａ、及び静電アクチュエータ３５ｂの電極パッド４６ｂ−５３ｂ間の電圧差Ｖｂを制御して、支持枠３１の内周側において光偏向器１を縦方向Ｒに並進させ、光偏向器１の縦方向位置Ｒｈを変更する。
【０１１２】
光偏向器１の縦方向位置Ｒｈの変更により、ミラー面２ａ上のスポット領域の相対位置が変化する。光偏向器１の縦方向位置Ｒｈを変更する並進は、光偏向器１の作動中（ミラー部２の往復回動中又は走査中）、すなわち第１及び第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動中に行われてもよいし、光偏向器１の作動停止中（ミラー部２の往復回動停止中又は走査停止中）、すなわち第１及び第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の停止中に行われてもよい。
【０１１３】
静電アクチュエータ３５による光偏向器１の並進を走査実行中に行うときは、該並進変位を、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動に同期して、行うことができる。なお、光偏向器１の並進変位を、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動に同期して、行うときに、第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の周波数を並進変位の周波数に一致させる必要はない。並進変位の周波数を第２回転軸線の回りのミラー部２の往復回動の周波数の整数倍にしたり、整数分の１にしてもよい。
【０１１４】
ミラー面２ａ上のスポット領域は、ミラー面２ａに対する入射光Ｌａの照射による発熱領域でもあるので、光偏向器１の並進変位を、ミラー部２の往復回動に同期及び非同期に関係なく、走査実行中に行うことにより、ミラー面２ａ上の発熱領域が変化し、ミラー面２ａの劣化を抑制することができる。
【０１１５】
なお、以下のように、光偏向器１の並進速度を、走査実行中にミラー部２の往復回動に同期して、制御すれば、ミラー面２ａの劣化抑制に一層有利となる。すなわち、第２回転軸線回りのミラー部２の往復回動速度は往復回動範囲の両端において低下するので、ミラー部２が往復回動範囲の両端位置に来た時に、往復回動範囲の中心位置に来た時よりも、光偏向器１の並進速度が増大させる制御を行う。これにより、ミラー面２ａにおけるスポット領域Ｓの移動速度が均一化し、ミラー面２ａのスポット領域Ｓの経路上の各部位の発熱時間が均一化する。
【０１１６】
ミラー部２の往復回動中に光偏向器１を並進させるときは、縦方向Ｒの光偏向器１の並進範囲の内側に、ミラー面２ａ上でスポット領域Ｓが縦方向Ｒに重ならない光偏向器１の縦方向位置Ｒｈを切替位置として複数設定して、各切替位置を所定時間間隔で切り替えるようにすることができる。その場合、切替位置の変更期間では、光偏向器１は並進するが、切替終了から次の切替開始までの期間は、ミラー部２の往復回動中にもかかわらず、光偏向器１の並進は停止している。
【０１１７】
Ｄ１＋Ｄ２≧３・Ｄｓになるように、静電アクチュエータ３５による光偏向装置３０の最大並進量を大きくすることができる場合、静電アクチュエータ３５による光偏向器１の並進範囲の内側にミラー面２ａ上でスポット領域Ｓが縦方向Ｒに重ならない光偏向器１の縦方向位置Ｒｈとしての切替位置を３個以上、設定することができる。
【０１１８】
静電アクチュエータ３５による光偏向器１の並進を走査停止中に行うときは、ダンパ３２は、光偏向器１の並進に伴う変形力と、ミラー部２の往復回動に起因する変形力とを同時に負荷されることを回避される。これにより、ダンパ３２の変形負荷が軽減され、ダンパ３２の寿命を伸ばすことができる。
【０１１９】
静電アクチュエータ３５による光偏向器１の並進を走査停止中に行うときの頻度は、例えば１回／日、１回／週又は１回／月にすることもできる。
【０１２０】
本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々に変形して実施することもできる。
【０１２１】
例えば、図示の例では、入射光Ｌａは、レーザ装置２２から直接、ミラー面２ａに入射し、走査光としての反射光Ｌｂは、ミラー面２ａから直接、走査領域に向かうようになっている。しかしながら、レーザ装置２２と光偏向器１との間、又は光偏向器１と走査領域との間に光路変更のための光学系を介在させてもよい。
【０１２２】
実施形態では、光偏向装置３０又は９０は、光走査装置としての車両用前照灯に装備されて、反射光Ｌｂで車両前方の照射領域を走査する。しかしながら、本発明の光走査装置は、映像装置等のその他の光走査装置であってもよい。映像装置では、光偏向装置の作動中、レーザ装置２２の出力で増減して、スクリーン上の各走査点の輝度を制御することにより、スクリーン上に画像を生成することができる。
【０１２３】
実施例では、光源としてレーザ装置２２が使用され、入射光Ｌａはレーザ光となっているが、光源としてはレーザ光源以外のものも採用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１・・・光偏向器、２・・・ミラー部、２ａ・・・ミラー面、２２・・・レーザ装置、６・・・内側アクチュエータ（回動アクチュエータ）、７・・・外側アクチュエータ（回動アクチュエータ）、３０，９０・・・光偏向装置、３１・・・支持枠（支持部又は枠状支持部）、３２・・・ダンパ（結合部材）、３５・・・静電アクチュエータ、４０，４１・・・櫛歯、１１９・・・光走査装置、１２４・・・光路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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