JP2003005124A

JP2003005124A - 可動板の変位検出機能を備えた光偏向器、及び光偏向器を用いた光学機器

Info

Publication number: JP2003005124A
Application number: JP2001193081A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Kato; 貴久加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】光偏向器の可動板の変位角を簡単な構成で耐久
性を損なうことなく検知できる光偏向器である。【解決手段】光偏向器は、光を偏向する偏向子４を有す
る可動板６と、可動板６を揺動可能に支持する支持部３
と、支持部３を固定する支持基板２からなる。光の入射
する偏向子４と可動板６を貫通して少なくとも１つの中
空部分５が形成され、中空部分５に対向する位置に光検
知手段がある。支持部３の揺動の中心軸を法線とする中
空部分５の断面は、可動板６の揺動に連れて中空部分５
の透過光の光量が充分先鋭に変化するように該中心軸に
直交し前記偏向子の形成面と平行方向の幅が十分狭い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入射された光を偏
向するのに用いられる揺動体を有し、その揺動体の変位
検出可能な光偏向器、その製造方法、当該光偏向器を用
いて構成した光学機器等に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイクロエレクトロニクスの発展
に伴い、半導体デバイスの高集積化に代表されるよう
に、様々な機器が高機能化と共に小型化している。光偏
向器を用いて光走査を行っているレーザビームプリン
タ、ヘッドマウントディスプレイ等の画像表示装置、バ
ーコードリーダ等の入力デバイスの光取り入れ装置も同
様であり、これらの装置に対しても、より一層の小型化
の要求がある。これらの要求を満たす光偏向器として、
半導体製造技術を応用して微小機構を半導体基板上に一
体形成するマイクロマシニング技術を用いて作製され、
微小ミラーを揺動させる構成で光を走査する光偏向器が
提案されている。

【０００３】例えば、図１４は特開２０００−８１５８
９号公報に開示されたこの種の光偏向器を示している。
図１４（ａ）はこの実施例の１つを示す斜視図であり、
図１４（ｂ）は図１４（ａ）中のＡ−Ａ’線に沿った断
面図である。この光偏向器は、支持体１００３と、一方
の面に光源からの光を反射するための鏡面１００６が形
成された可動板１００１と、この可動板１００１と支持
体１００３との間を連結して可動板１００１を偏向可能
に保持する弾性部材１００２、１０５２、１０５４と、
可動板１００１の他方の面に形成された駆動用コイル１
００４と、この駆動用コイル１００４のコイル配線１０
１１と、可動板１００１の面に略平行な方向に磁界を発
生する磁界発生手段としての永久磁石１００７と、可動
板１００１上でかつ駆動コイル１００４の内側に設けら
れたホール素子１００８と、このホール素子１００８の
ホール素子配線１００９と、駆動用コイル１００４を覆
う絶縁膜１０１０とで構成されている。弾性部材１００
２はトーションバー構造となっている。本実施の形態は
永久磁石１００７、ホール素子１００８、ホール素子配
線１００９以外はモノリシックで一体形成されている。

【０００４】この光偏向器では、駆動用コイル１００４
に電流を印加すると、駆動用コイル１００４に流れるＸ
方向の電流と永久磁石１００７から発生するＹ方向の磁
界（磁束密度Ｂとする）との相互作用により、駆動用コ
イル１００４にはＺ方向にローレンツ力が発生する。こ
のローレンツ力により、可動板１００１は弾性部材１０
０２のＸ方向を中心軸として回動運動する。可動板１０
０１の鏡面１００６にレーザ光等の光を照射しながら、
上記の方法により可動板１００１を回動させて、反射光
を走査するように構成されている。

【０００５】ここで、可動板１００１が中立位置に対し
てθだけ傾いた場合、ホール素子１００８の厚み方向成
分の磁束密度はＢ・sinθ となる。このときホール素子
１００８のＸ方向の端子間に電流Ｉを流すと、ホール素
子１００８のＹ方向の端子間には、Ｖ_H =Ｒ_H・Ｉ・Ｂ・sinθ／ｔで示されるホール電圧Ｖ_Hが発生する。Ｒ_Hはホール係
数、ｔは薄板の厚さである。これにより、ホール電圧Ｖ
_Hは、同一のホール素子を用い、印加電流、磁束密度が
同一の場合、可動板１００１の偏向角に依存するので、
可動板１００１の位置を表わす信号（位置信号）とな
り、可動板１００１の偏向角を制御する手段となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この従来の光偏向器で
は、可動板１００１の変位検出にホール素子配線１００
９が必要である。ホール素子配線１００９は図１４に示
すように弾性部材１０５２に配置されている。そのた
め、可動板１００１駆動時の弾性部材１０５２の繰り返
しねじれ運動によって、配線１００９の金属材料が疲労
破壊し断線する可能性があり、このような配線の断線事
故が光偏向器の寿命を大きく制限してしまう。

【０００７】また、従来技術で用いられている同様の変
位検知手段として、ホール素子の代わりに、検出用コイ
ルを用いる方法（例えば特開平１１−３０５１６２号公
報）、可動板とその対向する位置に電極を設けてコンデ
ンサとして静電容量の変化を検出する方法（例えば特開
平０６−１２３８４５号公報）もあるが、これらも繰り
返し運動が生じる部分に配線を敷設する必要があり、配
線の断線事故が光偏向器の寿命を大きく制限してしま
う。

【０００８】更に、上記何れの従来の検知方法において
も、検知手段として複雑な機能素子を、ミラーや弾性部
材等、光偏向器の精密微細加工が必要な部位に作製する
必要があり、したがって、その製造が難しく、加工コス
ト・製造工程共に増大してしまう傾向にあった。これら
は、安価で耐久性が高いという実用的な光偏向器の実現
への大きな妨げとなっている。

【０００９】本発明は、上記従来の光偏向器の問題点に
鑑みて成されたものであって、可動板の変位角を従来よ
りも簡単な構成で耐久性を損なうことなく検知できる様
にされた光偏向器を提供するとともに、光偏向器の一層
の小型化を達成することにより、延いては、光偏向・走
査系を利用する光学機器のより一層の高耐久性化、小型
化を図ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の光偏向器は、光を偏向する偏向子を有する可
動板と、該可動板を揺動可能に支持する支持部と、該支
持部を固定する支持基板からなる光偏向器であって、光
の入射する前記偏向子と前記可動板を貫通して少なくと
も１つの中空部分が形成され、該中空部分に対向する位
置に光検知手段が具備され、前記支持部の揺動の中心軸
を法線とする前記中空部分の断面は、可動板の揺動に連
れて中空部分の透過光の光量が充分先鋭に変化するよう
に該中心軸に直交し前記偏向子の形成面と平行方向の幅
が十分狭いことを特徴とする。

【００１１】上記のように、前記偏向子及び前記可動板
に中空部分を形成することにより、中空部分の側壁を利
用して、中空部分を通過する光の強度を大きく変化させ
ることができる。この光強度変化は、中空部分が形成さ
れている偏向子及び可動板の姿勢によって生じるため、
光強度変化を検知することで、偏向子及び可動板の変位
角を検知できる。

【００１２】本構成では、検知手段として可動部分に形
成する必要がある構造は、前記中空部分のみであるた
め、構造が簡単で、作製も容易であり、高耐久で安価な
光偏向器とすることができる。また、前記光検知手段を
中空部分の対向位置に配置することで効果的に透過光を
検知できるばかりでなく、光偏向器全体の占有スペース
を低減することができる。更に、前記可動板の変位角の
検知を省電力で行うことができる。

【００１３】上記基本構成に基づいて以下の如き態様が
可能である。前記中空部分は、上記の如き幅を持つもの
であれば、円柱形、角柱形などの形態でもよいが、支持
部の揺動の中心軸方向にほぼ平行に細長く伸びる形態を
採るとき、中空部分を通過する光の強度をより大きく変
化させることができる。

【００１４】中空部分の前記断面は典型的には平行四辺
形である。また、支持部は、好適には、揺動自在なねじ
りバネなどの弾性支持部である。ねじり振動自在に可動
板を弾性支持することにより、効果的に入射光を偏向可
能となる。

【００１５】中空部分の側壁を利用して中空部分を通過
する光の強度を更に効果的に大きく変化させる為には、
前記支持部の揺動の中心軸を法線とする前記中空部分の
断面は、前記偏向子が形成される前記可動板表面の前記
断面の２頂点をＡ、Ｂ、もう一方の前記可動板表面の２
頂点をＣ、Ｄとし、前記偏向子に入射する光の入射方向
からの前記可動板の最大偏向角をθとすると、３頂点の
成す鋭角∠ＣＡＤ及び∠ＣＢＤがθ付近若しくはθ以下
である。

【００１６】この場合、前記中空部分が複数配列され、
中空部分毎に前記鋭角∠ＣＡＤ及び∠ＣＢＤが異なって
いる形態も採り得る。このように、複数配列した中空部
分の前記断面の形状を変えることにより、異なるタイミ
ングで各中空部分の透過光を完全に遮ることが可能とな
る。この形態により、透過光が各中空部分で完全遮断さ
れるタイミングのみを利用して前記可動板の変位検知の
分解能をあげることができる。

【００１７】前記可動板が、第1の支持部で前記支持基
板に対して、揺動自在に支持される枠状の外側可動板
と、前記第1の支持部と揺動中心軸方向が直交する第2の
支持部で、前記外側可動板の内側に揺動自在に支持され
る内側可動板から成り、該内側可動板に偏向子が具備さ
れ、該内側可動板に、複数の中空部分が形成され、該中
空部分に対向する位置に光検知手段が具備されている形
態も採り得る。この形態のように、前記内側可動板を第
１のねじりバネ、第２のねじりバネの２軸方向にねじり
振動可能に弾性支持するとき、１つの光偏向器で２次元
に偏向可能な光偏向器を構成可能となる。特に、複数の
中空部分を形成することで、内側可動板が２軸方向にね
じり振動を生じても、それぞれ独立に各軸回りの変位角
を検出できる。

【００１８】この場合、中空部分の側壁を利用して中空
部分を通過する光の強度を更に効果的に大きく変化させ
る為には、前記第１の支持部の揺動中心軸を法線とする
少なくとも１つの前記中空部分の断面は、前記偏向子が
形成される前記内側可動板表面の前記断面の２頂点を
Ｋ、Ｌ、もう一方の前記内側可動板表面の２頂点をＭ、
Ｎとし、前記偏向子に入射する光の入射方向からの前記
内側可動板の前記第１の支持部の揺動方向への最大偏向
角をψとすると、３頂点の成す鋭角∠ＭＫＮ及び∠ＭＬ
Ｎがψ付近若しくはψ以下であり、前記第２の支持部の
揺動中心軸を法線とする少なくとも１つの前記中空部分
の断面は、前記偏向子が形成される前記内側可動板表面
の前記断面の２頂点をＰ、Ｑ、もう一方の前記内側可動
板表面の２頂点をＲ、Ｓとし、前記偏向子に入射する光
の入射方向からの可動板の前記第２の支持部の揺動方向
への最大偏向角をηとすると、３頂点の成す鋭角∠ＲＰ
Ｓ及び∠ＲＱＳがη付近若しくはη以下である形態を採
り得る。

【００１９】この形態でも、前記第１及び／又は第２の
支持部に対応する前記中空部分は複数配列され、前記中
空部分毎に前記鋭角∠ＭＫＮ及び∠ＭＬＮ、又は鋭角∠
ＲＰＳ及び∠ＲＱＳが異なっている様にできる。この様
に、各支持部による揺動に対して、複数配列した中空部
分の前記断面の形状を変えることにより、異なるタイミ
ングで各中空部分の透過光を完全に遮ることが可能とな
り、透過光が各中空部分で完全遮断されるタイミングの
みを利用して各支持部による揺動の前記可動板の変位検
知の分解能をあげることができる。

【００２０】また、可動板が中立位置にあるときに、前
記中空部分の側壁の母線の方向と前記偏向子に入射する
光の入射方向がほぼ一致する形態も採り得る。この形態
のように、可動板の中立位置において入射光の向きと前
記中空部分の側壁の母線の方向をほぼ一致させることに
より、入射光の入射角度に依らず、前記中空部分の透過
光強度が最大値をとる位置を前記可動板の静止状態位置
（中立位置）とすることができる。これは、静止状態か
らの変位角を検知する場合に好ましい形態となる。ま
た、前記可動板が回動振動する場合にも、速度が最大に
なる振動中心位置が透過光の最大値となるため、透過光
のピーク検出のみで回動振動の周期を検知可能となる。

【００２１】また、前記可動板に駆動力を与え、前記可
動板を揺動する駆動手段と、該駆動手段に駆動信号を与
える駆動信号発生手段とを具備し、前記偏向子に到達す
る光の一部を前記光検知手段で検知して検知信号を発生
し、該検知信号を前記駆動信号発生手段に入力して前記
駆動信号の補正信号を生成する形態も採り得る。この形
態のように、可動板の変位角変化に応じて変化する前記
中空部分の透過光強度の検出信号を前記駆動信号発生手
段にフィードバック入力する制御系を構成することで、
周囲温度変化や経時変化が生じて光偏向器の駆動状況が
変化しても、適切にそれに応じた補正信号を生成して光
偏向器を安定駆動させることが可能となる。フィードバ
ック制御は周知の技術を用いればよい。

【００２２】前記偏向子、前記可動板、前記支持部及び
前記中空部分は、前記支持基板に一体形成され得る。こ
の形態のように、偏向子、可動板、弾性支持部及び中空
部分を、支持基板上にマイクロマシニング技術を用い
て、一体形成することにより、本発明の光偏向器を小型
で高精度且つ安価に実現可能となる。

【００２３】前記弾性支持部などの支持部は単結晶シリ
コンによって形成し得る。同時に可動板も部材の密度が
小さいことから、単結晶シリコンで形成することが好ま
しい。単結晶シリコンは、入手の容易で機械特性に優れ
た（すなわち、比較的軽量でありながら物理的強度、耐
性、寿命に優れた）材料である。この形態のように、弾
性支持部を単結晶シリコンとすることで、弾性支持部の
減衰係数が小さくなるため、共振で利用した場合、大き
なQ値を得ることができる。また、金属材料のように繰
り返し変形による疲労破壊が起きないので、長寿命の光
偏向器を構成可能となる。

【００２４】前記可動板は単結晶シリコン若しくは多結
晶シリコンによって形成し得る。この形態のように、可
動板は、エッチング加工によりμｍオーダーの高いアス
ペクト比をもつ貫通中空部分が形成可能な単結晶シリコ
ン若しくは多結晶シリコンを用いることが好ましい。

【００２５】前記偏向子は、光を反射する反射鏡面や反
射型回折格子であり得る。光偏向子を反射鏡面とするこ
とで作製が容易で可動部分の質量の小さい光偏向器を実
現できる。また、光偏向子を回折格子とすることで、入
射光を複数のビームとし偏向することができる。

【００２６】更に、上記目的を達成するための本発明の
画像表示装置は、光源（変調可能な半導体レーザなど）
と、該光源から出射された光を偏向する上記の光偏向器
を少なくとも1つ以上配置した光偏向器または光偏向器
群とを具備し、該光偏向器または光偏向器群により偏向
された光の少なくとも一部をレンズなどで画像表示体上
に投影することを特徴とする。前記光源の変調と前記光
偏向器の揺動体の動作は制御手段で制御される。本発明
の光偏向器を画像表示装置に応用することで、従来の画
像表示装置と比べて非常に小型で安価な画像表示装置が
実現可能となる。

【００２７】更に、上記目的を達成するための本発明の
画像形成装置は、光源（変調可能な半導体レーザなど）
と、該光源から射出された光を偏向する上記の光偏向器
を少なくとも1つ以上配置した光偏向器または光偏向器
群と、該光偏向器または光偏向器群により偏向された光
の少なくとも一部が入射する感光体とを有することを特
徴とする。本発明の光偏向器を画像形成装置に応用する
ことで、従来の画像形成装置と比べて非常に小型で安価
な画像形成装置を提供可能となる。ここでは、通常更
に、前記感光体を帯電させる帯電器と、前記感光体の帯
電部に付着する色素を転写する転写装置とを具備する。

【００２８】更に、上記目的を達成するための本発明の
光偏向器の可動板の変位検出方法は、光を偏向する偏向
子を有する可動板と、該可動板を揺動可能に支持する支
持部と、該支持部を固定する支持基板からなる光偏向器
において、可動板の変位を検出する可動板の変位検出方
法であって、光の入射する前記偏向子と前記可動板を貫
通して少なくとも１つの中空部分を形成し、前記支持部
の揺動の中心軸を法線とする前記中空部分の断面を、可
動板の揺動に連れて中空部分の透過光の光量が充分先鋭
に変化するように該中心軸に直交し前記偏向子の形成面
と平行方向の幅が十分狭く設定し、この変化を、中空部
分に対向する位置に配置された光検知手段で検知するこ
とで可動板の変位を検出することを特徴とする。

【００２９】更に、上記目的を達成するための本発明の
光偏向器の製造方法は、前記支持基板が、前記支持基板
上に前記偏向子を形成する工程と、前記支持基板に前記
中空部分を形成する工程と、前記支持基板に前記支持部
と前記可動板を形成する工程により製造されることを特
徴とする。このように、支持基板上に、偏向子を形成
し、その後、中空部分を形成し、最後に可動板、支持部
を形成することで、マイクロマシニング技術を用いて本
発明の光偏向器を小型で製造可能となり、高精度の加工
を施すことができる。

【００３０】上記製造方法において、前記支持基板に前
記中空部分を形成する工程と、前記支持基板に前記支持
部と前記可動板を形成する工程が、前記中空部分と前記
支持部及び前記可動板をエッチング加工により形成する
工程を含む様にできる。この形態のように、支持部、可
動板及び中空部分の製造方法としては、エッチング加工
により形成することが好ましい。弾性支持部は上記形態
のように単結晶シリコンで形成することが好ましく、同
時に揺動体も部材の密度が小さいことから単結晶シリコ
ンで形成することが好ましい。その為、単結晶シリコン
の加工法を考えた場合、破断を考慮すると平滑でバリの
ない加工法が好ましいからである。また、中空部分は正
確な形状加工が必要であり、μｍオーダーの加工では、
エッチング加工が精度の面で好ましい。したがって、支
持基板をエッチング加工することにより破断しにくい単
結晶シリコンの構造体を高精度に形成可能となり、本発
明の光偏向器をほぼ理想的な平滑面で製造可能となる。

【００３１】また、本発明の光偏向器の前記支持基板に
係る製造方法においては、前記中空部分を形成する工程
が、プラズマ放電による異方性ドライエッチング加工を
施す工程であり得る。この形態のように、上記エッチン
グ加工を、プラズマ放電による異方性ドライエッチング
加工を施す工程とすることで、設定した形状のエッチン
グ加工を、基板の結晶面に形状を制限されることなく行
うことが可能となる。

【００３２】また、本発明の光偏向器の前記支持基板に
係る製造方法においては、前記中空部分を形成する工程
が、ICP（誘導結合プラズマ）放電によって異方性ドラ
イエッチングを施す工程であり得る。この形態のよう
に、上記エッチング加工を、ICP（誘導結合プラズマ）
放電によって異方性ドライエッチングを施す工程とする
ことで、異方性ドライエッチング加工の際の側壁形状を
略垂直とし、高アスペクト加工が可能となり、本発明の
光偏向器の中空部分の形状を高精度に形成可能となる。

【００３３】また、本発明の光偏向器の前記支持基板に
係る製造方法においては、前記中空部分を形成する工程
が、プラズマ放電によりプラズマ化してシリコンを腐食
するガスと、プラズマ化してシリコンの腐食を抑制する
ガスを交互に用いてドライエッチングを施す工程であり
得る。この形態のように、上記異方性ドライエッチング
加工を、プラズマ放電によりプラズマ化してシリコンを
腐食するガスと、プラズマ化してシリコンの腐食を抑制
するガスを交互に用いてドライエッチングを施す工程と
することで、側壁形状を略垂直とし、高アスペクト比な
加工が可能となり、本発明の光偏向器の中空部分を高精
度に形成可能となる。

【００３４】また、本発明の光偏向器の前記支持基板に
係る製造方法においては、前記中空部分を形成する工程
が、アルカリ性水溶液による異方性エッチングを施す工
程であり得る。この形態のように、上記エッチング加工
を、アルカリ性水溶液による異方性エッチングを施す工
程とすることで、加工コストを下げ本発明の光偏光器を
安価に製造可能となる。また、形状によっては基板の結
晶面を利用してドライエッチング加工では作製できない
形状のエッチング加工を施すこともできる。

【００３５】

【作用】次に、図１、図２、図９の典型例を用いて偏向
子及び可動板に設けられた中空部分による可動板変位角
の検知原理を説明する。

【００３６】図１は典型例である光偏向器の概略斜視
図、図２は中空部分の効果を説明する断面図である。図
１に示すように、本典型例の光偏向器は、支持基板２
に、可動板６と、可動板６の一方の面に形成された反射
面４と、可動板６を弾性的にねじれ振動自在に支持する
ねじりバネ３とを備えている。可動板６及び反射面４の
中心部には、可動板６及び反射面４を貫通して中空部分
５が形成されている。中空部分５は、図１に示すよう
に、ねじりバネ３のねじりの中心軸と平行な方向に細長
い形状をしている。中空部分５は必ずしも該ねじりの中
心軸と平行でなくてもよいが、可動板６の揺動に連れて
中空部分５の透過光の光量が充分シャープに変化するよ
うに該中心軸に直交する方向の幅は十分狭い必要があ
る。また、中空部分５は必ずしも可動板６及び反射面４
の中心部になくてもよいが、その付近が好ましい。

【００３７】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）は特に前記中空部分の効果を説明するた
めの模式断面図である。この図を用いて可動板６の変位
角と中空部分５を透過する光量について説明する。ここ
で、光源から出射された入射光７の断面積は中空部分５
の面積より充分大きくなっている。通常は反射面４のほ
ぼ全面に渡って光７が入射する。

【００３８】図２（ａ）は、可動板６が中立位置にある
図１のＴ−Ｔ断面に沿う光偏向器の断面を示し、（ｂ）
は、その場合の中空部分５付近の拡大図を示している。
このとき、図示しない光源から出射された入射光７が図
２（ａ）のように可動板６に垂直に入射する。反射面４
に到達した入射光７は反射面４により偏向される。ここ
で、図２（ｂ）に示すように、反射面４及び可動板６の
中心部に設けられた中空部分５に到達した入射光７は、
可動板６の反射面４が形成されていない面（以下裏面と
する）へ透過する。つまり、入射光７の大部分は反射面
４により偏向されるが、ごく一部が中空部分５により可
動板６の裏面へ透過する。

【００３９】また、この例では、中空部分５は、図２
（ｂ）に示すように可動板６が中立位置にある時に最大
の透過光量が得られるように、側壁の母線が入射光７の
入射方向と同一方向になるように形成されている。この
構成要件も、必ずしもそうでなくてもよく、可動板６が
或る角度傾くときに最大の透過光量が得られるよう中空
部分５を形成してもよい。

【００４０】次に、図２（ｃ）、（ｄ）には可動板６が
中立位置に対してξだけ傾いている状態を示す。図２
（ｄ）は特に中空部分５付近の拡大図を示している。図
２（ｄ）に示すように、可動板６がξだけ傾いたことに
よって中空部分５に到達した入射光７の一部が中空部分
５の側壁に照射される。したがって、中空部分５を透過
する光の強度は図２（ｂ）の場合と比べ弱くなる。

【００４１】さらに、図２（ｅ）、（ｆ）には、可動板
６が中立位置に対してこの光偏向器の最大変位角である
θだけ傾いている状態を示す。図２（ｆ）は特に中空部
分５付近の拡大図を示している。この例では、図２
（ｆ）に示すように可動板６がθだけ傾いたことによっ
て、中空部分５に到達した入射光７の全てが中空部分５
の側壁に照射される。したがって、入射光７は中空部分
５を透過することができない。

【００４２】上述のように可動板６の変位角に依って中
空部分５を透過する光量が変化する。この変化の様子
は、予め設計から分かっている。したがって、中空部分
５を透過する光量の変化を検知することで可動板６の変
位角を検知できる。このことが本発明の一般的な検知原
理である。すなわち、可動体の姿勢変化により、そこに
形成された中空部分を透過する光量が所定の関係で変化
することが設計から分かっているので、その所定の関係
を装置に記憶させておけば透過光量の変化を光検知手段
で検知することで可動体の姿勢を検出できる。

【００４３】ここで、可動板６が最大変位角θの位置に
ある時、中空部分５を透過する光量が零になる条件は、
図２（ｂ）に示したようにねじりバネ３のねじり中心軸
を法線とする中空部分５の断面において、偏向子が形成
されている可動板６表面の２頂点を点Ａ、点Ｂ、その裏
面の２頂点を点Ｃ、点Ｄとすると次式の通りである。∠
ＣＡＤ，∠ＣＢＤ≦θ （１）各頂点の位置
関係が数式（１）を満たす中空部分５を形成することに
よって、良好な透過光量変化を得ることができる。

【００４４】図９（ａ）、（ｂ）は、可動板６が周期Ｔ
で正弦波状にねじり振動した場合の、時間に対する可動
板６の変位角と中空部分５の透過光強度の関係を示して
いる。図９（ａ）は鋭角∠ＣＡＤ及び∠ＣＢＤがθとほ
ぼ等しい場合を示し、（ｂ）はそれ以下とした場合を示
している。

【００４５】図９（ａ）に示すように中空部分５を透過
する光の強度変化は、可動板６が中立位置にあるときを
ピークにした可動板６の変位角に応じた周期的な変化と
なる。この強度変化により、ねじり振動をする可動板６
の変位角を検知することができる。

【００４６】他方、前述の鋭角∠ＣＡＤ及び∠ＣＢＤを
θ以下に設定することにより、図９（ｂ）に示すような
透過光強度変化とすることもできる。この場合、可動板
６の中立位置で鋭いピークを持ち、変位角が最大変位角
θに達する前に透過光強度が零になる。したがって、可
動板６の周期のみを検知する場合には、このような構成
とすることで良好な検知を行うことができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を明
らかにすべく、図面を参照しつつ実施例を説明する。

【００４８】（実施例１）図１に本発明の実施例１によ
る光偏向器１の斜視図を示す。図1に示すように、本実
施例の光偏向器は、支持基板２と、可動板６と、可動板
６の一方の面に設けられた反射面４と、可動板６を弾性
的に一軸の回りにねじれ振動自在に支持するねじりバネ
３とを備えている。また、可動板６及び反射面４の中心
部には、可動板６及び反射面４を貫通して中空部分５が
形成されている。中空部分５は、図１に示すように、ね
じりバネ３のねじりの中心軸と平行な方向に細長い形状
をしている。これら支持基板２、可動板６、反射面４、
ねじりバネ３、及び中空部分５は、共に半導体製造技術
を応用したマイクロマシニング技術によって一体的に形
成されている。

【００４９】次に、図１０を用いて本実施例の光偏向器
１の作製方法について説明する。光偏向器１は、シリコ
ン基板１０４を用いてマイクロマシニング技術によって
作製される。

【００５０】まず、図１０（ａ）に示すように、シリコ
ン基板１０４上に反射面４となるアルミ層１０２を蒸着
する。

【００５１】次に、図１０（ａ）に示すように、フォト
レジスト等をマスクとして、反射面４の形成予定部分に
フォトレジスト層１０３を形成する。さらに、このフォ
トレジスト層１０３をマスクとして、アルミを侵食する
溶液（例えば、H₃PO₄・HNO₃・CH₃COOH・H₂O混合液等）
を用いたウエットエッチングによりアルミ層１０２のパ
ターニングを行う（図１０（ｃ）参照）。

【００５２】レジストを除去した後、可動板６、ねじり
バネ３、中空部分５の輪郭に応じたマスクを介してパタ
ーニングされたフォトレジスト層１０３を形成する（図
１０（ｄ）参照）。そして、ICP-RIE（Inductively cou
pled plasma - Reactive ionetching）装置を用いてシ
リコン基板１０４のドライエッチング加工を行い、支持
基板２、可動板６、ねじりバネ３、及び中空部分５を形
成する。

【００５３】最後に、レジスト１０３を除去し、支持基
板２に、可動板６、反射面４、ねじりバネ３、及び中空
部分５が一体形成される（図１０（ｅ）参照）。

【００５４】以上のように構成された本実施例の光偏向
器１は、可動板６がねじり振動自在なねじりバネ３に弾
性支持されており、図示しない駆動手段によって可動板
６上に形成された反射面４を連続的に回動・振動させる
ことにより、入射した光を偏向・走査できる。入射した
光の一部は、中空部分５を透過し、可動板６の傾きに応
じた透過光の強度変化が得られ、この強度変化を図示し
ない光検知手段により検知して可動板６及び反射面４の
ねじり軸回りでの変位角を検知することができる。

【００５５】このように、本実施例の光偏向器１の構成
とすることで、非常に簡単な構造で、可動部分に電気的
配線を施すことなく可動板６の変位角を検知可能とな
る。さらに、本実施例の変位角検知方法によれば、検知
手段にかける逆電圧など以外に検知の為の特別な電力を
必要としないため省電力で変位角検知が可能となる。し
たがって、製造が簡単で、耐久性が高く、高精度に光偏
向可能な光偏向器を実現できる。

【００５６】本実施例の光偏向器１は、反射面４が１ｍ
ｍ×１ｍｍの大きさとして構成されている。光の最大偏
向角が約３５度、偏向器の可動板６の共振周波数が約２
２ｋＨｚ、ねじりバネ３の幅が７５μm、ねじりバネ３
の片側の長さが３０００μｍとなっている。上記の製造
方法では、可動板６とねじりバネ３の厚さは支持基板２
の厚さ２００μｍとなっているが、ねじりバネ３形成予
定部分を形成前にエッチングにより掘り下げておくこと
により、ねじりバネ３の厚さをより薄く構成することも
可能である。その場合、ねじりバネ３の長さをより短く
設定することができる。

【００５７】中空部分５は、図１のＴ−Ｔ断面を示す図
２（ｂ）に示した幅ＡＢの寸法が２５μｍ、深さＡＣの
寸法が２００μｍ程度であり、数式（１）を満たす形状
寸法となっている。以下に示す何れの実施例において
も、本実施例と同様のサイズとして、それぞれの実施例
の光偏向器を構成できる。

【００５８】また、図１では光偏向素子として反射面４
としたが、反射面４を反射型の回折格子としても、可動
板６の回動振動により同様の動作を行う光偏向器を構成
できる。この場合、入射光に対して偏向光は回折光とな
るため、１本のビームで複数の偏向光を得ることができ
る。以下の実施例では、特に光偏向素子を反射面４とし
た場合について説明するが、以下に示す何れの実施例に
おいても反射型回折格子と置き換えても光偏向器を構成
できる。

【００５９】（実施例２）図３は本発明の実施例２の光
偏向器２１を説明する斜視図である。本実施例の光偏向
器２１は、半導体基板である支持基板２、第２支持基板
８の２枚の基板を接合した２層構造となっている。

【００６０】本実施例の光偏向器２１は、前述の実施例
１の光偏向器１に、光検出素子９が配置された第２支持
基板８を接合した構成となっている。第２支持基板８に
は、エッチング等により加工された凹部の中心部分にフ
ォトダイードなどの光検出素子９が固定されている。こ
の光検出素子９は、支持基板２に設けられた中空部分５
を透過する光を受光することができる位置に対向配置さ
れている。

【００６１】本実施例の構成とした光偏向器２１によれ
ば、中空部分５を透過する光を可動板６近傍で効果的に
光検出素子９で検出できる。さらに、光検出素子９を反
射面４の形成面から見て可動板６と重なるように構成し
たことにより占有面積を低減できる。

【００６２】（実施例３）図４、図５は本発明の実施例
３の光偏向器３１を説明する概略図である。図４は本実
施例の光偏向器３１の斜視図、図５は図４のＴ−Ｔ線に
沿う断面図である。

【００６３】図４に示すように、本実施例の光偏向器３
１は、支持基板２と、可動板６と、可動板６の一方の面
に形成された反射面４と、可動板６を弾性的にねじれ振
動自在に支持するねじりバネ３とを備えている。可動板
６及び反射面４の中心部には、可動板６及び反射面４を
貫通して中空部分５が形成されている。中空部分５は、
図４に示すように、ねじりバネ３のねじりの中心軸と平
行な方向に細長い形状をしている。これら支持基板２、
可動板６、反射面４、ねじりバネ３、及び中空部分５
は、共に、半導体製造技術を応用したマイクロマシニン
グ技術によって一体的に形成されている。

【００６４】実施例１と異なって、本実施例の光偏向器
３１では、図５に示すように、入射光７が可動板６の中
立位置（ねじりバネ３がねじれていない状態の位置）の
法線から傾きを持って入射する。したがって、中空部分
５の厚み方向の側壁は、図示の通り、その側壁の母線が
入射光７の入射方向と一致するように形成されている。

【００６５】本実施例の光偏向器３１の作製方法を図１
１を用いて説明する。光偏向器３１は、シリコン基板１
０４を用いてマイクロマシニング技術によって作製され
る。

【００６６】まず、図１１（ａ）に示すように、熱酸化
により、基板１０４両面に酸化シリコンのマスク層１０
１を成膜する。

【００６７】次に、片方の面の酸化シリコンをウエット
エッチング等の方法により除去し、反射面４となるアル
ミ層１０２を酸化シリコンを除去した面に蒸着する（図
１１（ｂ）参照）。

【００６８】次に、アルミ層１０２が蒸着されていない
面に、可動板６、ねじりバネ３の輪郭に応じたマスクを
介してパターニングされたフォトレジスト層１０３を形
成する（図１１（ｂ）参照）。そして、酸化シリコンを
侵食するガス（例えばＣＦ_４等）を用いたドライエッチ
ング加工を行い、酸化シリコン層１０１のパターニング
を行い、フォトレジス層１０３を除去する。

【００６９】次に、反射面４の形成予定部分にフォトレ
ジスト層１０３を形成する（図１１（ｃ）参照）。さら
に、このフォトレジスト層１０３をマスクとして、アル
ミを侵食する溶液（例えば、H₃PO₄・HNO₃・CH₃COOH・H₂
O混合液等）を用いたウエットエッチングによりアルミ
層１０２のパターニングを行い、レジストを除去する
（図１１（ｄ）参照）。

【００７０】次に、中空部分５の形成予定部分以外にフ
ォトレジスト層１０３を形成する。そして、ICP-RIE装
置を用いてシリコンのドライエッチング加工を行い、中
空部分５を形成する（図１１（ｅ）参照）。このとき、
シリコン基板１０４を、ドライエッチングのイオンが斜
めに入射できるように傾斜を持たせてICP-RIE装置に設
置する。

【００７１】レジスト１０３を除去した後、今度は酸化
シリコン層１０１をマスクとして、ICP-RIE装置を用い
てシリコンのドライエッチング加工を行い、可動板６、
ねじりバネ３を形成する（図１１（ｆ）参照）。

【００７２】最後に、酸化シリコン層１０１を除去し、
支持基板２に、可動板６、反射面４、ねじりバネ３、及
び中空部分５が一体形成される。

【００７３】本実施例の光偏向器３１により、入射光７
が可動板６に対して垂直入射される場合以外でも、中空
部分５を透過する光の強度を可動板６が中立位置にある
ときに最大とできる。これにより、入射角度を垂直以外
の構成としても、良好な変位角検出を行うことができ
る。

【００７４】（実施例４）図６に本発明の実施例４によ
る光偏向器４１の斜視図を示す。図６に示すように、本
実施例の光偏向器４１は、支持基板２と、可動板６と、
可動板６の一方の面に形成された反射面４と、可動板６
を弾性的にねじれ振動自在に支持するねじりバネ３とを
備えている。可動板６及び反射面４には、可動板６及び
反射面４を貫通して第１、第２、第３の中空部分５Ａ、
５Ｂ、５Ｃが複数個形成されている。中空部分５Ａ、５
Ｂ、５Ｃは、それぞれ、図６に示すように、ねじりバネ
３のねじりの中心軸と平行な方向に細長い形状をしてい
るが、該ねじりの中心軸に直角な方向のそれぞれの幅は
異なる。これら支持基板２、可動板６、反射面４、ねじ
りバネ３、及び中空部分５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、共に、半
導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術によっ
て一体的に形成されている。作製方法は前述の実施例１
とほぼ同様の工程を含む。

【００７５】特に本実施例の光偏向器４１では、複数個
形成された中空部分５Ａ、５Ｂ、５Ｃの鋭角∠ＣＡＤ及
び∠ＣＢＤがそれぞれ数式（１）を満たす範囲で異なっ
ている。したがって、中空部分５Ａ、５Ｂ、５Ｃのそれ
ぞれを透過する光の強度は、ピークを示すタイミングは
一致しているが、透過光が遮られ、透過光強度がほぼ零
になるタイミングは異なっている。これにより、中空部
分５Ａ、５Ｂ、５Ｃのそれぞれの断面形状に応じた複数
の角度の検出を、このタイミングを検出することで行う
ことができる。

【００７６】（実施例５）図８に本発明の実施例５によ
る光偏向器５１の斜視図を示す。図８に示すように、本
実施例の光偏光器５１は、支持基板２の可動板６が外側
可動板６Ｂと、この外側可動板６Ｂの内側に弾性支持さ
れる内側可動板６Ａとで構成されている。外側可動板６
Ｂは、枠形状に形成され、第1ねじりバネ３Ｂによって
支持基板2に弾性支持されている。また、内側可動板６
Ａは、第１ねじりバネ３Ｂと軸方向が直交する第２ねじ
りバネ３Ａで外側可動板６Ｂの内側に弾性支持されてい
る。

【００７７】内側可動板６Ａには、反射面４が形成され
ている。さらに、内側可動板６Ａの中央付近に、反射面
４及び内側可動板６Ａを貫通する第１中空部分５Ａ、第
２中空部分５Ｂが形成されている。図８に示すように、
第１中空部分５Ａは第２ねじりバネ３Ａのねじり中心軸
と平行な向きに細長に形成され、第２中空部分５Ｂは第
１ねじりバネ３Ｂのねじり中心軸と平行な向きに細長に
形成されている。

【００７８】そして、これら内側可動板６Ａ、外側可動
板６Ｂ、反射面４、第１ねじりバネ３Ｂ、第２ねじりバ
ネ３Ａ及び第１中空部分５Ａ、第２中空部分５Ｂは、共
に、半導体製造技術を応用したマイクロマシニング技術
によって一体的に形成されている。作製方法は前述の実
施例１とほぼ同様の工程で作製される。

【００７９】特に本実施例の光偏向器５１では、内側可
動板６Ａは第１、第２ねじりバネ３Ｂ、３Ａそれぞれの
ねじり軸を中心軸とする２軸のねじり振動を行うことが
できる。内側可動板６Ａ中心付近には、第１、第２ねじ
りバネ３Ｂ、３Ａのそれぞれに対応した第２中空部分５
Ｂ、第１中空部分５Ａが形成されている。「それぞれに
対応した」とは、前述した数式（１）をそれぞれのねじ
り軸に対して満たすような断面形状で第１中空部分５
Ａ、第２中空部分５Ｂが形成されているという意味であ
る。

【００８０】本実施例の光偏向器５１によれば、１つの
光偏向器で２次元偏向可能な光偏向器を構成可能であ
る。特にその場合、第１中空部分５Ａ、第２中空部分５
Ｂによって独立に２方向の変位角を検知することが可能
である。

【００８１】（実施例６）図７は実施例７の光偏向器の
駆動制御系を示すブロック図である。まず、駆動信号発
生手段１２で発生した駆動信号１６により、駆動手段１
７は任意の周波数で駆動力１３を発生し、実施例１〜５
の何れかに示された光偏向器１０の可動板６を駆動す
る。可動板６が揺動すると、可動板６の変位角に応じた
強度の中空部分５を透過する透過光１４が発生し、これ
を光検知手段１１で検知する。検知手段１１の検知信号
１５は、駆動信号発生手段１２にフィードバック入力さ
れる。駆動信号発生手段１２は、の検知信号１５に応じ
た補正信号を生成し、補正された駆動信号１６を駆動手
段１７に入力する。

【００８２】例えば、可動板６を常に共振駆動させたい
場合には、このフィードバック回路を構成することによ
り、周囲温度変化や経時変化などによる僅かな共振点の
変化に追従しながら光偏向器１０の駆動を行うことがで
きる。これにより、光偏向器１０の可動板６の偏向角の
安定性が大幅に向上する。

【００８３】（実施例７）図１２は、実施例７の光学機
器である画像表示装置の基本的な構成を示す図である。
図１２の画像表示装置において、実施例１、２、３、
４、５、或いは６に示された光偏向器を偏向方向が互い
直交するように２個配置した光偏向器群２０１が設けら
れ、これは、本実施例７では、水平・垂直方向に入射光
をスキャンする光スキャナ装置として作用する。２０２
はレーザ光源である。２０３はレンズ或いはレンズ群で
あり、２０４は書き込みレンズまたはレンズ群、２０５
は投影面である。レーザ光源２０２から入射されたレー
ザ光は、光走査のタイミングと関係した所定の強度変調
を受けて、光偏向器群２０１により２次元的に走査され
る。走査されたレーザ光は、書き込みレンズ２０４によ
り投影面２０５上に画像を形成する。

【００８４】（実施例８）図１３は、実施例８の光学機
器である画像形成装置の基本的な構成を示す図である。
図１４において、２０１は実施例１、２、３、４、５、
或いは６に示された光偏向器であり、本実施例８では入
射光を１次元に走査する光スキャナ装置として作用す
る。２０２はレーザ光源である。２０３はレンズあるい
はレンズ群であり、２０４は書き込みレンズ或いはレン
ズ群、２０６は感光体である。レーザ光源２０２から射
出されたレーザ光は、光走査のタイミングと関係した所
定の強度変調を受けて、光偏向器２０１により１次元的
に走査される。走査されたレーザ光は、書き込みレンズ
２０４により、感光体２０６上へ画像を形成する。感光
体２０６は回転しているので、感光体２０６上には２次
元画像が形成される。

【００８５】感光体２０６は図示しない帯電器により一
様に帯電されており、この上に光を入射することにより
その部分に静電潜像を形成する。次に、図示しない現像
器により静電潜像の画像部分にトナー像を形成し、これ
を例えば用紙に転写・定着することで印字を行うことが
可能である。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光偏向器
は、ねじり軸の回りに揺動する揺動板などの可動板を貫
通する中空部分を形成することにより、可動部分に電気
的配線を施さず、簡単な構成で可動板の変位角検知を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の光偏向器を示す概略斜
視図である

【図２】本発明による光偏向器の典型例に係る変位角検
出原理を示す概略断面図である

【図３】本発明の第２の実施例の光偏向器を示す概略斜
視図である

【図４】本発明の第３の実施例の光偏向器を示す概略斜
視図である

【図５】本発明の第３の実施例の光偏向器を示す概略断
面図である

【図６】本発明の第４の実施例の光偏向器を示す概略斜
視図である

【図７】本発明の第６の実施例の光偏向器の駆動制御系
を示すブロック図である

【図８】本発明の第５の実施例の光偏向器を示す概略斜
視図である

【図９】本発明による光偏向器の典型例に係る変位角検
出原理を示す概念図である

【図１０】本発明による光偏向器の第1の実施例に係る
光偏向器の作製方法を示す断面図である

【図１１】本発明による光偏向器の第３の実施例に係る
光偏向器の作製方法を示す断面図である

【図１２】本発明の第７の実施例の画像表示装置の概念
図である

【図１３】本発明の第８の実施例の画像形成装置の概念
図である

【図１４】従来例である光偏向器を示す概略図である

【符号の説明】

１、２１、３１、４１、５１光偏向器２支持基板３ねじりバネ３Ａ第２のねじりバネ３Ｂ第１のねじりバネ４反射面５中空部分５Ａ第１中空部分５Ｂ第２中空部分５Ｃ第３中空部分６可動板６Ａ内側可動板６Ｂ外側可動板７入射光８第２支持基板９光検出素子１０光偏向器１１光検知手段１２駆動信号発生手段１３駆動力１４透過光１５検知信号１６駆動信号１７駆動手段１０１酸化シリコン層１０２アルミ層１０３フォトレジスト層１０４シリコン基板２０１光偏向器群２０２レーザ光源２０３レンズ２０４書き込みレンズ２０５投影面２０６感光体１００１可動板１００２有機絶縁膜１００３支持体１００４駆動用コイル１００６鏡面１００７永久磁石１００８ホール素子１００９ホール素子配線１０１０絶縁膜１０１１コイル配線１０５２、１０５４弾性部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を偏向する偏向子を有する可動板と、該
可動板を揺動可能に支持する支持部と、該支持部を固定
する支持基板からなる光偏向器において、光の入射する前記偏向子と前記可動板を貫通して少なく
とも１つの中空部分が形成され、該中空部分に対向する
位置に光検知手段が具備され、前記支持部の揺動の中心軸を法線とする前記中空部分の
断面は、可動板の揺動に連れて中空部分の透過光の光量
が充分先鋭に変化するように該中心軸に直交し前記偏向
子の形成面と平行方向の幅が十分狭いことを特徴とする
光偏向器。
【請求項２】中空部分は支持部の揺動の中心軸方向にほ
ぼ平行に細長く伸びることを特徴とする請求項１記載の
光偏向器。
【請求項３】中空部分の前記断面は平行四辺形であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の光偏向器。
【請求項４】支持部は弾性支持部であることを特徴とす
る請求項１、２または３記載の光偏向器。
【請求項５】前記弾性支持部は揺動自在なねじりバネで
構成されていることを特徴とする請求項４記載の光偏向
器。
【請求項６】前記支持部の揺動の中心軸を法線とする前
記中空部分の断面は、前記偏向子が形成される前記可動
板表面の前記断面の２頂点をＡ、Ｂ、もう一方の前記可
動板表面の２頂点をＣ、Ｄとし、前記偏向子に入射する
光の入射方向からの前記可動板の最大偏向角をθとする
と、３頂点の成す鋭角∠ＣＡＤ及び∠ＣＢＤがθ付近若
しくはθ以下であることを特徴とする請求項１乃至５の
何れかに記載の光偏向器。
【請求項７】前記中空部分は複数配列され、前記中空部
分毎に前記鋭角∠ＣＡＤ及び∠ＣＢＤが異なっているこ
とを特徴とする請求項６記載の光偏向器。
【請求項８】前記可動板が、第1の支持部で前記支持基
板に対して、揺動自在に支持される枠状の外側可動板
と、前記第1の支持部と揺動中心軸方向が直交する第2の
支持部で、前記外側可動板の内側に揺動自在に支持され
る内側可動板から成り、該内側可動板に偏向子が具備さ
れ、該内側可動板に、複数の中空部分が形成され、該中
空部分に対向する位置に光検知手段が具備されているこ
とを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光偏向
器。
【請求項９】前記第１の支持部の揺動中心軸を法線とす
る少なくとも１つの前記中空部分の断面は、前記偏向子
が形成される前記内側可動板表面の前記断面の２頂点を
Ｋ、Ｌ、もう一方の前記内側可動板表面の２頂点をＭ、
Ｎとし、前記偏向子に入射する光の入射方向からの前記
内側可動板の前記第１の支持部の揺動方向への最大偏向
角をψとすると、３頂点の成す鋭角∠ＭＫＮ及び∠ＭＬ
Ｎがψ付近若しくはψ以下であり、前記第２の支持部の揺動中心軸を法線とする少なくとも
１つの前記中空部分の断面は、前記偏向子が形成される
前記内側可動板表面の前記断面の２頂点をＰ、Ｑ、もう
一方の前記内側可動板表面の２頂点をＲ、Ｓとし、前記
偏向子に入射する光の入射方向からの可動板の前記第２
の支持部の揺動方向への最大偏向角をηとすると、３頂
点の成す鋭角∠ＲＰＳ及び∠ＲＱＳがη付近若しくはη
以下であることを特徴とする請求項８記載の光偏向器。
【請求項１０】前記第１及び／又は第２の支持部に対応
する前記中空部分は複数配列され、前記中空部分毎に前
記鋭角∠ＭＫＮ及び∠ＭＬＮ、又は鋭角∠ＲＰＳ及び∠
ＲＱＳが異なっていることを特徴とする請求項９記載の
光偏向器。
【請求項１１】可動板が中立位置にあるときに、前記中
空部分の側壁の母線の方向と前記偏向子に入射する光の
入射方向がほぼ一致することを特徴とする請求項１乃至
１０の何れかに記載の光偏向器。
【請求項１２】前記可動板に駆動力を与え、前記可動板
を揺動する駆動手段と、該駆動手段に駆動信号を与える
駆動信号発生手段とを具備し、前記偏向子に到達する光
の一部を前記光検知手段で検知して検知信号を発生し、
該検知信号を前記駆動信号発生手段に入力して前記駆動
信号の補正信号を生成することを特徴とする請求項１乃
至１１の何れかに記載の光偏向器。
【請求項１３】前記偏向子、前記可動板、前記支持部及
び前記中空部分は、前記支持基板に一体形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の光
偏光器。
【請求項１４】前記支持部は単結晶シリコンによって成
ることを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載の
光偏向器。
【請求項１５】前記可動板は単結晶シリコン若しくは多
結晶シリコンによって成ることを特徴とする請求項１乃
至１４の何れかに記載の光偏向器。
【請求項１６】前記偏向子が光を反射する反射鏡面であ
ることを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の
光偏向器。
【請求項１７】前記偏向子が反射型回折格子であること
を特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の光偏向
器。
【請求項１８】光源と、該光源から出射された光を偏向
する請求項１乃至１７の何れかに記載の光偏向器を少な
くとも1つ以上配置した光偏向器または光偏向器群とを
具備し、該光偏向器または光偏向器群により偏向された
光の少なくとも一部を画像表示体上に投影することを特
徴とする画像表示装置。
【請求項１９】光源と、該光源から射出された光を偏向
する請求項１乃至１７の何れかに記載の光偏向器を少な
くとも1つ以上配置した光偏向器または光偏向器群と、
該光偏向器または光偏向器群により偏向された光の少な
くとも一部が入射する感光体とを有することを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２０】前記感光体を帯電させる帯電器と、前記
感光体の帯電部に付着する色素を転写する転写装置とを
具備することを特徴とする請求項１９記載の画像形成装
置。
【請求項２１】光を偏向する偏向子を有する可動板と、
該可動板を揺動可能に支持する支持部と、該支持部を固
定する支持基板からなる光偏向器において、可動板の変
位を検出する可動板の変位検出方法であって、光の入射する前記偏向子と前記可動板を貫通して少なく
とも１つの中空部分を形成し、前記支持部の揺動の中心
軸を法線とする前記中空部分の断面を、可動板の揺動に
連れて中空部分の透過光の光量が充分先鋭に変化するよ
うに該中心軸に直交し前記偏向子の形成面と平行方向の
幅が十分狭く設定し、この変化を、中空部分に対向する
位置に配置された光検知手段で検知することで可動板の
変位を検出することを特徴とする可動板の変位検出方
法。
【請求項２２】請求項１乃至２０の何れかに記載の光偏
向器の製造方法において、前記支持基板が、前記支持基
板上に前記偏向子を形成する工程と、前記支持基板に前
記中空部分を形成する工程と、前記支持基板に前記支持
部と前記可動板を形成する工程により製造されることを
特徴とする光偏向器の製造方法。
【請求項２３】前記支持基板に前記中空部分を形成する
工程と、前記支持基板に前記支持部と前記可動板を形成
する工程が、前記中空部分と前記支持部及び前記可動板
をエッチング加工により形成する工程を含むことを特徴
とする請求項２２記載の光偏向器の製造方法。
【請求項２４】前記中空部分を形成する工程が、プラズ
マ放電による異方性ドライエッチング加工を施す工程で
あることを特徴とする請求項２３記載の光偏向器の製造
方法。
【請求項２５】前記中空部分を形成する工程が、ICP
（誘導結合プラズマ）放電によって異方性ドライエッチ
ングを施す工程であることを特徴とする請求項２３記載
の光偏向器の製造方法。
【請求項２６】前記中空部分を形成する工程が、プラズ
マ放電によりプラズマ化してシリコンを腐食するガス
と、プラズマ化してシリコンの腐食を抑制するガスを交
互に用いてドライエッチングを施す工程であることを特
徴とする請求項２３記載の光偏向器の製造方法。
【請求項２７】前記中空部分を形成する工程が、アルカ
リ性水溶液による異方性エッチングを施す工程であるこ
とを特徴とする請求項２３記載の光偏向器の製造方法。