(57)【要約】【課題】  電磁駆動方式で２軸ミラーを駆動する従来のミラーデバイスは、可動ミラーの面内方向外側に磁場発生源である磁石を配置する構造であったため、デバイス全体が可動ミラーの面内方向に大きく、実装領域が狭い装置に実装することが難しかった。【解決手段】  ２軸の電磁駆動ミラーを用いたミラーデバイスにおいて、駆動に必要な磁石をミラー反射面の裏面に配置する。第一の基板に第一の梁を介して支持され、上記第一の梁を捻る方向に回転モーメントを与えることにより回転可能な可動枠と、上記可動枠に第二の梁を介して支持され、上記第二の梁を捻る方向に回転モーメントを与えることにより回転可能であり、上記可動ミラーの光反射面の裏面と対向する位置に磁場発生源を配置した。【選択図】図１
2009109778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基板と、前記第一の基板と接続する第一の梁を介して支持され、前記第一の梁を捻る方向に回転モーメントが与えられて回転する可動枠と、前記可動枠と接続する第二の梁を介して支持され、前記第二の梁を捻る方向に回転モーメントが与えられて回転する、光を反射する反射面が設けられた可動ミラーと、前記可動枠及び前記可動ミラーに回転モーメントを与える駆動手段と、を有し、前記可動ミラーの反射面で反射した光の照射位置を変更するミラーデバイスにおいて、前記第一の梁と前記第二の梁とは同一面内で直交し、前記駆動手段は、前記可動ミラーおよび可動枠に設けられた電流を流すための配線と、前記可動ミラーの反射面の裏面と対向する位置に設けられた可動ミラーおよび可動枠駆動用磁場発生源とを有することを特徴とする、ミラーデバイス。
【請求項２】
請求項１記載のミラーデバイスにおいて、前記駆動手段は、前記可動枠に設けられた電流を流すための配線と、前記可動枠に対向する位置であって、前記可動枠に設けられた配線に印加された電流に対して前記第一の梁を捻る方向に回転モーメントを与える位置に設けられた可動枠駆動用磁場発生源を有することを特徴とするミラーデバイス。
【請求項３】
請求項２記載のミラーデバイスにおいて、前記可動ミラー駆動用磁場発生源と、前記可動枠駆動用磁場発生源とが離散的に配置されていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項４】
請求項２記載のミラーデバイスにおいて、前記可動ミラー駆動用磁場発生源と前記可動枠駆動用磁場発生源とは、前記第一の基板の面方向と平行な面内中で、それぞれ対向する面の極性が反転して設けられていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項５】
請求項１記載のミラーデバイスにおいて、前記可動ミラーに入射する光がレーザー光であることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項６】
請求項１記載のミラーデバイスにおいて、前記駆動手段は、前記可動ミラー駆動用磁石と磁気的に結合するヨークを有し、前記可動ミラー駆動用磁石と前記ヨークは、前記可動ミラー駆動用磁石と前記ヨークとの間に発生する磁界が前記第二の梁と直交する方向に発生する向きに配置されたことを特徴とするミラーデバイス。
【請求項７】
請求項６記載のミラーデバイスにおいて、前記ヨークと前記可動ミラー駆動用磁場発生源の間には、磁気的な間隔を設けたことを特徴とするミラーデバイス。
【請求項８】
請求項２記載のミラーデバイスにおいて、前記可動ミラーに設けられた配線に印加する電流と、前記可動枠のみに設けられた配線に印加する電流とが、別々に周期変調されたものであることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項９】
請求項１記載のミラーデバイスにおいて、前記可動ミラーは回転軸を中心に線対称であり、前記可動ミラーの回転中心方向と平行でありそれぞれ前記回転軸に対して対称な端部のうち、一方の端部に与えられる前記可動ミラー駆動用磁場発生源により形成された磁場の前記第一の基板の面内方向と平行な成分の向きと、他方の端部に与えられる前記可動ミラー駆動用磁場発生源により形成された磁場の前記第一の基板の面内方向と平行な成分の向きとが、ほぼ１８０度異なっていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項１０】
請求項２記載のミラーデバイスにおいて、前記可動枠は回転軸を中心に線対称であり、前記可動枠の回転中心方向と平行でありそれぞれ回転軸に対して対称な枠体のうち、一方の枠体に与えられる前記可動枠駆動用磁場発生源により形成された磁場の前記第一の基板の面内方向と平行な成分の向きと、他方の枠体に与えられる前記可動枠駆動用磁場発生源により形成された磁場の前記第一の基板の面内方向と平行な成分の向きとが、ほぼ１８０度異なっていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項１１】
請求項１記載のミラーデバイスにおいて、前記可動ミラーは回転軸を中心に線対称であり、前記可動ミラーの回転中心方向と平行でありそれぞれ前記回転軸に対して対称な端部に設けられた配線を通過する電流の向きが、一方の端部と他方の端部とで、それぞれ、回転中心を含む面内では同一の方向であることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項１２】
請求項２記載のミラーデバイスにおいて、前記可動枠は回転軸を中心に線対称であり、前記可動枠の回転中心方向と平行でありそれぞれ回転軸に対して対称な枠体に設けられた配線を通過する電流の向きが、一方の枠体と他方の枠体とで、それぞれ、回転中心を含む面内では同一の方向であることを特徴とするミラーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動ミラーで反射する光の照射位置を変更するミラーデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光や小光径にコリメートされた平行光線を出す光源とし、この光源から照射された光をミラー面で反射させ、その反射角度を制御することにより、外部スクリーンなどの投射面に反射光を投射することで画像を形成するミラーデバイスが近年開発されている。このようなミラーデバイスを組み込んだ装置としては、自動車に搭載されるヘッドアップディスプレイや、携帯電話に搭載される超小型プロジェクタの光学スキャン装置が提案されている。
【０００３】
上記のようなミラーデバイスのミラーの向きを制御する技術として、面内で直交する２つの回転中心にミラーを配して、そのミラーを二軸で回転させる構造（以下、２軸ミラー構造と記す）において各軸に回転モーメントを発生させる技術がある。
【０００４】
例えば、反射面を備えるミラーと、このミラーに対向する外部品とを有し、これらの一方にコイル、他方に磁場発生源を設け、コイルに印加する電流量を変化させることにより、コイルに発生するローレンツ力を回転トルクとして利用する電磁駆動方式や、ミラーと、このミラーに対向する外部品を有し、それぞれ電極を設けて、電極間に電圧を印加することにより生じる静電気力を変化させることにより回転トルクを発生させる静電駆動方式、あるいは、ミラー外周部に圧電膜等を設け、圧電膜に印加する圧電駆動方式などが提案されている。
【０００５】
このうち、電磁駆動方式に関して、特許文献１に開示された構成は、ミラーと、磁場発生源である磁石とが、ミラーが支持された基板の面内方向を含む水平面内に配置されている。磁石から発生する磁場の向きは、ミラーの反射面においては面内方向と平行、かつ、ミラーの回転軸とほぼ４５度の向きをなしている。
【０００６】
このようなミラーデバイスの駆動は、磁場の正弦ないし余弦方向成分と、ミラーの回転軸と平行な方向に形成された配線を通過する電流との間で生じるローレンツ力により回転モーメントを生じさせて駆動している。
【０００７】
特許文献１では、ミラーの回転軸を支える枠体がミラーの回転軸と直交する回転軸で軸支されて２方向に回転する、いわゆる２軸ミラー構造の場合であっても、斜め４５度磁界を利用することでミラーの回転角を軸ごとに制御できる構成となっている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２９５６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載された駆動方式で２軸ミラーを駆動させる場合、２軸ミラーの４方向に磁石を配置する必要が有る。このようなミラーデバイスでは、搭載する機器の搭載空間に余裕があれば問題は生じないが、小型の機器に搭載する場合には寸法上の制約が生じることが予測される。
【００１０】
装置を小型化する手段の一つとして、電磁駆動方式の場合、磁界発生源を小型化することが有効である。しかしながら、特許文献１で開示された電磁駆動方式では、磁界発生源を小型化するとコイル近傍の磁束密度が低下し、特に磁石から離れているミラー近傍の磁束密度が減少し、駆動に必要なローレンツ力が不足する。
【００１１】
ミラーの寸法，コイルに印加する電流量，コイルの巻き数が同じ場合、磁束密度の低下を補うためには、磁場発生源とミラーに形成されたコイルとの距離を短くすることが有効である。しかし、二次元の画像を投射するために水平方向と垂直方向に走査可能な２軸ミラー構造に特許文献１の磁気回路を適用した場合、ミラーと磁場発生源の間の距離は所定の距離以上にしなければならず、十分なローレンツ力を生じるのに必要な磁束密度を得るためには磁石の小型化に限界があるという課題が存在した。
【００１２】
本発明の目的は、上記の課題を解決し、２軸ミラーを駆動することが可能で、従来よりも装置全体が小型のミラーデバイスを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、本発明におけるミラーデバイスは、第一の基板と、前記第一の基板と接続する第一の梁を介して支持され、前記第一の梁を捻る方向に回転モーメントが与えられて回転する可動枠と、前記可動枠と接続する第二の梁を介して支持され、前記第二の梁を捻る方向に回転モーメントが与えられて回転する、光を反射する反射面が設けられた可動ミラーと、前記可動枠及び前記可動ミラーに回転モーメントを与える駆動手段と、を有し、前記可動ミラーで反射する光の照射位置を変更するミラーデバイスにおいて、前記第一の梁と前記第二の梁とは同一面内で直交し、前記駆動手段は、前記可動ミラーに設けられた電流を流すための配線と、前記可動ミラーの反射面の裏面と対向する位置に設けられた可動ミラー駆動用磁場発生源とを有することとした。これにより、磁場発生源と可動ミラーとの間の距離を低減でき、従来よりも小型のミラーデバイスを実現するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来よりも装置全体が小型のミラーデバイス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】
【００１５】
本発明の一実施例について図を用いて説明する。
【００１６】
図１に示す本実施例におけるミラーデバイス１００では、第一の基板１の開口部に、４つの枠体からなる略四辺形の可動枠３が設けられている。第一の梁２は、同軸上に２本設けられ、それぞれ第一の基板１と可動枠３とに接続する。それら二つの第一の梁２を回転軸として、可動枠３は揺動可能に支持されている。可動枠３は回転軸となる二つの第一の梁２に対して線対称な構造であれば、多角形や楕円形でもよく略四辺形でなくても構わない。
【００１７】
可動枠３の内側開口部には、図１における上面に反射面が設けられた可動ミラー５が設けられている。第二の梁４は、同軸上に二本設けられ、それぞれ可動枠３と可動ミラー５とに接続する。可動ミラー５は、第二の梁４を回転軸として揺動可能に支持されている。可動ミラー５は回転軸となる二つの第二の梁４に対して線対称な構造であれば、多角形や楕円形でもよく略四辺形でなくても構わない。
【００１８】
第一の梁２は、第一の基板１の面内に設けられ、同様に第一の基板１の面内に設けられた第二の梁４と、同一面内で略直交するように設けられている。
【００１９】
可動ミラー駆動用磁石１１は、可動ミラー５の下方であり、上面が可動ミラー５と対向して第二の基板１２上に設けられている。また、可動ミラー駆動用磁石１１は、第二の梁４と直交する方向にヨーク１０が設けられ、可動ミラー駆動用磁石１１の可動ミラー５対向面とヨーク１１とは磁気的に結合している。
【００２０】
可動枠駆動用磁石２０，２１は、第一の梁２と平行な可動枠３の下方であり、上面が可動枠３と対向して第二の基板１２上に設けられている。また可動枠駆動用磁石２０，２１は、可動枠３の回転軸である第一の梁２の半径方向に２個設けられている。
【００２１】
本実施例において、可動ミラー５と可動枠３のそれぞれに対し、その回転振動によって傾きが生じた場合、可動ミラー駆動用磁石１１と可動枠駆動用磁石２０，２１磁場発生源との接触が回避可能な距離まで、可動ミラー５ないし可動枠３と各磁場発生源の距離を短くする。
【００２２】
また、本実施例のように、磁場発生源をそれぞれ離散的に配置することにより、個々の磁場発生源のうち、可動枠３もしくは可動ミラー５に、ローレンツ力により所望の方向の回転モーメントを発生させる際の配線と磁場発生源との距離をさらに低減し、配線近傍の磁束密度が一定であれば、より、磁場発生源を小型化できる構成とした。
【００２３】
なお、第一の基板１，第一の梁２，可動枠３，第二の梁４、及び可動ミラー５は、第一の基板１の母材となるシリコン等の半導体ウェハから、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）プロセスの如き加工プロセスを用いて製造される。
【００２４】
可動枠３及び可動ミラー５の動作原理の詳細については後述するが、本実施例の２軸ミラー構造における可動枠３及び可動ミラー５の動作について概略を説明する。
【００２５】
可動枠３及び可動ミラー５に個別に設けられた（後述する）配線に通電することにより、可動枠３は第一の梁２を軸にして揺動し、可動ミラー５は第二の梁４を軸にして揺動する。
【００２６】
具体的には、可動枠３に設けられた配線と可動ミラー５に設けられた配線とで別々に周期的に変調する電流を与え、可動枠３と可動ミラー５を別々に振動させる。
【００２７】
この動作を基本にして、本実施例におけるミラーデバイス１００は、外部の光源６から、単色もしくは赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）三色のレーザー光、もしくは平行光に集光された光が可動ミラー５の中心近傍に照射されると、その反射光は本装置外部の投射面７に照射されて二次元の画像を表示する。なお、緑色のレーザー光に関しては、赤外光にフィルタを通して第二高調波を発生して利用しても良い。
【００２８】
可動ミラー５には、可動ミラー５が共振を起こす周期に変調された電流を流すことで、可動ミラー５は回転軸を中心に共振して画像の水平方向に反射光を照射する。また、可動枠３には、可動枠３が共振を起こさないように変調した電流を流すことで、可動枠３は回転軸を中心に非共振の振動を行い画像の垂直方向に反射光を照射する。
【００２９】
本実施例における画像のサイズは、光源の強度によるが、一例として、可動ミラー５の反射面と投射面７の距離が０.５ｍの場合、水平方向０.２ｍ×垂直方向０.１５ｍ程度の大きさを想定している。但し、反射光強度，投射画質，サイズにより、画面の縦横比、および、画面サイズは制約を受けるため、画面サイズを大きくすれば輝度は低下し、画面サイズを小さくする、すなわち、可動ミラー５から投射面７までの距離を短くすれば、輝度は向上できる。
【００３０】
可動ミラー５反射面にあてる照射光の直径は、画質によるが、反射光を照射してできた画像が６４０×４８０ドット相当の場合で３００〜４００μｍ程度であることが望ましい。画質を向上する場合はスポットサイズを小さくするなどの方法が考えられる。また、可動ミラー５に入射する光を平行光に集光されたレーザー光とすることにより、反射面からの距離にかかわらず、投射光のスポット径をほぼ一定にし、投射画像の画質を劣化させることなく、ミラーデバイスの小型化が実現できる。
【００３１】
次に、図２，図３を用いて、磁場発生源の配置を説明する。図２は、図１のＡ−Ａ′で切断した断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ′で切断した断面図で、いずれも、第一の基板１と直交する断面を表す。
【００３２】
図２において、本実施例における可動ミラー５を駆動するための磁場発生源は、可動ミラー駆動用磁石１１とヨーク１０の組み合わせである。本実施例において、第一の基板１，可動枠３，可動ミラー５を含む面内に垂直となる位置に可動ミラー駆動用磁石１１を配置する。
【００３３】
図２に示すように、可動ミラー５の反射面の裏面側下方に可動ミラー駆動用磁石１１は配置されている。可動ミラー５の反射面に光が照射されるため、反射面の裏面側に磁石を配置する。
【００３４】
可動ミラー駆動用磁石１１は、図面上下方向に磁化されており、ヨーク１０との相互作用によって、主な磁力線が可動ミラー駆動用磁石１１からヨーク１０に向かって、可動ミラー５に磁界が作用するように形成されている。図２において、可動ミラー駆動用磁石１１と、ヨーク１０による磁力線の向きは、可動ミラー磁束１３のようになっている。
【００３５】
この可動ミラー磁束１３の方向は、第二の梁４と直交する方向である。また、可動ミラー磁束１３の方向は、可動ミラー５が回転（揺動）する中心軸となる第二の梁４に対して平行であり、それぞれ中心軸となる第二の梁４に対して対称な可動ミラー５の端部に対して、図中、第二の梁４から離れる方向に第一の基板１の面内方向と平行な成分を有する。図２において、それぞれの方向は１８０度異なる。
【００３６】
以上の構成により、可動ミラー５の裏面に設けられた配線パターン（後述）を流れる電流と、可動ミラー駆動用磁石１１が作り出す磁界によって、ローレンツ力が可動ミラー５に作用し、可動ミラー５が第二の梁を軸に駆動する構成である。可動枠駆動用磁石２０，２１と、可動ミラー駆動用磁石１１の作り出す磁界の相互作用が少ない範囲であれば、ヨーク１０の代わりに磁石を用いて磁気回路を形成しても良い。また、ヨーク１０と第二の基板１２を一体型とするヨーク構造を用いても良い。
【００３７】
本実施例によれば、可動ミラー５を駆動するための磁石が、可動ミラー５の下方に設けたので、ミラーデバイスを面内方向に小型化することができる。また、可動ミラー駆動用磁石１１がヨーク１０と組み合わせることにより、稼動枠駆動用磁石２０，２１との相互作用が現われる領域を狭くできるので、可動ミラー５を駆動する磁石と可動枠３を駆動する磁石とを面内方向に近接して配置することができるため、ミラーデバイスを小型化することができる。
【００３８】
また、第二の基板１２に溝や窪みなどを形成したり、位置決めマーカーを設けたりして、可動ミラー駆動用磁石１１の位置決めするとよい。
【００３９】
次に、図３において、可動枠３を駆動するための磁場発生源は、可動枠駆動用磁石２０と可動枠駆動用磁石２１の組み合わせである。図３に示すように、一対の可動枠駆動用磁石２０，２１の組み合わせは、可動枠３の第二の梁４が接合する二つの枠体下方にそれぞれ配置されている。可動枠駆動用磁石２０及び１は、土台２３に固定されて第二の基板１２上に搭載する。
【００４０】
可動枠駆動用磁石２０，２１は、貼り合せ面２４に対して互いに異なる極性で磁気的に結合している。本実施例では、可動枠駆動用磁石２０，２１の図面上方における磁力線は、可動枠駆動用磁石２０から可動枠駆動用磁石２１に向かって、可動枠３に磁界が作用するように形成される。図３において、可動枠駆動用磁石２０と可動枠駆動用磁石２１による磁力線の向きは、可動枠磁束２５のようになっている。
【００４１】
可動枠磁束２５の方向は、可動枠３が回転（揺動）する中心軸となる第一の梁２に対して垂直であり、中心軸となる第一の梁２に対して対称な可動枠３のそれぞれの枠体に対して、中心軸方向（図中、第一の梁２に近づく方向）に第一の基板１の面内方向と平行な成分を有する。図３において、それぞれの方向は１８０度異なる。
【００４２】
本実施例においては、可動枠３を駆動するために、それぞれの磁石の貼り合せ面２４で強い磁界を発生させるようにて磁石のみを用いた構造を採用した。駆動に必要な磁束密度が十分であれば、可動枠駆動用磁石２０，２１の片方をヨークに変更しても良い。可動枠駆動用磁石とヨークを用いる場合、可動ミラー駆動用磁石１１と可動枠駆動用磁石との磁界の相互作用の影響を少なくするために、可動ミラー駆動用磁石１１側の可動枠駆動用磁石２１をヨークにするほうが良い。
【００４３】
可動枠駆動用磁石２１をヨークに変更した場合は、ヨーク１０、可動枠駆動用磁気回路を構成するヨーク、土台２３を、第二の基板１２と一体に設けてもよい。この場合、ヨークを設けるため第二の基板１２の材料は、例えば鉄などの軟磁性材料を用いる。この構成では、第二の基板１２の上面と、可動ミラー駆動用磁石１１および可動枠駆動用磁石２０の底面が直接接触する構造となり、部品点数を減少させることができる。この場合の可動ミラーの構造を図４（ａ）に可動枠の構造を図４（ｂ）に、示す。
【００４４】
本実施例のように、可動枠駆動用に磁石を組み合わせて設置する場合、可動ミラー駆動用磁石１１の磁極との磁気的な関係を考慮することで組み立て性が変わる。図３に示すように、可動枠駆動用磁石２０，２１の可動ミラー駆動用磁石１１に対向する側の磁石（図３においては、可動枠駆動用磁石２１）の磁極の向きを、可動ミラー駆動用磁石１１の磁極の向きと反対向きになるように可動枠駆動用磁石２０，２１の磁極を配置する方が、同じ向きに配置して斥力を発生させるよりも可動枠駆動用磁石２０，２１を位置決めし易い。ただし、組み立てた後にそれぞれの駆動用磁石を着磁することを想定すると、可動枠駆動用磁石２１をヨークとする構成としてもよい。この様に、可動枠駆動用磁場発生源と、可動ミラー駆動用磁場発生源を、第一の基板１の面方向と平行な面内において、それぞれ対向する面の極性を反転させることにより、磁場発生源間に斥力が発生せず、組み立てが容易で小型の磁場発生源の配置が可能な構成とした。但し、未着磁の磁石を用いて組み立てる場合は、着磁を容易にするために、対向する面の極性が同じであることが望ましい。
【００４５】
以上の構成により、本実施例における可動枠３を駆動する構成は、可動枠３に設けられた配線パターン（後述）を流れる電流と、可動枠駆動用磁石２０，２１が作り出す磁界によって、ローレンツ力が可動枠３に作用し、可動枠３が第一の梁２を軸に駆動する構成である。
【００４６】
また、第二の基板１２に溝や窪みなどを形成したり、位置決めマーカーを設けたりして、可動枠駆動用磁石２０，２１の位置決めするとよい。
【００４７】
可動ミラー駆動用磁石１１と可動枠駆動用磁石２０，２１の高さを揃える場合は、アルミなどの非磁性材料または軟磁性材料を用いた土台２３を用いるか、可動枠駆動用磁石２０，２１の高さ方向の大きさを大きくすることで対応可能である。
【００４８】
図７に、ミラーデバイスの全体構造を表す。図７に示したように、本実施例のミラーデバイスは各構成部品をモジュール化して組み立てるのが好ましい。まず、第一の基板１は、スペーサ２２を介して第二の基板１２と位置決めされる。可動ミラー駆動用磁石１１は、ヨーク１０に固定して、ヨーク１０を第二の基板１２に設けられた溝２７に挿入して位置決めされる。可動ミラー駆動用磁石１１と可動枠駆動用磁石２１の間には、樹脂やアルミなど、磁界を透過する材質を用いた中間部品２６を設け、土台２３と共にモジュール化して第二の基板１２上の溝２７に挿入して位置決めされる。
【００４９】
第二の基板１２には、位置決めのための溝２７を設けたが他の方法により各構成部品を位置決めするようにしても良い。例えば、他の位置決め手段としては、ピンなどを用いてもよい。可動ミラー５の反射面上部は、陽極接合や、樹脂や、ハンダなどを用いて第一の基板１に接合されたガラス基板２８で、可動ミラー５の駆動機構が封止された構造となる。ガラス基板２８と第二の基板１２と第一の基板１及びスペーサ２２とで封止された空間内は、減圧したり、不活性ガスを充填したり、外気の状態とは異なる空間とすることが可能となる。
【００５０】
次に可動ミラー５と可動枠３の駆動のための配線について図面を用いて説明する。図５に、可動ミラー５を駆動させるための可動ミラー配線パターン３０の一例を示す。図５は、図１に対して第一の基板１，第一の梁２，可動枠３，第二の梁４及び可動ミラー５を下方から見た図である。
【００５１】
可動ミラー５が回転駆動する方向の磁束密度は、点線で囲んだ磁場３１である。この磁場３１は、図２に示した可動ミラー駆動用磁石１１とヨーク１０とで形成される可動ミラー磁束１３による磁界に等しい。
【００５２】
回転駆動のための力以外の力が可動ミラー５に働かないように、可動ミラー５に設けられた配線は、回転軸となる第二の梁４に対して対称構造にすることが望ましい。この配線は、シリコン酸化膜などの絶縁膜を介して多層にするか、可動ミラー反射面側に形成してもよい。
【００５３】
この配線パターン３０は、一方の第一の梁２から他方の第一の梁２に配線され、その間、可動枠３の一部を経由して一方の第二の梁４を通り、可動ミラー５に至る。可動ミラー５部分においては、磁場３１に対していずれも同じ方向に電流が流れるように可動ミラー５上に対角線で結ばれている。
【００５４】
これにより、それぞれの配線に働く回転モーメントが回転軸に対し同じ回転方向に加わることになり、同一の磁場強度に対する回転モーメントを高めることができ、磁場発生源の小型化を実現することが可能となる。
【００５５】
可動ミラー５からの配線は、他方の第二の梁４を通り、先ほど通った可動枠３の一部とは可動ミラー５に対して点対称な可動枠３の一部を通り他方の第一の梁２の配線と接続する。
【００５６】
図６に、可動枠３を駆動するための可動枠配線パターン４０の一例を示す。可動枠３が回転駆動する方向に働く磁界が分布しているのは、点線で囲んだ磁場４１である。これらの磁場４１は、可動枠駆動用磁石２０，２１とで形成される可動枠磁束２５による磁場に等しい。
【００５７】
回転駆動のための力以外の力が可動枠３に働かないように、駆動枠３に設けられた配線は、回転軸となる第一の梁２に対して対称構造にすることが望ましい。この配線は、シリコン酸化膜などの絶縁膜を介して多層にするか、可動枠反射面側に形成してもよい。
【００５８】
図に示したように、磁場４１が形成された配線パターン４０の配線にそれぞれ働く回転モーメントが回転軸に対し同じ回転方向に加わることになり、同一の磁場強度に対する回転モーメントを高めることができ、磁場発生源の小型化を実現することが可能となる。
【００５９】
図５及び図６に示した各配線は、同じ面に設けても良いし、異なる面に設けても良い。同じ面に設ける場合、第一の梁２において、外側に可動枠駆動用の配線パターン４０を設けて、内側に可動ミラー駆動用の配線パターン３０を設けると、配線が重ならないために実装し易い。
【００６０】
また、図５に示した配線パターン３０とは異なる可動ミラー５の配線パターン７０を図８に示す。配線パターン７０は、可動ミラー５の回転方向以外の力がはたらくこと防止するため、回転軸となる第二の梁４に対して対称構造をとるか、力を相殺するような配線パターンにすることが望ましい。
【００６１】
先の配線パターン３０とこの配線パターン７０とは、磁場３１に対して、図中、上から下に電流が流れるように配線されている点では等しいが、その配線を異なる第一の梁２からの配線によりそれぞれ電流が流れるようにした点で異なる。
【００６２】
次に、可動ミラー５を駆動するための磁場発生源の他の構造について図９を用いて説明する。可動ミラー駆動用磁石１１とヨーク１０とからなる可動ミラー５、駆動用の磁場発生源として、可動ミラー駆動用磁石１１とヨーク１０との間に、磁気的な間隔となる隙間８０を設けた。
【００６３】
隙間８０を設けたことにより、隙間が実質的に無い場合に比べて、可動ミラー駆動用磁石１１とヨーク１０により発生する可動ミラー磁束８１における図面横向き方向成分の磁束密度を上げることができる。隙間８０は、５０μｍ〜１５０μｍ程度でも効果を得ることができる。隙間８０には磁気的なギャップが形成できれば足りるため、樹脂などの非磁性体を充填してもよい。
【００６４】
また、可動ミラー５を駆動するための磁場発生源の更に他の構造について図１０を用いて説明する。図１０に示した可動ミラー駆動用の磁場発生源は、可動ミラー駆動用磁石９０，９１を有し、図に示すように互いに逆の極性なるように並べて配置した。可動ミラー駆動用磁石９０，９１とヨーク１０とにより生じる可動ミラー磁束９２は、同方向とした。
【００６５】
磁石間には樹脂９３を用いているが、樹脂９３は、無くても構わない。また、磁石同士が接触していても構わない。
【００６６】
可動ミラー５に対して磁束の向きを同方向とすることにより、可動ミラー５の面上で、一本の配線で渦巻状に配線パターンを形成できるという利点がある。しかし、本実施例における可動枠駆動用磁石と可動ミラー駆動用磁石の配置では、同極となる部分が形成されるので、同極が対向する部分では斥力が働く位置関係となる。この場合は、組み立て時に、着磁していない磁石を配置した後で可動枠駆動用磁石を着磁したり、樹脂の枠などで磁石を固定してから組み立てたりするなどの方法で実現できる。
【００６７】
本実施例の構成によれば、２軸ミラーを有するミラーデバイスにおいて、二つの回転軸を電磁誘導方式で駆動する際に、磁場発生源である磁石を２軸ミラーの面内方向に配置しなくてもよいので、装置全体を小型にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施例におけるミラーデバイスのミラー駆動構成を表す概念図。
【図２】図１のＡ−Ａ′断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ′断面図。
【図４】可動枠を駆動させるための磁石およびヨーク配置を示す図。
【図５】可動ミラー５を駆動するための配線パターンを示す図。
【図６】可動枠を駆動させるための可動枠配線パターンである。
【図７】本発明の一実施例におけるミラーデバイスの全体構造を説明する図。
【図８】可動ミラーを駆動するための他の配線パターンを示す図。
【図９】可動ミラーを駆動するための他の磁場発生源を説明する図。
【図１０】可動ミラーを駆動するための更に他の磁場発生源を説明する図。
【符号の説明】
【００６９】
１  第一の基板
２  第一の梁
３  可動枠
４  第二の梁
５  可動ミラー
６  光源
７  投射面
１０  ヨーク
１１  可動ミラー駆動用磁石
１２  第二の基板
１３  可動ミラー磁束
２０，２１  可動枠駆動用磁石
【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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【図１０】
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