JP2006195083A

JP2006195083A - 光走査装置

Info

Publication number: JP2006195083A
Application number: JP2005005627A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Nozaki; 義明野崎; Junichi Nakamura; 淳一中村; Shinichi Nakayama; 信一中山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-27
Also published as: CN1804677A; US20060175544A1; US7285770B2; CN100365466C

Abstract

【課題】反射体の配置される環境に影響されずに、反射体の姿勢を検出することができ、反射体の姿勢を示す姿勢情報に基づいて反射体を走査し、予め定める照射位置に光を照射することができる光走査装置を提供する。
【解決手段】第２の軸線Ｌ２まわりに角変位可能な走査ミラー１１の厚み方向他表面３１に向かって第２発光素子２２Ｂから光を出射する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂのうち少なくともいずれか一方は、第２発光素子２２Ｂから出射され、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光を受光する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂおよび信号出力手段２４は、前記光を受光した位置を示す位置情報を含む電気信号を生成する。この位置情報は、走査ミラー１１の角変位量を表し、駆動手段２１は、この位置情報に基づいて走査ミラー１１を走査し、第１光源１２から出射される光を予め定める照射位置に照射させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バーコードリーダ、網膜投影ディスプレイ、レーザプリンタおよびレーザプロジェクタなど、光を走査して、静止画像または動画像を読み取る、または静止画像または動画像を出力する機器に使用する光走査装置に関する。

たとえばレーザプロジェクタでは、走査ミラーにレーザ光を照射し、走査ミラーによって反射される光をスクリーンに投影させることによって、予め定める映像をスクリーンに投影する。スクリーンに予め定める映像を投影するためには、走査ミラーの姿勢を制御しなければならない。走査ミラーは、走査ミラーの姿勢を示す姿勢情報に基づいて、制御されるので、走査ミラーの姿勢を制御するためには、まず走査ミラーがどのような姿勢となっているのかを検出しなければならない。

また、人の目に光が当たる可能性のある光走査装置では、光の走査が終了したら即座に光の照射を停止する必要がある。走査ミラーが光を走査中か否かは、走査ミラーの姿勢を示す姿勢情報に基づいて判断することができる。したがって、光の走査が終了したら即座に光の照射を停止するためには、まず走査ミラーがどのような姿勢となっているのかを検出しなければならない。

また、光走査装置を使用することによって、眼球の網膜に映像を直接投影する場合、走査ミラーの姿勢を一定に保持し、網膜の予め定める位置に、安全基準時間を超えて映像を投影し続けると、網膜を損傷させるおそれがある。このため、走査ミラーの姿勢が一定に保持される時間を測定し、走査ミラーの姿勢が一定に保持されている時間が前記安全基準時間に達すると、網膜への映像の投影を停止しなければならない。走査ミラーの姿勢が一定に保持されている時間は、走査ミラーの姿勢を検出することによって測定することができる。したがって、まず走査ミラーがどのような姿勢となっているかを検出しなければならない。

図２６は、物体の姿勢を検出するための第１の従来の技術である姿勢検出装置１を示す平面図である。図２７は、図２６の領域ＩＩを拡大して示す平面図である。

第１の従来の技術では、シリコン単結晶の電気抵抗が歪みによって変化する性質を利用して物体の姿勢を示す姿勢情報を得る。姿勢検出装置１は、可動部２と、支持部３と、可動部２および支持部３を連結する第１接続部４Ａおよび第２接続部４Ｂとを含んで構成される。可動部２は、板状体によって形成され、略直方体形状を有する。第１接続部４Ａおよび第２接続部４Ｂは、可動部２の長手方向の中央部から相互に離反する方向に突出し、可動部２の厚み方向および長手方向に垂直な軸線まわりに支持部３を角変位可能に接続する。

第１接続部４Ａは、シリコン単結晶から成る。シリコン単結晶は、加わる応力に応じ、ピエゾ抵抗効果によって電気抵抗が変化する。可動部２が前記軸線まわりに角変位すると、第１接続部４Ａに応力が加わり、シリコン単結晶から成る第１接続部４Ａの電気抵抗がピエゾ抵抗効果によって変化する。この電気抵抗の変化量を測定することによって、可動部２の角変位量を測定することができる。

第１接続部４Ａの電気抵抗の変化を測定するために、４端子法を用いる。第１接続部４Ａの一表面部には、第１〜第４電極端子５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが形成される。第１および第２電極端子５Ａ，５Ｂは、予め定める間隔を開けて第１接続部４Ａの表面に電気的に接続される平行電極６に接続され、第３および第４電極端子５Ｃ，５Ｄは、前記平行電極６の間で、予め定める距離を開けて第１接続部４Ａの表面に電気的に接続される計測電極に接続される。第１電極端子５Ａと第２電極端子５Ｂを介して平行電極間に、定電流を流し、第３電極端子５Ｃおよび第４電極端子５Ｄの間に発生する電圧を測定することによって、第１接続部４Ａの電気抵抗の変化を測定することができる（たとえば特許文献１、特許文献２および非特許文献１参照）。

第２の従来の技術では、誘導起電力を利用することによって、予め定める軸線まわりに角変位可能な可動部材の姿勢を検出している。可動部材には、ループ状の速度検出コイルが形成されている。また可動部材は、静磁場中に配置される。可動部材が角変位すると、可動部材の速度検出コイルによって囲まれる領域を通る磁束が変化し、誘導起電力が生じる。この誘導起電力の大きさを測定することによって、可動部材の角変位を測定することができる（たとえば特許文献３参照）。

米国特許５６４８６１８号明細書特表２００２−５２４２７１号公報特開平１１−２８８４４４号公報Ｗ．Ｇ．ファン（W.G.Pfann）、Ｒ．Ｎ．トラストン（R.N.Thurston），ジャーナルオブアプライドフィジックス（Journal of Applied Physics），「セミコンダクティングストレストランスデューサーズユーチライジングザトランスバースアンドシアピエゾレジスタンスイフェクト（Semiconducting Stress Transducers utilizing the Transverse and Shear Piezo Resistance Effects）」，１９６１年，第３２巻，１０号，ｐ．２００８

第１の従来の技術では、加わる応力によって変化する第１接続部４Ａの電気抵抗を測定することによって、可動部２の角変位量を検出しているが、電気抵抗の変化量は、微小で、かつ温度に依存する。四端子法を用いて微小な電気抵抗の変化量を測定するが、四端子法を用いて抵抗を測定するためには、定電流源が必要であり、そのために定電流回路を形成する必要が生じ、角変位量を測定するための回路が複雑になるという問題がある。また、電気抵抗の変化量が微小なので、検出した電気抵抗情報を増幅する増幅回路が必要となり、回路がさらに複雑になるという問題がある。また、可動部２に光を照射し、可動部２を変位させることによって、可動部２によって反射される光を走査する場合、照射される光によって可動部２の温度が上昇し、可動部２と接する第１接続部４Ａの温度も上昇する。第１接続部４Ａの電気抵抗の変化量は、温度に依存するので、第１接続部４Ａの温度が変化すると、可動部２の角変位量を正確に測定できなくなるという問題がある。特に第１接続部４Ａの直径が細く、数十μｍ程度の場合、可動部２に生じる熱を第１接続部４Ａを介して支持部３へ伝えにくくなり、可動部２の温度がさらに高くなる。このため、第１接続部４Ａの温度がさらに高くなり、可動部２の角変位量を正確に測定できないという問題がある。また、第１接続部４Ａの雰囲気温度によっても、第１接続部４Ａの温度が変化し、可動部２の角変位量を正確に測定できないという問題がある。

第２の従来の技術では、可動部材が角変位することによって生じる誘導起電力の大きさを測定することによって可動部材の角変位量を測定している。この可動部材を含んで構成される光走査装置を、所定の磁場中に配置して使用する場合、可動部材が配置される場所の磁場が変化する。可動部材が配置される場所の磁場が変化すると、可動部材に形成されるループ状の速度検出コイルによって囲まれる領域の磁束が変化する。したがって、可動部材が角変位することによって生じる誘導起電力の大きさも変化し、可動部材の角変位量を正確に検出できなくなるという問題がある。たとえば、可動部材に形成されるループ状の速度検出コイルに囲まれる領域の磁束が零となるような磁場中に光走査装置を配置した場合、可動部材が角変位しても誘導起電力は生じず、可動部材の角変位量を検出することはできなくなる。

したがって本発明の目的は、反射体の配置される環境に影響されずに、反射体の姿勢を検出することができ、反射体の姿勢を示す姿勢情報に基づいて反射体を走査し、予め定める照射位置に光を照射することができる光走査装置を提供することである。

本発明は、予め定める照射領域に照射されるべきビーム光を発生する第１光源と、
前記第１光源から照射されるビーム光を反射して前記予め定める照射領域に導く反射体と、
前記反射体の周縁部に連結される複数の連結部を有し、各連結部を介して前記反射体を揺動可能に保持する保持枠体と、
前記反射体に照射されるべき光を発生する第２光源と、
前記第２光源から発生し、前記反射体によって反射された反射光を受光する受光手段と、
前記第１光源からのビーム光が前記予め定める照射領域内を走査するように前記反射体を揺動させる駆動手段と、
前記駆動手段による反射体の揺動動作を、前記受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて制御する制御手段とを含むことを特徴とする光走査装置である。

本発明に従えば、受光手段は、第２光源から発生し、反射体によって反射された反射光を受光する。受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢を表す。駆動手段は、第１光源からのビーム光が前記予め定める照射領域内を走査するように前記反射体を揺動させる。制御手段は、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また、第２光源および受光手段を反射体に設けることなく、制御手段は、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御することができる。

また本発明は、第２光源は、この第２光源から発生し、前記反射体に入射する光の入射角が鋭角となるように設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、第２光源から発生し、反射体に入射する光の入射角は、鋭角となる。換言すると、第２光源から発生し、反射体に入射する光は、反射体に斜めに入射する。これによって、第２光源から発生する光が反射体に垂直に入射する場合に比べて、第２光源から発生する光が、受光手段に至るまでに光が辿る距離、すなわち光路が長くなる。第２光源ら発生され、受光手段に至るまでに光が辿る光路が長くなると、反射体の姿勢が変化し、反射体によって反射される光の進行方向が変化したときに、反射光を受光する受光手段の受光領域の位置が、大きく変化する。つまり、反射体の姿勢が変位する前後における、反射光の受光領域の位置の変位量が大きくなる。反射体の微小な変位に対しても、反射光の受光領域の位置の変位量が大きく変化するので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記保持枠体は、前記反射体を予め定める軸線まわりに揺動可能に保持し、
前記第２光源は、この第２光源から発生し、反射体によって反射された反射光の進行方向、および前記予め定める軸線の延びる方向を含む仮想一平面上における、前記反射光の進行方向と前記予め定める軸線の延びる方向との成す角度が垂直となるように設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、前記第２光源は、前記反射光の進行方向、および前記予め定める軸線の延びる方向を含む仮想一平面上における、前記反射光の進行方向と前記予め定める軸線の延びる方向との成す角度が垂直となるように設けられるので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、予め定める軸線まわりに揺動する反射体の姿勢を表す。制御手段は、予め定める軸線まわりに揺動可能な反射体の揺動動作を、予め定める軸線まわりに揺動する反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて制御する。これによって、第１光源からのビーム光を、予め定める軸線に垂直な方向に走査することができる。

また本発明は、前記受光手段は、受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子およびこの受光素子によって生成された電気信号を出力する信号出力手段を有し、
前記受光素子および前記信号出力手段が、一体形成される基板を含むことを特徴とする。

本発明に従えば、受光素子および信号出力手段は、基板に一体形成される。受光素子および信号出力手段が基板に一体形成されると、受光素子および信号出力手段をワイヤボンディングなどによって基板に電気的に接続するよりも、受光素子と信号出力手段とを電気的に接続する配線の距離が短くなる。受光素子と信号出力手段とを接続する配線の距離が長くなるほど、光電変換によって生成された電気信号以外の信号が、配線にノイズとして流れやすくなる。受光素子から信号出力手段にノイズとなる電流が流れると、反射体の姿勢を表す受光手段が受光する受光量および受光領域を正確に出力することができなくなる。受光素子および信号出力手段が基板に一体形成されることによって、受光素子と信号出力手段とを電気的に接続する配線の距離が短くなり、ノイズが発生しにくい受光手段となる。したがって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢を精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢を精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記第２光源は、前記基板に一体形成されることを特徴とする。
本発明に従えば、受光素子、信号出力手段および第２光源を、基板に一体形成することができる。これによって、受光素子、信号出力手段および第２光源を同一工程において基板に形成することができる。

また本発明は、第２光源は、発光素子を有し、
受光手段は、受光素子を有し、
前記発光素子および前記受光素子が、フリップチップ接続される素子接続部を含むことを特徴とする。

本発明に従えば、発光素子および受光素子は、素子接続部にフリップチップ接続されるので、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）またはワイヤボンディングを用いた接続法によって発光素子および受光素子を接続する場合よりも、素子の実装密度が高くなる。

また本発明は、前記受光手段は、受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を少なくとも２つ以上含むことを特徴とする。

本発明に従えば、受光手段は、反射光を受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を少なくとも２つ以上含む。受光素子の数を多くすることによって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、予め定める照射領域に照射されるべきビーム光を発生する第１光源と、
前記第１光源から照射されるビーム光を反射して前記予め定める照射領域に導く反射体と、
前記反射体の周縁部に連結される複数の連結部を有し、各連結部を介して前記反射体を揺動可能に保持する保持枠体と、
光を発生する第２光源と、
前記第２光源から発生する光を受光する受光手段と、
前記第１光源からのビーム光が前記予め定める照射領域内を走査するように、前記反射体を揺動させる駆動手段と、
前記駆動手段による反射体の揺動動作を、前記受光手段が受光した光の光量および受光領域に基づいて制御する制御手段を含み、
前記受光手段は、受光した光の光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を有し、
前記第２光源は、発光素子を有し、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記反射体に設けられ、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか他方は、前記保持枠体に設けられることを特徴とする光走査装置である。

本発明に従えば、発光素子および受光素子のうちいずれか一方は、前記反射体に設けられ、発光素子および受光素子のうちいずれか他方は、保持枠体に設けられる。また、受光手段は、前記第２光源から発生する光を受光する。反射体が変位すると、発光素子と受光素子との相対位置が変化する。発光素子と受光素子との相対位置が変化すると、第２光源から発生し、受光手段に照射される光の受光領域の位置が変化する。したがって、受光領域は、反射体の姿勢を表す。制御手段は、第１光源からのビーム光が前記予め定める照射領域内を走査するように前記反射体を揺動させる。制御手段は、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記保持枠体は、前記反射体を予め定める軸線まわりに揺動可能に保持し、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記反射体の前記予め定める軸線から最も離反する端部に設けられることを特徴とする。

本発明に従えば、発光素子および受光素子のうちいずれか一方は、反射体の予め定める軸線から最も離反する端部に設けられる。反射体の予め定める軸線から最も離反する端部は、反射体が予め定める軸線まわりに揺動したときに、最も大きく変位する。つまり、発光素子および受光素子のうち、反射面に設けられる一方は、反射体が変位したときに、大きく変位する。したがって、反射体が変位したときの、発光素子と受光素子との相対位置の変化量が大きくなる。発光素子と受光素子との相対位置の変化量が大きくなると、第２光源から発生し、受光手段に照射される光の受光領域の位置が大きく変化する。これによって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記保持枠体は、前記反射体を予め定める軸線まわりに揺動可能に保持し、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記予め定める軸線上を除く、前記予め定める軸線の延びる方向の反射体の端部に設けられ、
前記第２光源は、前記予め定める軸線の延びる方向に進む光を発生すること特徴とする。

本発明に従えば、反射体は、予め定める軸線まわりに揺動可能であり、前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記予め定める軸線上を除く、前記予め定める軸線の延びる方向の反射体の端部に設けられる。また、前記第２光源は、前記予め定める軸線の延びる方向に平行に進む光を発生する。したがって、発光素子と受光素子とは、予め定める軸線の延びる方向に対向して設けられ、発光素子と受光素子とを、最短距離で近接して設けることができる。

また本発明は、前記受光手段は、前記受光素子によって生成された電気信号を出力する信号出力手段を有し、
前記受光素子は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成され、
前記信号出力手段は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成されることを特徴とする。

本発明に従えば、前記受光素子は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成され、前記信号出力手段は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成される。受光素子および信号出力手段が前記反射体および前記保持枠体のうち少なくともいずれか一方に一体形成されると、受光素子および信号出力手段をワイヤボンディングなどによって前記反射体および前記保持枠体のうち少なくともいずれか一方に電気的に接続するよりも、受光素子と信号出力手段とを電気的に接続する配線の距離が短くなる。受光素子と信号出力手段とを接続する配線の距離が長くなるほど、光電変換によって生成された電気信号以外の信号が、配線にノイズとして流れやすくなる。受光素子から信号出力手段にノイズとなる電流が流れると、反射体の姿勢を表す受光手段が受光する受光量および受光領域を正確に出力することができなくなる。受光素子および信号出力手段が反射体および保持枠体のうち少なくともいずれか一方に一体形成されることによって、受光素子と信号出力手段とを電気的に接続する配線の距離が短くなり、ノイズが発生しにくい受光手段となる。したがって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢を精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢を精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記発光素子は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成されることを特徴とする。

本発明に従えば、受光素子、信号出力手段および発光素子を、反射体および保持枠体のうち少なくともいずれか一方に一体形成することができる。これによって、受光素子、信号出力手段および発光素子を同一工程において形成することができる。

また本発明は、前記受光手段は、前記受光素子を２つ以上含むことを特徴とする。
本発明に従えば、受光手段は、受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を少なくとも２つ以上含む。受光素子の数を多くすることによって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記第１光源は、予め定める第１の波長の光を発生し、
前記第２光源は、予め定める第２の波長の光を発生し、
前記受光手段は、予め定める第１の波長よりも、予め定める第２の波長の光に対して、高い受光感度を有することを特徴とする。

本発明に従えば、第１光源から発生する光の第１の波長と、第２光源から発生する光の第２の波長とは、相違する。また受光手段は、第１の波長よりも、第２の波長の光に対して、高い受光感度を有する。したがって、受光手段は、第１光源から発生する光を検出しにくい。受光手段は、第２光源からのビーム光を受光する。制御手段は、この受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。受光手段が、第２光源のビーム光以外の第１光源からの光を検出すると、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢を正確に表さない。本発明では、受光手段は、第１光源からの光を検出しにくいので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。

また本発明は、前記発光素子および前記受光素子が、フリップチップ接続される素子接続部を含むことを特徴とする。

本発明に従えば、発光素子および受光素子は、素子接続部にフリップチップ接続されるので、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）またはワイヤボンディングを用いた接続法によって発光素子および受光素子を素子接続部に接続する場合よりも、素子の実装密度が高くなる。

本発明によれば、制御手段が、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御することによって、第１光源からのビーム光が予め定める照射領域内を走査することができる。これによって、たとえば予め定める映像をスクリーンに投影することができる。

また、第２光源および受光手段を反射体に設けることなく、制御手段は、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御することができる。第２光源および受光手段のうち少なくともいずれか一方が反射体に設けられると反射体の質量が大きくなり、反射体の変位を制御しにくくなるが、本発明では、第２光源および受光手段は、反射体に設けられないので、このような問題は生じない。

また、第２光源および受光手段が反射体に設けられる場合、反射体の温度が変化すると、その影響で第２光源および受光手段の温度が変化するが、第２光源および受光手段は、反射体に設けられないので、反射体の温度が変化しても、第２光源および受光手段は、反射体の温度変化の影響を受けにくい。したがって、第２光源および受光手段は、温度変化しにくいので、発光特性および受光特性が温度に依存せず、これによって反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、温度に依存しにくくなる。

また、第２光源から発生する光は、第２光源の周囲の電場または磁場によってその進行方向が変わらない。したがって、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、光走査装置の配置される位置における電場または磁場に影響されない。

したがって反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、光走査装置の配置される位置における温度および電場または磁場の影響を受けることなく、反射体の姿勢を精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢を精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御することができる。これによって、反射体の揺動動作を高精度に制御することができ、第１光源からのビーム光を、精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

また本発明によれば、第２光源から発生し、反射体に入射する光の入射角は、鋭角となるので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。これによって、反射体の揺動動作を高精度に制御することができ、第１光源からのビーム光を、精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

また本発明によれば、前記第２光源は、前記反射光の進行方向、および前記予め定める軸線の延びる方向を含む仮想一平面上における、前記反射光の進行方向と前記予め定める軸線の延びる方向との成す角度が垂直となるように設けられるので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、予め定める軸線まわりに揺動する反射体の姿勢を表す。制御手段は、予め定める軸線まわりに揺動可能な反射体の揺動動作を、予め定める軸線まわりに揺動する反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて制御する。これによって、第１光源からのビーム光を、予め定める軸線に垂直な方向に走査することができる。

また本発明によれば、受光素子および信号出力手段が基板に一体形成されることによって、ノイズが発生しにくい受光手段となる。したがって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢を精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢を精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。これによって、反射体の揺動動作を高精度に制御することができ、第１光源からのビーム光を、精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

また本発明によれば、受光素子、信号出力手段および第２光源を、同一工程において基板に形成することができる。これによって、第２光源を受光素子および信号出力手段と異なる工程で基板に設ける場合に比べて、光走査装置の製造工程を簡易にすることができ、光走査装置の製造コストを抑制することができる。

また本発明によれば、発光素子および受光素子は、素子接続部にフリップチップ接続されるので、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）またはワイヤボンディングを用いた接続法によって接続する場合よりも、素子の実装密度が高くなる。これによって、光走査装置の小型化を実現することができる。

また本発明によれば、受光手段は、反射光を受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を少なくとも２つ以上含むので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。これによって、反射体の揺動動作を高精度に制御することができ、第１光源からのビーム光を、精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

また本発明によれば、発光素子および受光素子のうちいずれか一方は、前記反射体に設けられ、発光素子および受光素子のうちいずれか他方は、保持枠体に設けられる。受光手段は、第２光源から発生する光を受光する。制御手段が、反射体の姿勢を表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御することによって、第１光源からのビーム光が予め定める照射領域内を走査することができる。これによって、たとえば予め定める映像をスクリーンに投影することができる。

また本発明によれば、発光素子および受光素子のうちいずれか一方は、反射体の予め定める軸線から最も離反する端部に設けられるので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。これによって、たとえば予め定める映像をスクリーンに投影することができる。

また本発明によれば、反射体は、予め定める軸線まわりに揺動可能であり、前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記予め定める軸線上を除く、前記予め定める軸線の延びる方向の反射体の端部に設けられる。また、前記第２光源は、前記予め定める軸線の延びる方向に平行に進む光を発生する。したがって、発光素子と受光素子とは、予め定める軸線の延びる方向に対向して設けられ、発光素子と受光素子とを、最短距離で近接して設けることができる。これによって、光走査装置の小型化を実現することができる。

また本発明によれば、受光素子および信号出力手段が前記反射体および前記保持枠体のうち少なくともいずれか一方に一体形成されることによって、ノイズが発生しにくい受光手段となる。したがって、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢を精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢を精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。これによって、反射体の揺動動作を高精度に制御することができ、第１光源からのビーム光を、精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

また本発明によれば、受光素子、信号出力手段および第２光源を、同一工程において前記反射体および前記保持枠体のうち少なくともいずれか一方に形成することができる。これによって、第２光源を受光素子および信号出力手段と異なる工程で基板に設ける場合に比べて、光走査装置の製造工程を簡易にすることができ、光走査装置の製造コストを抑制することができる。

また本発明によれば、第１光源から発生する光の第１の波長と、第２光源から発生する光の第２の波長とは、相違し、受光手段は、第１の波長よりも、第２の波長の光に対して、高い受光感度を有ので、受光手段が受光した光の受光量および受光領域は、反射体の姿勢をより精度良く表す。制御手段は、反射体の姿勢をより精度良く表す受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて、前記駆動手段による反射体の揺動動作を制御する。これによって、反射体の揺動動作を高精度に制御することができ、第１光源からのビーム光を、精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態の光走査装置１０の断面図であり、図２は、本発明の第１の実施の形態の光走査装置１０の平面図である。図１は、図２の切断面線Ｉ−Ｉから見た光走査装置１０の断面図である。

光走査装置１０は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。

第１光源１２は、ビーム光を発生する。第２光源１３は、光を発生する。本実施の形態において、光は、紫外放射、可視放射、および赤外放射を含む。第１光源１２は、第１発光素子２２Ａと第１駆動手段２３Ａとを有する。第２光源１３は、第２発光素子２２Ｂと第２駆動手段２３Ｂとを有する。第１駆動手段２３Ａは、第１発光素子２２Ａに電力を供給し、第１発光素子２２Ａからビーム光を発生させる。第２駆動手段２３Ｂは、第２発光素子２２Ｂに電力を供給し、第２発光素子２２Ｂから光を発生させる。第２駆動手段２３Ｂは、第１集積回路１５Ａによって実現される。

第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、光を受光し、受光した光を、光量に応じた量の電流に変換する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂによって変換された電流は、信号出力手段２４に与えられる。

信号出力手段２４は、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂから与えられる電流を増幅し、制御手段２５に電気信号として出力する。信号出力手段２４は、第１集積回路１５Ａによって実現される。

制御手段２５は、第１および第２駆動手段２３Ｂ、信号出力手段２４、駆動手段２１を制御する。制御手段２５は、第２集積回路１５Ｂによって実現される。
反射体は、走査ミラー１１によって実現される。

受光手段は、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂと信号出力手段２４とを含んで実現される。

基台１７は、板状体によって形成され、略直方体形状を有する。基台１７の厚み方向に平行であって、基台１７の長手方向の中心から長手方向の一方寄り、かつ基台１７の短手方向の中心を通る軸線を第１の軸線Ｌ１と記載する。基台１７の厚み方向一表面部２６には、第２発光素子２２Ｂ、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、および第２集積回路１５Ｂが配置される。

基台１７の厚み方向一表面部２６には、予め定める配線が形成されている。前記配線は、第１〜第４配線２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄを含む。第２発光素子２２Ｂと第１集積回路１５Ａとは、第１配線２７Ａを介して電気的に接続される。第１受光部１４Ａと第１集積回路１５Ａとは、第２配線２７Ｂを介して電気的に接続される。第２受光部１４Ｂと第１集積回路１５Ａとは、第３配線２７Ｃを介して電気的に接続される。第１集積回路１５Ａと第２集積回路１５Ｂとは、第４配線２７Ｄを介して電気的に接続される。

走査ミラー１１は、板状体によって形成され、略直方体形状を有する。走査ミラー１１は、走査ミラー１１の中心を通り、走査ミラー１１の短手方向に延びる第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位可能に保持枠体２０に支持される。走査ミラー１１は、第１の軸線Ｌ１と第２の軸線Ｌ２とが、走査ミラー１１の中心点において直交するように配置される。走査ミラー１１の厚み方向一表面３０が、第１の軸線Ｌ１の延びる方向と垂直となるときの走査ミラー１１の姿勢を、走査ミラー１１の基準姿勢と記載する。走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、走査ミラー１１の厚み方向他表面３１と基台１７の厚み方向一表面３２とは、対向し、かつ平行である。

第１の軸線Ｌ１の延びる方向を第１方向Ｚと定義する。第２の軸線Ｌ２の延びる方向を第２方向Ｘと定義する。第1方向Ｚおよび第2方向Ｘに垂直な方向を第３方向Ｙと定義する。

保持枠体２０は、枠体３３と、第１連結部３４Ａおよび第２連結部３４Ｂとを含んで構成される。枠体３３は、第１〜第４保持枠体形成部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄを有し、この第１〜第４保持枠体形成部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄが枠状に形成されて構成される。保持枠体２０は、この保持枠体２０の厚み方向が第１方向Ｚに一致するように設けられる。保持枠体２０の厚み方向とは、枠体３３の中心軸の延びる方向である。

保持枠体２０には、予め定める配線が形成されている。保持枠体２０は、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、走査ミラー１１の側面に枠体３３の内周面が臨むように基台１７に設けられる。枠体３３の反射ミラー１１に臨む内周面部の第１方向Ｚ他端部は、第１方向Ｚ一端部よりも走査ミラー１１から離反する方向に退避して形成される。前記第１〜第４保持枠体形成部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄは、略直方体形状を有する。第１保持枠体形成部３５Ａは、走査ミラー１１の中心部から、第２方向Ｘの一方側に配置され、第２保持枠体形成部３５Ｂは、走査ミラー１１の中心部から、第２方向Ｘの他方側に配置される。第３保持枠体形成部３５Ｃは、走査ミラー１１の中心部から、第３方向Ｙの一方側に配置され、第４保持枠体形成部３５Ｄは、走査ミラー１１の中心部から、第３方向Ｙの他方側に配置される。枠体３３は、第１保持枠体形成部３５Ａの長手方向一端部および第３保持枠体形成部３５Ｃの長手方向一端部と、第１保持枠体形成部３５Ａの長手方向他端部および第４保持枠体形成部３５Ｄの長手方向一端部と、第２保持枠体形成部３５Ｂの長手方向一端部および第３保持枠体２０Ｃの長手方向他端部と、第２保持枠体形成部３５Ｂの長手方向他端部および第４保持枠体形成部３５Ｄの長手方向他端部とが、それぞれ接続されて、略矩形状に形成される。

第１連結部３４Ａは、第２の軸線Ｌ２を通り、第１保持枠体形成部３５Ａの走査ミラー１１に臨む一側面３６から突出する。第２連結部３４Ｂは、第２の軸線Ｌ２を通り、第２保持枠体形成部３５Ｂの走査ミラーに臨む一側面３７から突出する。走査ミラー１１は、第１連結部３４Ａおよび第２連結部３４Ｂにそれぞれ接続され、これら第１連結部３４Ａおよび第２連結部３４Ｂを介して枠体３３と物理的に接続される。

保持枠体２０と基台１７とは、接続部４０を介して物理的に接続される。接続部４０は、保持枠体２０の第１方向Ｚ他表面４１の第１の軸線Ｌ１から離反する４隅に配置される。接続部４０には、予め定める配線が形成されている。

走査ミラー１１の周縁部４２には、ループ状のコイル４３が形成されており、このコイル４３の一端および他端は、保持枠体２０、接続部４０、および基台１７に形成された配線を介して、コイル駆動手段４４と電気的に接続される。コイル駆動手段４４は、第2集積回路１５Ｂによって実現される。また、第３保持枠体形成部３５Ｃの長手方向中央部、および第４保持枠体形成部３５の長手方向中央部には永久磁石４７が設けられている。保持枠体２０に永久磁石４７を設けることによって、走査ミラー１１に形成されたループ状のコイル４３によって囲まれる領域を、第１方向Ｚの一方から他方に貫く静磁場が生じる。静磁場中に配置される走査ミラー１１のループ状のコイル４３に電流が流れると、ローレンツ力が生じる。このローレンツ力によって、走査ミラー１１は、第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位する。ローレンツ力の大きさは、ループ状のコイル４３に流れる電流の量に依存する。ローレンツ力の向きは、ループ状のコイル４３に流れる電流の向きに依存する。

コイル駆動手段４４は、制御手段２５から与えられる制御指令に基づいて、走査ミラー１１のループ状のコイル４３に流れる電流の量および電流の流れる向きを決定して、ループ状のコイル４３に電流を供給する。駆動手段２１は、走査ミラー１１の角変位を制御する。ループ状のコイル４３と、永久磁石と、コイル駆動手段４４と、配線とを含んで、駆動手段２１は実現される。

走査ミラー１１の厚み方向一表面３０の中心部には、予め定める反射率を有し、光を反射する第１反射ミラー５０Ａが形成されている。第１光源１２は、走査ミラー１１の第１方向Ｚ一方側に設けられ、走査ミラー１１の第１反射ミラー５０Ａに予め定める第１の波長λ１の光を出射する。第１発光素子２２Ａは、発光ダイオードおよび半導体レーザなどによって実現される。第１の波長λ１は、たとえば４００ｎｍ〜７００ｎｍに選ばれる。制御手段２５は、第１駆動手段２３Ａを制御する。第１駆動手段２３Ａは、制御手段２５から与えられる制御指令に基づく光を、第１発光素子２２Ａから出射させる。駆動手段２１によって、走査ミラー１１の角変位を制御することによって、第１発光素子２２Ａから出射される光が、第１反射ミラー５０Ａによって予め定める方向に反射される。これによって、第１発光素子２２Ａから出射される光を、予め定める照射位置に照射することができる。駆動手段２１が走査ミラー１１の角変位を制御するためには、走査ミラー１１が、第２の軸線まわりに、基準姿勢からどれだけ角変位しているのかを検出しなければならない。

以下、走査ミラー１１の角変位を検出する機構について説明する。
図３は、光走査装置１０の断面図である。図４は、図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た光走査装置１０の断面図である。図５は、第１受光部１４Ａを模式化して示す断面図である。第２受光部１４Ｂは、第１受光部１４Ａと同様の構造を有する。

第２発光素子２２Ｂは、基台１７の厚み方向一表面部２６の第１の軸線Ｌ１上に設けられ、第１方向Ｚの他方から一方へ予め定める第２の波長λ２の光を出射する。第２発光素子２２Ｂは、発光ダイオードおよび半導体レーザなどによって実現される。第２の波長λ２は、たとえば６５０ｎｍ〜９００ｎｍに選ばれる。走査ミラー１１の厚み方向他表面３１には、予め定める反射率を有し、第２発光素子２２Ｂから出射される光を反射する第２反射ミラー５０Ｂが形成されている。この第２反射ミラー５０Ｂによって、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、基台１７に向かって反射される。

第１受光部１４Ａは、第２発光素子２２Ｂの、第３方向Ｙの一方側に設けられる。第２受光部１４Ｂは、第２発光素子２２Ｂの、第３方向Ｙの他方側に設けられる。第１受光部１４Ａと第２受光部１４Ｂとは、第１の軸線Ｌ１および第２の軸線Ｌ２を含む仮想一平面に関して、面対称の構造を有する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、位置検出素子（Position Sensitive Detectors：略称ＰＳＤ）によって実現される。

第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、シリコン材料から成る半導体層５１と、半導体層５１の第１方向Ｚの一表面５３Ａ上に形成される第１および第２電極端子５２Ａ，５２Ｂと、半導体層５１の第１方向Ｚの他表面５３Ｂ上に形成される第３電極端子５２Ｃとを含んで構成される。半導体層５１は、Ｎ^＋型半導体層５４Ａと、Ｎ型またはＩ型半導体層５４Ｂと、Ｐ^＋型半導体層５４Ｃとを含んで構成される。Ｎ^＋型半導体層５４Ａの第１方向Ｚの一表面５５上に、Ｎ型またはＩ型半導体層５４Ｂが形成される。あるいはＩ型半導体基板５４Ｂの一表面５５に例えばリンを拡散することによりＮ^＋型半導体層５４Ａを形成する。Ｎ型またはＩ型半導体層５４Ｂの第１方向Ｚの一表面５７から例えば、ボロンを拡散しＰ^＋型半導体層５４Ｃを形成する。第１電極端子５２Ａは、第２方向Ｘに平行に延び、Ｐ^＋型半導体層５４Ｃの第１方向Ｚの一表面５７上の、第３方向Ｙの一端部に形成される。第２電極端子５２Ｂは、第２方向Ｘに平行に延び、Ｐ^＋型半導体層５４Ｃの第１方向Ｚの一表面５７上の、第３方向Ｙの他端部に形成される。

半導体層５１の第1方向Ｚの一表面に光が照射されると、第１電極端子５２Ａを通って流れる電流Ｉａ、および第２電極端子５２Ｂを通って流れる電流Ｉｂが生じる。半導体層５１の第1方向Ｚの一表面のうち、第２電極端子５２Ｂよりも第１電極端子５２Ａ寄りの部分に光が照射された場合、第１電極端子５２Ａを通って流れる電流Ｉａは、第２電極端子５２Ｂを通って流れる電流Ｉｂより大きい。逆に、半導体層５１の第1方向Ｚの一表面のうち、第１電極端子５２Ａよりも第２電極端子５２Ｂ寄りの部分に光が照射された場合、第１電極端子５２Ａを通って流れる電流Ｉａは、第２電極端子５２Ｂを通って流れる電流Ｉｂよりも小さくなる。つまり、第１電極端子５２Ａを通って流れる電流Ｉａと、第２電極端子５２Ｂを通って流れる電流Ｉｂとの比から、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの受光領域が、第３方向Ｙのどの位置かを検出することができる。受光領域とは、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの第1方向一表面上のうち、光が照射されている領域を意味する。以上述べた構造を有するフォトダイオードを非分割型フォトダイオードと記載する。第１および第２電極端子５２Ａ，５２Ｂを通って流れる電流は、信号出力手段２４によって増幅され、制御手段２５に電気信号として出力される。信号出力手段から制御手段２５に出力される電気信号は、第1および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの第３方向Ｙのどの位置に光が照射されているかを示す位置情報を含む。

第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、予め定める第１の波長λ１の光よりも、予め定める第２の波長λ２の光に対して高い受光感度を有する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの受光感度は、予め定める第３の波長λ３の光に対して最大となる。予め定める第３の波長λ３は、７００ｎｍ〜９００ｎｍに選ばれ、より好ましくは予め定める第２の波長λ２と一致するように選ばれる。また第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、第１の波長λ１の光を検出することができないほうがよい。

第２駆動手段２３Ｂは、第２発光素子２２Ｂに電力を供給し、第２発光素子２２Ｂから光を出射させる。制御手段２５は、第２駆動手段２３Ｂを制御する。制御手段２５は、第２駆動手段２３Ｂを制御することによって第２発光素子２２Ｂに供給する電力を制御し、第２発光素子２２Ｂから出射される光の強度を制御する。

第２発光素子２２Ｂから出射され、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光を、たとえば第１受光部１４Ａが受光すると、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光が、第１受光部１４Ａの第３方向Ｙのどの位置に当たったかを示す位置情報を含む電気信号が信号出力手段２４から制御手段２５に出力される。第２発光素子２２Ｂから出射され、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光の反射角は、位置情報から求めることができる。この反射角は、走査ミラー１１の角変位量を表す情報を含んでいる。したがって、位置情報から走査ミラー１１の基準位置からの角変位量を求めることができる。

制御手段２５には、画像情報が与えられる。制御手段２５は、与えられた画像情報に基づいて、第１駆動手段２３Ａに動作指令を出力する。制御手段２５に画像情報が与えられると、第１駆動手段２３Ａを制御することによって、第１発光素子２２Ａから、与えられた画像情報に基づいて光を出射させる。また制御手段２５は、コイル駆動手段４４を制御することによって、位置情報および画像情報に基づいて、走査ミラー１１のループ状のコイル４３に流す電流の大きさとその向きを制御し、走査ミラー１１の角変位量を制御する。走査ミラー１１の角変位量を制御することによって、第１発光素子２２Ａから出射される光を、第１反射ミラー５０Ａによって予め定める方向に反射することができる。これによって、制御手段２５に入力された画像情報が表す画像を、スクリーンに投影することができる。

本実施の形態の光走査装置１０では、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、基台１７の厚み方向一表面部２６に設けられる。第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂのうち少なくともいずれか１つが走査ミラー１１に設けられると、走査ミラー１１の質量が大きくなり、走査ミラー１１の変位を制御しにくくなるが、本発明では、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１に設けないので、このような問題は生じない。また第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂが走査ミラー１１に設けられる場合、走査ミラー１１の温度が変化すると、その影響で第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの温度が変化するが、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１に設けないので、走査ミラー１１の温度が変化しても、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１の温度変化の影響を受けにくい。したがって、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、温度変化しにくいので、発光特性および受光特性が温度に依存せず、これによって位置情報が、温度に依存しにくくなる。

また前述したように光走査装置１０では、走査ミラー１１の姿勢を示す位置情報を含む電気信号は、光を利用することによって生成している。第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第２発光素子２２Ｂの周囲の電場または磁場によって進行方向が変わらない。したがって、光走査装置の配置される位置における電場または磁場に関係なく走査ミラー１１の姿勢を示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。

したがって第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、温度および電場または磁場の影響を受けることなく、精度の高い位置情報を含む電気信号を生成することができる。これによって、走査ミラー１１の変位を高精度に制御することができ、第１光源１２から出射される光を、精度良く照射位置に照射することができる。

また、第1発光素子２２Ａから出射される光の第１の波長λ１と、第２発光素子２２Ｂから出射される光の第２の波長λ２とは、相違する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、第１の波長λ１よりも、第２の波長λ２の光に対して、高い受光感度を有する。したがって、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、第1発光素子２２Ａから出射される光を検出しにくい。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、第２発光素子２２Ｂから出射される光が当たる位置を示す位置情報を含む電気信号を生成する。この位置情報は、走査ミラー１１の姿勢を示す。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂが第1発光素子２２Ａから出射された光を検出すると、正確な位置情報を含む電気信号を生成することができなくなる。本実施の形態の光走査装置１０では、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、第1発光素子２２Ａから出射される光を検出しにくいので、走査ミラー１１の姿勢をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。これによって、走査ミラー１１の変位を高精度に制御することができ、第1発光素子２２Ａから出射される光を、精度良く照射位置に照射することができる。

本実施の形態の光走査装置１０では、予め定める第１の波長λ１と予め定める第２の波長λ２とは、相違するが、予め定める第１の波長λ１と予め定める第２の波長λ２とは、同じであってもよい。

また、本実施の形態の光走査装置１０では、永久磁石４７は第３保持枠体形成部３５Ｃおよび第４保持枠体形成部３５に設けられるとしたけれども、永久磁石４７は、走査ミラー１１に形成されたループ状のコイル４３によって囲まれる領域を、第１方向Ｚの一方から他方に貫く静磁場を生じさせる位置に設けられればよく、たとえば第１反射ミラー５０Ａから第２方向Ｘの一方および他方側にそれぞれ設けられてもよい。

また、本実施の形態の光走査装置１０では、走査ミラー１１に形成されたループ状のコイル４３によって囲まれる領域を、第１方向Ｚの一方から他方に貫く静磁場を生じさせるものとして、永久磁石４７を用いたが、静磁場を生じさせるものとして、電磁石を用いてもよい。

図６は、本発明の第２の実施の形態の光走査装置６０の断面図である。図７は、第１受光部６１Ａを模式化して示す断面図である。第２受光部６１Ｂは、第１受光部６１Ａと同様の構造を有する。

光走査装置６０は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部６１Ａ、第２受光部６１Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。

第２の実施の形態の光走査装置６０の第１受光部６１Ａおよび第２受光部６１Ｂは、前述の光走査装置１０の第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂとは異なる。第２の実施の形態の光走査装置６０は、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第２の実施の形態の光走査装置６０は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、第２の実施の形態の光走査装置６０においても同様に得られる。

第１受光部６１Ａは、前述の第１の実施の形態の第１受光部１４Ａの配置位置と同じ位置に設けられる。第２受光部６１Ｂは、前述の第１の実施の形態の第２受光部１４Ｂの配置位置と同じ位置に設けられる。第１受光部６１Ａは、第１〜第９受光素子６２Ａ〜６２Ｉを含んで構成される。第１〜第９受光素子６２Ａ〜６２Ｉの各受光素子は、それぞれＰＩＮフォトダイオードから成る。第１受光部６１Ａは、第１〜第９受光素子６２Ａ〜６２Ｉが、第１方向Ｚに垂直な予め定める仮想一平面上に、第３方向Ｙに平行に延びる３行と、第２方向Ｘに平行に延びる３列の３行３列のマトリックス状に等間隔に配置されて構成される。第１〜第９受光素子６２Ａ〜６２Ｉの各受光素子は、それぞれＰＩＮフォトダイオードから成るので、各受光素子の受光面に光が照射されると、各受光素子が受光した光量に応じて、各受光素子の電極を通して電流が流れる。各受光素子の電極を通して流れる電流から、光が照射されている受光領域が、第１および第２受光部６１Ａ，６１Ｂの第１方向Ｚ一表面上のどの位置かを検出することができる。各受光素子の電極を通して流れる電流は、信号出力手段２４において増幅され、制御手段２５に電気信号として出力される。信号出力手段２４から制御手段２５に出力される電気信号は、第１および第２受光部６１Ａ，６１Ｂの第１方向Ｚ一表面上のどの位置に光が照射されているかを示す位置情報を表す。以上述べた構造を有するフォトダイオードを分割型フォトダイオードと記載する。第２受光部６１Ｂは、第１受光部６１Ａと同様の構造を有し、９個のＰＩＮフォトダイオードから成る分割型フォトダイオードである。第１方向Ｚ一方から見て、第２発光素子２２Ｂは、第１受光部６１Ａの第１方向Ｚの一表面の対角線の交わる点と、第２受光部６１Ｂの第１方向Ｚの一表面の対角線の交わる点とを結ぶ線分の中心に設けられる。

第１および第２受光部６１Ｂは、受光素子をそれぞれ９つ含んで構成され、各受光素子が受光する光の光量を検出するという簡単な構成によって、走査ミラー１１の姿勢をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。この位置情報に基づいて第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置に照射されるように、走査ミラー１１を変位させるので、第１光源１２から出射される光を、さらに精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

分割型フォトダイオードを構成するＰＩＮフォトダイオードの数は、９個に限らず、その数が多いほど走査ミラー１１の変位をより精度良く表す位置情報を含む電気信号を生成することができる。また、分割型フォトダイオードを構成するＰＩＮフォトダイオードは、マトリックス状に配置される場合に限らず、一列に配置されてもよい。

図８、図９および図１０は、本発明の第３の実施の形態の光走査装置６４の断面図である。

光走査装置６４は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、受光部６５、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。第３の実施の形態の光走査装置６４は、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第３の実施の形態の光走査装置６４は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、本実施の形態の光走査装置１０においても同様に得られる。

第２発光素子２２Ｂは、基台１７の溝部６６に設けられる。溝部６６は、第１の軸線Ｌ１から第３方向Ｙの予め定める一方側に形成される。溝部６６は、基台１７をＫＯＨなどのエッチング液によって異方性エッチングをすることによって形成される。第２発光素子２２Ｂは、走査ミラー１１の厚み方向他表面３１に向かって光を照射する。第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第２発光素子２２Ｂを通り、第２方向Ｘに垂直な仮想一平面上を進む。第２発光素子２２Ｂから出射される光は、走査ミラー１１の厚み方向他表面３１上の、第２発光素子２２Ｂを通って第１方向Ｚに平行に延びる軸線から第３方向Ｙ他方側に当たる。つまり、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、走査ミラー１１の厚み方向他表面３１の法線方向と、第２発光素子２２Ｂから出射される光の出射方向との成す角は、鋭角となる。換言すると、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、走査ミラー１１の厚み方向他表面３１に斜めに入射する。

受光部６５は、第２発光素子２２Ｂから第３方向Ｙ他方側の基台１７の厚み方向一表面部２６に設けられる。受光部６５は、前述の非分割型フォトダイオードから成る。受光部６５および信号出力手段２４は、光が照射される受光領域が、第３方向Ｙのどの位置かを示す位置情報を含む電気信号を制御手段２５に出力する。

第２発光素子２２Ｂから出射される光は、走査ミラー１１の反射面に斜めに入射して反射され、受光部６５に入射する。受光部６５の光が照射される受光領域が第３方向Ｙのどの位置かを示す位置情報を含む電気信号を、受光部６５および信号出力手段２４が生成することができる。第２発光素子２２Ｂから出射され、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光の反射角は、位置情報から求めることができる。この反射角は、走査ミラー１１の角変位量を表す情報を含んでいる。したがって、位置情報から走査ミラー１１の基準位置からの角変位量を求めることができる。また、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第２反射ミラー５０Ｂに斜めに入射する。したがって、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光の進行方向も第２反射ミラー５０Ｂの法線方向に方向に対して鋭角となる。第２発光素子２２Ｂから出射される光が、第２反射ミラー５０Ｂに斜めに入射して反射される場合、第２発光素子２２Ｂから出射される光が第２反射ミラー５０Ｂに垂直に入射する場合に比べて、第２発光素子２２Ｂから出射され、第２反射ミラー５０Ｂに反射された位置から、受光部６５の受光領域に達するまでに辿る光の距離、すなわち光路が長くなる。第２発光素子２２Ｂから出射され、受光領域に至るまでに光が辿る光路が長くなると、走査ミラー１１の姿勢が変化し、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光の進行方向が変化したときに、光が照射される受光領域の位置は、大きく変化する。つまり、走査ミラー１１の姿勢が変位する前後における、受光領域において反射光が照射される位置の変位量が大きくなる。これによって、走査ミラー１１の微小な変位に対しても、光が照射される受光領域の位置が大きく変化するので、位置情報は、走査ミラー１１の姿勢を精度良く示す。したがって、走査ミラー１１の姿勢を精度良く検出することができる。

この位置情報に基づいて第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置に照射されるように、走査ミラー１１を変位させるので、第１光源１２から出射される光を、さらに精度良く予め定める照射位置に照射することができる。

また、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第２発光素子２２Ｂから第３方向Ｙ他方側に向かう。これによって、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、第２発光素子２２Ｂの第３方向Ｙ一方側から漏れることはない。第２発光素子２２Ｂから出射される光が、人の目に入る危険性のある装置では、光が装置から漏れないようにする必要があるが、本実施の形態の光走査装置６４では、第２発光素子２２Ｂの第３方向Ｙ一方側に、第２発光素子２２Ｂから出射される光が漏れないように対策をとる必要がない。

本実施の形態において、第２発光素子２２Ｂは、溝部６６に設けられるので、第２発光素子２２Ｂを設けるときの位置決が容易となる。

本発明の実施の形態において、受光部６５は、非分割型フォトダイオードから成るとしたけれども、受光部６５は、分割型フォトダイオードから成ってもよい。受光部６５が分割型フォトダイオードから成ることによって、第２発光素子２２Ｂから出射され、受光部６５の受光面に達する光の、受光領域の位置をより精度良く検出することができる。したがって、走査ミラー１１の角変位をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。この位置情報に基づいて走査ミラー１１の姿勢を制御するで、第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置により精度良く照射することができる。

図１１は、本発明の第４の実施の形態の光走査装置６７の断面図である。光走査装置６７は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、受光部６５、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０、反射部５９および駆動手段２１を含んで構成される。

第４の実施の形態の光走査装置６７は、第３の実施の形態の光走査装置６４と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第４の実施の形態の光走査装置６７は、第３の実施の形態の光走査装置６４と類似するので、第３の実施の形態の光走査装置６４と同様の効果は、本実施の形態の光走査装置６７においても同様に得られる。

第１集積回路１５Ａ、第２発光素子２２Ｂ、反射部５９、および受光部６５は、第３方向Ｙ一方から他方に、それぞれこの順に基台１７の厚み方向一表面部２６に設けられる。第２発光素子２２Ｂは、基台１７の溝部６６に設けられる。反射部５９の第１方向Ｚ一表面上には、予め定める反射率を有する第３反射ミラー５０Ｃが形成されている。

第２発光素子２２Ｂから出射した光は、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される。第２反射ミラーによって反射された光は、第３反射ミラー５０Ｃによって反射される。第３反射ミラー５０Ｃによって反射された光は、再度第２反射ミラー５０Ｂに反射され、受光部６５に至る。

受光部６５は、前述の非分割型フォトダイオードから成る。受光部６５および信号出力手段２４は、光が照射される受光領域が第３方向Ｙのどの位置かを示す位置情報を含む電気信号を制御手段２５に出力する。

光が照射される受光領域が第３方向Ｙのどの位置かを示す位置情報から、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、第２反射ミラー５０Ｂに最初に反射される反射角および第２反射ミラー５０Ｂに再度反射される反射角を求めることができる。反射角は、走査ミラー１１の角変位の情報を表す。したがって、位置情報は、走査ミラー１１の角変位量を表す。また、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第２反射ミラー５０Ｂ、第３反射ミラー５０Ｃ、および第２反射ミラー５０Ｂによって３回反射される。したがって、第２反射ミラー５０Ｂによって１回反射された光を受光部６５によって検出する場合に比べて、３回反射された光を受光部６５によって検出する場合、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、第２発光素子２２Ｂから受光部６５に至るまでに辿る光路が長くなる。第２発光素子２２Ｂから出射され、受光部６５に至るまでに光が辿る光路が長くなると、走査ミラー１１の姿勢が変化し、第２反射ミラー５０Ｂによって反射される光の進行方向が変化したときに、光が照射される受光領域の位置が、大きく変化する。つまり、走査ミラー１１の姿勢が変位する前後における、光が照射される受光領域の位置の変位量が大きくなる。これによって、走査ミラー１１の微小な変位に対しても、光が照射される受光領域の位置が大きく変化するので、位置情報は、走査ミラー１１の姿勢を精度良く示す。したがって、走査ミラー１１の姿勢を精度良く検出することができる。

本実施の形態の光走査装置６７では、第３反射ミラー５０Ｃを利用することによって、第２発光素子２２Ｂから出射され、受光部６５に達するまでに光が辿る距離を長くすることができる。したがって、走査ミラー１１の厚み方向他表面３１と基台１７の厚み方向一表面３２との間の空間をより効率的に利用することができる。これによって、光走査装置１０をより小型化することができる。

本発明の実施の形態の光走査装置６７は、第１発光素子２２Ｂから出射された光が、受光部６５に達するまでに３回反射される構成を有するとしたけれども、光が反射される回数は、３回に限らず、４回以上反射された後に受光部６５に達する構成にしてもよい。

図１２および図１３図は、本発明の第５の実施の形態の光走査装置７０の断面図である。図１４は、図１２の切断面線ＸＩＶ−ＸＩＶから見た光走査装置７０の断面図である。

光走査装置７０は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。

第５の実施の形態の光走査装置７０は、前述の第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第５の実施の形態の光走査装置７０は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、本実施の形態の光走査装置１０においても同様に得られる。

走査ミラー１１の厚み方向他表面３１上には、第１の軸線Ｌ１を通り、走査ミラー１１の第２方向Ｘ一端から他端に渡って延びる三角柱形状の反射用突起部７１が形成されている。反射用突起部７１の底面は、第２方向Ｘに垂直である。反射用突起部７１を第２方向Ｘに垂直な仮想一平面で切ったときの断面は、走査ミラー１１から基台１７の方向を頂点とする二等辺三角形の形状を有する。反射用突起部７１の第３方向Ｙの一方側の側面を第４反射ミラー５０Ｄと記載し、反射用突起部７１の第３方向Ｙの他方側の側面を第５反射ミラー５０Ｅと記載する。第４および第５反射ミラー５０Ｄ，５０Ｅは、予め定める反射率を有し、光を反射する。

第２発光素子２２Ｂは、第１方向Ｚ一方に光を出射する。つまり、第２発光素子２２Ｂは、反射用突起部７１に光を照射する。第２発光素子２２Ｂから出射される光は、予め定める放射角を有する。したがって、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第４反射ミラー５０Ｄおよび第５反射ミラー５０Ｅに入射し、第４反射ミラー５０Ｄおよび第５反射ミラー５０Ｅによって反射され、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂに達する。走査ミラー１１が基準姿勢にあるときは、第１受光部１４Ａによって検出される光の光量と、第２受光部１４Ｂによって検出される光の光量とは、同じである。また、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、第４反射ミラー５０Ｄおよび第５反射ミラー５０Ｅに斜めに入射する。したがって、走査ミラー１１に反射用突起部７１がなく、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第２発光素子２２Ｂから出射される光が走査ミラー１１の厚み方向他表面３１に垂直に入射する場合に比べて、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、第４反射ミラー５０Ｄおよび第５反射ミラー５０Ｅに斜めに入射する場合、第２発光素子２２Ｂから第１受光部１４Ａまたは第２受光部１４Ｂに達するまでに辿る光の距離が長くなる。したがって、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、第４反射ミラー５０Ｄおよび第５反射ミラー５０Ｅに斜めに入射する場合、走査ミラー１１が角変位することによって、第１受光部１４Ａまたは第２受光部１４Ｂに照射される光の、受光領域の位置の変化する量が大きくなる。したがって、第１受光部１４Ａまたは第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１の角変位をより精度良く検出することができる。

また、走査ミラー１１が反射用突起部７１を有するので、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときでも、反射用突起部７１によって反射される光は、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの両受光部に反射される。つまり、走査ミラー１１の角変位を表す情報は、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの両方によって検出される。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの両受光部によって走査ミラー１１の角変位を検出するので、走査ミラー１１の角変位をより精度良く検出することができる。

本発明の実施の形態において、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、非分割型フォトダイオードから成るとしたけれども、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、分割型フォトダイオードから成ってもよい。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂが分割型フォトダイオードから成ることによって、第２発光素子２２Ｂから出射され、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの受光面に達する光の、受光領域の位置をより精度良く検出することができる。したがって、走査ミラー１１の角変位をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。この位置情報に基づいて走査ミラー１１の姿勢を制御するで、第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置により精度良く照射することができる。

図１５および図１６は、本発明の第６の実施の形態の光走査装置７２の断面図である。
光走査装置７２は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃ、第４受光部１４Ｄ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、第１保持枠体７３、第２保持枠体７４、および駆動手段２１を含んで構成される。

第６の実施の形態の光走査装置７２は、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第６の実施の形態の光走査装置７２は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、本実施の形態の光走査装置７２においても同様に得られる。

基台１７の厚み方向一表面部２６には、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃ、第４受光部１４Ｄ、第１集積回路１５Ａ、および第２集積回路１５Ｂが配置される。基台１７の厚み方向一表面部２６には、予め定める配線が形成されている。前記配線は、第１〜第６配線２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆを含む。第２発光素子２２Ｂと第１集積回路１５Ａとは、第１配線２７Ａを介して電気的に接続される。第１受光部１４Ａと第１集積回路１５Ａとは、第２配線２７Ｂを介して電気的に接続される。第２受光部１４Ｂと第１集積回路１５Ａとは、第３配線２７Ｃを介して電気的に接続される。第３受光部１４Ｃと第１集積回路１５Ａとは、第５配線２７Ｅを介して電気的に接続される。第４受光部１４Ｄと第１集積回路１５Ａとは、第６配線２７Ｆを介して電気的に接続される。第１集積回路１５Ａと第２集積回路１５Ｂとは、第４配線２７Ｄを介して電気的に接続される。

走査ミラー１１は、板状体によって形成され、略直方体形状を有する。走査ミラー１１は、走査ミラー１１の中心を通り、走査ミラー１１の長手方向に延びる第３の軸線Ｌ３のまわりに角変位可能に第１保持枠体７３に支持される。第１保持枠体７３は、第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位可能に第２保持枠体７４に支持される。第３の軸線Ｌ３は、第１の軸線Ｌ１および第２の軸線Ｌ２と走査ミラー１１の中心において直交する。

第２保持枠体７４は、前述の第１の実施の形態の光走査装置１０の保持枠体２０と同様の構成を有する。

第１保持枠体７３には、予め定める配線が形成されている。第１保持枠体７３は、枠体７５と、第３連結部３４Ｃおよび第４連結部３４Ｄとを含んで構成される。第１保持枠体７３は、この第１保持枠体７３の厚み方向が第１方向Ｚに一致するように設けられる。第１保持枠体７３の厚み方向とは、枠体７５の中心軸の延びる方向である。第３連結部３４Ｃは、第３の軸線Ｌ３を通り、枠体７５の走査ミラー１１に臨む第３方向一方側の内周面から突出する。第４連結部３４Ｄは、第３の軸線Ｌ３を通り、枠体７５の走査ミラーに臨む第３方向Ｚ他方側の内周面から突出する。走査ミラー１１は、第３連結部３４Ｃおよび第４連結部３４Ｄにそれぞれ接続され、これら第３連結部３４Ｃおよび第４連結部３４Ｄを介して枠体７５と物理的に接続される。

走査ミラー１１の周縁部７７には、ループ状の第１コイル７８Ａが形成されており、この第１コイル７８Ａの一端および他端は、第１保持枠体７３、第２保持枠体７４、接続部４０、および基台１７に形成された配線を介して、コイル駆動手段４４と電気的に接続される。第１保持枠体７３の周縁部７９には、ループ状の第２コイル７８Ｂが形成されており、この第２コイル７８Ｂの一端および他端は、第２保持枠体７４、接続部４０、および基台１７に形成された配線を介して、コイル駆動手段４４と電気的に接続される。

第２保持枠体７４には前述の第１の実施の形態の光走査装置１０と同様に、永久磁石４７が設けられている。永久磁石４７を設けることによって、第１および第２コイル７８Ａ，７８Ｂによって囲まれる領域を、第１方向Ｚの一方から他方に貫く静磁場が生じる。静磁場中に配置される第１および第２コイル７８Ａ，７８Ｂに電流が流れると、ローレンツ力が生じる。このローレンツ力によって、走査ミラー１１は、第２の軸線Ｌ２および第３の軸線Ｌ３まわりに角変位する。ローレンツ力の大きさは、第１および第２コイル７８Ａ，７８Ｂに流れる電流の量に依存する。ローレンツ力の向きは、第１および第２コイル７８Ａ，７８Ｂに流れる電流の向きに依存する。これによって、駆動手段２１は、第２の軸線Ｌ２および第３の軸線Ｌ３のまわりに角変位する走査ミラー１１の角変位を制御する。

走査ミラー１１の厚み方向一表面３０の中心部には、光を反射する第１反射ミラー５０Ａが形成されている。第１光源１２は、走査ミラー１１の第１方向Ｚ一方側に設けられ、走査ミラー１１の第１反射ミラー５０Ａに光を出射する。制御手段２５は、第１駆動手段２３Ａを制御する。第１駆動手段２３Ａは、制御手段２５から与えられる制御指令に基づく光を、第１発光素子２２Ａから出射させる。駆動手段２１によって、走査ミラー１１の角変位を制御することによって、第１発光素子２２Ａから出射される光が、第１反射ミラー５０Ａによって予め定める方向に反射される。これによって、第１発光素子２２Ａから出射される光を、予め定める照射位置に照射することができる。

駆動手段２１が走査ミラー１１の角変位を制御するためには、走査ミラー１１が、第２の軸線Ｌ２および第３の軸線Ｌ３まわりに、基準姿勢からどれだけ角変位したかを検出しなければならない。

以下、走査ミラー１１の角変位を検出する機構について説明する。
第２発光素子２２Ｂは、基台１７の厚み方向一表面部２６の第１の軸線Ｌ１上に設けられる。第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃおよび第４受光部１４Ｄは、非分割型フォトダイオードから成る。第１受光部１４Ａは、第２発光素子２２Ｂの第３方向Ｙの一方側に配置される。第２受光部１４Ｂは、第２発光素子２２Ｂの第３方向Ｙの他方側に配置される。第３受光部１４Ｃは、第２発光素子２２Ｂの第２方向Ｘの一方側に配置される。第４受光部１４Ｄは、第２発光素子２２Ｂの第２方向Ｘの他方側に配置される。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、第３方向Ｙのどの位置に光が照射される受光領域があるかを検出することができるように配置される。第３受光部１４Ｃおよび第４受光部１４Ｄは、第２方向Ｘのどの位置に光が照射される受光領域があるかを検出することができるように配置される。

第１の軸線Ｌ１を通る、走査ミラー１１の厚み方向他表面部には、四角錘形状の反射用突起部８０が形成されている。反射用突起部８０の側面は、二等辺三角形形状を有する。反射用突起部８０の底面の各辺は、第２方向Ｘまたは第３方向Ｙに平行に延びる。第２発光素子２２Ｂは、反射用突起部８０の頂点に向かって光を照射する。反射用突起部８０の各側面は、予め定める反射率を有し、第2発光素子２２Ｂから照射される光を反射する。

第２発光素子２２Ｂから出射する光は、反射用突起部８０の側面によって反射され、走査ミラー１１の角変位量に応じて第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃまたは第４受光部１４Ｄの受光面に至る。反射された光が照射される受光領域の位置を示す位置情報を含む電気信号を、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃまたは第４受光部１４Ｄと信号出力手段２４とによって生成することができる。第２発光素子２２Ｂから出射され、反射用突起部８０によって反射される光の反射角は、位置情報から求めることができる。この反射角は、走査ミラー１１の角変位量を表す情報を含んでいる。したがって、位置情報から走査ミラー１１の基準位置からの第２および第３の軸線まわりの角変位量を求めることができる。また、第２発光素子２２Ｂから出射される光は、反射用突起部８０に斜めに入射する。したがって、走査ミラー１１に反射用突起部８０がなく、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第２発光素子２２Ｂから出射される光が走査ミラー１１の厚み方向他表面３１に垂直に入射する場合に比べて、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、反射用突起部８０に斜めに入射する場合、第２発光素子２２Ｂから第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃまたは第４受光部１４Ｄに達するまでに辿る光の距離が長くなる。したがって、第２発光素子２２Ｂから出射される光が、反射用突起部８０に斜めに入射する場合、走査ミラー１１が角変位することによって、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃまたは第４受光部１４Ｄに照射される光の、受光領域の位置の変化する量が大きくなる。したがって、走査ミラー１１の角変位をより精度良く検出することができる。

制御手段２５は、走査ミラー１１の位置情報に基づいて、第１および第２コイル７８Ａ，７８Ｂに流す電流とその向きを制御し、第１の軸線Ｌ１および第２の軸線Ｌ２のまわりの、走査ミラー１１の角変位量を制御する。走査ミラー１１の角変位量を制御することによって、第１光源１２から出射される光を、第１反射ミラー５０Ａによって予め定める方向に反射することができる。これによって、第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置に照射することができる。

本発明の実施の形態において、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃおよび第４受光部１４Ｄは、非分割型フォトダイオードから成るとしたけれども、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃおよび第４受光部１４Ｄは、分割型フォトダイオードから成ってもよい。第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃおよび第４受光部１４Ｄが分割型フォトダイオードから成ることによって、第２発光素子２２Ｂから出射され、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第３受光部１４Ｃおよび第４受光部１４Ｄの受光面に達する光の、受光領域の位置をより精度良く検出することができる。したがって、走査ミラー１１の角変位をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。この位置情報に基づいて走査ミラー１１の姿勢を制御するで、第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置により精度良く照射することができる。

図１７は、本発明の第７の実施の形態の光走査装置８１の断面図である。
光走査装置８１は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、受光部８２、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、第１保持枠体７３、第２保持枠体７４、および駆動手段２１を含んで構成される。

第７の実施の形態の光走査装置８１は、前述の第６の実施の形態の光走査装置７２と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第７の実施の形態の光走査装置８１は、第６の実施の形態の光走査装置７２と類似するので、第６の実施の形態の光走査装置７２と同様の効果は、本実施の形態の光走査装置８１においても同様に得られる。

受光部８２は、基台１７の厚み方向一表面部２６に設けられる。受光部８２は、２次元位置検出用ＰＳＤであって、非分割型フォトダイオードから成る。受光部８２は、第１方向Ｚ一方から見たときに、第２発光素子２２Ｂを外囲するように、基台１７の厚み方向一表面部２６に設けられる。受光部８２は、基台１７に予め形成された配線を介して第１集積回路１５Ａと電気的に接続される。

第２発光素子２２Ｂから出射する光は、反射用突起部８０によって反射され、受光部８２の受光面に至る。受光部８２は、２次元位置検出用ＰＳＤから成るので、反射光が照射される受光領域の位置を示す位置情報を含む電気信号を、受光部８２および出力手段２４によって生成することができる。第２発光素子２２Ｂから出射され、反射用突起部８０によって反射される光の反射角は、位置情報から求めることができる。この反射角は、走査ミラー１１の角変位量を表す情報を含んでいる。したがって、位置情報から走査ミラー１１の基準位置からの第２および第３の軸線まわりの角変位量を求めることができる。

本発明の実施の形態において、受光部８２は、非分割型フォトダイオードから成るとしたけれども、受光部８２は、分割型フォトダイオードから成ってもよい。受光部８２が分割型フォトダイオードから成ることによって、第２発光素子２２Ｂから出射され、受光部８２の受光面に達する光の、受光領域の位置をより精度良く検出することができる。したがって、走査ミラー１１の角変位をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。この位置情報に基づいて走査ミラー１１の姿勢を制御するで、第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置により精度良く照射することができる。

本発明の実施の形態において、受光部８２は、第１方向Ｚ一方から見たときに、第２発光素子２２Ｂを外囲するように、基台１７の厚み方向一表面部２６に設けられるとしたけれども、受光部８２の第１方向Ｚ一表面上に第２発光素子２２Ｂを設けてもよい。第２発光素子２２Ｂを受光部８２の第１方向Ｚ一表面上に設けることによって、第１方向Ｚ一方から見て第２発光素子２２Ｂの近傍に反射される光も検出することができる。これによって、走査ミラー１１の角変位を検出することができる範囲が拡大する。

図１８は、本発明の第８の実施の形態の光走査装置８３の平面図である。図１９は、図１８の切断面線ＸＩＸ−ＸＩＸから見た光走査装置８３の断面図である。

光走査装置８３は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。第８の実施の形態の光走査装置８３は、前述の第１の実施の形態の光走査装置１０の構成と同様であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第８の実施の形態の光走査装置８３は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、第８の実施の形態の光走査装置８３においても同様に得られる。

第２光源１３は、第２発光素子８４Ａ、第３発光素子８４Ｂ、および第２駆動手段２３Ｂを含んで構成される。第２発光素子８４Ａは、走査ミラー１１の長手方向一端部８５に設けられる。第３発光素子８４Ｂは、走査ミラー１１の長手方向他端部８６に設けられる。第１受光部１４Ａは、第３保持枠体形成部３５Ｃの、第２発光素子８４Ａに対向する一側面部４５に設けられる。第２受光部１４Ｂは、第４保持枠体形成部３５Ｄの、第３発光素子８４Ｂに対向する一側面部４６に設けられる。第１集積回路１５Ａは、保持枠体２０の第１方向Ｚの一表面部８７に設けられる。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂと第１集積回路１５Ａとは、走査ミラー１１および保持枠体２０に予め形成された配線を介して電気的に接続される。第２発光素子８４Ａおよび第３発光素子８４Ｂと第１集積回路１５Ａとは、走査ミラー１１および保持枠体２０に予め形成された配線を介して電気的に接続される。第１集積回路１５Ａと第２集積回路１５Ｂとは、保持枠体２０、接続部４０、および基台１７に予め形成された配線を介して電気的に接続される。

第２発光素子８４Ａは、第３方向Ｙの他方から一方に向かって光を出射する。第２発光素子８４Ａは、第１受光部１４Ａの受光領域に光を照射する。第３発光素子８４Ｂは、第３方向Ｙの一方から他方に向かって光を出射する。第３発光素子８４Ｂは、第２受光部１４Ｂの受光領域に光を照射する。

第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、非分割型フォトダイオードから成る。また、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、各受光面の第１方向Ｚのどの位置に光が当たっているかを検出することができるように設けられる。

走査ミラー１１が、第２の軸線のまわりに角変位する場合、第２および第３発光素子８４Ａ，８４Ｂも第２の軸線のまわりに角変位する。このとき、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの光が照射される受光領域の位置が、変位する。第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、光が照射される受光領域の位置を検出することができるので、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの光が照射される受光領域の位置の変化を検出することができる。この第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの光が照射される受光領域の位置を表す位置情報を含む電気信号を、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂおよび信号出力手段２４によって生成することができる。この位置情報から、走査ミラー１１の角変位量を求めることができる。

本実施の形態の光走査装置８３では、第２光源１３は、第２および第３発光素子８４Ａ、８４Ｂを含んで構成されるとしたけれども、第２光源を構成する発光素子は、２個に限らず、１個または３個以上であってもよい。

本実施の形態の光走査装置８３では、第２発光素子８４Ａは、走査ミラー１１の長手方向一端部８５に設けられ、第３発光素子８４Ｂは、走査ミラー１１の長手方向他端部８６に設けられる。つまり、第２の軸線Ｌ２から離反する走査ミラー１１の端部に設けられる。第２の軸線Ｌ２から離反する端部ほど、走査ミラー１１が第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位したときに、変位する量が大きくなる。第２発光素子８４Ａおよび第３発光素子８４Ｂが第２の軸線Ｌ２から離反する走査ミラー１１の端部に設けられる場合、走査ミラー１１が角変位すると、第２発光素子８４Ａと第１受光部１４Ａとの相対位置、および第３発光素子８４Ｂと第２受光部１４Ｂとの相対位置が大きく変化する。これによって、第２発光素子８４Ａおよび第３発光素子８４Ｂが第２の軸線Ｌ２から離反する走査ミラー１１の端部に設けられる場合、走査ミラー１１が角変位すると、第１受光部１４Ａの光の当たる位置、および第２受光部１４Ｂの光の当たる位置が大きく変化する。したがって、走査ミラー１１の角変位をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。

制御手段２５は、走査ミラー１１の位置情報に基づいて、走査ミラー１１のループ状のコイル４３に流す電流とその向きを制御し、走査ミラー１１の角変位量を制御する。走査ミラー１１の角変位量を制御することによって、第１光源１２から出射される光を、第１反射ミラー５０Ａによって予め定める方向に反射することができる。より精度の高い走査ミラー１１の角変位を示す位置情報に基づいて走査ミラー１１の姿勢を制御するで、第１光源１２から出射される光を、予め定める照射位置により精度良く照射することができる。

本発明の実施の形態において、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、非分割型フォトダイオードから成るとしたけれども、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、分割型フォトダイオードから成ってもよい。

本発明の実施の形態において、第２および第３発光素子８４Ａ，８４Ｂは、走査ミラー１１に設けられ、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、保持枠体２０に設けられるとしたけれども、第２発光素子８４Ａが設けられる位置に第１受光部１４Ａを設け、逆に第１受光部１４Ａが設けられる位置に第２発光素子８４Ａを設け、第３発光素子８４Ｂが設けられる位置に第２受光部１４Ｂを設け、逆に第２受光部１４Ｂが設けられる位置に第３発光素子８４Ｂを設けてもよい。この場合、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１の長手方向一端部および他端部にそれぞれ配置される。これによって、第１光源１２から出射され、第１反射ミラー５０Ａによって反射される光が第１受光部１４Ａまたは第２受光部１４Ｂに入射する可能性が低くなる。

各受光部が第１光源１２から出射される光を検出すると、走査ミラー１１の角変位量を正確に検出することができなくなるおそれがあるが、本発明では、第１光源１２から出射される光を各受光部が受光する可能性が低くなるので、走査ミラー１１の角変位量をより正確に示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。

図２０は、本発明の第９の実施の形態の光走査装置９０の平面図である。図２１は、図２０の切断面線ＸＸＩ−ＸＸＩから見た光走査装置９０の断面図である。

光走査装置９０は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。第９の実施の形態の光走査装置９０は、前述の第８の実施の形態の光走査装置８３の構成と同様であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第９の実施の形態の光走査装置９０は、第８の実施の形態の光走査装置８３と類似するので、第８の実施の形態の光走査装置８３と同様の効果は、第９の実施の形態の光走査装置９０においても同様に得られる。

第２光源１３は、第２発光素子８４Ａ、第３発光素子８４Ｂ、および第２駆動手段２３Ｂを含んで構成される。第２発光素子８４Ａは、走査ミラー１１の第２方向Ｘの一方側の側面部９１の、第２の軸線Ｌ２から第３方向Ｙの他方側に設けられる。第３発光素子８４Ｂは、走査ミラー１１の第２方向Ｘの他方側の側面部９２の、第２の軸線Ｌ２から第３方向Ｙの一方側に設けられる。第１受光部１４Ａは、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第２発光素子８４Ａに対向する第１保持枠体形成部３５Ａの側面部９３に設けられる。第２発光素子８４Ａは、第２方向Ｘの他方から一方に向かって光を出射し、第１受光部１４Ａに光を照射する。第２受光部１４Ｂは、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第３発光素子８４Ｂに対向する第２保持枠体形成部３５Ｂの側面部９２に設けられる。第３発光素子８４Ｂは、第２方向Ｘの一方から他方に向かって光を出射し、第２受光部１４Ｂに光を照射する。

第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、非分割型フォトダイオードから成る。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、光が照射される受光領域が、第１方向Ｚのどの位置かを検出することができるように設けられる。走査ミラー１１が第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位すると、第２発光素子８４Ａおよび第３発光素子８４Ｂも第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位する。したがって、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの各受光面に照射される光の位置が変化する。つまり、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂの各受光面の第１方向のどの位置に光が当たっているかを検出することによって、走査ミラー１１の角変位量を検出することができる。この第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂの光が照射される受光領域の位置を表す位置情報を含む電気信号を、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂおよび信号出力手段２４によって生成することができる。この位置情報から、走査ミラー１１の角変位量を求めることができる。

本実施の形態の光走査装置９０では、第１受光部１４Ａは、第２発光素子８４Ａに対向する第１保持枠体形成部３５Ａの側面部９３に設けられ、第２受光部１４Ｂは、第３発光素子８４Ｂに対向する第２保持枠体形成部３５Ｂの側面部９４に設けられる。したがって、第１受光部１４Ａと第２発光素子８４Ａとの間の距離、および第２受光部１４Ｂと第３発光素子８４Ｂとの間の距離は、近接してもよい。これによって光走査装置９０の小型化を実現することができる。

本発明の実施の形態において、第２および第３発光素子８４Ａ，８４Ｂは、走査ミラー１１に設けられ、第１および第２受光部１４Ａ，１４Ｂは、保持枠体２０に設けられるとしたけれども、第２発光素子８４Ａが設けられる位置に第１受光部１４Ａを設け、逆に第１受光部１４Ａが設けられる位置に第２発光素子８４Ａを設け、第３発光素子８４Ｂが設けられる位置に第２受光部１４Ｂを設け、逆に第２受光部１４Ｂが設けられる位置に第３発光素子８４Ｂを設けてもよい。この場合、第１光源１２は、第１反射ミラー５０Ａに向かって光を出射するので、第１光源１２から出射される光が第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂに入射する可能性が低くなる。

図２２は本発明の第１０の実施の形態の光走査装置９５の平面図である。
光走査装置９５は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、位置検出用受光手段、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。第１０の実施の形態の光走査装置９５は、前述の第９の実施の形態の光走査装置９０の構成と同様であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第１０の実施の形態の光走査装置９５は、第９の実施の形態の光走査装置９０と類似するので、第９の実施の形態の光走査装置９０と同様の効果は、第１０の実施の形態の光走査装置９５においても同様に得られる。

位置検出用受光手段は、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈおよび信号出力手段２４を含んで構成される。第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈは、分割型フォトダイオードから成る。

第２光源１３は、第２〜第９発光素子９７Ａ〜９７Ｈおよび第２駆動手段２３Ｂを含んで構成される。

第２〜第５発光素子９７Ａ，９７Ｂ，９７Ｃ，９７Ｄは、走査ミラー１１の第２方向Ｘの一方側の側面部９１の、第２の軸線Ｌ２から第３方向Ｙの他方側に一定の間隔をあけて設けられる。第６〜第９発光素子９７Ｅ，９７Ｆ，９７Ｇ，９７Ｈは、走査ミラー１１の第２方向Ｘの他方側の側面部９２の、第２の軸線Ｌ２から第３方向Ｙの一方側に一定の間隔をあけて設けられる。第１〜第４受光部９６Ａ，９６Ｂ，９６Ｃ，９６Ｄは、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第２〜第５発光素子９７Ａ，９７Ｂ，９７Ｃ，９７Ｄに対向する第１保持枠体形成部３５Ａの側面部９３に設けられる。第２〜第５発光素子９７Ａ，９７Ｂ，９７Ｃ，９７Ｄは、第２方向Ｘの他方から一方に向かって光を出射し、第１〜第４受光部９６Ａ，９６Ｂ，９６Ｃ，９６Ｄのそれぞれに光を照射する。たとえば、第２発光素子９７Ａは、第１受光部９６Ａに向かって光を出射する。第５〜第８受光部９６Ｅ，９６Ｆ，９６Ｇ，９６Ｈは、走査ミラー１１が基準姿勢にあるときに、第６〜第９発光素子９７Ｅ，９７Ｆ，９７Ｇ，９７Ｈに対向する第２保持枠体形成部３５Ｂの側面部９２に設けられる。第６〜第９発光素子９７Ｅ，９７Ｆ，９７Ｇ，９７Ｈは、第２方向Ｘの一方から他方に向かって光を出射し、第５〜第８受光部９６Ｅ，９６Ｆ，９６Ｇ，９６Ｈのそれぞれに光を照射する。たとえば第６発光素子９７Ｅは、第５受光部９６Ｅに向かって光を出射する。

第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈは、支持体２０の予め形成された配線を介して第１集積回路１５Ａと電気的に接続される。第２〜第９発光素子９７Ａ〜９７Ｈは、走査ミラー１１および支持体２０の予め形成された配線を介して第１集積回路１５Ａと電気的に接続される。

第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈは、光が照射される受光領域が第１方向Ｚのどの位置かを検出することができるように設けられる。走査ミラー１１が第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位すると、第２〜第９発光素子９７Ａ〜９７Ｈも第２の軸線Ｌ２のまわりに角変位する。したがって、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈの各受光面に照射される光の位置が変化する。つまり、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈの各受光面の第１方向のどの位置に光が当たっているかを検出することによって、走査ミラー１１の角変位量を検出することができる。この第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈの光が照射される受光領域の位置を表す位置情報を含む電気信号を、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈおよび信号出力手段２４によって作成することができる。この位置情報から、走査ミラー１１の角変位量を求めることができる。また第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈの８つの受光部から得られる情報に基づいて位置情報を作成するので、１つの受光部から得られる情報に基づいて位置情報を作成する場合に比べて、走査ミラー１１の角変位をより精度良く示す位置情報を作成することができる。

本発明の実施の形態において、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈは、非分割型フォトダイオードから成るとしたけれども、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈは、分割型フォトダイオードから成ってもよい。

本発明の実施の形態において、第２〜第９発光素子９７Ａ〜９７Ｈは、走査ミラー１１に設けられ、第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈは、保持枠体２０に設けられるとしたけれども、第２〜第９発光素子９７Ａ〜９７Ｈが設けられる位置に第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈをそれぞれ設け、逆に第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈが設けられる位置に第２〜第９発光素子９７Ａ〜９７Ｈをそれぞれ設けてもよい。この場合、第１光源１２は、第１反射ミラー５０Ａに向かって光を出射するので、第１光源１２から出射される光が第１〜第８受光部９６Ａ〜９６Ｈに入射する可能性が低くなる。

図２３は、本発明の第１１の実施の形態の光走査装置１００の断面図である。
光走査装置１００は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。第１１の実施の形態の光走査装置１００は、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第１１の実施の形態の光走査装置１００は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、第１１の実施の形態の光走査装置１００においても同様に得られる。

第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、および第２集積回路１５Ｂは、シリコン材料から成る基板１０１に形成に一体形成される。

第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、ボロンおよびリンなどの不純物を基板１０１に注入する不純物拡散工程および電極を形成する工程などを経ることによって形成させる。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、分割型フォトダイオードであっても、非分割型フォトダイオードであってもよい。第１集積回路１５および第２集積回路１５Ｂは、フォトリソグラフィー工程および不純物拡散工程などを経ることによって形成される。

図２４は、第２発光素子２２Ｂを模式化して示す断面図である。第２発光素子２２Ｂは、陰極電極１０２と陽極電極１０３と半導体層１０４とを含んで構成される。半導体層１０４は、Ｎ型シリコン層１０５、Ｎ型多孔質シリコン層１０６、およびＰ型多孔質シリコン層１０７を含んで構成される。Ｎ型多孔質シリコン層１０６は、シリコン材料から成るＮ型半導体を多孔質化したものである。Ｐ型多孔質シリコン層１０７は、シリコン材料から成るＰ型半導体を多孔質化したものである。Ｎ型多孔質シリコン層１０６は、Ｎ型シリコン層１０５の厚み方向一表面１１０上に形成される。Ｐ型多孔質シリコン層１０７は、Ｎ型多孔質シリコン層１０６の厚み方向一表面１１１上に形成される。陽極電極１０３は、Ｐ型多孔質シリコン層１０７の厚み方向一表面１１２上に形成される。陽極電極１０３は、たとえば半透明の金から成る。陰極電極１０２は、Ｎ型シリコン層１０５の厚み方向他表面１１３上に形成される。陽極電極１０３は、たとえばアルミニウムから成る。

第２発光素子２２Ｂは、基板１０１に不純物を注入する不純物拡工程、シリコンを多孔質化する陽極酸化の工程、および電極を形成する工程などを経ることによって形成される。陽極酸化を行う電解液には、たとえばフッ化水素（ＨＦ）水溶液を用いる。

第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａおよび第２集積回路１４Ｂなどが形成された基板１０１は、第１の実施の形態の基台１７に対応する。

本発明の実施の形態では、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、および第１集積回路１５Ａは、基板１０１に一体形成される。信号出力手段２４は、第１集積回路１５Ａによって実現されるので、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、および信号出力手段２４は、基板１０１に一体形成される。第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、および信号出力手段２４が基板１０１に一体形成される場合、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、および信号出力手段２４をワイヤボンディングなどによって基板１０１に電気的に接続する場合に比べて、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂと信号出力手段２４とを電気的に接続する配線の距離が短くなる。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂと信号出力手段２４とを接続する配線の距離が長くなるほど、光電変換によって生成された電気信号以外の信号が、配線にノイズとして流れやすくなる。第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂから信号出力手段２４にノイズとなる電流が流れると、位置情報を正確に生成することができなくなる。第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂおよび信号出力手段２４が基板１０１に一体形成されることによって、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂと信号出力手段２４とを電気的に接続する配線の距離が短くなり、ノイズが発生しにくくなり、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂおよび信号出力手段２４は、走査ミラー１１の姿勢をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。

また、第１集積回路１４Ａおよび第２集積回路１４Ｂは、基板１０１に一体形成される。これによって、第１集積回路１４Ａと第２集積回路１４Ｂとを電気的に接続する配線の距離が短くなり、第１集積回路１４Ａと第２集積回路１４Ｂとを電気的に接続する配線にノイズとなる電流が流れにくくなる。したがって、制御手段２５は、走査ミラー１１の姿勢をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を受け取ることができる。

また、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第２発光素子２２Ｂ、第１集積回路１５Ａおよび第２集積回路１４Ｂは、基板１０１を加工する工程において形成することができる。つまり、基板１０１を加工する同一工程において形成することができる。したがって、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第２発光素子２２Ｂ、第１集積回路１５Ａおよび第２集積回路１４Ｂを異なる工程において基板１０１に設ける場合に比べて、光走査装置１００の製造工程を簡易にすることができ、光走査装置１００の製造コストを抑制することができる。

本発明の実施の形態において、第２発光素子２２Ｂは、図２４に示す構造を有する発光素子であるとしたけれども、第２発光素子２２Ｂは、図２４に示すような構造に限らず、光を発生し、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａおよび第２集積回路１４Ｂ基と同一工程において板１０１に形成できる構造であればよい。

本発明の他の実施の形態では、前述の第２〜第１０の実施の形態の光走査装置の第２光源１３の発光素子、受光部、および第１集積回路１５Ａを、それぞれが設けられるシリコン材料からなる部分に一体形成してもよい。これによって、走査ミラー１１の姿勢をより精度良く示す位置情報を含む電気信号を生成することができる。また、光走査装置の製造工程を簡易にすることができ、光走査装置の製造コストを抑制することができる。

図２５は、本発明の第１２の実施の形態の光走査装置１１４の断面図である。
光走査装置１１４は、走査ミラー１１、第１光源１２、第２光源１３、第１受光部１４Ａ、第２受光部１４Ｂ、第１集積回路１５Ａ、第２集積回路１５Ｂ、基台１７、保持枠体２０および駆動手段２１を含んで構成される。第１２の実施の形態の光走査装置１１４は、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。第１２の実施の形態の光走査装置１１４は、第１の実施の形態の光走査装置１０と類似するので、第１の実施の形態の光走査装置１０と同様の効果は、第１２の実施の形態の光走査装置１１４においても同様に得られる。

本発明の実施の形態では、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂと、基板１１５とをフリップチップ接続によって接続する。

基板１１５の一表面部１１６には、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂがフリップチップ接続される素子接続部１１７が形成されている。第２発光素子２２Ｂの予め定める一表面部１２０には、第１接続端子１２３Ａが形成されている。第１受光部１４Ａの予め定める一表面部１２１には、第２接続端子１２３Ｂが形成されている。第２受光部１４Ｂの予め定める一表面部１２２には、第３接続端子１２３Ｃが形成されている。以後、第１〜第３接続端子１２３Ａ，１２３Ｂ，１２３Ｃを総称する場合には、接続端子１２３と記載する場合がある。第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、接続端子１２３が形成されている一表面を基板１１５の厚み方向一表面１２４に対向させて基板１１５の素子接続部１１７にフリップチップ接続される。接続端子１２３と素子接続部１１７とは、半田からなるバンプによって接続される。

第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂなどが設けられた基板１１５は、第１の実施の形態の基台１７に対応する。

本発明の実施の形態では、第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂは、基板１１５にフリップチップ接続されるので、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）またはワイヤボンディングを用いた接続法によって第２発光素子２２Ｂ、第１受光部１４Ａおよび第２受光部１４Ｂを基板１１５に接続する場合よりも、実装密度が高くなる。これによって光走査装置１１４の小型化を実現することができる。

本発明の他の実施の形態では、前述の第２〜第１０の実施の形態の光走査装置の第２光源１３の発光素子および受光部は、発光素子および受光部が設けられる部分にフリップチップ接続されてもよい。これによって、光走査装置の小型化を実現することができる。

前述の各実施の形態の光走査装置は、バーコードリーダ、網膜投影ディスプレイ、レーザプリンタおよびレーザプロジェクタなど、光を走査して、静止画像または動画像を読み取る、または静止画像または動画像を出力する機器に用いることができる。

本発明の第１の実施の形態の光走査装置１０の断面図である。本発明の第１の実施の形態の光走査装置１０の平面図である。光走査装置１０の断面図である。図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た光走査装置１０の断面図である。第１受光部１４Ａを模式化して示す断面図である。本発明の第２の実施の形態の光走査装置６０の断面図である。第１受光部６１Ａを模式化して示す断面図である。本発明の第３の実施の形態の光走査装置６４の断面図である。本発明の第３の実施の形態の光走査装置６４の断面図である。本発明の第３の実施の形態の光走査装置６４の断面図である。本発明の第４の実施の形態の光走査装置６７の断面図である。本発明の第５の実施の形態の光走査装置７０の断面図である。本発明の第５の実施の形態の光走査装置７０の断面図である。図１２の切断面線ＸＩＶ−ＸＩＶから見た光走査装置７０の断面図である。本発明の第６の実施の形態の光走査装置７２の断面図である。本発明の第６の実施の形態の光走査装置７２の断面図である。本発明の第７の実施の形態の光走査装置８１の断面図である。本発明の第８の実施の形態の光走査装置８３の平面図である。図１８の切断面線ＸＩＸ−ＸＩＸから見た光走査装置８３の断面図である。本発明の第９の実施の形態の光走査装置９０の平面図である。

図２０の切断面線ＸＸＩ−ＸＸＩから見た光走査装置９０の断面図である。本発明の第１０の実施の形態の光走査装置９５の平面図である。本発明の第１１の実施の形態の光走査装置１００の断面図である。第２発光素子２２Ｂを模式化して示す断面図である。本発明の第１２の実施の形態の光走査装置１１４の断面図である。第１の従来の技術である姿勢検出装置１を示す平面図である。図２６の領域ＩＩを拡大して示す平面図である。

符号の説明

１０，６０，６４，６７，７０，７２，８１，８３，９０，９５，１００，１１４光走査装置
１１走査ミラー
１２第１光源
１３第２光源
１４Ａ，６１Ａ第１受光部
１４Ｂ，６１Ｂ第２受光部
１４Ｃ第3受光部
１４Ｄ第4受光部
１５Ａ第１集積回路
１５Ｂ第２集積回路
１７基台
２０保持枠体
２１駆動手段
２２Ａ第１発光素子
２２Ｂ，８４Ａ第２発光素子
８４Ｂ第３発光素子
２３Ａ第１駆動手段
２２Ｂ第２駆動手段
２４信号出力手段
２５制御手段
４３コイル
４４コイル駆動手段
４７永久磁石
６５，８２受光部
７３第１保持枠体
７４第２保持枠体
７８Ａ第１コイル
７８Ｂ第２コイル
１０１，１１５基板
１１７素子接続部
１２３Ａ第１接続端子
１２３Ｂ第２接続端子
１２３Ｃ第３接続端子

Claims

予め定める照射領域に照射されるべきビーム光を発生する第１光源と、
前記第１光源から照射されるビーム光を反射して前記予め定める照射領域に導く反射体と、
前記反射体の周縁部に連結される複数の連結部を有し、各連結部を介して前記反射体を揺動可能に保持する保持枠体と、
前記反射体に照射されるべき光を発生する第２光源と、
前記第２光源から発生し、前記反射体によって反射された反射光を受光する受光手段と、
前記第１光源からのビーム光が前記予め定める照射領域内を走査するように前記反射体を揺動させる駆動手段と、
前記駆動手段による反射体の揺動動作を、前記受光手段が受光した光の受光量および受光領域に基づいて制御する制御手段とを含むことを特徴とする光走査装置。
第２光源は、この第２光源から発生し、前記反射体に入射する光の入射角が鋭角となるように設けられることを特徴とする請求項１記載の光走査装置。
前記保持枠体は、前記反射体を予め定める軸線まわりに揺動可能に保持し、
前記第２光源は、この第２光源から発生し、反射体によって反射された反射光の進行方向、および前記予め定める軸線の延びる方向を含む仮想一平面上における、前記反射光の進行方向と前記予め定める軸線の延びる方向との成す角度が垂直となるように設けられることを特徴とする請求項１または２記載の光走査装置。
前記受光手段は、受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子およびこの受光素子によって生成された電気信号を出力する信号出力手段を有し、
前記受光素子および前記信号出力手段が、一体形成される基板を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光走査装置。
前記第２光源は、前記基板に一体形成されることを特徴とする請求項４記載の光走査装置。
第２光源は、発光素子を有し、
受光手段は、受光素子を有し、
前記発光素子および前記受光素子が、フリップチップ接続される素子接続部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光走査装置。
前記受光手段は、受光した光の受光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を少なくとも２つ以上含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光走査装置。
予め定める照射領域に照射されるべきビーム光を発生する第１光源と、
前記第１光源から照射されるビーム光を反射して前記予め定める照射領域に導く反射体と、
前記反射体の周縁部に連結される複数の連結部を有し、各連結部を介して前記反射体を揺動可能に保持する保持枠体と、
光を発生する第２光源と、
前記第２光源から発生する光を受光する受光手段と、
前記第１光源からのビーム光が前記予め定める照射領域内を走査するように、前記反射体を揺動させる駆動手段と、
前記駆動手段による反射体の揺動動作を、前記受光手段が受光した光の光量および受光領域に基づいて制御する制御手段を含み、
前記受光手段は、受光した光の光量および受光領域に応じて電気信号を生成する受光素子を有し、
前記第２光源は、発光素子を有し、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記反射体に設けられ、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか他方は、前記保持枠体に設けられることを特徴とする光走査装置。
前記保持枠体は、前記反射体を予め定める軸線まわりに揺動可能に保持し、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記反射体の前記予め定める軸線から最も離反する端部に設けられることを特徴とする請求項８記載の光走査装置。
前記保持枠体は、前記反射体を予め定める軸線まわりに揺動可能に保持し、
前記発光素子および前記受光素子のうちいずれか一方は、前記予め定める軸線上を除く、前記予め定める軸線の延びる方向の反射体の端部に設けられ、
前記第２光源は、前記予め定める軸線の延びる方向に進む光を発生すること特徴とする請求項８記載の光走査装置。
前記受光手段は、前記受光素子によって生成された電気信号を出力する信号出力手段を有し、
前記受光素子は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成され、
前記信号出力手段は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の光走査装置。
前記発光素子は、前記反射体または前記保持枠体に一体形成されることを特徴とする請求項１１記載の光走査装置。
前記受光手段は、前記受光素子を２つ以上含むことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の光走査装置。
前記第１光源は、予め定める第１の波長の光を発生し、
前記第２光源は、予め定める第２の波長の光を発生し、
前記受光手段は、予め定める第１の波長よりも、予め定める第２の波長の光に対して、高い受光感度を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の光走査装置。
前記発光素子および前記受光素子が、フリップチップ接続される素子接続部を含むことを特徴とする請求項８〜１０、１３および１４のいずれか１つに記載の光走査装置。