JP6645078B2 - Optical deflector and optical scanning device - Google Patents

Description

本発明は、光偏向器及び光走査装置に関する。   The present invention relates to an optical deflector and an optical scanning device.

近年、レーザ光源を用いた走査型画像表示装置が開発され、プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなどに適用されている。これらは光源から発生した３色のレーザビームをスキャンデバイスによって光走査し、スクリーンやコンバイナと呼ばれる半透過板などの画像表示部に表示像を投影する。
マイクロマシン技術を用いた光走査装置は、ポリゴンミラーや従来型のガルバノミラーに較べて省電力化、小型化や高速化の可能性があり、駆動部分の形成もシリコンウェハを素材として、半導体微細加工技術を用いて大量で安価に形成できる可能性があるため実用化が期待されている。 In recent years, a scanning image display device using a laser light source has been developed and applied to a projector, a head-up display, a head-mounted display, and the like. These optically scan three-color laser beams generated from a light source with a scanning device, and project a display image on an image display unit such as a screen or a semi-transmissive plate called a combiner.
Optical scanning devices that use micromachine technology have the potential for power saving, miniaturization, and speeding up compared to polygon mirrors and conventional galvanometer mirrors. Practical application is expected because there is a possibility that it can be formed in large quantities at low cost using technology.

このような、マイクロマシン技術を用いた光走査装置として、反射面を有するミラー部（反射部）と、ミラー部を所定の軸周りに揺動させるアクチュエータとを備える光偏向器が既に知られている。例えば、特許文献１に開示された光偏向器は、下部電極層、圧電体層、上部電極層からなるドライブ素子を配置し、駆動電圧を印加するとミラー部を駆動させることができる。
しかし、外部電源から光偏向器に電位を供給する際には、過剰電流が流れ、不良が発生するという問題があった。例えば、外部電極から光偏向器に電位供給する電極パッドから各圧電アクチュエータが備える圧電カンチレバーに電位供給するための各リード線、各圧電カンチレバー間の電気接続のための各リード線、各リード線と各圧電カンチレバーの上下電極とを接続するコンタクト、または、各圧電カンチレバーなどに過剰電流が流れ、焼け焦げの様相を呈する不良が発生する。特に、外部電極からの電位供給する電極パッドに近いコンタクトに不良が多く発生する。 As such an optical scanning device using the micromachine technology, an optical deflector including a mirror unit (reflection unit) having a reflection surface and an actuator for swinging the mirror unit around a predetermined axis is already known. . For example, the optical deflector disclosed in Patent Document 1 can drive a mirror unit by arranging a drive element including a lower electrode layer, a piezoelectric layer, and an upper electrode layer, and applying a drive voltage.
However, when an electric potential is supplied from an external power supply to the optical deflector, there is a problem that an excessive current flows and a defect occurs. For example, each lead wire for supplying a potential to a piezoelectric cantilever included in each piezoelectric actuator from an electrode pad that supplies a potential to an optical deflector from an external electrode, each lead wire for electrical connection between each piezoelectric cantilever, and each lead wire. Excess current flows through the contacts connecting the upper and lower electrodes of each piezoelectric cantilever, or each piezoelectric cantilever, etc., resulting in a defect of scorching. In particular, many defects occur in contacts close to electrode pads for supplying a potential from an external electrode.

このような問題を解決する手段として、例えば、特許文献２乃至４のような技術が開示されている。
特許文献２には、サージ保護回路の作動しない範囲を広く可変とする目的で、直列に接続された互いに方向の異なる２個のＰＮ接合を少なくとも含み、一端が入出力パッドに接続され、他端が電源又はグランドに接続されるサージ保護回路が開示されている。
特許文献３には、電界が局部的に集中する箇所を削減するため、加えてラッチアップやバイポーラ動作による破壊に対する耐性を高めるため、円盤状のボンディングパッドを設けることにより、より高いサージから内部回路を保護することの出来る半導体保護装置が開示されている。
特許文献４には、アナログ回路やディジタル回路とともに電磁波ノイズ対策用のＲＣフィルタを集積した半導体集積回路においてノイズ耐性およびサージ耐性を向上させることが可能なレイアウト構造を提供する半導体装置のレイアウト構造が開示されている。 As means for solving such a problem, for example, techniques as disclosed in Patent Documents 2 to 4 are disclosed.
Patent Document 2 discloses that at least two PN junctions connected in series and having different directions from each other are connected at one end to an input / output pad for the purpose of making the range in which the surge protection circuit does not operate widely variable. There is disclosed a surge protection circuit in which is connected to a power supply or a ground.
Patent Literature 3 discloses that a disc-shaped bonding pad is provided to reduce a portion where an electric field is locally concentrated, and to increase resistance to destruction due to latch-up or bipolar operation. There is disclosed a semiconductor protection device capable of protecting the semiconductor device.
Patent Literature 4 discloses a layout structure of a semiconductor device which provides a layout structure capable of improving noise resistance and surge resistance in a semiconductor integrated circuit in which an RC filter for electromagnetic wave noise suppression is integrated together with an analog circuit and a digital circuit. Have been.

上述した特許文献２乃至４に開示された技術は、ノイズ耐性、サージ耐性を向上させるために、電界が局所的に集中することを低減させることができる。しかし、いずれも半導体装置に適用する技術であるため、トランジスタの特性、ＰＮ接合を形成する導電型領域の抵抗など、光偏向器の基本構成に無いものを利用している。このため、光偏向器に対する突入電流サージ耐性、特に電極パッドに近い各圧電カンチレバーの上下電極とリード線とが接続するコンタクトへの電界集中による不良発生という問題解決に適用することは困難である。   The techniques disclosed in Patent Documents 2 to 4 described above can reduce local concentration of an electric field in order to improve noise resistance and surge resistance. However, since all of these technologies are applied to semiconductor devices, those which are not included in the basic configuration of the optical deflector, such as the characteristics of a transistor and the resistance of a conductive region forming a PN junction, are used. For this reason, it is difficult to apply this method to the problem of inrush current surge resistance to the optical deflector, especially to the problem of occurrence of failure due to electric field concentration at the contact connecting the upper and lower electrodes of each piezoelectric cantilever near the electrode pad and the lead wire.

本発明は、圧電アクチュエータの電極に、外部機器から電位が供給されるときに、過剰な電流が流れることを回避する光偏向器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an optical deflector that prevents an excessive current from flowing when a potential is supplied from an external device to an electrode of a piezoelectric actuator.

上述した課題を解決するために、本発明に係る光偏向器の一態様は、反射部と、第一の圧電体と、前記第一の圧電体に駆動電圧を印加する電極とを有し、前記反射部を駆動する少なくとも一つの圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの電極へ電位を供給するリード線と、第二の圧電体を含み、前記リード線に形成された少なくとも一つのキャパシタと、外部機器により電圧が印加され、前記圧電アクチュエータの電極と接続された電極パッドと、を備え、前記電極と前記電極パッドとの間は前記リード線により接続され、前記電極と前記キャパシタとは別に設けられており、前記キャパシタは、前記リード線と前記電極との接続点より前記電極パッドに近い位置であって、前記圧電アクチュエータが形成されていない領域に形成されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, one embodiment of the optical deflector according to the present invention includes a reflecting portion, a first piezoelectric body, and an electrode for applying a drive voltage to the first piezoelectric body, At least one piezoelectric actuator that drives the reflection unit, a lead wire that supplies a potential to an electrode of the piezoelectric actuator, at least one capacitor formed on the lead wire that includes a second piezoelectric body, and an external device. A voltage is applied, and an electrode pad is connected to the electrode of the piezoelectric actuator. The electrode and the electrode pad are connected by the lead wire, and the electrode and the capacitor are provided separately. The capacitor is formed at a position closer to the electrode pad than a connection point between the lead wire and the electrode and in a region where the piezoelectric actuator is not formed. Characterized in that that.

本発明によれば、圧電アクチュエータの電極に、外部機器から電位が供給されるときに、過剰な電流が流れることを回避する光偏向器を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical deflector that prevents an excessive current from flowing when a potential is supplied from an external device to an electrode of a piezoelectric actuator.

本発明の一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view illustrating a configuration example of an optical deflector according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す平面図である。It is a top view showing the example of composition of the optical deflector concerning one embodiment of the present invention. 図２に示す光偏向器のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the optical deflector shown in FIG. 2. 図２の光偏向器において、一実施形態の説明で対象となる領域Ａを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a region A that is a target in the description of one embodiment in the optical deflector of FIG. 2. 図４に示す領域Ａの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 4. 図５に示す領域Ｂに実施形態１のキャパシタを付加した構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example in which the capacitor according to the first embodiment is added to a region B illustrated in FIG. 5. 図６に示す構成例のVII−VII線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of the configuration example shown in FIG. 6. 図５に示す領域Ｂに実施形態２のキャパシタを付加した構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example in which a capacitor according to a second embodiment is added to a region B illustrated in FIG. 5. 図８に示す構成例のIX−IX線断面図である。図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of the configuration example shown in FIG. 8. FIG. 一実施形態の光偏向器を用いた光走査装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an optical scanning device using an optical deflector according to one embodiment.

本発明に係る一実施形態の光偏向器は、光偏向器に外部からの電位を供給するときに生じる突入電流サージへの対策に際して、外部電源供給部である電極パッドと接続するリード線に、圧電体で形成されたキャパシタを設置することにより、電界集中を分散させる。これにより、キャパシタが突入電流電荷の一次貯留箇所となり、圧電アクチュエータへの電界集中を緩和することを可能にする。
以下の説明では、一実施形態の光偏向器の概要を説明し、続いて、リード線にキャパシタを付加した光偏向器の実施形態を説明する。 The optical deflector of one embodiment according to the present invention, when taking measures against inrush current surge that occurs when an external potential is supplied to the optical deflector, a lead wire connected to an electrode pad that is an external power supply unit, By disposing a capacitor formed of a piezoelectric body, electric field concentration is dispersed. As a result, the capacitor serves as a primary storage location of the rush current charge, and the concentration of the electric field on the piezoelectric actuator can be reduced.
In the following description, an outline of an optical deflector according to one embodiment will be described, and subsequently, an embodiment of an optical deflector in which a capacitor is added to a lead wire will be described.

＜光偏向器の概要＞
図１は、一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す平面図である。
光偏向器１は、反射部２、支持体４、複数の内側圧電アクチュエータ８、可動部９、外側圧電アクチュエータ１０、支持基体１１、及び複数の電極パッド１２を備える。
図２では説明を容易にするため、左側に表わす内側圧電アクチュエータ８及び外側圧電アクチュエータ１０には、黒塗りの丸で複数のコンタクト（接続部）１３を、実線で複数のリード線１４１、１４２の配置を表している。複数のコンタクト１３は、リード線１４１、１４２と、複数の内側圧電アクチュエータ８または外側圧電アクチュエータ１０が有する上下電極とが接続する部分である。
また、以下の説明において、内側圧電アクチュエータ８と外側圧電アクチュエータ１０とを区別する必要がない場合には、適宜「圧電アクチュエータ」と記載する。 <Overview of optical deflector>
FIG. 1 is an external perspective view illustrating a configuration example of an optical deflector according to one embodiment. FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration example of the optical deflector according to the embodiment.
The optical deflector 1 includes a reflection unit 2, a support 4, a plurality of inner piezoelectric actuators 8, a movable unit 9, an outer piezoelectric actuator 10, a support base 11, and a plurality of electrode pads 12.
In FIG. 2, for the sake of simplicity, the inner piezoelectric actuator 8 and the outer piezoelectric actuator 10 shown on the left side have a plurality of contacts (connection portions) 13 in black circles and a plurality of lead wires 141 and 142 in solid lines. Represents the arrangement. The plurality of contacts 13 are portions where the lead wires 141 and 142 are connected to upper and lower electrodes of the plurality of inner piezoelectric actuators 8 or the outer piezoelectric actuators 10.
In the following description, when there is no need to distinguish between the inner piezoelectric actuator 8 and the outer piezoelectric actuator 10, they will be referred to as "piezoelectric actuators" as appropriate.

反射部２は、円板状の反射部基体と、この反射部基体上に入射された光を反射する金属薄膜で形成された反射面とを備え、反射部基体の直径方向の両端から外側へ向かって延設されたトーションバーを介して、可動部９に連結されている。
可動部９は、反射部２を搭載する。
支持基体１１は方形枠状に形成され、可動部９の周囲を囲むように設けられている。 The reflector 2 includes a disc-shaped reflector base and a reflection surface formed of a metal thin film that reflects light incident on the reflector base, and extends outward from both ends in the diameter direction of the reflector base. It is connected to the movable part 9 via a torsion bar extending toward the front.
The movable section 9 has the reflection section 2 mounted thereon.
The support base 11 is formed in a rectangular frame shape, and is provided so as to surround the periphery of the movable portion 9.

複数の内側圧電アクチュエータ８は、反射部２を可動部９に対して第１軸Ｘ１の周りに揺動させる。複数の内側圧電アクチュエータ８は、各々の一方の端部が一方のトーションバーを挟んで対向して配置されている。各内側圧電アクチュエータ８は、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された圧電カンチレバーにより構成されている。各内側圧電アクチュエータ８が圧電駆動によって屈曲変形することにより、トーションバーは、軸心回りに揺動する。これにより、反射部２は、トーションバーの揺動に伴って該トーションバーの軸心となる第１軸Ｘ１の周りに揺動可能となっている。   The plurality of inner piezoelectric actuators 8 swing the reflecting portion 2 around the first axis X1 with respect to the movable portion 9. One end of each of the plurality of inner piezoelectric actuators 8 is arranged to face each other across one torsion bar. Each inner piezoelectric actuator 8 is constituted by a piezoelectric cantilever configured to bend and deform by piezoelectric driving. As each inner piezoelectric actuator 8 bends and deforms by piezoelectric driving, the torsion bar swings around the axis. Thereby, the reflecting portion 2 can swing around the first axis X1 which is the axis of the torsion bar with the swing of the torsion bar.

一対の外側圧電アクチュエータ１０は、反射部２及び可動部９を支持基体１１に対して第２軸Ｘ２の周りに揺動させる。ここで、第２軸Ｘ２は、第１軸Ｘ１に直交する軸である。但し、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２とが正確に直交している必要はない。一対の外側圧電アクチュエータ１０は、反射部２及び可動部９を支持基体１１に対して揺動させ、支持基体１１の内周部と可動部９の外周部との間で、可動部９を挟んで第２軸Ｘ２の方向に対向するようにして配置されている。この構成により、一対の外側圧電アクチュエータ１０を介して、可動部９が支持基体１１に支持されている。
加えて、各外側圧電アクチュエータ１０は、圧電駆動によって屈曲変形するように各々構成された複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４が、連結部によって連結されることで構成されている。
複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４は、支持基体１１の内周部と可動部９の外周部との間で、第２軸Ｘ２と直交する方向に延在して、第２軸Ｘ２の方向に間隔を存して並ぶように配置されると共に、各圧電カンチレバーが隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返されるように連結されている。
従って、各外側圧電アクチュエータ１０は、第２軸Ｘ２と直交する方向を振幅方向として蛇行するようにして延在している。言い換えると、各外側圧電アクチュエータ１０は、複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４が所謂ミアンダ形状に形成されている。
複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４がミアンダ形状に構成されることにより、可動部９が、各外側圧電アクチュエータ１０を介して支持基体１１に支持されると共に、各外側圧電アクチュエータ１０を構成する複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４の屈曲変形によって、支持基体１１に対して第２軸Ｘ２の周りに揺動可能となっている。 The pair of outer piezoelectric actuators 10 causes the reflecting portion 2 and the movable portion 9 to swing about the second axis X2 with respect to the support base 11. Here, the second axis X2 is an axis orthogonal to the first axis X1. However, it is not necessary that the first axis X1 and the second axis X2 are orthogonal to each other. The pair of outer piezoelectric actuators 10 oscillate the reflecting part 2 and the movable part 9 with respect to the support base 11, and sandwich the movable part 9 between the inner peripheral part of the support base 11 and the outer peripheral part of the movable part 9. And are arranged so as to face in the direction of the second axis X2. With this configuration, the movable portion 9 is supported by the support base 11 via the pair of outer piezoelectric actuators 10.
In addition, each outer piezoelectric actuator 10 is configured such that a plurality of piezoelectric cantilevers 151 to 154 each configured to bend and deform by piezoelectric driving are connected by a connecting portion.
The plurality of piezoelectric cantilevers 151 to 154 extend in a direction orthogonal to the second axis X2 between the inner peripheral part of the support base 11 and the outer peripheral part of the movable part 9 and are spaced apart in the direction of the second axis X2. And the piezoelectric cantilevers are connected so as to be folded back to the adjacent piezoelectric cantilevers.
Therefore, each outer piezoelectric actuator 10 extends in a meandering manner with the direction orthogonal to the second axis X2 as the amplitude direction. In other words, in each outer piezoelectric actuator 10, a plurality of piezoelectric cantilevers 151 to 154 are formed in a so-called meander shape.
Since the plurality of piezoelectric cantilevers 151 to 154 are configured in a meander shape, the movable portion 9 is supported by the support base 11 via each outer piezoelectric actuator 10, and the plurality of piezoelectric members forming each outer piezoelectric actuator 10 are formed. The bending deformation of the cantilevers 151 to 154 allows the support base 11 to swing around the second axis X2.

複数の内側圧電アクチュエータ８の各々と、外側圧電アクチュエータ１０を構成する圧電カンチレバー１５１〜１５４の各々とは、起歪体（カンチレバー本体）としての支持体４の層上に下部電極５、圧電体６及び上部電極７の層を積層した構造の圧電カンチレバーである。ここで圧電カンチレバーの構成例について説明する。
図３は、図２に示す光偏向器１のIII−III線断面図である。図２において、III−III線の断面は、外側圧電アクチュエータ１０を構成する圧電カンチレバー１５１の下部電極５に形成されるコンタクト１３と、上部電極７形成されるコンタクト１３とを含む。
図３に示すように、圧電カンチレバー１５１は、下部電極５、圧電体６及び上部電極７を有する。圧電カンチレバー１５２〜１５４及び各内側圧電アクチュエータ８を構成する圧電カンチレバーも同様の構成を有する。
図３では、リード線１４１、１４２がコンタクト１３において上下電極と接続している構成を表している。また、下部電極５、圧電体６、上部電極７、及び、リード線１４１、１４２は、保護膜１７または層間絶縁膜１６に覆われている。 Each of the plurality of inner piezoelectric actuators 8 and each of the piezoelectric cantilevers 151 to 154 constituting the outer piezoelectric actuator 10 are provided with a lower electrode 5 and a piezoelectric body 6 on a layer of the support 4 as a strain body (a cantilever body). And a piezoelectric cantilever having a structure in which a layer of an upper electrode 7 is laminated. Here, a configuration example of the piezoelectric cantilever will be described.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the optical deflector 1 shown in FIG. In FIG. 2, the cross section taken along line III-III includes a contact 13 formed on the lower electrode 5 of the piezoelectric cantilever 151 of the outer piezoelectric actuator 10 and a contact 13 formed on the upper electrode 7.
As shown in FIG. 3, the piezoelectric cantilever 151 has a lower electrode 5, a piezoelectric body 6, and an upper electrode 7. The piezoelectric cantilevers 152 to 154 and the piezoelectric cantilevers forming each inner piezoelectric actuator 8 also have the same configuration.
FIG. 3 shows a configuration in which the lead wires 141 and 142 are connected to the upper and lower electrodes at the contact 13. The lower electrode 5, the piezoelectric body 6, the upper electrode 7, and the lead wires 141 and 142 are covered with a protective film 17 or an interlayer insulating film 16.

複数の内側圧電アクチュエータ８及び外側圧電アクチュエータ１０を構成する圧電カンチレバーの各々は、下部電極５と上部電極７との間で圧電体６に駆動電圧を印加することで、圧電体６と共に支持体４が屈曲変形するように形成される。
上下電極には、リード線１４１と接続するコンタクト１３が設けられている。以降の説明において、「上下電極」という記載は、圧電カンチレバーの下部電極５及び上部電極７（一対の電極）を指す。また、圧電カンチレバーに関して、特に明記していない場合には、複数の内側アクチュエータ８及び外側アクチュエータ１０が備える圧電カンチレバーのいずれであるかを問わない。 Each of the piezoelectric cantilevers constituting the plurality of inner piezoelectric actuators 8 and the outer piezoelectric actuator 10 applies a driving voltage to the piezoelectric body 6 between the lower electrode 5 and the upper electrode 7 so that the support body 4 together with the piezoelectric body 6 can be used. Are formed to bend and deform.
The contacts 13 connected to the lead wires 141 are provided on the upper and lower electrodes. In the following description, the term “upper and lower electrodes” refers to the lower electrode 5 and the upper electrode 7 (a pair of electrodes) of the piezoelectric cantilever. Unless otherwise specified, the piezoelectric cantilever does not matter which of the piezoelectric cantilevers included in the plurality of inner actuators 8 and the outer actuators 10.

複数の電極パッド１２は、外部電極からの電位供給（信号供給）するために、リード線１４１と外部電極とを接続する開口部であり、支持基体１１上に設けられる。図２では、１８個の電極パッドを表しているが（１８個の矩形で表示）、これに限られるわけではない。
各電極パッド１２に、外部からの供給電位（基準電位を含む）を接続する。各電極パッド１２より外部から供給された電位が各リード線１４１を通じて、複数の内側アクチュエータ８及び一対の外側アクチュエータ１０が備える上下電極のコンタクト１３を介して、各駆動電位印加を実現している。
一対の外側圧電アクチュエータ１０において、圧電カンチレバー１５１〜１５４各々と、次段の圧電カンチレバーとの電位接合（例えば、圧電カンチレバー１５１、１５３の電位接合）は、コンタクト１３を介して、リード線１４２を通じて実現している。
以上が光偏向器１の一態様の概要であり、続いて、光偏向器１に電界集中を回避するキャパシタをリード線１４１に付加した実施形態を説明する。 The plurality of electrode pads 12 are openings for connecting the lead wires 141 and the external electrodes to supply a potential (signal supply) from the external electrodes, and are provided on the support base 11. In FIG. 2, 18 electrode pads are shown (represented by 18 rectangles), but the present invention is not limited to this.
An external supply potential (including a reference potential) is connected to each electrode pad 12. The potential supplied from the outside from each electrode pad 12 realizes the application of each drive potential through each lead wire 141 and the contacts 13 of the upper and lower electrodes included in the plurality of inner actuators 8 and the pair of outer actuators 10.
In the pair of outer piezoelectric actuators 10, the potential bonding between each of the piezoelectric cantilevers 151 to 154 and the next-stage piezoelectric cantilever (for example, the potential bonding between the piezoelectric cantilevers 151 and 153) is realized via the contact 13 and the lead wire 142. are doing.
The above is the outline of one mode of the optical deflector 1, and subsequently, an embodiment in which a capacitor for avoiding electric field concentration in the optical deflector 1 is added to the lead wire 141 will be described.

＜リード線にキャパシタを付加した光偏向器＞
一実施形態では、圧電アクチュエータの電極に、外部機器から電位が供給されるときに、過剰な電流が流れることを回避する対策として、電界集中により不良発生する箇所と、外部電源供給部である電極パッド１２とを接続するリード線１４１に、圧電体で形成された容量キャパシタ（以下適宜、「圧電キャパシタ」、または「キャパシタ」とも記載する）をぶら下げる。これにより、電界集中を分散させ、電極パッド１２に接続するリード線１４１に付加した圧電キャパシタが突入電流電荷の一次貯留箇所となり、圧電アクチュエータ（圧電カンチレバー）への電荷供給が二次的なものとなる。その結果、特に、圧電カンチレバーの上下電極のコンタクト１３への電界集中を緩和することが可能になる。 <Optical deflector with a capacitor added to the lead wire>
In one embodiment, when a potential is supplied from an external device to the electrodes of the piezoelectric actuator, as a measure to prevent an excessive current from flowing, a portion where a defect occurs due to electric field concentration and an electrode serving as an external power supply portion are provided. A capacitance capacitor (hereinafter, also referred to as a “piezoelectric capacitor” or a “capacitor” as appropriate) formed of a piezoelectric material is hung on a lead wire 141 that connects to the pad 12. As a result, the electric field concentration is dispersed, the piezoelectric capacitor added to the lead wire 141 connected to the electrode pad 12 becomes a primary storage location of the rush current charge, and the charge supply to the piezoelectric actuator (piezoelectric cantilever) is secondary. Become. As a result, the electric field concentration on the contacts 13 of the upper and lower electrodes of the piezoelectric cantilever can be particularly reduced.

言い換えると、突入電流サージによる過剰電流電荷の一次退避場所として圧電キャパシタを、電極パッド１２と圧電アクチュエータとを接続するリード線１４１に並列に設け、圧電アクチュエータへの供給電荷量を平滑化する。これにより、光偏向器のサージ耐性の向上を図る。
加えて、圧電キャパシタを、圧電アクチュエータ（圧電カンチレバー）の構成部材である圧電体を用いて形成することが好ましい。これにより、プロセスコストを変動させることなく、サージ耐性を向上させた光偏向器を提供することが出来る。 In other words, a piezoelectric capacitor is provided in parallel with the lead wire 141 connecting the electrode pad 12 and the piezoelectric actuator as a primary retreat place for the excess current charge due to the rush current surge, and the amount of charge supplied to the piezoelectric actuator is smoothed. Thereby, the surge resistance of the optical deflector is improved.
In addition, it is preferable that the piezoelectric capacitor be formed using a piezoelectric body that is a component of a piezoelectric actuator (piezoelectric cantilever). Thus, it is possible to provide an optical deflector with improved surge resistance without changing the process cost.

上述した一実施形態の特徴について、図４乃至１０の図面を用いて詳細に説明する。
図４は、図２に示す光偏向器１において、一実施形態の説明で対象となる領域Ａ（光偏向器の一部分）を示す図である。また、図５は、領域Ａの拡大図である。図５では、下部電極５、上部電極７、リード線１４１及びコンタクト１３の配置関係を表し、圧電体６、層間絶縁膜１６、及び保護膜１７を省略している。また、コンタクト１３が形成される位置を実線の矩形で表わしている。ここで、図５に表わす６つのリード線１４１から上下電極への電位供給について、図２に表わす配線を参照して説明する。以下の（i）〜（vi）は、リード線１４１の左（下）側からの順番であり、領域Ｂに含まれるリード線１４１が（i）番目となっている。
（i）圧電カンチレバー１５１の一端の下部電極５へ入力、他端の下部電極５から出力、リード線１４２を介して圧電カンチレバー１５３の下部電極５へ入力。
（ii）圧電カンチレバー１５１の一端の上部電極７へ入力、他端の上部電力７から出力、リード線１４２を介して、圧電カンチレバー１５３の上部電極７へ入力。
（iii）圧電アクチュエータ８の下部電極５へ入力、さらに、他の圧電アクチュエータ８の下部電極５に入力。
（iv）圧電アクチュエータ８の上部電極７へ入力、さらに、他の圧電アクチュエータ８の上部電極７へ入力。
（v）圧電カンチレバー１５２の一端の上部電極７へ入力、他端の上部電力７から出力、リード線１４２を介して、圧電カンチレバー１５４の上部電極７へ入力。
（vi）圧電カンチレバー１５２の一端の下部電極５へ入力、他端の下部電極５から出力、リード線１４２を介して圧電カンチレバー１５４の下部電極６へ入力。
圧電カンチレバー１５１，１５３は、図２の下側の上下電極から電位が入力され、圧電カンチレバー１５２，１５４は、図２の上側の上下電極から電位が入力される。 The features of the above-described embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 4 is a diagram showing a region A (a part of the optical deflector) to be described in the embodiment of the optical deflector 1 shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of the area A. FIG. 5 shows an arrangement relationship of the lower electrode 5, the upper electrode 7, the lead wire 141, and the contact 13, and omits the piezoelectric body 6, the interlayer insulating film 16, and the protective film 17. The position where the contact 13 is formed is indicated by a solid rectangle. Here, the potential supply from the six lead wires 141 shown in FIG. 5 to the upper and lower electrodes will be described with reference to the wiring shown in FIG. The following (i) to (vi) are in order from the left (lower) side of the lead 141, and the lead 141 included in the area B is the (i) th.
(I) Input to the lower electrode 5 at one end of the piezoelectric cantilever 151, output from the lower electrode 5 at the other end, and input to the lower electrode 5 of the piezoelectric cantilever 153 via the lead wire 142.
(Ii) Input to the upper electrode 7 at one end of the piezoelectric cantilever 151, output from the upper power 7 at the other end, and input to the upper electrode 7 of the piezoelectric cantilever 153 via the lead wire 142.
(Iii) Input to the lower electrode 5 of the piezoelectric actuator 8 and further input to the lower electrode 5 of another piezoelectric actuator 8.
(Iv) Input to the upper electrode 7 of the piezoelectric actuator 8 and further input to the upper electrode 7 of another piezoelectric actuator 8.
(V) Input to the upper electrode 7 at one end of the piezoelectric cantilever 152, output from the upper power 7 at the other end, and input to the upper electrode 7 of the piezoelectric cantilever 154 via the lead wire 142.
(Vi) Input to the lower electrode 5 at one end of the piezoelectric cantilever 152, output from the lower electrode 5 at the other end, and input to the lower electrode 6 of the piezoelectric cantilever 154 via the lead wire 142.
The piezoelectric cantilevers 151 and 153 receive potentials from lower and upper electrodes in FIG. 2, and the piezoelectric cantilevers 152 and 154 receive potentials from upper and lower electrodes in FIG.

図４、５に示す光偏向器１の構成では、外部電極から電極パッド１２を介して、リード線１４１に電位供給され、コンタクト１３を介して、外側圧電アクチュエータ１０の下部電極５及び上部電極７に電位が印加される。この時、電位印加される際に、突入電流に代表される過剰電流により、（１）下部電極５及び上部電極７のコンタクト１３に電界集中することによる発熱破損、（２）下部電極５及び上部電極７への過剰電荷蓄積による高電圧印加による圧電体６の降伏破壊が発生する。
不具合発生の対策として、図５の領域Ｂに示すリード線１４１、詳細には、圧電カンチレバーに形成されたコンタクト１３と電極接続パッド１２とを接続するリード線１４１に、圧電キャパシタを形成する。 In the configuration of the optical deflector 1 shown in FIGS. 4 and 5, a potential is supplied from an external electrode to the lead wire 141 via the electrode pad 12, and the lower electrode 5 and the upper electrode 7 of the outer piezoelectric actuator 10 are supplied via the contact 13. Is applied with a potential. At this time, when a potential is applied, due to an excessive current represented by an inrush current, (1) heat damage due to concentration of an electric field on the contact 13 of the lower electrode 5 and the upper electrode 7, (2) lower electrode 5 and the upper electrode Breakdown breakdown of the piezoelectric body 6 occurs due to application of a high voltage due to excessive charge accumulation on the electrode 7.
As a countermeasure against the occurrence of a defect, a piezoelectric capacitor is formed on the lead wire 141 shown in the area B of FIG. 5, specifically, on the lead wire 141 connecting the contact 13 formed on the piezoelectric cantilever and the electrode connection pad 12.

なお、図６乃至９では、圧電カンチレバー１５１の下部電極５のコンタクト１３と、電極パッド１２とを接続するリード線１４１を用いて説明するが、他のリード線１４１にも圧電キャパシタを付加することができる。具体的には、内側圧電アクチュエータ８の下部電極５と電極パッドを接続するリード線１４１、または、内側圧電アクチュエータ８と外側圧電アクチュエータ１０とのいずれかの上部電極７と電極パッド１２とを接続するリード線１４１についても同様である。   6 to 9, the description will be made using the lead 141 that connects the contact 13 of the lower electrode 5 of the piezoelectric cantilever 151 and the electrode pad 12. However, a piezoelectric capacitor is added to the other lead 141 as well. Can be. Specifically, a lead wire 141 connecting the lower electrode 5 of the inner piezoelectric actuator 8 and the electrode pad, or an upper electrode 7 of the inner piezoelectric actuator 8 and the outer piezoelectric actuator 10 and the electrode pad 12 are connected. The same applies to the lead wire 141.

実施形態１．
図６は、図５に示す領域Ｂに実施形態１のキャパシタを付加した構成例を示す図であり、図７は、図６に示す構成例のVII−VII線断面図である。図６では説明を容易にするため、キャパシタ２０ａ、電極パッド１２及びリード線１４１を表し、他の構成要素を省略している。
図６に示す光偏向器１の一部分の構成例では、電極パッド１２と上下電極のコンタクト１３を接続するリード線１４１の曲げ部に突入電荷の一時退避場所であるキャパシタ２０ａを付加することにより、サージ耐性を向上させる。リード線１４１の曲げ部は、リード線１４１が屈曲する部分である。
キャパシタ２０ａは、圧電カンチレバーと同様の構成であり、下部電極５ａ、圧電体６ａ及び上部電極７ａを備える。また、リード線１４１と上部電極７ａとが接続する部分がコンタクト１３ａであり、図６では二点鎖線を用いて示している。
図６、７において、図２，３と同じ符号の構成要素は同様であるため説明を省略する。
図７の断面図に示すように、キャパシタ２０ａの構成は、圧電カンチレバー（圧電アクチュエータ）と同じ断面構造で構成されることが好ましい。また、キャパシタ２０ａは、圧電カンチレバーと同じ材料を用いることが好ましい。これにより、製造プロセスを追加することなく、従来と同様のプロセスコストで製造可能である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example in which the capacitor of the first embodiment is added to the region B shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of the configuration example shown in FIG. In FIG. 6, for ease of explanation, the capacitor 20a, the electrode pad 12, and the lead 141 are shown, and other components are omitted.
In the configuration example of a part of the optical deflector 1 shown in FIG. 6, by adding a capacitor 20a which is a temporary retreat place of the rush charge to the bent portion of the lead wire 141 connecting the electrode pad 12 and the contact 13 of the upper and lower electrodes, Improve surge resistance. The bent portion of the lead wire 141 is a portion where the lead wire 141 is bent.
The capacitor 20a has the same configuration as the piezoelectric cantilever, and includes a lower electrode 5a, a piezoelectric body 6a, and an upper electrode 7a. The contact between the lead wire 141 and the upper electrode 7a is a contact 13a, which is shown by a two-dot chain line in FIG.
6 and 7, components having the same reference numerals as those in FIGS.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 7, the configuration of the capacitor 20a is preferably configured to have the same cross-sectional structure as a piezoelectric cantilever (piezoelectric actuator). Preferably, the same material as that of the piezoelectric cantilever is used for the capacitor 20a. As a result, it is possible to manufacture at the same process cost as the conventional one without adding a manufacturing process.

図６，７では一例として、リード線１４１の曲げ部にキャパシタ２０ａを付加した構成例を示したが、電極パッド１２と上下電極のコンタクト１３を接続するリード線１４１のいずれの場所に付加しても、さらに、複数個所に付加してもかまわない。キャパシタを付加するリード線１４１の場所は、上下電極のコンタクト１３より電極パッド１２に近い位置であればよい。図５を参照すると、下部電極５に設置されたコンタクト１３より、電極パッド１２に近いリード線１４１の範囲であればよい。従って、キャパシタ２０ａを付加する場所は、領域Ｂの範囲内に限定されるものではない。
リード線１４１の曲げ部にキャパシタ２０ａを設置すると、曲げ部以外に設置する場合に比べ、サージ耐性を向上させることを期待できる。これは、リード線１４１の曲げ部は、電解集中する可能性が高く、高抵抗になる場合があるため、リード線１４１の他の場所に比べ、サージ耐性の向上に効果的であると考えられるからである。 6 and 7 show, as an example, a configuration example in which a capacitor 20a is added to a bent portion of a lead wire 141, but the capacitor 20a is added to any part of the lead wire 141 connecting the electrode pad 12 and the contact 13 of the upper and lower electrodes. May be added to a plurality of places. The position of the lead wire 141 to which the capacitor is added may be a position closer to the electrode pad 12 than the contact 13 of the upper and lower electrodes. Referring to FIG. 5, the distance may be in a range of the lead wire 141 closer to the electrode pad 12 than the contact 13 provided on the lower electrode 5. Therefore, the location where the capacitor 20a is added is not limited to the area B.
When the capacitor 20a is installed at the bent portion of the lead wire 141, it is expected that the surge resistance is improved as compared with the case where the capacitor 20a is installed at a portion other than the bent portion. This is considered that the bent portion of the lead wire 141 has a high possibility of electrolytic concentration and has a high resistance, so that it is effective in improving the surge resistance as compared with other places of the lead wire 141. Because.

実施形態２．
図８は、図５に示す領域Ｂに実施形態２のキャパシタを付加した構成例を示す図であり、図９は、図８に示す構成例のIX−IX線断面図である。図８では説明を容易にするため、キャパシタ２０ｂ、電極パッド１２及びリード線１４１を表し、他の構成要素を省略している。
図８に示す光偏向器１の一部分の他の構成例では、電極パッド１２直下に突入電荷の一時退避場所であるキャパシタ２０ｂを付加することにより、サージ耐性を向上させる。
キャパシタ２０ｂの構成は、図６に示すキャパシタ２０ａの構成例と同様に、下部電極５ｂ、圧電体６ｂ及び上部電極７ｂを備える。また、リード線１４１には、電極パッド１２として、外部への開口部が形成されている。さらに、リード線１４１と上部電極７ｂとが接続する部分がコンタクト１３ｂであり、図８の構成例では、電極パッド１２と同じ領域に形成される。
図８，９において、図２，３と同じ符号の構成要素は同様であるため説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example in which the capacitor of the second embodiment is added to the region B shown in FIG. 5, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX of the configuration example shown in FIG. In FIG. 8, for ease of explanation, the capacitor 20b, the electrode pad 12, and the lead 141 are shown, and other components are omitted.
In another configuration example of a part of the optical deflector 1 shown in FIG. 8, surge resistance is improved by adding a capacitor 20 b which is a temporary save place for rush charges immediately below the electrode pad 12.
The configuration of the capacitor 20b includes a lower electrode 5b, a piezoelectric body 6b, and an upper electrode 7b, as in the configuration example of the capacitor 20a shown in FIG. Further, an opening to the outside is formed as the electrode pad 12 in the lead wire 141. Further, a portion where the lead wire 141 and the upper electrode 7b are connected is a contact 13b, and is formed in the same region as the electrode pad 12 in the configuration example of FIG.
8 and 9, the components having the same reference numerals as those in FIGS.

図９の断面図に示すように、キャパシタ２０ｂの構成は、圧電カンチレバーと同じ断面構造で構成されることが好ましい。また、キャパシタ２０ｂは、圧電カンチレバーと同じ材料を用いることが好ましい。これにより、製造プロセスを追加することなく、従来と同様のプロセスコストで製造可能である。加えて、電極パッド１２の直下にキャパシタ２０ｂを付加するため、パターンレイアウト（面積占有率）面で、図６の構成例より小さい面積で実現できるという、有利な効果が生じる。さらに、図８、９のキャパシタ２０ｂに加えて、図６、７で示したキャパシタ２０ａをリード線１４１に付加してもよく、リード線１４１に付加するキャパシタを複数個加えてもかまわない。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 9, the configuration of the capacitor 20b is preferably configured to have the same cross-sectional structure as the piezoelectric cantilever. It is preferable that the same material as the piezoelectric cantilever is used for the capacitor 20b. As a result, it is possible to manufacture at the same process cost as the conventional one without adding a manufacturing process. In addition, since the capacitor 20b is added immediately below the electrode pad 12, there is an advantageous effect that the pattern layout (area occupancy) can be realized with an area smaller than the configuration example of FIG. Further, in addition to the capacitor 20b of FIGS. 8 and 9, the capacitor 20a shown in FIGS. 6 and 7 may be added to the lead 141, or a plurality of capacitors added to the lead 141 may be added.

実施形態３．
本実施形態では、リード線１４１がキャパシタへ接続するコンタクト（キャパシタコンタクト）のサイズを大きくすることにより、圧電キャパシタの局所的な電界集中を低減すると共に、突入電流電荷を優先的に圧電キャパシタに移動させる光偏向器の一態様を説明する。
上述した、図６乃至９に示したキャパシタ２０ａ、２０ｂを効果的に作用させるためには、コンタクト１３ａ、１３ｂをできるだけ大きくすることが好ましい。コンタクト１３ａ、１３ｂは、圧電アクチュエータの上下電極のコンタクト１３と同時形成される。コンタクト１３ａ、１３ｂの面積は、圧電アクチュエータの上下電極のコンタクト（アクチュエータコンタクト）１３に比べ、概ね、１０倍以上であることが望ましい。キャパシタのコンタクト１３ａ、１３ｂの面積を上下電極のコンタクト１３より大きくすることにより、圧電キャパシタの局所的な電界集中を低減すると共に、突入電流電荷を優先的に圧電キャパシタに移動させることが可能になる。具体的には、圧電キャパシタのコンタクトの面積を１０倍以上にすると、抵抗値が１０分の１以下、言い換えると、圧電アクチュエータのコンタクトの１割程の低抵抗となり、優先的に低抵抗側に電荷が移動することが推測されるからである。
例えば、図８，９のキャパシタ２０ｂの構成例では、コンタクト１３ｂの面積は、電極パッド１２の面積以上、かつ、上部電極７ｂの面積以下の範囲で変更可能である。図６，７のキャパシタ２０ａでは、コンタクト１３ａの面積は設計に応じて変更可能である。 Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, by increasing the size of the contact (capacitor contact) connected to the capacitor by the lead wire 141, the local electric field concentration of the piezoelectric capacitor is reduced, and the inrush current charge is preferentially moved to the piezoelectric capacitor. One mode of the optical deflector to be performed will be described.
In order for the capacitors 20a and 20b shown in FIGS. 6 to 9 to function effectively, it is preferable that the contacts 13a and 13b be as large as possible. The contacts 13a and 13b are formed simultaneously with the contacts 13 of the upper and lower electrodes of the piezoelectric actuator. It is desirable that the area of the contacts 13a and 13b is approximately 10 times or more as compared with the contact (actuator contact) 13 of the upper and lower electrodes of the piezoelectric actuator. By making the area of the capacitor contacts 13a and 13b larger than the upper and lower electrode contacts 13, local electric field concentration of the piezoelectric capacitor can be reduced and inrush current charges can be preferentially moved to the piezoelectric capacitor. . Specifically, when the area of the contact of the piezoelectric capacitor is increased by a factor of 10 or more, the resistance is reduced to 1/10 or less, in other words, about 10% of the resistance of the contact of the piezoelectric actuator. This is because it is presumed that the charge moves.
For example, in the configuration example of the capacitor 20b in FIGS. 8 and 9, the area of the contact 13b can be changed within a range not less than the area of the electrode pad 12 and not more than the area of the upper electrode 7b. 6 and 7, the area of the contact 13a can be changed according to the design.

実施形態４．
上記各実施形態で説明したように、キャパシタ２０ａ、２０ｂは、圧電カンチレバーと同じ圧電体を含むことが好ましい。これは、キャパシタ２０ａ、２０ｂを圧電体で形成するとキャパシタ容量を大きくすることができるとともに、圧電カンチレバーの製造プロセスと並行してキャパシタを製造できるため、コストアップを回避（抑制）することが可能となるためである。
例えば、圧電体の材料として、キャパシタ容量の大きいチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜を用いること、具体的には、圧電カンチレバーの圧電体６及びキャパシタの圧電体６ａ、６ｂをチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜で形成することが特に好ましい。また、圧電体の材料となる強誘電体（圧電体でもある）には、金属が２種類含まれた複合酸化物として、チタン酸カルシウム（灰チタン石）、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ニオブ酸リチウムなど、金属が３種類以上含まれた複合酸化物として、ＢＳＴ（バリウム−ストロンチウム−チタン）、ＳＢＴ（ストロンチウム−ビスマス−タンタル）、ＢＬＴ（ビスマス−ランタン−タンタル）などを用いることができる。
これに対して、キャパシタ２０ａ、２０ｂを、圧電体以外の他の材料を用いてキャパシタを実現することも可能である。しかしながら、キャパシタ容量が小さくなるため、サージ耐性を向上させる効果が小さくなることが予測できる。加えて、キャパシタに圧電体を用いない場合には、圧電カンチレバーの製造プロセスとは別の製造プロセスが必要となるため、コストアップにつながる。 Embodiment 4. FIG.
As described in the above embodiments, the capacitors 20a and 20b preferably include the same piezoelectric material as the piezoelectric cantilever. This is because when the capacitors 20a and 20b are formed of a piezoelectric material, the capacitance of the capacitor can be increased, and the capacitor can be manufactured in parallel with the manufacturing process of the piezoelectric cantilever. It is because it becomes.
For example, a lead zirconate titanate (PZT) film having a large capacitance is used as a material for the piezoelectric body. Specifically, the piezoelectric body 6 of the piezoelectric cantilever and the piezoelectric bodies 6a and 6b of the capacitor are made of lead zirconate titanate. It is particularly preferable to form a (PZT) film. The ferroelectric material (also a piezoelectric material) as a material of the piezoelectric material includes, as a composite oxide containing two kinds of metals, calcium titanate (perovskite), barium titanate, strontium titanate, and niobium. BST (barium-strontium-titanium), SBT (strontium-bismuth-tantalum), BLT (bismuth-lanthanum-tantalum), or the like can be used as a composite oxide containing three or more kinds of metals such as lithium oxide.
On the other hand, the capacitors 20a and 20b can be realized by using a material other than the piezoelectric material. However, since the capacitance of the capacitor is reduced, it can be predicted that the effect of improving the surge resistance is reduced. In addition, when a piezoelectric material is not used for the capacitor, a manufacturing process different from the manufacturing process of the piezoelectric cantilever is required, which leads to an increase in cost.

加えて、実施形態１で説明したように、キャパシタ２０ａを付加する場所は、図５に示す領域Ｂの範囲内に限定されるものではないが、リード線１４１と電極との接続点より電極パッド１２に近い位置であって、圧電アクチュエータが形成されていない領域に形成されることが好ましい。圧電アクチュエータが形成されている領域に配置すると、圧電アクチュエータと同じプロセスでキャパシタを製造することができないため、製造プロセスが増え、コストアップを回避できないからである。例えば、図２に一例として示すリード線１４１の配線では、圧電カンチレバー１５２の上下電極のコンタクトに接続するリード線１４１は圧電カンチレバー１５１の上層に配線されている。このため、圧電アクチュエータ１５１を形成しない領域にキャパシタを付加することが好ましく、例えば、図２（図５）の例では、圧電カンチレバー１５１より電極バッド１２に近い場所にキャパシタを付加することがより好ましい。   In addition, as described in the first embodiment, the location where the capacitor 20a is added is not limited to the range of the region B shown in FIG. It is preferable that the piezoelectric actuator is formed at a position close to 12 and where no piezoelectric actuator is formed. If the piezoelectric actuator is arranged in a region where the piezoelectric actuator is formed, the capacitor cannot be manufactured in the same process as the piezoelectric actuator, so that the number of manufacturing processes is increased and cost increase cannot be avoided. For example, in the wiring of the lead wire 141 shown in FIG. 2 as an example, the lead wire 141 connected to the contacts of the upper and lower electrodes of the piezoelectric cantilever 152 is wired above the piezoelectric cantilever 151. For this reason, it is preferable to add a capacitor to a region where the piezoelectric actuator 151 is not formed. For example, in the example of FIG. 2 (FIG. 5), it is more preferable to add a capacitor at a position closer to the electrode pad 12 than the piezoelectric cantilever 151. .

以上説明したように、光偏向機の製造プロセスのコストアップを回避するために、キャパシタは、圧電カンチレバーと同様の構成、具体的には、下部電極、圧電体及び上部電極の積層構造であり、圧電カンチレバーの圧電体及び電極と同じ材料を用いることが好ましい。また、キャパシタは、圧電カンチレバーと同じプロセスで製造できる場所に形成されることが好ましい。   As described above, in order to avoid an increase in the cost of the manufacturing process of the optical deflector, the capacitor has the same configuration as the piezoelectric cantilever, specifically, a laminated structure of a lower electrode, a piezoelectric body, and an upper electrode, It is preferable to use the same material as the piezoelectric body and the electrode of the piezoelectric cantilever. Preferably, the capacitor is formed at a location where it can be manufactured by the same process as the piezoelectric cantilever.

実施形態５．
図１０は、一実施形態の光偏向器を用いた光走査装置の構成例を示す。
光走査装置３０は、光偏向器３１と、ハーフミラー（ミラー部）３２とを備える。図１０では、光走査装置３０を、レーザ光源４１と、スクリーンなどから構成される画像を投影する画像表示部４２とを含む、画像を表示する機能を実現する装置に組み込んだ構成例を示す。
ここで、光偏向器３１は、図２に表わす光偏向器１に、上記各実施形態で説明したキャパシタを一つまたは複数付加した構成である。
レーザ光源４１から出力されたレーザ光は、所定の強度変調を受けて、ハーフミラー３２を通り、光偏向器３１の反射部に入射される。入射されたレーザ光は、反射部の偏向角に応じた所定の方向に偏向され、ハーフミラー３２で分岐された光が画像表示部４２上に投影され、画像を形成する。光偏向器３１は、入射されたレーザ光を水平方向、垂直方向にラスタスキャンし、画像表示部４２上の水平方向Ｈ、垂直方向Ｖの長方形の領域を走査して画像を表示する。 Embodiment 5 FIG.
FIG. 10 shows a configuration example of an optical scanning device using the optical deflector of one embodiment.
The optical scanning device 30 includes an optical deflector 31 and a half mirror (mirror unit) 32. FIG. 10 shows a configuration example in which the optical scanning device 30 is incorporated in a device that realizes a function of displaying an image, including a laser light source 41 and an image display unit 42 that projects an image formed of a screen or the like.
Here, the optical deflector 31 has a configuration in which one or more capacitors described in the above embodiments are added to the optical deflector 1 shown in FIG.
The laser light output from the laser light source 41 is subjected to predetermined intensity modulation, passes through the half mirror 32, and is incident on the reflecting portion of the optical deflector 31. The incident laser light is deflected in a predetermined direction according to the deflection angle of the reflection unit, and the light split by the half mirror 32 is projected on the image display unit 42 to form an image. The optical deflector 31 raster-scans the incident laser light in the horizontal direction and the vertical direction, and scans a rectangular area in the horizontal direction H and the vertical direction V on the image display unit 42 to display an image.

以上説明したように、一実施形態の光偏向器は、電極パッド１２から圧電アクチュエータ（圧電カンチレバー）の下部電極５、上部電極７へ電位を供給するリード線１４１に、圧電アクチュエータに使用されている圧電体で構成するキャパシタを付加し、突入電流電荷の一時シンクタンク部を付加する。これにより、各圧電カンチレバーの上下電極に電位供給するためのコンタクト１３に過剰な電流が流れることを防ぐことが可能になり、光偏向器の信頼性を向上させることができる。加えて、キャパシタを圧電カンチレバーの構成、材料と同様にすることにより、製造プロセスのコストアップを回避するとともに、サージ耐性のある光偏向器が製造可能となる。
よって、マイクロマシン技術を用いた光走査装置において、コストアップすることなく、ノイズ、サージに基づく過剰電流による配線こげ、コンタクトこげ、圧電カンチレバーこげ等が発生しない信頼性の高い光偏向器の供給ができる。 As described above, the optical deflector of one embodiment is used for the piezoelectric actuator for the lead wire 141 for supplying a potential from the electrode pad 12 to the lower electrode 5 and the upper electrode 7 of the piezoelectric actuator (piezoelectric cantilever). A capacitor made of a piezoelectric material is added, and a temporary sink tank portion for the rush current charge is added. Accordingly, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the contact 13 for supplying a potential to the upper and lower electrodes of each piezoelectric cantilever, and it is possible to improve the reliability of the optical deflector. In addition, by making the capacitor have the same configuration and material as the piezoelectric cantilever, it is possible to avoid an increase in the cost of the manufacturing process and to manufacture an optical deflector having surge resistance.
Therefore, in the optical scanning device using the micromachine technology, it is possible to supply a highly reliable optical deflector that does not generate wiring burn, contact burn, piezoelectric cantilever burn, etc. due to excessive current due to noise and surge without increasing cost. .

１、３１ 光偏向器
２ 反射部
４ 支持体
５ 下部電極
６ 圧電体
７ 上部電極
８ 内側圧電アクチュエータ
９ 可動部
１０ 外側圧電アクチュエータ
１１ 支持基体
１２ 電極パッド
１３ コンタクト
１６ 層間絶縁膜
１７ 保護膜
２０ａ、２０ｂ キャパシタ
３０ 光走査装置
３２ ハーフミラー
４１ レーザ光源
４２ 画像表示部
１４１、１４２ リード線
１５１〜１５４ 圧電カンチレバー 1, 31 Optical deflector 2 Reflector 4 Support 5 Lower electrode 6 Piezoelectric body 7 Upper electrode 8 Inner piezoelectric actuator 9 Movable section 10 Outer piezoelectric actuator 11 Support base 12 Electrode pad 13 Contact 16 Interlayer insulating film 17 Protective films 20a, 20b Capacitor 30 Optical scanning device 32 Half mirror 41 Laser light source 42 Image display units 141 and 142 Lead wires 151 to 154 Piezoelectric cantilever

特許５２６２６１３号公報Japanese Patent No. 5262613 特開平２−８７６７４号公報JP-A-2-87674 特許３１７６８０６号公報Japanese Patent No. 3176806 特開２００２−３１３９３３号公報JP 2002-313933 A

Claims (9)

反射部と、
第一の圧電体と、前記第一の圧電体に駆動電圧を印加する電極とを有し、前記反射部を駆動する少なくとも一つの圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータの電極へ電位を供給するリード線と、
第二の圧電体を含み、前記リード線に形成された少なくとも一つのキャパシタと、
外部機器により電圧が印加され、前記圧電アクチュエータの電極と接続された電極パッドと、
を備え、
前記電極と前記電極パッドとの間は前記リード線により接続され、
前記電極と前記キャパシタとは別に設けられており、
前記キャパシタは、前記リード線と前記電極との接続点より前記電極パッドに近い位置であって、前記圧電アクチュエータが形成されていない領域に形成されることを特徴とする光偏向器。 A reflector,
A first piezoelectric body, and an electrode that applies a drive voltage to the first piezoelectric body, and at least one piezoelectric actuator that drives the reflection unit;
A lead wire for supplying a potential to the electrode of the piezoelectric actuator,
Including a second piezoelectric body, at least one capacitor formed on the lead wire,
A voltage is applied by an external device, and an electrode pad connected to the electrode of the piezoelectric actuator,
With
The electrode and the electrode pad are connected by the lead wire,
The electrode and the capacitor are provided separately,
The optical deflector wherein the capacitor is formed at a position closer to the electrode pad than a connection point between the lead wire and the electrode and in a region where the piezoelectric actuator is not formed . 前記第二の圧電体は、前記第一の圧電体と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。   The optical deflector according to claim 1, wherein the second piezoelectric body is formed of the same material as the first piezoelectric body. 前記キャパシタは、前記電極パッド直下に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光偏向器。 The capacitor, the optical deflector according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed directly below the electrode pad. 前記キャパシタは、前記リード線が屈曲して配置される部分に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光偏向器。 The capacitor, the optical deflector according to claim 1 or 2, wherein the lead line is formed on the portion arranged to be bent. 前記リード線は、前記電極との接続部であるアクチュエータコンタクトと、前記キャパシタとの接続部であるキャパシタコンタクトとが形成され、
前記キャパシタコンタクトの面積は、前記アクチュエータコンタクトより大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光偏向器。 The lead wire is formed with an actuator contact that is a connection part with the electrode and a capacitor contact that is a connection part with the capacitor,
Area of the capacitor contact, optical deflector as claimed in any one of claims 1 to 4, characterized in that greater than the actuator contact. 前記第二の圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜を含むことを特徴とする請求項２に記載の光偏向器。   The optical deflector according to claim 2, wherein the second piezoelectric body includes a lead zirconate titanate (PZT) film. 前記キャパシタは、前記圧電アクチュエータが有する前記第一の圧電体及び前記電極と同じ積層構造で形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光偏向器。 The optical deflector according to any one of claims 1 to 6 , wherein the capacitor has the same laminated structure as the first piezoelectric body and the electrode of the piezoelectric actuator. 前記キャパシタは、複数形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光偏向器。 The capacitor, the optical deflector according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of formed. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光偏向器と、
前記光偏向器が偏向した光を入射し、分岐した光を出力するミラー部と、
を備える光走査装置。 An optical deflector according to any one of claims 1 to 8 ,
A mirror unit that receives light deflected by the optical deflector and outputs branched light,
An optical scanning device comprising:

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