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JP5151065B2 - 光スキャナ及び走査型プロジェクタ - Google Patents

光スキャナ及び走査型プロジェクタ Download PDF

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JP5151065B2 JP2006139990A JP2006139990A JP5151065B2 JP 5151065 B2 JP5151065 B2 JP 5151065B2 JP 2006139990 A JP2006139990 A JP 2006139990A JP 2006139990 A JP2006139990 A JP 2006139990A JP 5151065 B2 JP5151065 B2 JP 5151065B2
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Description

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

Claims (7)

  1. 光源から出射された光を反射し、反射した光を対象物に2次元に走査させる光スキャナにおいて、
    前記光源から出射された光を反射するミラー部と、
    前記ミラー部を囲み、且つ、前記ミラー部の面上の中心を通る線上に対向して配置された1対の第1トーションバーを介して前記ミラー部を支持する可動枠と、
    前記可動枠を囲む固定枠と、
    前記可動枠と前記固定枠との間に配置される少なくとも1対の曲がり梁と、
    それぞれの前記曲がり梁の面上に設けられ、前記曲がり梁を曲げ振動させるアクチュエータと、
    を備え、
    それぞれの前記曲がり梁の一端が前記第1トーションバーと直交する前記ミラー部の中心軸上で前記可動枠に接続されるとともに、それぞれの前記曲がり梁の他端が前記固定枠に接続されることにより、前記可動枠は前記固定枠に支持され、
    それぞれの前記曲がり梁は、前記第1トーションバー及び前記中心軸のうちの少なくとも一方に対して対称に配置され、
    前記曲がり梁は、前記アクチュエータの駆動により前記可動枠に回転トルクを作用し、前記可動枠を前記第1トーションバーを通る軸及び前記中心軸を2軸として回動させることを特徴とする光スキャナ。
  2. 前記可動枠は、4つの前記曲がり梁によって前記固定枠に支持され、
    4つの前記曲がり梁は、第1及び第2の曲がり梁と、第3及び第4の曲がり梁とが前記第1トーションバーに対して対称となるとともに、第1及び第3の曲がり梁と、第2及び第4の曲がり梁とが前記中心軸に対して対称となるように配置されることを特徴とする請求項1に記載の光スキャナ。
  3. 前記中心軸上であって前記可動枠の両側に、前記可動枠と前記固定枠とを接続する一対の第2のトーションバーを設けたことを特徴とする請求項1または2に記載の光スキャナ。
  4. それぞれの前記曲がり梁の他端が前記第1トーションバーを通る軸上の近傍で前記固定枠に接続され、
    それぞれの前記曲がり梁は、前記第1トーションバーの軸方向、及び前記中心軸の方向に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光スキャナ。
  5. 前記中心軸を挟んだ一方の側に配置される曲がり梁の面上に設けられる第1アクチュエータには同じ位相の鋸歯状波形の駆動信号が印加されること、及び、前記第1のトーションバーを挟んだ他方の側に配置される曲がり梁の面上に設けられる第2アクチュエータには互いに180度異なる位相の鋸歯状波形の駆動信号が印加されることのうちの少なくとも一方により、前記中心軸を中心として、前記ミラー部が回動し、
    前記第1アクチュエータに印加される前記同じ位相の鋸歯状波形の駆動信号には、前記第1のトーションバーを軸として回転振動させる前記ミラー部の共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号が同じ位相で重畳されること、及び、前記第2アクチュエータに印加される前記互いに180度異なる位相の鋸歯状波形の駆動信号には、前記共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号が互いに180度異なる位相で重畳されることのうちの少なくとも一方により、前記第1のトーションバーを通る軸を中心として、前記ミラー部が回動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光スキャナ。
  6. 前記鋸歯状波形の駆動信号、及び前記共振周波数近傍の周波数成分を有する駆動信号の直流電位は可変であることを特徴とする請求項5に記載の光スキャナ。
  7. 請求項6に記載の光スキャナを用いて手振れ補正動作を行うことを特徴とする走査型プロジェクタ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335543B2 (en) 2013-10-29 2016-05-10 Seiko Epson Corporation Optical scanner, image display device, head mount display, and heads-up display
WO2020085063A1 (ja) 2018-10-25 2020-04-30 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイスおよびマイクロミラーデバイスの駆動方法
WO2020195385A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイスおよびマイクロミラーデバイスの駆動方法
WO2020218585A1 (ja) 2019-04-26 2020-10-29 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス
WO2020218586A1 (ja) 2019-04-26 2020-10-29 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009081858A1 (ja) * 2007-12-20 2009-07-02 Konica Minolta Opto, Inc. マイクロスキャナ装置、およびマイクロスキャナ装置の制御方法
JP5310566B2 (ja) * 2008-01-10 2013-10-09 コニカミノルタ株式会社 マイクロスキャナ装置およびマイクロスキャナ装置の制御方法
JP5296427B2 (ja) * 2008-06-20 2013-09-25 キヤノン電子株式会社 光走査装置及びその制御方法、並びに、画像読取装置及びディスプレイ装置
EP2317365A1 (en) 2008-08-22 2011-05-04 Konica Minolta Opto, Inc. Drive device
JP2010049155A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Ricoh Co Ltd 光走査装置および画像形成装置
WO2010035759A1 (ja) * 2008-09-25 2010-04-01 コニカミノルタオプト株式会社 光スキャナ
JP5444968B2 (ja) * 2009-05-11 2014-03-19 ミツミ電機株式会社 アクチュエータ及びこれを用いた光走査装置
JP5434541B2 (ja) * 2009-12-04 2014-03-05 株式会社デンソー 2次元光走査装置
JP5345102B2 (ja) * 2010-04-19 2013-11-20 日本信号株式会社 光走査装置及びその製造方法
US8771085B1 (en) 2010-08-06 2014-07-08 Arthur C. Clyde Modular law enforcement baton
JP5670227B2 (ja) * 2011-03-04 2015-02-18 スタンレー電気株式会社 光偏向器の駆動装置
JP5769988B2 (ja) * 2011-03-04 2015-08-26 スタンレー電気株式会社 光偏向器の駆動装置
JP5299482B2 (ja) * 2011-08-04 2013-09-25 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置
JP5299489B2 (ja) * 2011-09-22 2013-09-25 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置
JP5990917B2 (ja) 2012-02-03 2016-09-14 船井電機株式会社 Memsデバイスおよびプロジェクタ機能を有する電子機器
JP2013015834A (ja) * 2012-06-26 2013-01-24 Seiko Epson Corp アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置
JP5246367B2 (ja) * 2012-06-26 2013-07-24 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置
JP5344071B2 (ja) * 2012-08-07 2013-11-20 セイコーエプソン株式会社 アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置
JP2014137470A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Funai Electric Co Ltd 振動ミラー素子およびプロジェクタ機能を有する電子機器
WO2015125190A1 (ja) 2014-02-20 2015-08-27 株式会社Jvcケンウッド 画像表示装置および画像表示方法
WO2015146144A1 (ja) * 2014-03-28 2015-10-01 住友精密工業株式会社 駆動装置
JP6460406B2 (ja) 2015-06-09 2019-01-30 第一精工株式会社 可動反射素子及び二次元走査装置
WO2017216866A1 (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 オリンパス株式会社 光ファイバスキャナ、照明装置および観察装置
JP2018054752A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 スタンレー電気株式会社 映像投射システム
JP7027689B2 (ja) * 2017-03-15 2022-03-02 株式会社リコー 光偏向装置および画像投影装置
EP3521894B1 (en) * 2018-02-06 2023-11-08 Murata Manufacturing Co., Ltd. Mems reflector system with trajectory control
WO2019239558A1 (ja) * 2018-06-14 2019-12-19 オリンパス株式会社 光偏向器、および走査型レーザ顕微鏡
US10594976B1 (en) 2019-01-25 2020-03-17 Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Air Force Wide field of view (FOV) projection system and associated methods
CN111830766B (zh) * 2019-04-19 2022-03-08 中强光电股份有限公司 光学模块及投影机
JP7375471B2 (ja) 2019-10-30 2023-11-08 株式会社リコー 可動装置、画像投影装置、ヘッドアップディスプレイ、レーザヘッドランプ、ヘッドマウントディスプレイ、物体認識装置、及び車両
JP7557748B2 (ja) 2019-11-27 2024-09-30 パナソニックIpマネジメント株式会社 光制御システム及び光学反射素子
EP4202529A1 (en) * 2021-12-22 2023-06-28 Silicon Austria Labs GmbH Optical deflector and method operating an optical deflector

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6385765A (ja) * 1986-09-30 1988-04-16 Konica Corp 画像形成装置
JP2001075042A (ja) * 1999-09-01 2001-03-23 Victor Co Of Japan Ltd 光偏向器
US6330102B1 (en) * 2000-03-24 2001-12-11 Onix Microsystems Apparatus and method for 2-dimensional steered-beam NxM optical switch using single-axis mirror arrays and relay optics
JP2002148536A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Olympus Optical Co Ltd アクチュエータおよびその駆動方法
JP2002228966A (ja) * 2001-01-31 2002-08-14 Olympus Optical Co Ltd レーザ光走査装置
JP2002318358A (ja) * 2001-02-14 2002-10-31 Victor Co Of Japan Ltd 光偏向器及びその駆動方法
JP3733383B2 (ja) 2002-01-15 2006-01-11 日産自動車株式会社 2次元光スキャナ
JP3970066B2 (ja) * 2002-03-18 2007-09-05 オリンパス株式会社 光偏向器及び電磁型アクチュエータ
JP4092283B2 (ja) 2003-11-17 2008-05-28 スタンレー電気株式会社 2次元光スキャナ及び光学装置
JP2005173411A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Canon Inc 光偏向器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9335543B2 (en) 2013-10-29 2016-05-10 Seiko Epson Corporation Optical scanner, image display device, head mount display, and heads-up display
WO2020085063A1 (ja) 2018-10-25 2020-04-30 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイスおよびマイクロミラーデバイスの駆動方法
US12019235B2 (en) 2018-10-25 2024-06-25 Fujifilm Corporation Micromirror device and method of driving micromirror device
WO2020195385A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイスおよびマイクロミラーデバイスの駆動方法
WO2020218585A1 (ja) 2019-04-26 2020-10-29 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス
WO2020218586A1 (ja) 2019-04-26 2020-10-29 富士フイルム株式会社 マイクロミラーデバイス

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