JP6814399B2 - 振動ミラー素子およびプロジェクタ - Google Patents

Description

この発明は、振動ミラー素子およびプロジェクタに関し、特に、ミラー部の変位量を検出可能な歪センサを備える振動ミラー素子およびプロジェクタに関する。

従来、ミラー部の変位量を検出可能な歪センサを備える振動ミラー素子が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ミラー部と、ミラー部を駆動する駆動部と、ミラー部の変位量を検出する歪センサと、ミラー部が設けられる梁部を有する基台とを備えた振動ミラー素子が開示されている。駆動部は、梁部の固定端部分（根元部分）に配置されている。また、歪センサは、駆動部の近傍に設けられている。なお、歪センサは、接着剤により基台に接着されている。

特開２０１４−１１５６１２号公報

しかしながら、上記特許文献１では、歪センサが駆動部の近傍に配置されていることから駆動部が大きく変位した場合に、検出可能な範囲を超える過大な応力が歪センサに加わり、歪センサから安定した出力が得られないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、歪センサから安定した出力を得ることが可能な振動ミラー素子およびプロジェクタを提供することである。

この発明の第１の局面による振動ミラー素子は、ミラー部と、ミラー部を駆動する駆動部と、ミラー部の変位量を検出可能な歪センサと、ミラー部が設けられる第１梁部と、歪センサが設けられる第２梁部と、第１梁部および第２梁部を支持し、駆動部が設けられる本体部とを含む基台とを備え、基台の本体部は、駆動部を支持する駆動部支持部と、第２梁部と駆動部支持部との間に設けられる梁支持部とを含み、梁支持部は、第１梁部および第２梁部の各々を直接支持し、梁支持部は、平面視において、ミラー部の一方側および他方側の両側から、第１梁部および第２梁部を挟み込むようにして、第１梁部および第２梁部を支持している。

この発明の第１の局面による振動ミラー素子では、上記のように、ミラー部が設けられる第１梁部と、歪センサが設けられる第２梁部と、第１梁部および第２梁部を支持し、駆動部が設けられる本体部とを含むように基台を形成する。また、基台の本体部は、駆動部を支持する駆動部支持部と、第２梁部と駆動部支持部との間に設けられる梁支持部とを含み、梁支持部は、第１梁部および第２梁部の各々を直接支持する。これにより、第１梁部、第２梁部および本体部の所定箇所に、それぞれ、ミラー部、歪センサおよび駆動部を設けることによって、歪センサを駆動部から離間させることができるので、歪センサに駆動部からの過大な応力が加わることを抑制することができる。また、歪センサを設けるための専用の第２梁部を設けることができるので、歪センサの接着剤により、第１梁部に設けられるミラー部の振動が減衰されることを抑制することができる。これらにより、ミラー部の走査特性が低下するのを抑制しながら、歪センサから安定した出力を得ることができる。

上記第１の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、基台の本体部は、第１梁部および第２梁部を内側に配置する枠部をさらに含み、梁支持部は、第１梁部および第２梁部をそれぞれ支持し、一方端が駆動部側に延び、他方端が枠部に接続される一対の梁支持部を含む。このように構成すれば、ミラー部が設けられる第１梁部と、歪センサが設けられる第２梁部とが同一の部材である梁支持部により支持されるので、駆動部からの駆動力を梁支持部を介して第１梁部および第２梁部に効率的に伝達することができる。

上記第１の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第２梁部は、第１梁部に対して略平行に配置される片持梁を含み、片持梁の延びる方向における長さは、第１梁部のミラー部までの長さよりも短い。このように構成すれば、片持梁の延びる方向における長さが、第１梁部のミラー部までの長さよりも長い場合と比較して、第１梁部と片持梁との固有振動数を離すことができるので、第１梁部と片持梁との間における不要な共振を抑制することができる。その結果、歪センサからの出力が不安定になるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、片持梁の長さは、第１梁部のミラー部までの長さの２分の１以下である。このように構成すれば、片持梁がより短くなることにより、第１梁部と、片持梁との間における不要な共振をより抑制することができる。その結果、歪センサからの出力が不安定になるのをより抑制することができる。

上記第１の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１梁部は、第２梁部に対して略平行に配置されるとともに、第２梁部よりも駆動部側に配置されている。このように構成すれば、第２梁部を第１梁部よりも駆動部側に配置する場合と比べて、ミラー部を歪センサよりも駆動部に近づけることができるので、駆動部からの駆動力をエネルギー損失が少ない状態でミラー部に伝えることができる。その結果、少ない駆動力で、ミラー部において大きな変位量を得ることができるので、ミラー部の走査特性を向上させることができる。

上記第１の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第２梁部は、一対の第１部分と、一対の第１部分を接続し、第１部分とは異なる幅に形成される第２部分とを有する。このように構成すれば、第１部分および第２部分により、第２梁部に部分的に幅が小さい、または、大きい箇所を設けることができる。その結果、第２部分の幅を調整することにより第２梁部の剛性をコントロールすることができるので、容易に、歪センサにより検出される歪み量を歪センサにとって最適な範囲に収めることができる。

この発明の第２の局面によるプロジェクタは、投影光を出射する光源部と、光源部からの投影光を反射するミラー部と、ミラー部を駆動する駆動部と、ミラー部の変位量を検出可能な歪センサと、ミラー部が設けられる第１梁部と、歪センサが設けられる第２梁部と、第１梁部および第２梁部を支持し、駆動部が設けられる本体部とを含む基台とを備え、基台の本体部は、駆動部を支持する駆動部支持部と、第２梁部と駆動部支持部との間に設けられる梁支持部とを含み、梁支持部は、第１梁部および第２梁部の各々を直接支持し、梁支持部は、平面視において、ミラー部の一方側および他方側の両側から、第１梁部および第２梁部を挟み込むようにして、第１梁部および第２梁部を支持している。

この発明の第２の局面によるプロジェクタでは、上記のように、ミラー部が設けられる第１梁部と、歪センサが設けられる第２梁部と、第１梁部および第２梁部を支持し、駆動部が設けられる本体部とを含むように基台を形成する。また、基台の本体部は、駆動部を支持する駆動部支持部と、第２梁部と駆動部支持部との間に設けられる梁支持部とを含み、梁支持部は、第１梁部および第２梁部の各々を直接支持する。これにより、第１梁部、第２梁部および本体部の所定箇所に、それぞれ、ミラー部、歪センサおよび駆動部を設けることによって、歪センサを駆動部から離間させることができるので、歪センサに駆動部からの過大な応力が加わることを抑制することができる。また、歪センサを設けるための専用の第２梁部を設けることができるので、歪センサの接着剤により、第１梁部に設けられるミラー部の振動が減衰されることを抑制することができる。これらにより、ミラー部の走査特性が低下するのを抑制しながら、歪センサから安定した出力を得ることができる。

上記第２の局面によるプロジェクタにおいて、好ましくは、歪センサが検出する検出信号の周波数成分を解析する解析部をさらに備え、解析部において所定の周波数成分以外の周波数成分が検出された場合に、光源部からの投影光の出射を停止させるように構成されている。このように構成すれば、解析部により、所定の周波数成分以外の周波数成分が検出されるようになるミラー部の故障などを速やかに把握することができるので、光源部からの投影光の出射を速やかに停止させることができる。

本発明によれば、上記のように、歪センサから安定した出力を得ることが可能な振動ミラー素子およびプロジェクタを提供することができる。

本発明の第１〜第３実施形態によるプロジェクタの全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの水平走査振動ミラー素子を示した平面図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの水平走査振動ミラー素子を示した分解斜視図である。 本発明の第２実施形態によるプロジェクタの水平走査振動ミラー素子を示した平面図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの水平走査振動ミラー素子を示した平面図である。 本発明の第４実施形態によるプロジェクタの全体構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクタの変形例による水平走査振動ミラー素子を示した平面図である。 本発明の第２実施形態によるプロジェクタの変形例による水平走査振動ミラー素子を示した平面図である。 本発明の第３実施形態によるプロジェクタの変形例による水平走査振動ミラー素子を示した平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
［プロジェクタの構成］
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００の構成について説明する。

本発明の第１実施形態によるプロジェクタ１００は、図１に示すように、光学モジュール１００ａと、レーザダイオード（ＬＤ）ドライバ１００ｂと、ミラードライバ１００ｃと、制御部１００ｄとを備えている。また、プロジェクタ１００は、光学モジュール１００ａからのレーザ光（投影光）をスクリーンＳに照射することにより、スクリーンＳ上に画像を形成するように構成されている。
［光源モジュールの構成］

光学モジュール１００ａは、３つのレーザダイオード１ａ〜１ｃと、３つのコリメータレンズ２ａ〜２ｃと、ＲＧＢ合成プリズム３と、集光レンズ４と、ミラー５と、垂直走査振動ミラー素子６と、水平走査振動ミラー素子７とを含んでいる。各レーザダイオード１ａ〜１ｃから出射された各色のレーザ光は、それぞれ、コリメータレンズ２ａ〜２ｃを通過した後に、順に、ＲＧＢ合成プリズム３、集光レンズ４、ミラー５、垂直走査振動ミラー素子６および水平走査振動ミラー素子７に到達してスクリーンＳに投影される。なお、レーザダイオード１ａ〜１ｃは、本発明の「光源部」の一例である。また、垂直走査振動ミラー素子６および水平走査振動ミラー素子７は、共に、本発明の「振動ミラー素子」の一例である。

レーザダイオード１ａ〜１ｃは、それぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）のレーザ光を出射することが可能に構成されている。コリメータレンズ２ａ〜２ｃは、それぞれ、レーザダイオード１ａ〜１ｃから照射された各色のレーザ光を平行光に変換するように構成されている。

ＲＧＢ合成プリズム３は、コリメータレンズ２ａ〜２ｃにより平行光に変換された各色（３つ）のレーザ光の光軸を揃えることにより、１つのレーザ光に合成するように構成されている。ミラー５は、集光レンズ４により集光されたレーザ光を垂直走査振動ミラー素子６に向けて反射するように構成されている。

垂直走査振動ミラー素子６は、ミラー５からのレーザ光を、スクリーンＳに投影される画像の垂直方向（上下方向）に走査するように構成されている。水平走査振動ミラー素子７は、垂直走査振動ミラー素子６からのレーザ光を、スクリーンＳに投影される画像の水平方向（横方向）に走査するように構成されている。なお、垂直走査振動ミラー素子６と水平走査振動ミラー素子７とは、互いに同様の構成を有している。垂直走査振動ミラー素子６の詳細な構成については後述する。

レーザダイオードドライバ１００ｂは、制御部１００ｄによる制御の下、３つのレーザダイオード１ａ〜１ｃをそれぞれ駆動させるように構成されている。また、ミラードライバ１００ｃは、制御部１００ｄによる制御の下、垂直走査振動ミラー素子６および水平走査振動ミラー素子７をそれぞれ駆動させるように構成されている。制御部１００ｄは、外部から受信した映像信号に基づいて画像を投影するための各種制御を行なうように構成されている。

［垂直走査振動ミラー素子の構成］
次に、図２および図３を参照して、垂直走査振動ミラー素子６の詳細な構成について説明する。なお、水平走査振動ミラー素子７については、垂直走査振動ミラー素子６と同様の構成を有しているため説明を省略する。

垂直走査振動ミラー素子６は、ミラー部６１と、駆動部６２と、歪センサ６３と、基台６４とを備えている。

ミラー部６１は、照射されたレーザ光を所定方向に反射するように構成されている。また、ミラー部６１は、たとえば、シリコンなどの材料から形成されている。また、ミラー部６１は、矩形形状かつ平板形状を有している。また、ミラー部６１は、基台６４の後述する第１梁部６４ｅに対して、たとえば、エポキシ系接着剤により接着されている。

駆動部６２は、矩形形状かつ平板形状を有している。また、駆動部６２は、基台６４の後述する駆動板部６４ｃに対して、導電性接着剤により接着されている。また、駆動部６２は、図示しない圧電体と、圧電体を挟む図示しない２つの電極とから形成されている。また、駆動部６２は、ミラー部６１を振動させることが可能に構成されている。詳細には、２つの電極には、それぞれ図示しない配線が施されており、駆動部６２は、２つの電極間に印加される交流電圧により駆動（延び縮み）するように構成されている。これにより、駆動部６２は、基台６４（基台６４の後述する枠部６４ｂを除く）を振動させて、基台６４を介してミラー部６１を振動させるように構成されている。

歪センサ６３は、基台６４の後述する第２梁部６４ｆに対して、接着剤により接着されている。また、歪センサ６３は、ミラー部６１の変位量（振れ角度）を検出可能に構成されている。具体的には、上記の通り、駆動部６２に交流電圧が印加されることによって、駆動部６２が駆動（延び縮み）することに伴い、第１梁部６４ｅ、および、第１梁部６４ｅに形成されたミラー部６１が変位（揺動）する。同様に、駆動部６２が駆動（延び縮み）することに伴い、第２梁部６４ｆ、および、第２梁部６４ｆに形成された歪センサ６３が変位（揺動）する。なお、歪センサ６３は、圧電体から形成されており、圧電体が変形する際に変形の程度に応じて所定の電圧を発生させる機能を有している。なお、ミラー部６１の変位量は、圧電体が変形する際に生じる電圧とミラー部６１の変位量とを対応付けた所定のテーブルに基づいて取得される。

基台６４は、金属製（たとえば、ステンレス鋼またはばね鋼）である。また、基台６４は、矩形形状かつ平板形状を有している。また、基台６４は、たとえば、５０〜３００μｍの厚みを有している。以下では、基台６４の長手方向をＡ方向（Ａ１方向およびＡ２方向）、短手方向をＢ方向（Ｂ１方向およびＢ２方向）とする。

基台６４（ミラー部６１）は、一方面６４ａ側からレーザ光が照射されるように構成されている。また、基台６４は、長手方向（Ａ方向）において、左右対称となるように構成されている。また、基台６４は、一方面６４ａ側にミラー部６１、駆動部６２および歪センサ６３が取り付けられている（接着されている）。また、基台６４には、Ａ方向において基台６４を２分割する中心線Ｏ上に、Ｂ１方向側から順に、歪センサ６３、ミラー部６１および駆動部６２が配置されている。

また、基台６４は、枠部６４ｂと駆動板部６４ｃと一対の梁支持部６４ｄとを有する本体部１６４と、第１梁部６４ｅと、第１梁部６４ｅとは別個の第２梁部６４ｆとを一体的に含んでいる。

枠部６４ｂは、平面視において、矩形の環状（すなわち枠状）形状を有している。また、枠部６４ｂは、図示しないベース部材に固定されている。また、枠部６４ｂの内側には、駆動板部６４ｃと、一対の梁支持部６４ｄと、第１梁部６４ｅと、第２梁部６４ｆとが配置されている。

駆動板部６４ｃには、上記の通り、駆動部６２が接着されている。また、駆動板部６４ｃは、平面視において、上底がＢ２方向側に配置され、下底（上底よりも長さが短い辺とする）がＢ１方向側に配置される台形形状を有している。また、駆動板部６４ｃのＢ２方向側（上底側）は、Ａ方向側の両端部において、枠部６４ｂに接続されている。また、駆動板部６４ｃのＢ１方向側（下底側）は、Ａ方向側の両端部において、それぞれ、梁支持部６４ｄに接続されている。

一対の梁支持部６４ｄは、それぞれ、Ｂ方向に延びる棒状形状を有している。また、一対の梁支持部６４ｄは、それぞれ、Ａ１方向側およびＡ２方向側において、枠部６４ｂのＢ方向に延びる辺の近傍に配置されている。また、一対の梁支持部６４ｄは、それぞれ、一方端（Ｂ２方向側の端部）が駆動部６２側に延びるとともに、駆動板部６４ｃに接続されている。したがって、梁支持部６４ｄには、駆動板部６４ｃを介して駆動部６２からの振動が伝達される。すなわち、駆動部６２が振動することによって、駆動板部６４ｃが変形する。そして、駆動板部６４ｃの変形に伴い、梁支持部６４ｄも変形する。また、一対の梁支持部６４ｄは、それぞれ、他方端（Ｂ１方向側の端部Ｋ（図４参照））が枠部６４ｂに接続されている。すなわち、一対の梁支持部６４ｄは、共に、Ｂ１方向側の端部Ｋが固定端となっている。また、一対の梁支持部６４ｄは、第１梁部６４ｅおよび第２梁部６４ｆの両端をそれぞれ支持している。

第１梁部６４ｅは、梁支持部６４ｄとは直交するＡ方向に延びる棒状形状を有している。また、第１梁部６４ｅは、両端支持梁である。また、第１梁部６４ｅには、Ａ方向の中央にミラー部６１が接着されている。また、第１梁部６４ｅは、平面視におけるＢ方向の幅Ｗ１がミラー部６１の短辺の長さＬ１よりも小さくなるように形成されている。また、第１梁部６４ｅは、駆動板部６４ｃのＢ１方向側に配置されている。また、第１梁部６４ｅは、一対の梁支持部６４ｄに両端部をそれぞれ支持されている。第１梁部６４ｅには、梁支持部６４ｄを介して駆動部６２からの振動が伝達される。その結果、第１梁部６４ｅ（ミラー部６１）は、軸αを中心として振動（揺動）されるように構成されている。また、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さ（第１梁部６４ｅと梁支持部６４ｄとの接続部分からミラー部６１までの長さ）は、Ｌ２である。

第２梁部６４ｆは、棒状形状を有している。また、第２梁部６４ｆは、両端支持梁である。また、第２梁部６４ｆは、第１梁部６４ｅに対して略平行に延びる（Ａ方向に延びる）ように配置されている。また、第２梁部６４ｆには、Ａ方向の中央に歪センサ６３が接着されている。また、第２梁部６４ｆは、第１梁部６４ｅのＢ１方向側に配置されている。すなわち、第１梁部６４ｅは、第２梁部６４ｆよりも駆動部６２側に配置されている。また、第２梁部６４ｆは、平面視におけるＢ方向の幅Ｗ２が、第１梁部６４ｅのＢ方向の幅Ｗ１より大きくなるように形成されている。また、第２梁部６４ｆは、平面視におけるＢ方向の幅Ｗ２が、Ａ方向の全域において一定となるように形成されている。また、第２梁部６４ｆには、梁支持部６４ｄを介して駆動部６２からの振動が伝達される。

［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、ミラー部６１が設けられる第１梁部６４ｅと、歪センサ６３が設けられる第２梁部６４ｆと、第１梁部６４ｅおよび第２梁部６４ｆを支持し、駆動部６２が設けられる本体部１６４とを含むように基台６４を形成する。これにより、第１梁部６４e、第２梁部６４ｆおよび本体部１６４の所定箇所に、それぞれ、ミラー部６１、歪センサ６３および駆動部６２を設けることによって、歪センサ６３を駆動部６２から離間させることができるので、歪センサ６３に駆動部６２からの過大な応力が加わることを抑制することができる。すなわち、駆動部６２が配置されている駆動板部６４ｃは、面積が大きいため、変形量が大きくなり、歪センサ６３を近接させると、歪センサ６３に加わる応力が過大になってしまう。したがって、駆動板部６４ｃから歪センサを離間させて、駆動板部６４ｃによりも変形量が小さい場所に歪センサ６３を配置することにより、歪センサ６３に駆動部６２からの過大な応力が加わることを抑制することができる。また、歪センサ６３を設けるための専用の第２梁部６４ｆを設けることができるので、歪センサ６３の接着剤により、第１梁部６４ｅに設けられるミラー部６１の振動が減衰されることを抑制することができる。これらにより、ミラー部６１の走査特性が低下するのを抑制しながら、歪センサ６３から安定した出力を得ることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、基台６４の本体部１６４に、第１梁部６４ｅおよび第２梁部６４ｆを内側に配置する枠部６４ｂと、第１梁部６４ｅおよび第２梁部６４ｆをそれぞれ支持し、一方端が駆動部６２側に延び、他方端が枠部６４ｂに接続される一対の梁支持部６４ｄとを設ける。これにより、ミラー部６１が設けられる第１梁部６４ｅと、歪センサ６３が設けられる第２梁部６４ｆとが同一の部材である梁支持部６４ｄにより支持されるので、駆動部６２からの駆動力を梁支持部６４ｄを介して第１梁部６４ｅおよび第２梁部６４ｆに効率的に伝達することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、第１梁部６４ｅを、第２梁部６４ｆに対して略平行に延びるように配置するとともに、第２梁部６４ｆよりも駆動部６２側に配置する。これにより、第２梁部６４ｆを第１梁部６４ｅよりも駆動部６２側に配置する場合と比べて、ミラー部６１を歪センサ６３よりも駆動部６２に近づけることができるので、駆動部６２からの駆動力をエネルギー損失が少ない状態でミラー部６１に伝えることができる。その結果、少ない駆動力で、ミラー部６１において大きな変位量を得ることができるので、ミラー部６１の走査特性を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、図１および図４を参照して、第２実施形態のプロジェクタ２００について説明する。この第２実施形態では、第２梁部６４ｆの平面視におけるＢ方向の幅Ｗ２がＡ方向の全域において一定である第１実施形態とは異なり、第２梁部２６４ｆの平面視におけるＢ方向の幅がＡ方向の全域において一定にはならない例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

［プロジェクタの構成］
図４に示すように、第２実施形態によるプロジェクタ２００（図１参照）では、垂直走査振動ミラー素子２０６の基台２６４は、一対の第１部分２６４ｇと、一対の第１部分２６４ｇの間に配置される第２部分２６４ｈとを有する第２梁部２６４ｆを含んでいる。第２部分２６４ｈは、一対の第１部分２６４ｇの端部同士を接続し、第１部分２６４ｇとは異なる幅Ｗ３に形成されている。なお、垂直走査振動ミラー素子２０６は、本発明の「振動ミラー素子」の一例である。

具体的には、一対の第１部分２６４ｇの一方端（外方側の端部）は、それぞれ、梁支持部６４ｄに接続されている。また、一対の第１部分２６４ｇの他方端（内方側の端部）は、それぞれ、第２部分２６４ｈに接続されている。また、一対の第１部分２６４ｇ上には、それぞれ、第２部分２６４ｈから所定距離離間した位置に歪センサ６３が設けられている。

第２部分２６４ｈは、基台２６４の中心線Ｏ上（第２梁部２６４ｆのＡ方向の中央）に配置されている。また、第２部分２６４ｈのＢ方向の幅Ｗ３は、第１部分２６４ｇよりも平面視におけるＢ方向の幅Ｗ２よりも小さい。第２梁部２６４ｆの幅の大きさは、第２梁部２６４ｆの剛性を考慮して、歪センサ６３により検出される検出信号が所定の範囲に収まるように設計されている。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第２実施形態の効果］
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ミラー部６１が設けられる第１梁部６４ｅと、歪センサ６３が設けられる第２梁部６４ｆと、第１梁部６４ｅおよび第２梁部６４ｆを支持し、駆動部６２が設けられる本体部１６４とを含むように基台２６４を形成する。これにより、ミラー部６１の走査特性が低下するのを抑制しながら、歪センサ６３から安定した出力を得ることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、第２梁部２６４ｆに、一対の第１部分２４６ｇと、一対の第１部分２６４ｇを接続し、第１部分２６４ｇよりも小さい幅Ｗ３に形成される第２部分２６４ｈとを設ける。これにより、第１部分２６４ｇおよび第２部分２６４ｈにより、第２梁部２６４ｆに部分的に幅が小さい箇所（第２部分２６４ｈ）を設けることができる。その結果、第２部分２６４ｈの幅Ｗ３を設計値としての最適値に設定することにより第２梁部２６４ｆの剛性をコントロールすることができるので、容易に、歪センサ６３により検出される歪み量を歪センサ６３にとって最適な範囲に収めることができる。具体的には、歪センサ６３の出力が小さい場合には、幅Ｗ３を小さくして、剛性を下げることにより、第２梁部２６４ｆの変形を大きくし、出力を増加させる。一方、歪センサ６３の出力が大きい場合には、幅Ｗ３を大きくして、剛性を上げることにより、出力が歪まないレベルまで出力を低下させる。このように、幅Ｗ３寸法を変えることにより、歪センサ６３からの出力を最適な範囲に収めることができる。

（第３実施形態）
次に、図１および図５を参照して、第３実施形態のプロジェクタ３００について説明する。この第３実施形態では、歪センサ６３が取り付けられる第２梁部６４ｆが両端支持梁である第１実施形態とは異なり、歪センサ６３が取り付けられる第２梁部３６４ｆが片持梁である例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

［プロジェクタの構成］
図５に示すように、第３実施形態によるプロジェクタ３００（図１参照）では、垂直走査振動ミラー素子３０６の基台３６４は、一対の第２梁部３６４ｆを含んでいる。また、一対の第２梁部３６４ｆ上には、それぞれ、歪センサ６３が設けられている。なお、垂直走査振動ミラー素子３０６は、本発明の「振動ミラー素子」の一例である。

一対の第２梁部３６４ｆの一方端（外方側の端部）は、それぞれ、梁支持部６４ｄに接続されている。また、第２梁部３６４ｆの他方端（内方側の端部）は、自由端である。すなわち、第２梁部３６４ｆは、片持梁である。

また、第２梁部３６４ｆの延びる方向（Ｂ方向）における第２梁部３６４ｆの長さＬ３は、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さＬ４（たとえば、０．９ｍｍ）よりも短い長さである。

さらに、第２梁部３６４ｆの長さＬ３は、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さＬ２の２分の１以下である。より好ましくは、第２梁部３６４ｆの長さは、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さＬ２の３分の１以下である。なお、第２梁部３６４ｆの長さＬ３は、ミラー部６１の振動に基づく検出信号を歪センサ６３が検出可能な範囲で、短い方が好ましい。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態の効果］
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ミラー部６１が設けられる第１梁部６４ｅと、歪センサ６３が設けられる第２梁部６４ｆと、第１梁部６４ｅおよび第２梁部３６４ｆを支持し、駆動部６２が設けられる本体部１６４とを含むように基台３６４を形成する。これにより、ミラー部６１の走査特性が低下するのを抑制しながら、歪センサ６３から安定した出力を得ることができる。

また、第３実施形態では、上記のように、第２梁部３６４ｆを、第１梁部６４ｅに対して略平行に配置される片持梁により形成し、片持梁の延びる方向における長さを、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さよりも短くする。これにより、片持梁の延びる方向における長さが、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さよりも長い場合と比較して、第１梁部６４ｅと片持梁との固有振動数を離すことができるので、第１梁部６４ｅと片持梁との間における不要な共振を抑制することができる。すなわち、片持梁にすること（梁長さを短くすること）によって、周波数が高くなり、相対的に第１梁部６４ｅとの固有振動数に差が大きくなるので、第１梁部６４ｅと片持梁との間における不要な共振を抑制することができる。その結果、歪センサ６３からの出力が不安定になるのを抑制することができる。

また、第３実施形態では、上記のように、片持梁である第２梁部３６４ｆの長さを、第１梁部６４ｅのミラー部６１までの長さの２分の１以下とする。これにより、片持梁がより短くなることにより、第１梁部６４ｅと、片持梁との間における不要な共振をより抑制することができる。その結果、歪センサ６３からの出力が不安定になるのをより抑制することができる。

（第４実施形態）
次に、図６を参照して、第４実施形態のプロジェクタ４００について説明する。この第４実施形態では、第１実施形態のプロジェクタ１００の構成に加えて、歪センサ６３の周波数成分を解析する解析部４００ｅをさらに備える例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。

［プロジェクタの構成］
図６に示すように、第４実施形態によるプロジェクタ４００は、歪センサ６３が検出する周波数成分を解析する解析部４００ｅを備えている。また、プロジェクタ４００は、解析部４００ｅにおいて所定の周波数成分以外の周波数成分が検出された場合に、レーザダイオード１ａ〜１ｃからの投影光の出射を停止させるように構成されている。

具体的には、解析部４００ｅは、図示しないローパスフィルタおよびハイパスフィルタを含んでいる。解析部４００ｄは、このローパスフィルタおよびハイパスフィルタにより、歪センサ６３の検出信号の周波数成分のうち、ミラー部６１の通常の振動（画像投影時の振動）に基づく周波数成分とは異なる周波数成分を検出したと判断した場合に、制御部４００ｄに停止信号を送信するように構成されている。そして、制御部４００ｄは、停止信号を受信した場合には、レーザダイオード１ａ〜１ｃからのレーザ光の出射を停止させる制御を行なうように構成されている。

なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

［第４実施形態の効果］
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記第１実施形態と同様に、ミラー部６１が設けられる第１梁部６４ｅと、歪センサ６３が設けられる第２梁部６４ｆと、第１梁部６４ｅおよび第２梁部３６４ｆを支持し、駆動部６２が設けられる本体部１６４とを含むように基台６４を形成する。これにより、ミラー部６１の走査特性が低下するのを抑制しながら、歪センサ６３から安定した出力を得ることができる。

また、第４実施形態では、上記のように、歪センサ６３が検出する検出信号の周波数成分を解析する解析部４００ｅを設け、解析部４００ｅにおいて所定の周波数成分以外の周波数成分が検出された場合に、光源部１ａ〜１ｃからの投影光の出射を停止させる。これにより、解析部４００ｅにより、所定の周波数成分以外の周波数成分が検出されるようになるミラー部６１の故障などを速やかに把握することができるので、光源部１ａ〜１ｃからの投影光の出射を速やかに停止させることができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明の振動ミラー素子をプロジェクタに搭載した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、本発明の振動ミラー素子を、ヘッドアップディスプレイ装置などのプロジェクタ以外の電子機器に搭載してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、第１梁部を第２梁部よりも駆動部側に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図７に示す第１実施形態の変形例による振動ミラー素子５０６のように、第２梁部５６４ｆを第１梁部５６４ｅよりも駆動部６２側に配置してもよい。また、図８に示す第２実施形態の変形例による振動ミラー素子６０６のように、第２梁部６６４ｆを第１梁部６６４ｅよりも駆動部６２側に配置してもよい。また、図９に示す第３実施形態の変形例による振動ミラー素子７０６のように、第２梁部７６４ｆを第１梁部７６４ｅよりも駆動部６２側に配置してもよい。なお、垂直走査振動ミラー素子５０６、６０６および７０６は、共に、本発明の「振動ミラー素子」の一例である。

また、上記第２実施形態では、第２部分の幅を第１部分の幅よりも小さくした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２部分の幅を第１部分の幅よりも大きくしてもよい。

また、上記第２および第３実施形態では、基台に一対の歪センサを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基台に一対の歪センサのうちいずれか一方のみを設けてもよい。

また、上記第４実施形態では、解析部が、所定の周波数成分以外の周波数成分が検出されたか否かを判断する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、判別部をさらに設けて、判別部が、解析部の解析結果に基づいて、所定の周波数成分以外の周波数成分が検出されたか否かを判断してもよい。

また、上記第２実施形態では、第１梁部を両端支持梁にした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１梁部を片持梁にしてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、駆動板部を台形形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、駆動板部を三角形形状または矩形形状に形成してもよい。

１ａ〜１ｃ レーザダイオード（光源部）
６、２０６、３０６、５０６、６０６、７０６ 垂直走査振動ミラー素子（振動ミラー素子）
７ 水平走査振動ミラー素子（振動ミラー素子）
６１ ミラー部
６２ 駆動部
６３ 歪センサ
６４、２６４、３６４ 基台
６４ｂ 枠部
６４ｄ 梁支持部
６４ｅ、５６４ｅ、６６４ｅ、７６４ｅ 第１梁部
６４ｆ、２６４ｆ、３６４ｆ、５６４ｆ、６６４ｆ、７６４ｆ 第２梁部
１００、２００、３００、４００ プロジェクタ
１６４ 本体部
２６４ｇ 第１部分
２６４ｈ 第２部分
４００ｅ 解析部

Claims (8)

1. ミラー部と、
   前記ミラー部を駆動する駆動部と、
   前記ミラー部の変位量を検出可能な歪センサと、
   前記ミラー部が設けられる第１梁部と、前記歪センサが設けられる第２梁部と、前記第１梁部および前記第２梁部を支持し、前記駆動部が設けられる本体部とを含む基台とを備え、
   前記基台の本体部は、前記駆動部を支持する駆動部支持部と、前記第２梁部と前記駆動部支持部との間に設けられる梁支持部とを含み、
   前記梁支持部は、前記第１梁部および前記第２梁部の各々を直接支持し、
   前記梁支持部は、平面視において、前記ミラー部の一方側および他方側の両側から、前記第１梁部および前記第２梁部を挟み込むようにして、前記第１梁部および前記第２梁部を支持している、振動ミラー素子。
2. 前記基台の本体部は、前記第１梁部および前記第２梁部を内側に配置する枠部をさらに含み、
   前記梁支持部は、前記第１梁部および前記第２梁部をそれぞれ支持し、一方端が前記駆動部側に延び、他方端が前記枠部に接続される一対の梁支持部を含む、請求項１に記載の振動ミラー素子。
3. 前記第２梁部は、前記第１梁部に対して略平行に配置される片持梁を含み、
   前記片持梁の延びる方向における長さは、前記第１梁部の前記ミラー部までの長さよりも短い、請求項１または２に記載の振動ミラー素子。
4. 前記片持梁の長さは、前記第１梁部の前記ミラー部までの長さの２分の１以下である、請求項３に記載の振動ミラー素子。
5. 前記第１梁部は、前記第２梁部に対して略平行に配置されるとともに、前記第２梁部よりも前記駆動部側に配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
6. 前記第２梁部は、一対の第１部分と、前記一対の第１部分を接続し、前記第１部分とは異なる幅に形成される第２部分とを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
7. 投影光を出射する光源部と、
   前記光源部からの投影光を反射するミラー部と、
   前記ミラー部を駆動する駆動部と、
   前記ミラー部の変位量を検出可能な歪センサと、
   前記ミラー部が設けられる第１梁部と、前記歪センサが設けられる第２梁部と、前記第１梁部および前記第２梁部を支持し、前記駆動部が設けられる本体部とを含む基台とを備え、
   前記基台の本体部は、前記駆動部を支持する駆動部支持部と、前記第２梁部と前記駆動部支持部との間に設けられる梁支持部とを含み、
   前記梁支持部は、前記第１梁部および前記第２梁部の各々を直接支持し、
   前記梁支持部は、平面視において、前記ミラー部の一方側および他方側の両側から、前記第１梁部および前記第２梁部を挟み込むようにして、前記第１梁部および前記第２梁部を支持している、プロジェクタ。
8. 前記歪センサが検出する検出信号の周波数成分を解析する解析部をさらに備え、
   前記解析部において所定の周波数成分以外の周波数成分が検出された場合に、前記光源部からの投影光の出射を停止させるように構成されている、請求項７に記載のプロジェクタ。

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