JP2008015256A

JP2008015256A - Optical deflector

Info

Publication number: JP2008015256A
Application number: JP2006186779A
Authority: JP
Inventors: Yoshiteru Omura; 義輝大村; Kanae Murata; 香苗村田; Isao Aoyanagi; 勲青柳; Keiichi Shimaoka; 敬一島岡; Yuichi Tanaka; 雄一田中
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】ミラーの偏向角度を増大できるとともに２軸偏向も可能にした光偏向器の提供を課題とする。
【解決手段】少なくとも表面側が光を偏向可能なミラー１２と、ミラー１２の裏面側辺縁部寄りで、かつミラー１２の中心線Ｔと線対称となる位置に設けられた少なくとも一対の駆動手段２０と、復元可能な材料で成形されるとともに、ミラー１２の中心Ｏよりも駆動手段２０寄りで、かつ中心線Ｔと直交する方向へ延在するように、ミラー１２の辺縁部に設けられた一対の支持軸１４と、支持軸１４が軸支される枠体１６と、を備えた光偏向器１０とする。
【選択図】図３An object of the present invention is to provide an optical deflector capable of increasing the deflection angle of a mirror and enabling biaxial deflection.
A mirror 12 capable of deflecting light at least on the front surface side, and at least a pair of driving means 20 provided near a rear edge of the mirror 12 and in a position symmetrical with a center line T of the mirror 12. And provided on the edge of the mirror 12 so as to extend closer to the driving means 20 than the center O of the mirror 12 and in a direction perpendicular to the center line T. The optical deflector 10 includes a pair of support shafts 14 and a frame body 16 on which the support shafts 14 are supported.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、光を偏向可能な可動ミラーを備えた光偏向器に関する。 The present invention relates to an optical deflector including a movable mirror capable of deflecting light.

従来、光を偏向可能なミラーを支持する複数本の支持体に、電圧制御で伸縮変形する駆動手段を備え、その駆動手段の伸縮動作により、支持体を凹凸変形させることにより、ミラーを傾斜させる（偏向させる）光偏向器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この光偏向器では、駆動手段に蒸着やスパッタ法で形成される圧電素子が使用され、その圧電素子の逆圧電変位（一方を伸長させ、他方を短縮させること）によって、支持体が凹凸変形するように構成されている。 Conventionally, a plurality of supports that support mirrors capable of deflecting light have been provided with drive means that expands and contracts by voltage control, and the mirrors are tilted by deforming the support as a result of expansion and contraction of the drive means. An optical deflector (deflecting) is known (for example, see Patent Document 1). In this optical deflector, a piezoelectric element formed by vapor deposition or sputtering is used as the driving means, and the support body is deformed unevenly by reverse piezoelectric displacement of the piezoelectric element (one is extended and the other is shortened). It is configured as follows.

このような光偏向器においては、大きな逆圧電変位を得ることが困難であるため、ミラーの偏向角度は、±１０度〜±１５度程度とされている。しかしながら、近年では、光照射の対象用途の拡大により、更に大きな光偏向角度（例えば±２０度以上）の光偏向器が要望されている。また、このような光偏向器において、ミラーの占有効率を落とすことなく、そのミラーを２軸偏向可動型にすることが望まれており、それが実現できれば、更なる高機能化及び応用範囲の拡大化が期待できる。
特開２００２−３１８３５８号公報 In such an optical deflector, since it is difficult to obtain a large reverse piezoelectric displacement, the deflection angle of the mirror is set to about ± 10 degrees to ± 15 degrees. However, in recent years, an optical deflector having a larger light deflection angle (for example, ± 20 degrees or more) has been demanded due to the expansion of the intended application of light irradiation. Further, in such an optical deflector, it is desired to make the mirror a biaxial deflection movable type without reducing the occupation efficiency of the mirror, and if this can be realized, further enhancement of functionality and application range will be realized. Expansion can be expected.
JP 2002-318358 A

そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、ミラーの偏向角度を増大できるとともに２軸偏向も可能にした光偏向器を得ることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to obtain an optical deflector that can increase the deflection angle of a mirror and can also perform biaxial deflection.

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の光偏向器は、少なくとも表面側が光を偏向可能なミラーと、前記ミラーの裏面側辺縁部寄りで、かつ該ミラーの中心線と線対称となる位置に設けられた少なくとも一対の駆動手段と、復元可能な材料で成形されるとともに、前記ミラーの中心よりも前記駆動手段寄りで、かつ前記中心線と直交する方向へ延在するように、該ミラーの辺縁部に設けられた一対の支持軸と、前記支持軸が軸支される枠体と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an optical deflector according to claim 1 of the present invention includes a mirror capable of deflecting light at least on the front surface side, near the edge on the back surface side of the mirror, and on the mirror. At least a pair of driving means provided at positions symmetrical with the center line and a material that can be restored, and is closer to the driving means than the center of the mirror and in a direction perpendicular to the center line A pair of support shafts provided at the edge of the mirror so as to extend and a frame body on which the support shaft is pivotally supported are provided.

請求項１に記載の発明によれば、支持軸による回動中心線から回動変位するミラーの両先端までの距離に大きな差が付けられる。そして、短い距離側が力点側で、長い距離側が作用点側となる。したがって、梃子の原理により、従来よりも大きな光偏向角度（±２０度以上）が得られる。更に、その回動中心線と直交するミラーの中心線を対称として、力点側となる辺縁部寄りに一対の駆動手段を設けたので、その一対の駆動手段が互いに逆方向に駆動することにより、ミラーをその中心線を中心に回動させることができる。つまり、ミラーを、支持軸と中心線の２軸を中心に回動（偏向）させることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, a great difference is made in the distance from the rotation center line by the support shaft to both ends of the mirror that is rotationally displaced. The short distance side is the power point side, and the long distance side is the action point side. Therefore, an optical deflection angle (± 20 degrees or more) larger than the conventional one can be obtained by the lever principle. In addition, since the mirror center line orthogonal to the rotation center line is symmetric, a pair of drive means are provided near the edge on the power point side, so that the pair of drive means are driven in opposite directions. The mirror can be rotated around its center line. That is, the mirror can be rotated (deflected) about the two axes of the support shaft and the center line.

また、本発明に係る請求項２に記載の光偏向器は、少なくとも表面側が光を偏向可能なミラーと、前記ミラーに対して所定角度傾斜した状態で連設された力点板と、前記力点板の裏面側で、かつ該力点板及び前記ミラーを通る中心線と線対称となる位置に設けられた一対の駆動手段と、復元可能な材料で成形されるとともに、前記中心線と直交する方向へ延在するように、前記力点板の辺縁部に設けられた一対の支持軸と、前記支持軸が軸支される枠体と、を備えたことを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical deflector according to the present invention, wherein at least the surface side of the optical deflector is a mirror capable of deflecting light, a power point plate connected in a state inclined at a predetermined angle with respect to the mirror, and the power point plate A pair of driving means provided on the back surface side of the power point plate and a position symmetrical with the center line passing through the force plate and the mirror, and a material that can be restored and molded in a direction orthogonal to the center line. It is characterized by comprising a pair of support shafts provided at the edge portion of the force plate so as to extend, and a frame body on which the support shaft is pivotally supported.

請求項２に記載の発明によれば、支持軸による回動中心線から回動変位するミラー及び力点板の先端までの距離に大きな差が付けられる。そして、短い距離の力点板側が力点側で、長い距離のミラー側が作用点側となる。したがって、梃子の原理により、従来よりも大きな光偏向角度（±２０度以上）が得られる。更に、その回動中心線と直交するミラー及び力点板の中心線を対称として、力点側となる力点板に一対の駆動手段を設けたので、その一対の駆動手段が互いに逆方向に駆動することにより、ミラー及び力点板をその中心線を中心に回動させることができる。つまり、ミラー及び力点板を、支持軸と中心線の２軸を中心に回動（偏向）させることが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, a great difference can be made in the distance from the rotation center line by the support shaft to the tip of the mirror and the force plate that is rotationally displaced. The short-distance force plate side is the force point side, and the long-distance mirror side is the action point side. Therefore, an optical deflection angle (± 20 degrees or more) larger than the conventional one can be obtained by the lever principle. Furthermore, since the center line of the mirror and the force plate that is orthogonal to the rotation center line is symmetrical, a pair of drive means is provided on the force point plate on the force point side, so that the pair of drive means drive in opposite directions. Thus, the mirror and the power point plate can be rotated around the center line. That is, the mirror and the power point plate can be rotated (deflected) about the two axes of the support shaft and the center line.

また、本発明に係る請求項３に記載の光偏向器は、少なくとも表面側が光を偏向可能なミラーと、前記ミラーの裏面側辺縁部寄りで、少なくとも該ミラーの中心線と線対称となる位置に１個ずつ設けられ、その他も該ミラーの中心より前記辺縁部寄りに設けられた３個以上の駆動手段と、前記駆動手段が支持される枠体と、を備えたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical deflector according to the present invention, wherein at least the front side is a mirror capable of deflecting light, and is near the rear side edge of the mirror and is at least symmetrical with the center line of the mirror. One or more driving means provided at a position, and three or more driving means provided closer to the edge than the center of the mirror, and a frame body that supports the driving means. Yes.

請求項３に記載の発明によれば、ミラーの中心線を対称として、力点側となる辺縁部寄りに、少なくとも一対の駆動手段が設けられ、その他１個以上の駆動手段も力点側となる辺縁部寄りに設けられているので、それら駆動手段による回動中心線から回動変位するミラーの両先端までの距離に大きな差が付けられる。そして、短い距離側が力点側で、長い距離側が作用点側となる。したがって、梃子の原理により、従来よりも大きな光偏向角度（±２０度以上）が得られる。また、少なくとも一対の駆動手段が互いに逆方向に駆動することにより、ミラーをその中心線を中心に回動させることができる。つまり、ミラーを、２軸を中心に回動（偏向）させることが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, at least a pair of driving means is provided near the edge on the power point side, with the mirror center line being symmetrical, and one or more other driving means are also on the power point side. Since it is provided closer to the edge, a great difference is made in the distance from the rotation center line by these driving means to both ends of the mirror that is rotationally displaced. The short distance side is the power point side, and the long distance side is the action point side. Therefore, an optical deflection angle (± 20 degrees or more) larger than the conventional one can be obtained by the lever principle. In addition, the mirror can be rotated about its center line by driving at least a pair of driving means in opposite directions. That is, the mirror can be rotated (deflected) about two axes.

また、請求項４に記載の光偏向器は、請求項３に記載の光偏向器において、前記駆動手段が奇数個の場合、少なくとも１個は、前記ミラーの中心線上に設けられることを特徴としている。 The optical deflector according to claim 4 is characterized in that, in the optical deflector according to claim 3, when the driving means is an odd number, at least one is provided on the center line of the mirror. Yes.

請求項４に記載の発明によれば、ミラーの中心線上に設けられた駆動手段により、その中心線と直交する回動中心線を中心に、ミラーを回動させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the mirror can be rotated around the rotation center line orthogonal to the center line by the driving means provided on the center line of the mirror.

また、請求項５に記載の光偏向器は、請求項１又は請求項２に記載の光偏向器において、前記支持軸に屈曲部が形成されていることを特徴としている。 The optical deflector according to claim 5 is the optical deflector according to claim 1 or 2, wherein a bent portion is formed on the support shaft.

請求項５に記載の発明によれば、支持軸の動きの自由度が増すので、ミラーの偏向角度を更に増大させることができる。 According to the fifth aspect of the invention, the degree of freedom of movement of the support shaft is increased, so that the deflection angle of the mirror can be further increased.

また、請求項６に記載の光偏向器は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光偏向器において、前記駆動手段が、積層型の圧電素子によって伸縮する構成とされていることを特徴としている。 An optical deflector according to a sixth aspect is the optical deflector according to any one of the first to fifth aspects, wherein the driving means is expanded and contracted by a laminated piezoelectric element. It is characterized by being.

請求項６に記載の発明によれば、駆動手段を積層型の圧電素子で構成したので、その圧電素子の逆圧電効果に基づく、駆動手段の延在方向（積層方向）の伸縮動作により、ミラーを好適に回動させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, since the driving means is constituted by a laminated piezoelectric element, the mirror is formed by an expansion / contraction operation in the extending direction (stacking direction) of the driving means based on the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric element. Can be suitably rotated.

また、請求項７に記載の光偏向器は、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光偏向器において、前記駆動手段が、バイモルフ型の圧電素子によって伸縮する構成とされていることを特徴としている。 An optical deflector according to a seventh aspect of the present invention is the optical deflector according to any one of the first to fifth aspects, wherein the driving means is expanded and contracted by a bimorph type piezoelectric element. It is characterized by being.

請求項７に記載の発明によれば、駆動手段をバイモルフ型の圧電素子で構成したので、その圧電素子の逆圧電効果に基づく、駆動手段の延在方向の伸縮動作により、ミラーを好適に回動させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the driving means is constituted by a bimorph type piezoelectric element, the mirror is suitably rotated by the expansion / contraction operation in the extending direction of the driving means based on the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric element. Can be moved.

また、請求項８に記載の光偏向器は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の光偏向器において、前記枠体に前記ミラーの傾斜角度を検知するセンサーを設け、該センサーによる検知結果を前記駆動手段へフィードバックする構成としたことを特徴としている。 The optical deflector according to claim 8 is the optical deflector according to any one of claims 1 to 7, wherein the frame body is provided with a sensor for detecting an inclination angle of the mirror, The detection result by the sensor is fed back to the driving means.

請求項８に記載の発明によれば、例えば温度が低温から高温に変化する環境下において、ミラーに熱応力が発生し、ミラーの角度が変化する等の不具合が生じても、速やかに対応することができる。つまり、ミラーの傾斜角度のズレによる光偏向のズレを補正することができ、ミラーの角度を高精度に維持することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, for example, in an environment where the temperature changes from a low temperature to a high temperature, even if a malfunction such as a thermal stress is generated in the mirror and the angle of the mirror is changed, a quick response is made. be able to. That is, it is possible to correct the deviation of light deflection due to the deviation of the tilt angle of the mirror, and to maintain the mirror angle with high accuracy.

以上のように、本発明によれば、ミラーの偏向角度を増大できるとともに２軸偏向も可能にした光偏向器を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical deflector that can increase the deflection angle of the mirror and can also perform biaxial deflection.

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は第１実施形態の光偏向器の概略正面図であり、図２は第１実施形態の光偏向器の概略側面図と概略平面図である。また、図３は第１実施形態のミラーが回動された光偏向器の概略側面図と概略平面図である。なお、説明の便宜上、図１の矢印ＵＰを上方向、矢印ＤＯを下方向、矢印ＬＥを左方向、矢印ＲＩを右方向とする。そして、図２の矢印ＦＲ方向を前方向、矢印ＲＥを後方向とする。また、ミラーは、前方を向く面を表面とし、後方を向く面を裏面とする。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic front view of the optical deflector of the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic side view and schematic plan view of the optical deflector of the first embodiment. FIG. 3 is a schematic side view and a schematic plan view of the optical deflector in which the mirror of the first embodiment is rotated. For convenience of explanation, the arrow UP in FIG. 1 is the upward direction, the arrow DO is the downward direction, the arrow LE is the left direction, and the arrow RI is the right direction. In FIG. 2, the arrow FR direction is the forward direction, and the arrow RE is the backward direction. Further, the mirror has a front surface as a front surface and a rear surface as a back surface.

＜第１実施形態＞
まず最初に、第１実施形態について説明する。図１、図２で示すように、光偏向器１０は、少なくとも表面側にアルミニウムが蒸着されて光を偏向可能とされた矩形板状のミラー１２を備えている。ミラー１２の左右両辺縁部における下端側には、例えばトーションバースプリング等の捻れても復元可能な材料でできた一対の支持軸１４の一端がそれぞれ一体的に取り付けられている。そして、各支持軸１４の他端は、ミラー１２を収容可能な枠体１６に一体的に取り付けられている。これにより、支持軸１４は枠体１６に対して回動可能に軸支される構成である。 <First Embodiment>
First, the first embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical deflector 10 includes a rectangular plate-like mirror 12 on which aluminum is vapor-deposited at least on the surface side so that light can be deflected. One end of a pair of support shafts 14 made of a material that can be restored even when twisted, such as a torsion bar spring, is integrally attached to the lower ends of the left and right edges of the mirror 12. The other end of each support shaft 14 is integrally attached to a frame 16 that can accommodate the mirror 12. As a result, the support shaft 14 is rotatably supported with respect to the frame body 16.

また、ミラー１２の裏面と対向する枠体１６の内側前面には、支持基板１８が接合されている。更に、ミラー１２の裏面側の下辺縁部で、支持軸１４の軸架方向と直交するミラー１２の中心線Ｔを中心にして線対称となる位置には、駆動手段としての圧電素子２２を備えた支持ビーム２０が左右一対で配設されている。つまり、各支持ビーム２０の一端がミラー１２の裏面に接合され、他端が支持基板１８の前面に接合されている。各支持ビーム２０は、スパッタ法等の半導体プロセスにより形成された積層型の圧電素子２２で構成され、支持基板１８を介して電圧が印加されることにより、その積層方向に伸縮自在とされている。これにより、ミラー１２が２軸偏向可能となる構成である。 A support substrate 18 is bonded to the inner front surface of the frame 16 facing the rear surface of the mirror 12. Furthermore, a piezoelectric element 22 as a drive means is provided at a position that is line-symmetrical with respect to the center line T of the mirror 12 that is orthogonal to the axial direction of the support shaft 14 at the lower edge of the rear surface side of the mirror 12. A pair of left and right support beams 20 are disposed. That is, one end of each support beam 20 is bonded to the back surface of the mirror 12, and the other end is bonded to the front surface of the support substrate 18. Each support beam 20 is composed of a stacked piezoelectric element 22 formed by a semiconductor process such as sputtering, and is stretchable in the stacking direction when a voltage is applied via the support substrate 18. . As a result, the mirror 12 can be deflected biaxially.

すなわち、ミラー１２は、左右一対の支持ビーム２０における圧電素子２２が、共に同じ積層方向（支持ビーム２０の延在方向）へ伸縮することにより、支持軸１４を中心に回動可能とされている。この際、中心線Ｔと直交する方向へ延在するように、ミラー１２の左右両辺縁部に設けられている支持軸１４から、回転変位するミラー１２の上下両辺縁部（先端）までの距離に大きな差が付けられている。つまり、短い距離側が力点側とされ、長い距離側が作用点側とされて、梃子の原理を用いて、ミラー１２の上辺縁部側が前後方向に大きく回動できる構成になっている。具体的には、図２（Ａ）で示す位置を±０度とすると、そこから少なくとも±２０度以上は回動できるようになっている（図３（Ａ）参照）。 That is, the mirror 12 can be rotated around the support shaft 14 by expanding and contracting the piezoelectric elements 22 of the pair of left and right support beams 20 in the same stacking direction (the extending direction of the support beam 20). . At this time, the distance from the support shafts 14 provided at the left and right side edges of the mirror 12 to the upper and lower side edges (tips) of the mirror 12 that is rotationally displaced so as to extend in a direction orthogonal to the center line T. There is a big difference. In other words, the short distance side is the force point side, and the long distance side is the action point side, and the upper edge portion side of the mirror 12 can be largely rotated in the front-rear direction by using the lever principle. Specifically, when the position shown in FIG. 2A is ± 0 degrees, the position can be rotated by at least ± 20 degrees or more (see FIG. 3A).

また、左右一対の支持ビーム２０における圧電素子２２が、逆圧電効果により、それぞれ反対の積層方向（支持ビーム２０の延在方向）に向かって伸縮することにより（一方の支持ビーム２０の圧電素子２２が伸長し、他方の支持ビーム２０の圧電素子２２が短縮することにより）、図３（Ｂ）で示すように、ミラー１２は、支持軸１４による回動中心線と直交する中心線Ｔを中心に回動可能になっている。つまり、支持軸１４は、トーションバースプリング等の捻れても復元可能な材料で成形され、前後方向にも屈曲可能とされているため、ミラー１２の中心線Ｔを中心とした回動を妨げるような不具合がなく、ミラー１２の長手方向における中心線Ｔ周りに容易に回転できるようになっている。したがって、ミラー１２は２軸偏向可能となる。 Further, the piezoelectric elements 22 in the pair of left and right support beams 20 expand and contract in the opposite stacking directions (extension directions of the support beams 20) by the inverse piezoelectric effect (the piezoelectric elements 22 of the one support beam 20). 3 and the piezoelectric element 22 of the other support beam 20 is shortened), as shown in FIG. 3B, the mirror 12 is centered on a center line T perpendicular to the rotation center line by the support shaft 14. Can be rotated. That is, the support shaft 14 is formed of a material that can be restored even when twisted, such as a torsion bar spring, and can be bent in the front-rear direction, so that the rotation about the center line T of the mirror 12 is prevented. Therefore, the mirror 12 can be easily rotated around the center line T in the longitudinal direction. Therefore, the mirror 12 can be deflected biaxially.

なお、支持軸１４の他端は、枠体１６に一体的に取り付けるのではなく、枠体１６に回動可能に軸架させてもよい。また、一対の支持軸１４は、ミラー１２の上下両辺縁部における左右どちらか一方寄りに設けられてもよい。その場合、駆動手段としての支持ビーム２０は、ミラー１２の左右両辺縁部のどちらか一方に設けられることは言うまでもない。 The other end of the support shaft 14 may be pivotally mounted on the frame body 16 instead of being integrally attached to the frame body 16. Further, the pair of support shafts 14 may be provided on either the left or right side of the upper and lower edges of the mirror 12. In that case, it goes without saying that the support beam 20 as the driving means is provided on either one of the left and right edges of the mirror 12.

このような構成の第１実施形態の光偏向器１０において、次にその作用について説明する。なお、説明の便宜上、ミラー１２の角度は、その上辺縁部が支持軸１４を中心に前方向に傾倒（回動）する場合をマイナス、後方向に傾倒（回動）する場合をプラスとする。また、回動指示がなされないときには、ミラー１２は、図１、図２で示すような状態のままとなっている。この状態のときのミラー１２の角度を±０度とする。 Next, the operation of the optical deflector 10 having the above-described configuration according to the first embodiment will be described. For convenience of explanation, the angle of the mirror 12 is negative when the upper edge of the mirror 12 is tilted (rotated) forward about the support shaft 14, and positive when the mirror 12 is tilted (rotated) backward. . When no rotation instruction is given, the mirror 12 remains in the state shown in FIGS. The angle of the mirror 12 in this state is set to ± 0 degrees.

まず、ミラー１２に対して、前後方向への回動指示がなされると、支持ビーム２０を構成する圧電素子２２に電圧が印加され、例えば図３（Ａ）で示すように、各支持ビーム２０が短縮する。すると、ミラー１２は、支持軸１４を中心に、その上辺縁部が前方に向かって回動する。このとき、支持軸１４は、ミラー１２の中心Ｏ（図１参照）よりも支持ビーム２０寄りに（下辺縁部寄りに）設けられ、支持軸１４による回動中心線から回動変位するミラー１２の上下辺縁部までの距離に大きな差が付けられている。つまり、短い距離側が支持ビーム２０を設けた力点側とされ、長い距離側が作用点側とされている。したがって、梃子の原理により、その上辺縁部を大きく回動させることができる。ちなみに、このときのミラー１２の角度は−２０度以上である。 First, when the mirror 12 is instructed to rotate in the front-rear direction, a voltage is applied to the piezoelectric element 22 constituting the support beam 20, and for example, as shown in FIG. Is shortened. As a result, the upper edge of the mirror 12 rotates forward about the support shaft 14. At this time, the support shaft 14 is provided closer to the support beam 20 (closer to the lower edge) than the center O of the mirror 12 (see FIG. 1), and the mirror 12 is rotated and displaced from the rotation center line by the support shaft 14. There is a large difference in the distance to the top and bottom edges of the. That is, the short distance side is the force point side where the support beam 20 is provided, and the long distance side is the action point side. Therefore, the upper edge portion can be largely rotated by the lever principle. Incidentally, the angle of the mirror 12 at this time is −20 degrees or more.

その後、更にミラー１２に対して左右方向への回動指示がなされると、各支持ビーム２０を構成する圧電素子２２に、それぞれ逆の電圧が印加され、例えば図３（Ｂ）で示すように、左側の支持ビーム２０が伸長し、右側の支持ビーム２０が短縮する。すると、ミラー１２は、中心線Ｔを中心に右側に向くように回動し、指示した回動位置で停止する。このように、ミラー１２は、支持軸１４と中心線Ｔの２軸を中心に回動可能になっている。つまり、このミラー１２は、２軸偏向が可能になっている。したがって、ミラー１２に２軸偏向動作が要求される高機能化等にも充分に対応することができ、光偏向器１０の応用範囲を拡大化することができる。 Thereafter, when the mirror 12 is further instructed to rotate in the left-right direction, reverse voltages are applied to the piezoelectric elements 22 constituting the support beams 20, respectively, for example, as shown in FIG. The left support beam 20 expands and the right support beam 20 shortens. Then, the mirror 12 rotates around the center line T toward the right side, and stops at the instructed rotation position. As described above, the mirror 12 is rotatable about the two axes of the support shaft 14 and the center line T. That is, this mirror 12 can be biaxially deflected. Therefore, it is possible to sufficiently cope with the high functionality that requires the mirror 12 to perform a biaxial deflection operation, and the application range of the optical deflector 10 can be expanded.

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態の光偏向器の概略側面図と概略平面図である。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（作用・効果も含む）は省略する。この第２実施形態では、駆動手段として、バイモルフ型の圧電素子で構成された支持ビーム２０を使用することだけが、上記第１実施形態と異なっている。バイモルフ型の圧電素子も電圧を印加することによって伸縮する構成であり、これによって、支持ビーム２０が、その延在方向に伸縮するようになっている。 <Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic side view and a schematic plan view of an optical deflector according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part equivalent to the said 1st Embodiment, and detailed description (an effect | action and an effect are also included) is abbreviate | omitted. The second embodiment is different from the first embodiment only in using a support beam 20 composed of a bimorph piezoelectric element as a driving means. The bimorph-type piezoelectric element is also configured to expand and contract when a voltage is applied, whereby the support beam 20 expands and contracts in the extending direction.

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図５は第３実施形態の光偏向器の概略側面図と概略平面図である。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。この第３実施形態では、支持ビーム２０（圧電素子２２）が接合されて駆動部（力点側）として機能する力点板１３に、光偏向部（作用点側）として機能するミラー１２が一体的に、かつ所定角度傾斜した状態に連設されて構成されている。 <Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic side view and a schematic plan view of an optical deflector according to the third embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part equivalent to the said 1st Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. In the third embodiment, the support plate 20 (piezoelectric element 22) is joined to the force point plate 13 that functions as a drive unit (power point side), and the mirror 12 that functions as a light deflection unit (action point side) is integrally formed. And it is configured to be connected in a state inclined at a predetermined angle.

このような構成の第３実施形態の光偏向器１０において、次にその作用について説明する。なお、回動指示がなされないときには、ミラー１２は、図５（Ａ）で示すような状態のままとなっている。すなわち、この第３実施形態では、作用点側のミラー１２が力点側の力点板１３に対して予め所定角度傾斜した状態に取り付けられている。そして、この状態のときのミラー１２の角度が±０度とされている。 Next, the operation of the optical deflector 10 of the third embodiment having such a configuration will be described. Note that when no rotation instruction is given, the mirror 12 remains in the state shown in FIG. That is, in the third embodiment, the mirror 12 on the action point side is attached in a state inclined in advance by a predetermined angle with respect to the force point side force point plate 13. The angle of the mirror 12 in this state is ± 0 degrees.

まず、ミラー１２に対して、前後方向への回動指示がなされると、支持ビーム２０を構成する圧電素子２２に電圧が印加され、支持ビーム２０が短縮又は伸長する。すると、ミラー１２は、支持軸１４を中心に、その上辺縁部が前方又は後方に向かって回動する。このとき、支持軸１４は、力点板１３側に設けられ、支持軸１４による回動中心線から回動変位するミラー１２の上辺縁部と力点板１３の下辺縁部までの距離に大きな差が付けられている。つまり、短い距離側が支持ビーム２０を設けた力点側の力点板１３とされ、長い距離側が作用点側のミラー１２とされている。したがって、梃子の原理により、ミラー１２の上辺縁部を第１実施形態の光偏向器１０よりも更に大きく回動させることができる。 First, when the mirror 12 is instructed to rotate in the front-rear direction, a voltage is applied to the piezoelectric element 22 constituting the support beam 20, and the support beam 20 is shortened or extended. As a result, the upper edge portion of the mirror 12 is rotated forward or backward about the support shaft 14. At this time, the support shaft 14 is provided on the force plate 13 side, and there is a large difference in the distance between the upper edge portion of the mirror 12 that is rotationally displaced from the rotation center line by the support shaft 14 and the lower edge portion of the force plate 13. It is attached. That is, the short distance side is the force point side force point plate 13 provided with the support beam 20, and the long distance side is the action point side mirror 12. Therefore, the upper edge portion of the mirror 12 can be rotated further than the optical deflector 10 of the first embodiment by the lever principle.

その後、更にミラー１２に対して左右方向への回動指示がなされると、支持ビーム２０を構成する圧電素子２２に、それぞれ逆の電圧が印加され、例えば図５（Ｂ）で示すように、左側の支持ビーム２０が伸長し、右側の支持ビーム２０が短縮する。すると、ミラー１２は、中心線Ｔを中心に右側に向くように回動し、指示した回動位置で停止する。このように、ミラー１２は、支持軸１４と中心線Ｔの２軸を中心に回動可能になっている。つまり、このミラー１２は、２軸偏向が可能になっている。したがって、ミラー１２に２軸偏向動作が要求される高機能化等にも充分に対応することができ、光偏向器１０の応用範囲を拡大化することができる。 Thereafter, when the mirror 12 is further instructed to rotate in the left-right direction, reverse voltages are applied to the piezoelectric elements 22 constituting the support beam 20, respectively. For example, as shown in FIG. The left support beam 20 expands and the right support beam 20 shortens. Then, the mirror 12 rotates around the center line T toward the right side, and stops at the instructed rotation position. As described above, the mirror 12 is rotatable about the two axes of the support shaft 14 and the center line T. That is, this mirror 12 can be biaxially deflected. Therefore, it is possible to sufficiently cope with the high functionality that requires the mirror 12 to perform a biaxial deflection operation, and the application range of the optical deflector 10 can be expanded.

なお、圧電素子２２が一体的に接合される力点板１３の裏はフラット面とされている。これにより、圧電素子２２（支持ビーム２０）の接合性を向上できるとともに、その圧電素子２２を力点板１３の裏面に対する法線方向へ好適に伸縮させることができる。また、光偏向部として機能するミラー１２が、駆動部として機能する力点板１３に対して所定角度傾斜した状態で（側面視略「く」字状となるように）連設されているため、小さな駆動（伸縮）ストロークで大きな偏向角度を得ることができる。 Note that the back of the force point plate 13 to which the piezoelectric element 22 is integrally joined is a flat surface. Thereby, the bonding property of the piezoelectric element 22 (support beam 20) can be improved, and the piezoelectric element 22 can be suitably expanded and contracted in the normal direction with respect to the back surface of the force application plate 13. Further, since the mirror 12 functioning as a light deflecting unit is connected in a state inclined at a predetermined angle with respect to the power point plate 13 functioning as a driving unit (so as to have a substantially "<" shape in side view), A large deflection angle can be obtained with a small driving (extension / contraction) stroke.

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図６は第４実施形態の光偏向器の概略正面図と概略側面図である。なお、上記第１実施形態及び第３実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。この第４実施形態では、ミラー１２が可動電極とされ、その可動電極であるミラー１２と所定の間隙を隔てた状態になるように、複数（例えば４個）に分割された固定電極２４が支持基板１８の前面に対向配置されている。そして、ミラー１２の回動角度（傾斜角度）や変位（撓み変形）状態を可動電極（ミラー１２）と固定電極２４との間の静電容量変化で検知し、圧電素子２２の駆動電圧を制御する制御部（図示省略）へ、その検知結果をフィードバックするように構成されている。 <Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic front view and a schematic side view of an optical deflector according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part equivalent to the said 1st Embodiment and 3rd Embodiment, and detailed description is abbreviate | omitted. In the fourth embodiment, the mirror 12 is a movable electrode, and a plurality of (for example, four) fixed electrodes 24 are supported so as to be in a state of being separated from the mirror 12 which is the movable electrode by a predetermined gap. Opposing to the front surface of the substrate 18. Then, the rotation angle (tilt angle) and displacement (deflection deformation) of the mirror 12 are detected by a change in capacitance between the movable electrode (mirror 12) and the fixed electrode 24, and the drive voltage of the piezoelectric element 22 is controlled. The detection result is fed back to a control unit (not shown).

このような構成の第４実施形態の光偏向器１０において、次にその作用について説明する。なお、回動指示がなされないときには、ミラー１２は、図６（Ｂ）で示すような状態のままとなっている。すなわち、この第４実施形態でも、作用点側のミラー１２が力点側の力点板１３に対して予め所定角度傾斜した状態に取り付けられている。そして、この状態のときのミラー１２の角度が±０度とされている。 Next, the operation of the optical deflector 10 of the fourth embodiment having such a configuration will be described. When no rotation instruction is given, the mirror 12 remains in the state shown in FIG. That is, also in the fourth embodiment, the action point side mirror 12 is attached to the force point side force point plate 13 in a state inclined in advance by a predetermined angle. The angle of the mirror 12 in this state is ± 0 degrees.

まず、ミラー１２に対して、前後方向への回動指示がなされると、支持ビーム２０を構成する圧電素子２２に電圧が印加され、支持ビーム２０が短縮又は伸長する。すると、ミラー１２は、支持軸１４を中心に、その上辺縁部が前方又は後方に向かって回動する。このとき、支持軸１４は、力点板１３に設けられ、支持軸１４による回動中心線から回動変位するミラー１２の上辺縁部と力点板１３の下辺縁部までの距離に大きな差が付けられている。 First, when the mirror 12 is instructed to rotate in the front-rear direction, a voltage is applied to the piezoelectric element 22 constituting the support beam 20, and the support beam 20 is shortened or extended. As a result, the upper edge portion of the mirror 12 is rotated forward or backward about the support shaft 14. At this time, the support shaft 14 is provided on the force point plate 13, and there is a large difference in the distance from the upper edge of the mirror 12 that rotates and displaces from the rotation center line by the support shaft 14 to the lower edge of the force plate 13. It has been.

つまり、短い距離側が支持ビーム２０を設けた力点側の力点板１３とされ、長い距離側が作用点側のミラー１２とされている。したがって、梃子の原理により、そのミラー１２の上辺縁部を第１実施形態の光偏向器１０よりも更に大きく回動させることができる。そして、このときの回動角度（傾斜角度）をミラー１２（可動電極）と固定電極２４との間の静電容量変化で検知し、その角度を圧電素子２２の駆動電圧を制御する制御部（図示省略）にフィードバックするようになっている。これにより、ミラー１２の角度が精度よく調整される。 That is, the short distance side is the force point side force point plate 13 provided with the support beam 20, and the long distance side is the action point side mirror 12. Therefore, the upper edge portion of the mirror 12 can be rotated more largely than the optical deflector 10 of the first embodiment by the lever principle. Then, the rotation angle (inclination angle) at this time is detected by a change in electrostatic capacitance between the mirror 12 (movable electrode) and the fixed electrode 24, and the angle is used to control the drive voltage of the piezoelectric element 22 ( (Not shown) is fed back. Thereby, the angle of the mirror 12 is adjusted with high accuracy.

その後、更にミラー１２に対して左右方向への回動指示がなされると、支持ビーム２０を構成する圧電素子２２に、それぞれ逆の電圧が印加され、例えば左側の支持ビーム２０が伸長し、右側の支持ビーム２０が短縮する。すると、ミラー１２は、中心線Ｔを中心に右側に向くように回動し、指示した回動位置で停止する。このように、ミラー１２は、支持軸１４と中心線Ｔの２軸を中心に回動可能になっている。 Thereafter, when the mirror 12 is further instructed to rotate left and right, reverse voltages are applied to the piezoelectric elements 22 constituting the support beam 20, respectively. For example, the left support beam 20 expands and the right side is expanded. The support beam 20 is shortened. Then, the mirror 12 rotates around the center line T toward the right side, and stops at the instructed rotation position. As described above, the mirror 12 is rotatable about the two axes of the support shaft 14 and the center line T.

つまり、このミラー１２は、２軸偏向が可能になっている。したがって、ミラー１２に２軸偏向動作が要求される高機能化等にも充分に対応することができ、光偏向器１０の応用範囲を拡大化することができる。なお、このときもミラー１２の回動角度（傾斜角度）が検知され、その角度が圧電素子２２の駆動電圧を制御する制御部（図示省略）にフィードバックされるようになっている。 That is, this mirror 12 can be biaxially deflected. Therefore, it is possible to sufficiently cope with the high functionality that requires the mirror 12 to perform a biaxial deflection operation, and the application range of the optical deflector 10 can be expanded. At this time, the rotation angle (tilt angle) of the mirror 12 is detected, and the angle is fed back to a control unit (not shown) that controls the drive voltage of the piezoelectric element 22.

よって、ミラー１２の角度が精度よく調整され、例えば温度が低温から高温に変化する環境下であっても、ミラー１２の角度を高精度に維持することが可能となる。すなわち、このような光偏向器１０（光偏向可動ミラー１２）が搭載される環境としては、家電や自動車等が挙げられるが、これらの環境下では、温度が低温から高温に変化する。そのため、ミラー１２に熱応力が発生し、ミラー１２の角度が変化する等の不具合が生じるおそれがある。 Therefore, the angle of the mirror 12 is adjusted with high accuracy. For example, even in an environment where the temperature changes from a low temperature to a high temperature, the angle of the mirror 12 can be maintained with high accuracy. That is, examples of the environment in which such an optical deflector 10 (the optical deflection movable mirror 12) is mounted include home appliances and automobiles. Under these environments, the temperature changes from a low temperature to a high temperature. For this reason, thermal stress is generated in the mirror 12, and there is a possibility that problems such as a change in the angle of the mirror 12 occur.

しかしながら、この第４実施形態の光偏向器１０では、ミラー１２を可動電極とし、支持基板１８に複数の固定電極２４を形成したので、ミラー１２の回動角度（傾斜角度）や変位（撓み変形）状態を検知して、駆動手段（圧電素子２２を備えた支持ビーム２０）に、その状態をフィードバックすることができる。よって、ミラー１２の傾斜角度のズレによる光偏向のズレを補正することができ、光偏向器１０の用途範囲を拡大化することができる。なお、角度検知用のセンサーとしては、可動電極（ミラー１２）と固定電極２４に限定されるものではなく、例えば支持軸１４に歪みゲージ等を設けて検知するようにしてもよい。 However, in the optical deflector 10 of the fourth embodiment, since the mirror 12 is a movable electrode and the plurality of fixed electrodes 24 are formed on the support substrate 18, the rotation angle (tilt angle) and displacement (flexure deformation) of the mirror 12 are formed. ) State can be detected, and the state can be fed back to the driving means (support beam 20 including the piezoelectric element 22). Therefore, the deviation of the optical deflection due to the deviation of the tilt angle of the mirror 12 can be corrected, and the application range of the optical deflector 10 can be expanded. The angle detection sensor is not limited to the movable electrode (mirror 12) and the fixed electrode 24. For example, a strain gauge or the like may be provided on the support shaft 14 for detection.

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。図７は第５実施形態の光偏向器の概略正面図と概略側面図であり、図８及び図９は第５実施形態の別の光偏向器の概略正面図である。なお、上記第１実施形態及び第３実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（作用・効果も含む）は省略する。この第５実施形態では、支持軸１４に屈曲部１４Ａが１つ又は複数形成されている。つまり、この第５実施形態の支持軸１４は、各実施形態の支持軸１４よりも更に容易に前後方向等に動けるように構成されている。 <Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic front view and a schematic side view of the optical deflector of the fifth embodiment, and FIGS. 8 and 9 are schematic front views of another optical deflector of the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part equivalent to the said 1st Embodiment and 3rd Embodiment, and detailed description (an effect | action and an effect are also included) is abbreviate | omitted. In the fifth embodiment, one or more bent portions 14 </ b> A are formed on the support shaft 14. That is, the support shaft 14 of the fifth embodiment is configured to move more easily in the front-rear direction and the like than the support shaft 14 of each embodiment.

例えば図７で示す支持軸１４は、矩形状屈曲部１４Ａが上下方向に向かって１つずつ、計２つ形成されている。また、例えば図８で示す支持軸１４は、矩形状屈曲部１４Ａが上方向に向かって１つだけ形成され、図９で示す支持軸１４は、矩形状屈曲部１４Ａが下方向に向かって１つだけ形成されている。支持軸１４をこのような構成にすると、その動きの自由度を増大できるので、ミラー１２の中心線Ｔを中心に回動させる範囲（左右方向の偏向角度）を増大させることができる。つまり、ミラー１２の２軸偏向角度を増大させることができる。よって、ミラー１２に大きな２軸偏向角度が要求される高機能化等にも充分に対応することができ、光偏向器１０の応用範囲を更に拡大化することができる。 For example, the support shaft 14 shown in FIG. 7 is formed with a total of two rectangular bent portions 14A, one each in the vertical direction. Further, for example, the support shaft 14 shown in FIG. 8 has only one rectangular bent portion 14A upward, and the support shaft 14 shown in FIG. 9 has the rectangular bent portion 14A downward 1 Only one is formed. If the support shaft 14 has such a configuration, the degree of freedom of movement thereof can be increased, so that the range of rotation about the center line T of the mirror 12 (the deflection angle in the left-right direction) can be increased. That is, the biaxial deflection angle of the mirror 12 can be increased. Therefore, it is possible to sufficiently cope with a high function that requires a large biaxial deflection angle for the mirror 12, and the application range of the optical deflector 10 can be further expanded.

＜第６実施形態＞
最後に、第６実施形態について説明する。図１０は第６実施形態の光偏向器の概略正面図であり、図１１は第６実施形態の別の光偏向器の概略正面図である。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（作用・効果も含む）は省略する。この第６実施形態では、図１０で示すように、支持ビーム２０が、ミラー１２の裏面側の下辺縁部寄りで、かつミラー１２の中心線Ｔを中心にして線対称となる位置に左右一対で配設されるとともに、その左右一対の支持ビーム２０の上部で、かつミラー１２の中心Ｏよりも下辺縁部寄りに、更に支持ビーム２０が左右一対で配設されている。 <Sixth Embodiment>
Finally, the sixth embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic front view of an optical deflector of the sixth embodiment, and FIG. 11 is a schematic front view of another optical deflector of the sixth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part equivalent to the said 1st Embodiment, and detailed description (an effect | action and an effect are also included) is abbreviate | omitted. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, the pair of left and right support beams 20 are located near the lower edge of the rear surface side of the mirror 12 and symmetrical with respect to the center line T of the mirror 12. Further, a pair of left and right support beams 20 are further disposed on the upper part of the pair of left and right support beams 20 and closer to the lower edge than the center O of the mirror 12.

この場合、上側に配設された２個の支持ビーム２０と下側に配設された２個の支持ビーム２０をそれぞれ異なる方向に伸縮させることによって、ミラー１２を前後方向に回動させることができる。同様に、左側に配設された２個の支持ビーム２０と右側に配設された２個の支持ビーム２０をそれぞれ異なる方向に伸縮させることによって、ミラー１２を左右方向に回動させることができる。つまり、２対（４個）の支持ビーム２０で、２軸偏向することが可能となる。よって、支持軸１４が不要となる。また、このように、２対（４個）の支持ビーム２０で、２軸偏向させるようにすると、回動運動のゆらぎを制御することが可能となる。 In this case, the mirror 12 can be rotated in the front-rear direction by expanding and contracting the two support beams 20 disposed on the upper side and the two support beams 20 disposed on the lower side in different directions. it can. Similarly, the mirror 12 can be rotated in the left-right direction by expanding and contracting the two support beams 20 disposed on the left side and the two support beams 20 disposed on the right side in different directions. . That is, two pairs of (four) support beams 20 can be biaxially deflected. Therefore, the support shaft 14 becomes unnecessary. In addition, if the two pairs (four) of the support beams 20 are biaxially deflected in this way, it is possible to control the fluctuation of the rotational movement.

なお、支持軸１４を設けない構成とした場合、支持ビーム２０は、少なくとも３個あればよい（３個以上あればよい）。例えば３個とした場合には、図１１で示すように、支持ビーム２０を、ミラー１２の裏面側の下辺縁部寄りで、かつミラー１２の中心線Ｔを中心にして線対称となる位置に左右一対で配設するとともに、残りの１個をミラー１２の中心線Ｔ上で、かつミラー１２の中心Ｏよりも下辺縁部寄りに配設すればよい。 In addition, when it is set as the structure which does not provide the support shaft 14, the support beam 20 should just be at least three (3 or more should be sufficient). For example, when the number is three, as shown in FIG. 11, the support beam 20 is positioned near the lower edge of the rear surface side of the mirror 12 and in a line symmetric with respect to the center line T of the mirror 12. A left and right pair may be disposed, and the remaining one may be disposed on the center line T of the mirror 12 and closer to the lower edge than the center O of the mirror 12.

このような構成にすると、ミラー１２の中心線Ｔ上に設けられた１個の支持ビーム２０で、ミラー１２を前後方向に回動させることができ、残りの左右一対（２個）の支持ビーム２０で、ミラー１２を左右方向に回動させることができる。つまり、支持ビーム２０が３個以上の奇数個設けられた場合には、少なくとも１個をミラー１２の中心線Ｔ上で、かつミラー１２の中心Ｏよりも下辺縁部寄りに配設することで、ミラー１２を２軸偏向させることが可能となる。 With such a configuration, the mirror 12 can be rotated in the front-rear direction with one support beam 20 provided on the center line T of the mirror 12, and the remaining pair of left and right (two) support beams. 20, the mirror 12 can be rotated in the left-right direction. That is, when an odd number of support beams 20 is provided, at least one support beam 20 is disposed on the center line T of the mirror 12 and closer to the lower edge than the center O of the mirror 12. The mirror 12 can be deflected biaxially.

以上、第１実施形態〜第６実施形態で説明したように、この光偏向器１０の可動ミラー１２は、大きな角度（±２０度以上）の光偏向が可能で、かつ２軸周りの光偏向が可能になっている。したがって、光偏向器１０の高機能化及び応用範囲の拡大化ができる。特に、駆動手段を圧電素子２２による圧電駆動方式としたので、大きな偏向角度を得ることができる。すなわち、圧電駆動方式では、ミラー１２を直接駆動させるため、静電方式や電磁方式のように途中に気体層が介在することがない。したがって、ミラー１２の静止が安定した状態となる。また、これにより低消費電力化も図れる。 As described above, as described in the first to sixth embodiments, the movable mirror 12 of the optical deflector 10 can deflect light at a large angle (± 20 degrees or more) and can deflect light around two axes. Is possible. Therefore, it is possible to increase the functionality and the application range of the optical deflector 10. In particular, since the driving means is a piezoelectric driving system using the piezoelectric element 22, a large deflection angle can be obtained. That is, in the piezoelectric driving method, since the mirror 12 is directly driven, there is no gas layer in the middle unlike the electrostatic method or the electromagnetic method. Therefore, the stationary state of the mirror 12 is stable. This also reduces power consumption.

なお、ミラー１２の形状は、図示の矩形状（長方形状）に限定されるものではなく、例えば円形状などにしてもよい。また、本実施形態におけるミラー１２は、微小なマイクロミラーとして使用でき、そのマイクロミラーを備えた光偏向器１０を多数集結して構成することができる。マイクロミラーを備えた光偏向器１０においては、単位駆動力当たりのマイクロミラーの回転角度が重要な特性となるが、変位モードの共振周波数も重要な特性ファクターとなり、応答速度を高めるためには、変位モードの共振周波数は、光偏向器の動作性能に悪影響を及ぼさない範囲内で高いことが望ましい。 The shape of the mirror 12 is not limited to the illustrated rectangular shape (rectangular shape), and may be a circular shape, for example. Further, the mirror 12 in the present embodiment can be used as a minute micromirror, and can be configured by gathering a large number of optical deflectors 10 provided with the micromirror. In the optical deflector 10 having a micromirror, the rotation angle of the micromirror per unit driving force is an important characteristic, but the resonance frequency of the displacement mode is also an important characteristic factor, and in order to increase the response speed, It is desirable that the resonance frequency in the displacement mode is high within a range that does not adversely affect the operation performance of the optical deflector.

第１実施形態の光偏向器の概略正面図Schematic front view of the optical deflector of the first embodiment （Ａ）第１実施形態の光偏向器の概略側面図、（Ｂ）第１実施形態の光偏向器の概略平面図(A) Schematic side view of the optical deflector of the first embodiment, (B) Schematic plan view of the optical deflector of the first embodiment. （Ａ）第１実施形態の光偏向器のミラー回動後の概略側面図、（Ｂ）第１実施形態の光偏向器のミラー回動後の概略平面図(A) Schematic side view after turning the mirror of the optical deflector of the first embodiment, (B) Schematic plan view after turning the mirror of the optical deflector of the first embodiment. （Ａ）第２実施形態の光偏向器の概略側面図、（Ｂ）第２実施形態の光偏向器の概略平面図(A) Schematic side view of the optical deflector of the second embodiment, (B) Schematic plan view of the optical deflector of the second embodiment. （Ａ）第３実施形態の光偏向器の概略側面図、（Ｂ）第３実施形態の光偏向器の概略平面図(A) Schematic side view of the optical deflector of the third embodiment, (B) Schematic plan view of the optical deflector of the third embodiment. （Ａ）第４実施形態の光偏向器の概略正面図、（Ｂ）第４実施形態の光偏向器の概略側面図(A) Schematic front view of optical deflector of fourth embodiment, (B) Schematic side view of optical deflector of fourth embodiment （Ａ）第５実施形態の光偏向器の概略正面図、（Ｂ）第５実施形態の光偏向器の概略平面図(A) Schematic front view of optical deflector of fifth embodiment, (B) Schematic plan view of optical deflector of fifth embodiment 第５実施形態の別の光偏向器の概略正面図Schematic front view of another optical deflector of the fifth embodiment 第５実施形態の別の光偏向器の概略正面図Schematic front view of another optical deflector of the fifth embodiment 第６実施形態の光偏向器の概略正面図Schematic front view of an optical deflector of a sixth embodiment 第６実施形態の別の光偏向器の概略正面図Schematic front view of another optical deflector of the sixth embodiment

Explanation of symbols

１０光偏向器
１２ミラー
１３力点板
１４支持軸
１４Ａ屈曲部
１６枠体
１８支持基板
２０支持ビーム（駆動手段）
２２圧電素子
２４固定電極（センサー） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical deflector 12 Mirror 13 Power point plate 14 Support axis 14A Bending part 16 Frame 18 Support substrate 20 Support beam (drive means)
22 Piezoelectric element 24 Fixed electrode (sensor)

Claims

A mirror capable of deflecting light at least on the surface side;
At least a pair of driving means provided near the rear edge of the mirror and in a position symmetrical with the center line of the mirror;
A pair of supports formed at the edge of the mirror so as to be formed of a recoverable material and extend in a direction closer to the driving means than the center of the mirror and perpendicular to the center line The axis,
A frame on which the support shaft is pivotally supported;
An optical deflector comprising:

A mirror capable of deflecting light at least on the surface side;
A force plate arranged continuously at a predetermined angle with respect to the mirror;
A pair of drive means provided on the back side of the force plate and at a position that is symmetrical with the center line passing through the force plate and the mirror;
A pair of support shafts provided at the edge of the force plate so that it is molded with a recoverable material and extends in a direction perpendicular to the center line;
A frame on which the support shaft is pivotally supported;
An optical deflector comprising:

A mirror capable of deflecting light at least on the surface side;
One at a time near the edge of the rear surface side of the mirror and at least one position that is symmetrical with the center line of the mirror, and the other three or more provided near the edge from the center of the mirror Driving means;
A frame on which the driving means is supported;
An optical deflector comprising:

4. The optical deflector according to claim 3, wherein when the driving means is an odd number, at least one of the driving means is provided on a center line of the mirror.

The optical deflector according to claim 1, wherein a bent portion is formed on the support shaft.

The optical deflector according to claim 1, wherein the driving unit is configured to expand and contract by a stacked piezoelectric element.

The optical deflector according to any one of claims 1 to 5, wherein the driving means is configured to expand and contract by a bimorph type piezoelectric element.

The sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein a sensor for detecting an inclination angle of the mirror is provided on the frame body, and a detection result by the sensor is fed back to the driving means. Light deflector.