JP4999733B2

JP4999733B2 - 光学装置

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Publication number: JP4999733B2
Application number: JP2008057885A
Authority: JP
Inventors: 真河村; 博隆山田; 栄嗣川崎
Original assignee: Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2012-08-15
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Description

本発明は、半導体製造技術を用いて製造する光走査用アクチュエータにより赤色、緑色及び青色のレーザ光を走査する光学装置に関し、特に、レーザ光を用いて映像を形成するレーザディスプレイ装置等の小型化に有効な光学装置に関する。

近年、半導体製造技術により製造したアクチュエータを利用した光走査用ミラー（以下、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーと称す）を用いてレーザ光を走査し、スクリーン上に映像を映し出すレーザディスプレイ装置が、例えば特許文献１等に記載されている。特許文献１に記載されたレーザディスプレイ装置は、３つのレーザ光源から出射した赤色、緑色、青色のレーザ光を、それぞれダイクロイックミラーで透過反射させて合成し、この合成したレーザ光を、２つのＭＥＭＳミラーで水平及び垂直走査することにより、スクリーン上に映像を描写する構成である。かかるレーザディスプレイ装置は、ＭＥＭＳミラーによりレーザ光を走査することで、小型化を可能にしている。
特開２００７−１４０５２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載したレーザディスプレイ装置は、ＭＥＭＳミラーにレーザ光を入射するまでの投光部が、３つのレーザ光源と３つのダイクロイックミラーをそれぞれ備えている。このため、この種のレーザディスプレイ装置をユニット化する場合、ユニットの大部分を投光部が占めるといった構成となり、ユニットの小型化には、レーザ光の投光部の小型化が課題となっているのが現状である。
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、レーザディスプレイ装置の小型化を可能にする光学装置を提供することを目的とする。

このため、本発明は、固定部と、可動部と、前記固定部に前記可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを、半導体基板で一体形成し、駆動手段により前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動するアクチュエータを備え、前記アクチュエータの可動部を揺動駆動して、赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ発光する各レーザ光源からの各レーザ光を走査する光学装置であって、前記アクチュエータの可動部上に、端面発光型半導体レーザである前記各レーザ光源とダイクロイックプリズムと反射ミラーとを配置し、前記各端面発光型半導体レーザから出射したレーザ光を、前記ダイクロイックプリズムで合成し、この合成したレーザ光を前記反射ミラーで前記可動部の上方向に向けて反射する構成としたことを特徴とする。

かかる構成では、アクチュエータの可動部を揺動駆動することで、可動部上に配置した各端面発光型半導体レーザからなる各レーザ光源とダイクロイックプリズムと反射ミラーが可動部と一体に揺動し、ダイクロイックプリズムで合成され反射ミラーで反射された各端面発光型半導体レーザからのレーザ光が走査されるようになる。

請求項２のように、前記反射ミラーで前記可動部の上方向に向けて反射するレーザ光が、前記トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうように構成するとよい。
かかる構成では、各レーザ光源から出射したレーザ光が、トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうようにすることにより、可動部の揺動動作によって走査されるレーザ走査光の光路差をなくすことができ、光（もしくは色）の歪みの発生を抑制できるようになる。

請求項３のように、前記可動部に、前記ダイクロイックプリズムと反射ミラーのそれぞれの取付け用ザグリをそれぞれ形成し、前記可動部と別に形成した前記ダイクロイックプリズムと反射ミラーとを、それぞれ対応する前記ザグリに固定する構成とするとよい。また、請求項４のように、前記反射ミラーを、前記可動部と一体形成してもよい。また、請求項５のように、前記各端面発光型半導体レーザから出射した各レーザ光を、コリメートレンズを介して前記ダイクロイックプリズムに入射する構成とするとよい。

また、請求項６の発明は、固定部と、可動部と、前記固定部に前記可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを、半導体基板で一体形成し、駆動手段により前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動するアクチュエータを備え、前記アクチュエータの可動部を揺動駆動して、赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ発光する各レーザ光源からの各レーザ光を走査する光学装置であって、前記アクチュエータの可動部上に、前記各レーザ光源として端面発光型半導体レーザを設けると共にマイクロピラミッドミラーを設け、前記各端面発光型半導体レーザから出射したレーザ光を、前記マイクロピラミッドミラーで前記可動部の上方向に向けて合成反射する構成としたことを特徴とする。

請求項６において、請求項７のように、前記マイクロピラミッドミラーで前記可動部の上方向に向けて合成反射するレーザ光が、前記トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうように構成するとよい。また、請求項８のように、前記可動部に、前記マイクロピラミッドミラーの取付け用のザグリを形成し、前記可動部と別に形成した前記マイクロピラミッドミラーを前記ザグリに固定する構成とするとよい。

また、請求項９のように、前記マイクロピラミッドミラーを、前記可動部と一体形成してもよい。また、請求項１０のように、前記各端面発光型半導体レーザから出射した各レーザ光を、コリメートレンズを介して前記マイクロピラミッドミラーに入射する構成とするとよい。

各レーザ光源を、請求項１１のように、前記可動部と一体形成してもよく、請求項１２のように、前記可動部と別に形成し、前記可動部に固定する構成としてもよい。

請求項１２の場合、請求項１３のように、前記可動部に、各レーザ光源の取付け用ザグリを形成する構成とするとよい。
かかる構成では、レーザ光源の取付け位置の精度を高めることができ、光軸合わせが容易である。

請求項１４のように、前記アクチュエータを、前記可動部が、前記固定部に外側トーションバーを介して揺動可能に軸支される外側可動部と、該外側可動部に前記外側トーションバーと軸方向が直交する内側トーションバーを介して揺動可能に軸支される内側可動部とからなる２次元駆動型とし、前記内側可動部に、前記レーザ光源を配置する構成とするとよい。
かかる構成では、１つのアクチュエータで、レーザ光の水平及び垂直走査ができるようになる。

本発明の光学装置によれば、半導体製造技術を用いて製造したアクチュエータの可動部上に、各レーザ光源として端面発光型半導体レーザを設けると共にダイクロイックプリズムと反射ミラーとを設け、各端面発光型半導体レーザから出射したレーザ光を、ダイクロイックプリズムで合成し、この合成したレーザ光を反射ミラーで可動部の上方向に向けて反射する構成としたので、投光部とレーザ光走査部とを一体化でき、レーザディスプレイ装置に適用した場合、従来の投光部用のスペースが不要になり、レーザディスプレイ装置を格段に小型化できる。
また、半導体製造技術を用いて製造したアクチュエータの可動部上に、各レーザ光源として端面発光型半導体レーザを設けると共にマイクロピラミッドミラーを設け、各端面発光型半導体レーザから出射したレーザ光を、マイクロピラミッドミラーで可動部の上方向に向けて合成反射する構成としたので、同じく、投光部とレーザ光走査部とを一体化でき、レーザディスプレイ装置に適用した場合、従来の投光部用のスペースが不要になり、レーザディスプレイ装置を格段に小型化できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る光学装置の参考例を示す概略図で、レーザ光源に面発光型半導体レーザを用いた場合の例である。

図１において、本参考例の光学装置は、半導体製造技術を用いて製造した例えば２次元駆動型のアクチュエータ１０と、該アクチュエータ１０の可動部（後述する）上に配置するレーザ光源として、赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ発光する面発光型のレーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃとを備えて構成される。

前記アクチュエータ１０は、例えば電磁力を利用して可動部を駆動する従来公知（例えば、特許公報第２７２２３１４号等参照）の電磁駆動型のものである。
このアクチュエータ１０は、固定部１１に外側トーションバー１２で枠状の外側可動部１３を揺動可能に軸支し、外側可動部１３に外側トーションバー１２と軸方向が直交する内側トーションバー１４で内側可動部１５を揺動可能に軸支する。これら固定部１１、外側及び内側トーションバー１２，１４及び外側及び内側可動部１３，１５は、半導体製造技術を利用してシリコン半導体基板で一体形成する。尚、図示しないが、外側可動部１３と内側可動部１５には、通電により磁界を発生する駆動コイルが形成されており、また、互いに対をなす静磁界発生手段（例えば永久磁石、電磁石等）を、外側及び内側トーションバー１２，１４の各軸方向とそれぞれ平行な各可動部１３，１５の対辺の駆動コイル部分に静磁界が作用するよう固定部１１の周囲に配置してある。

本発明の光学装置では、可動部の揺動で走査されるレーザ走査光の可動部からの出射位置が、可動部の揺動軸中心から大きくずれていると、可動部の揺動に伴う上下動によるレーザ走査光の光路差によって位相のずれが生じ、光（もしくは色）の歪みが生じてしまう虞れがある。従って、本発明の光学装置においては、各レーザ光源から出射したレーザ光が、トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうように構成することが好ましい。

このため、本参考例の前記レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、前記アクチュエータ１０の内側可動部１５の略中心位置（外側トーションバー１２と内側トーションバー１４の互いの軸中心の交点近傍）上に、発光面を上にして図１のように近接して配置する。この場合、図２に示すように、内側可動部１５に、チップ取付け用のザグリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを形成し、各ザグリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃに、それぞれ対応するレーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを嵌め込んで固定する。前記ザグリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、アクチュエータ１０の製造工程の一工程として形成する。各レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの配線は、グランド端子を共通化することで、１本の共通グランド端子と３本の信号端子の計４本を、例えば内側及び外側トーションバー１４，１２を介して外部に引出せばよい。かかる配線は、半導体製造技術で形成する。尚、ワイヤボンディングで、直接外部に引出すようにしてもよく、この場合は、ワイヤボンディング位置を、外側及び内側可動部１３，１５の揺動動作を阻害しないよう、外側及び内側トーションバー１２，１４の軸上とすることが好ましい。

かかる光学装置の動作を説明する。
アクチュエータ１０の駆動原理は従来と同様で、図示しない駆動回路から、駆動コイルに電流を供給すると磁界が発生する。この磁界と静磁界発生手段による静磁界との相互作用により、外側及び内側トーションバー１２，１４の軸方向とそれぞれ平行な外側及び内側可動部１３，１５の両端に互いに逆方向の電磁力（ローレンツ力）が発生し、外側及び内側トーションバー１２，１４を軸中心として外側及び内側可動部１３，１５が回動する。この回動動作に伴って外側及び内側トーションバー１２，１４が捩られ、外側及び内側トーションバー１２，１４にばね反力が発生し、このばね反力と電磁力とが釣合う位置まで外側及び内側可動部１３，１５は回動する。駆動コイルに正弦波等の交流電流を供給すれば外側及び内側可動部１３，１５を揺動動作でき、共振駆動することで可動部を高速に駆動できる。そして、外側駆動コイルと内側駆動コイルにそれぞれ供給する交流電流の周波数を異ならせれば、外側可動部１３と内側可動部１５の揺動周期を異ならせることができ、ラスタスキャン等のスキャニング動作が可能となる。

例えば、内側可動部１５を高速駆動（共振駆動）してレーザ光を水平走査し、外側可動部１３を低速駆動（低周波駆動）してレーザ光を垂直走査する。このアクチュエータ１０の駆動に各レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを同期させつつ高速変調させることで、映像を映し出すことができる。

かかる参考例の構成によれば、投光部とレーザ光走査部とを一体化でき、従来のレーザディスプレイ装置における投光部用のスペースが不要になり、レーザディスプレイ装置を格段に小型化できる。

また、従来のような可動部にミラーを設けたＭＥＭＳミラーでレーザ光を反射走査する構成では、ミラー面に入射するレーザ光の径に依存して可動部のサイズが大きくなり、共振周波数特性やウエハからの取り数の点で不利であったが、本参考例の構成によれば、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃが極めて小さいため、可動部のサイズを従来に比べて小さくでき、共振周波数の高周波化によって可動部の駆動を高速化できると共に、ウエハからの取り数の増大によりコストの低減が可能となる。また、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのサイズは、例えば約１００μｍ²程度と極めて小さいので、各レーザ光は略同一位置からの出射と見なせるので、レーザ光を合成する機構を省略できる利点がある。

半導体レーザで問題となる発熱に関しても、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ自体を回動させることで、冷却効果もあり、ヒートシンク等の冷却機構を設ける必要がない。

また、半導体製造技術により極めて高い位置精度でザグリ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを形成できるので、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを非常に高い位置精度で内側可動部１５に固定でき、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃの光軸合わせが容易になる利点がある。
尚、ザグリを設けずに、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを可動部上に固定してもよいことは言うまでもない。また、各レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを、アクチュエータ１０の製造工程において内側可動部１５と一体形成してもよい。

レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃのパワーが不足する場合は、各レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを、それぞれ複数個アレイ状に配列して設けるとよい。この場合、同色のレーザチップの信号端子を共通化することで、外部に引出す配線数を少なくできる。

また、レーザチップ１Ａ，１Ｂ，１Ｃを、内側可動部１５の略中心位置に配置したので、レーザ走査光の光路差をなくし、光（もしくは色）の歪みの発生を抑制できる。

図３は、本発明に係る光学装置の第１実施形態を示す要部概略図で、レーザ光源に端面発光型半導体レーザを用いた場合の例である。尚、参考例と同一要素には同一符号付して説明を省略する。また、アクチュエータ１０は、内側トーションバー１４と内側可動部１５のみ示し、その他は図示を省略してある。

図３において、本実施形態では、内側可動部１５の内側トーションバー１４の軸を中心として手前側に、端面発光型のレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを図示のように配置する。これらレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃで囲まれた中心部に、ダイクロイックプリズム３を配置する。更に、内側可動部１５の内側トーションバー１４の略軸中心上に、反射ミラー４を配置する。

これらレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ、ダイクロイックプリズム３及び反射ミラー４は、アクチュエータ１０とは別に形成し、参考例と同様に、図５に示すように内側可動部１５上に形成したザグリ１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈに嵌め込んで固定してある。尚、ダイクロイックプリズム３を除いてレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び反射ミラー４を、アクチュエータ１０の製造工程において内側可動部１５と一体形成してもよい。この場合、半導体基板としては、単結晶シリコン基板を用いる。

かかる第１実施形態の光学装置は、レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃからそれぞれ出射した赤色、緑色、青色の各レーザ光は、図中の点線矢印で示すようにダイクロイックプリズム３により反射ミラー４方向に導かれて合成される。この合成レーザ光を、図中の実線矢印で示すように反射ミラー４により内側可動部１５の上方向に向けて反射し、アクチュエータ１０の外側可動部１３と内側可動部１５の揺動動作により、水平及び垂直走査する。そして、本実施形態においても、各レーザ光源から出射したレーザ光が、トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうよう、反射ミラー４における合成レーザ光の反射位置が、外側及び内側トーションバー１２，１４の互いの軸中心の交点近傍位置となるよう反射ミラー４を配置することで、レーザ走査光の光路差をなくし、光（もしくは色）の歪みの発生を抑制できる。

かかる構成によれば、端面発光型半導体レーザを用いても投光部とレーザ光走査部とを一体化でき、レーザディスプレイ装置を格段に小型化できる。

第１実施形態の構成では、内側可動部１５の半面に偏って素子等が配置され、内側トーションバー１４の軸を中心に左右が重量的にアンバランスになる。従って、例えば、素子が配置されていない側に重りを設けて調整すればよい。また、重りに代えて、可動部の回動位置検知用のレーザや受光素子（例えば測距や物体検出用）等の機能素子を設けて調整してもよい。また、図４に示すように、図３の配置構成を９０度回転させたような配置構成とし、反射ミラー４の中心が内側トーションバー１４の略軸中心上に位置するように配置すれば、内側トーションバー１４の軸を中心に左右の重量的なバランスをとることはできる。この場合、内側トーションバー１４の軸と直角な外側トーションバー１２の軸を中心とした左右のバランスが崩れるが、素子の配置位置の調整や素子の重量調整等によってバランスさせることは可能である。

また、各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃからの出射光が拡散されることを考慮して、図６に示すように、各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃからの出射光を、コリメートレンズ５を介して平行光にしてダイクロイックプリズム３に入射させるようにするとよい。これにより、レーザ光のパワー効率を高めることができる。

図７は、本発明に係る光学装置の第２実施形態を示す要部概略図で、端面発光型半導体レーザを用いる場合の別の例である。尚、参考例と同一要素には同一符号付して説明を省略する。アクチュエータ１０は、内側トーションバー１４と内側可動部１５のみ示し、その他は図示を省略してある。

図７において、本実施形態は、ダイクロイックプリズム３と反射ミラー４に代えて、マイクロピラミッドミラー６を用いている。マイクロピラミッドミラー６は、その中心（頂部）が外側及び内側トーションバー１２，１４の互いの軸中心の交点近傍位置上に位置するように、半導体製造技術を利用して単結晶シリコン基板で内側可動部１５と一体形成し、表面を銀或いはアルミニウムでコーティングしてある。そして、各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを、図７のようにマイクロピラミッドミラー６の周囲に配置する。各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、第２実施形態と同様に、図８に示すように内側可動部１５上に形成したザグリ１５ｄ，１５ｅ，１５ｆに嵌め込んで固定する。

かかる第２実施形態の光学装置は、レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃからそれぞれ出射した赤色、緑色、青色の各レーザ光は、図中の点線矢印で示すようにマイクロピラミッドミラー６の各面に入射し、図中の実線矢印で示すようにマイクロピラミッドミラー６により内側可動部１５の上方向に向けて反射し合成される。この合成光を、アクチュエータ１０の外側可動部１３と内側可動部１５の揺動動作により、水平及び垂直走査する。そして、本実施形態においても、各レーザ光源から出射したレーザ光が、トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうよう、マイクロピラミッドミラー６の中心を、外側及び内側トーションバー１２，１４の互いの軸中心の交点近傍位置に配置する構成としたので、レーザ走査光の光路差をなくし、光（もしくは色）の歪みの発生を抑制できる。

第２実施形態の構成も、第１実施形態と同様で、内側トーションバー１４の軸を中心に左右が重量的にアンバランスになる。そのため、第１実施形態の変形例と同様に、図７の配置構成を９０度回転させたような配置構成とし、マイクロピラミッドミラー６の中心が内側トーションバー１４の略軸中心上に位置するように配置して、内側トーションバー１４の軸を中心に左右の重量的なバランスをとるようにしてもよい。また、図７において、レーザチップが配置されていないマイクロピラミッドミラー６の残りの一面側に、例えば、レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの中でレーザパワーの弱いもの、階調制御の難しいもの、或いは、パルス制御の難しいもの等と同色のレーザチップを追加することにより、重量的なバランスを調整するようにするとよい。レーザパワーを補う場合は、同色の２つのレーザチップの発光タイミングを同じにしてレベルの不足分を補うよう制御すればよい。また、階調制御に関しては、同色の２つのレーザチップの発光のタイミング周期を変えて出力制御することで、色の濃淡の変化の数を増大することができるようになり、色の表現／再現性を高めることができる。パルス制御に関しては、同色の２つのレーザチップの発光タイミングをずらすことで、発光周期を実質的に短くできるようになる。

尚、マイクロピラミッドミラー６は、内側可動部１５と別に製作して内側可動部１５に固定して取付けてもよい。また、本実施形態の場合も、各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃからの出射光を、コリメートレンズ５を介して平行光にしてマイクロピラミッドミラー６に入射させるようにしてもよい。

上記第２実施形態は、マイクロピラミッドミラー６のみ、内側可動部１５と一体形成する例を示したが、マイクロピラミッドミラー６に加えてレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃも、内側可動部１５と一体形成するようにしてもよい。

図９に、マイクロピラミッドミラー６とレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを、内側可動部１５と一体形成した第３実施形態の製造工程の一例を示し、簡単に説明する。尚、図７を、マイクロピラミッドミラー６とレーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃを内側可動部１５と一体形成したものとした場合、図９は、図７のＡ−Ａ矢視断面を示している。

図９において、単結晶シリコン基板１００上におけるマイクロピラミッドミラー６の形成位置の中心をマスクする（図（ａ））。

次に、エッチング液を用いて単結晶シリコン基板１００上面をエッチングしてマイクロピラミッド１０１を形成する（図（ｂ））。

次に、基板１００上に、各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各Ｎクラッド層用配線（図示せず）を形成した後、赤色のレーザチップ２ＡのＮクラッド層、活性層（図の斜線部分）、Ｐクラッド層を順次形成する（図（ｃ））。各Ｎクラッド層用配線は、金属等のパターニングにより形成してもよく、ケイ素拡散抵抗で形成してもよい。ケイ素拡散抵抗で形成した場合は、ケイ素自体をヒートシンクとして放熱させることが可能であり、可動部の揺動による空冷効果と合わせては発熱対策として有効である。また、Ｎクラッド層、活性層及びＰクラッド層の形成は、材料を堆積させてフォトリソを行う方法でもよく、常温接合等で積み上げる方法でもよい。

次に、基板１００上に、赤色のレーザチップ２Ａの場合と同様にして、緑色のレーザチップ２ＢのＮクラッド層、活性層（図の斜線部分）、Ｐクラッド層を順次形成する（図（ｄ））。図示しないが、同様にして、青色のレーザチップ２ＣのＮクラッド層、活性層（図の斜線部分）、Ｐクラッド層を順次形成する。

次に、各レーザチップ２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各Ｐクラッド層用配線１０２を、例えばアルミニウム等でパターニング形成する（図（ｅ））。尚、この際に、例えば電磁駆動型のものであれば、駆動コイル等、アクチュエータ１０の配線部分も同時に形成する。

次に、アクチュエータ１０の可動部、トーションバーを形成してアクチュエータ１０部分を形成する（図（ｆ））。

次に、マイクロピラミッド１０１の表面に、銀或いはアルミニウムを蒸着してマイクロピラミッドミラー６とする（図（ｇ））。

上記各実施形態では、レーザチップを載置するアクチュエータ１０として電磁駆動型の例を示したが、これに限らず、静電駆動型、圧電駆動型等、従来公知の半導体製造技術を用いて製造するあらゆるＭＥＭＳアクチュエータに適用することができる。

また、２次元駆動型のアクチュエータの例を示したが、固定部にトーションバーを介して可動部を揺動可能に軸支するだけの１次元駆動型のアクチュエータでもよく、この場合は、従来と同様に、レーザチップを搭載する１次元駆動型アクチュエータとは別に、もう１つの１次元駆動型アクチュエータを設けて、一方のアクチュエータで水平走査を行い、他方のアクチュエータで垂直走査を行う構成とすればよい。

本発明の参考例を示す面発光型半導体レーザを用いた場合の概略図参考例の内側可動部に形成したザグリを示す図本発明の第１実施形態を示す端面発光型半導体レーザを用いた場合の要部概略図同上第１実施形態の変形例を示す要部概略図第１実施形態の内側可動部に形成したザグリを示す図第１実施形態のコリメートレンズを設けた場合の図本発明の第２実施形態を示す端面発光型半導体レーザを用いた場合の別の例を示す要部概略図第２実施形態の内側可動部に形成したザグリを示す図本発明の第３実施形態の製造工程の説明図

符号の説明

２Ａ，２Ｂ，２Ｃ端面発光型レーザチップ
３ダイクロイックプリズム
４反射ミラー
５コリメートレンズ
６マイクロピラミッドミラー
１０アクチュエータ
１１固定部
１２外側トーションバー
１３外側可動部
１４内側トーションバー
１５内側可動部
１５ａ〜１５ｈザグリ
１００単結晶シリコン基板
１０１マイクロピラミッド
１０２Ｐクラッド層用配線

Claims

固定部と、可動部と、前記固定部に前記可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを、半導体基板で一体形成し、駆動手段により前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動するアクチュエータを備え、前記アクチュエータの可動部を揺動駆動して、赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ発光する各レーザ光源からの各レーザ光を走査する光学装置であって、
前記アクチュエータの可動部上に、前記各レーザ光源として端面発光型半導体レーザを設けると共にダイクロイックプリズムと反射ミラーとを設け、前記各端面発光型半導体レーザから出射したレーザ光を、前記ダイクロイックプリズムで合成し、この合成したレーザ光を前記反射ミラーで前記可動部の上方向に向けて反射する構成としたことを特徴とする光学装置。
前記反射ミラーで前記可動部の上方向に向けて反射するレーザ光が、前記トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうように構成した請求項１に記載の光学装置。
前記可動部に、前記ダイクロイックプリズムと反射ミラーのそれぞれの取付け用ザグリをそれぞれ形成し、前記可動部と別に形成した前記ダイクロイックプリズムと反射ミラーとを、それぞれ対応する前記ザグリに固定する構成とした請求項１又は２に記載の光学装置。
前記反射ミラーを、前記可動部と一体形成した請求項１又は２に記載の光学装置。
前記各端面発光型半導体レーザから出射した各レーザ光を、コリメートレンズを介して前記ダイクロイックプリズムに入射する構成とした請求項１〜４のいずれか１つに記載の光学装置。
固定部と、可動部と、前記固定部に前記可動部を揺動可能に軸支するトーションバーとを、半導体基板で一体形成し、駆動手段により前記可動部を前記トーションバーの軸回りに駆動するアクチュエータを備え、前記アクチュエータの可動部を揺動駆動して、赤色、緑色及び青色のレーザ光をそれぞれ発光する各レーザ光源からの各レーザ光を走査する光学装置であって、
前記アクチュエータの可動部上に、前記各レーザ光源として端面発光型半導体レーザを設けると共にマイクロピラミッドミラーを設け、前記各端面発光型半導体レーザから出射したレーザ光を、前記マイクロピラミッドミラーで前記可動部の上方向に向けて合成反射する構成としたことを特徴とする光学装置。
前記マイクロピラミッドミラーで前記可動部の上方向に向けて合成反射するレーザ光が、前記トーションバーの軸中心近傍の可動部位置から可動部の上方向に向かうように構成した請求項６に記載の光学装置。
前記可動部に、前記マイクロピラミッドミラーの取付け用のザグリを形成し、前記可動部と別に形成した前記マイクロピラミッドミラーを前記ザグリに固定する構成とした請求項６又は７に記載の光学装置。
前記マイクロピラミッドミラーを、前記可動部と一体形成した請求項６又は７に記載の光学装置。
前記各端面発光型半導体レーザから出射した各レーザ光を、コリメートレンズを介して前記マイクロピラミッドミラーに入射する構成とした請求項６〜９のいずれか１つに記載の光学装置。
各レーザ光源を、前記可動部と一体形成した請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光学装置。
前記各レーザ光源を、前記可動部と別に形成し、前記可動部に固定する構成とした請求項１〜１０のいずれか１つに記載の光学装置。
前記可動部に、各レーザ光源の取付け用ザグリを形成する構成とした請求項１２に記載の光学装置。
前記アクチュエータを、前記可動部が、前記固定部に外側トーションバーを介して揺動可能に軸支される外側可動部と、該外側可動部に前記外側トーションバーと軸方向が直交する内側トーションバーを介して揺動可能に軸支される内側可動部とからなる２次元駆動型とし、前記内側可動部に、前記レーザ光源を配置する構成とした請求項１〜１３のいずれか１つに記載の光学装置。