JP7317208B2 - 光走査装置、測距装置および光走査装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1~図3を用いて、実施の形態1に係る光走査装置100の構成を説明する。なお、説明の便宜のため、図2においては下側絶縁膜および上側絶縁膜は図示されていない。図1に示されるように、光走査装置100は、反射体10と、回転体1と、第1ねじれ梁21および第2ねじれ梁22と、第1支持部31と、第2支持部32と、第1弾性層41と、第2弾性層42とを含んでいる。本実施の形態において、光走査装置100は、磁石Mをさらに含んでいる。光走査装置100は、第1金属配線61と、第2金属配線62とを含んでいてもよい。
実施の形態1に係る光走査装置100によれば、図1に示されるように、光走査装置100は、第1弾性層41および第2弾性層42を含んでいる。第1弾性層41は、第1ねじれ梁21に重ねられている。第2弾性層42は、第2ねじれ梁22に重ねられている。このため、第1ねじれ梁21および第2ねじれ梁22における光走査装置100の厚み方向(Z軸方向)の寸法を大きくできる。活性層LAの縦(Z軸方向)の寸法は、活性層LAの横(Y軸方向)の寸法よりも小さい。よって、第1ねじれ梁21および第2ねじれ梁22の縦横比は、第1弾性層41および第2弾性層42が配置されていない場合よりも、1に近い。したがって、第1弾性層41および第2弾性層42が配置されていない場合よりも、第1ねじれ梁21および第2ねじれ梁22の位置における光走査装置100のハードスプリング効果を低減することができる。
次に、図12および図13を用いて、実施の形態2に係る光走査装置100の構成を説明する。実施の形態2は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
実施の形態2に係る光走査装置100によれば、図13に示されるように、第1弾性層41は、第1拡散配線部41Dを含んでいる。第2弾性層42は、第2拡散配線部42Dを含んでいる。仮に梁の配線(第1拡散配線部41Dおよび第2拡散配線部42D、または第1金属配線61および第2金属配線62)に印加される応力が梁の配線の弾性限度よりも大きい場合、梁の配線が劣化し得る。このため、梁の配線に印加される応力を梁の配線の弾性限度よりも小さくする必要がある。最大振れ角が大きいほど、梁の配線に印加される応力が大きい。よって、梁の配線の弾性限度が大きいほど、大きい最大振れ角が得られる。第1拡散配線部41Dおよび第2拡散配線部42Dは、第1金属配線61および第2金属配線62よりも高い弾性限度を有している。したがって、本実施の形態に係る光走査装置100は、梁の配線が第1金属配線61および第2金属配線62である場合よりも、大きい振れ角が得られる。
次に、図14および図15を用いて、実施の形態3に係る光走査装置100の構成を説明する。実施の形態3は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
い長期信頼性を有する光走査装置100を提供することができる。
実施の形態3に係る光走査装置100によれば、図15に示されるように活性層LAは、拡散配線部LADを含んでいる。拡散配線部LADは、第1金属配線61および第2金属配線62よりも高い弾性限度を有している。したがって、本実施の形態に係る光走査装置100は、梁の配線(拡散配線部LADまたは第1金属配線61および第2金属配線62)が第1金属配線61および第2金属配線62である場合よりも、大きい最大振れ角が得られる。
次に、図20および図21を用いて、実施の形態4に係る光走査装置100の構成を説明する。実施の形態4は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
実施の形態4に係る光走査装置100によれば、図20に示されるように、光走査装置100は、第1櫛歯電極E1および第2櫛歯電極E2をさらに含んでいる。回転体1は、静電力によって回転するように構成されている。このため、光走査装置100は、磁石M(図1参照)を含んでいる必要がない。仮に、光走査装置100の回転体1が電磁力によって回転するように構成されている場合、光走査装置100の寸法は磁石M(図1参照)によって大きくなる。本実施の形態によれば、光走査装置100が磁石M(図1参照)を含んでいる必要がないため、光走査装置100のY軸方向の寸法を小さくすることができる。
次に、図22および図23を用いて、実施の形態5に係る光走査装置100の構成を説明する。実施の形態5は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
実施の形態5に係る光走査装置100によれば、図22に示されるように、光走査装置100は、第1圧電アクチュエータ81および第2圧電アクチュエータ82をさらに含んでいる。回転体1は、第1圧電アクチュエータ81および第2圧電アクチュエータ82によって回転するように構成されている。このため、光走査装置100は、磁石M(図1参照)を含んでいる必要がない。仮に、光走査装置100の回転体1が電磁力によって回転するように構成されている場合、光走査装置100の寸法は磁石M(図1参照)によって大きくなる。本実施の形態によれば、光走査装置100が磁石M(図1参照)を含んでいる必要がないため、光走査装置100のY軸方向の寸法を小さくすることができる。
次に、図24および図25を用いて、実施の形態6に係る光走査装置100の構成を説明する。実施の形態6は、特に説明しない限り、上記の実施の形態1と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。
実施の形態6に係る測距装置200によれば、測距装置200は、演算部93を含んでいる。演算部93は、光源91から出射された光と測定対象300によって反射された光とを比較することで距離画像を生成するように構成されている。このため、測定対象300との距離の距離画像が得られる。
Claims (7)
- 光を反射するように構成された反射体と、
前記反射体が重ねられた回転体と、
前記回転体を挟み込む第1ねじれ梁および第2ねじれ梁と、
前記回転体とで前記第1ねじれ梁を挟み込む第1支持部と、
前記回転体とで前記第2ねじれ梁を挟み込む第2支持部と、
前記第1ねじれ梁に重ねられた第1弾性層と、
前記第2ねじれ梁に重ねられた第2弾性層とを備え、
前記回転体は、前記第1ねじれ梁および前記第2ねじれ梁を回転軸として前記第1支持部および前記第2支持部に対して回転可能に構成されており、
前記回転体、前記第1ねじれ梁および前記第2ねじれ梁は、共通の活性層を含み、
前記第1ねじれ梁と前記第2ねじれ梁とが前記回転体を挟み込む方向に直交する断面において、前記活性層の縦の寸法は、前記活性層の横の寸法よりも小さく、
前記第1弾性層および前記第2弾性層の材料は、金属より高い疲労寿命を有している弾性材料であり、
前記回転体から隙間を空けて配置された磁石を備え、
前記回転体は、前記活性層に重ねられたコイル配線を含み、
前記回転体は、前記コイル配線に流れる電流と前記磁石から生じる磁力とによって生じたローレンツ力によって回転するように構成され、
前記第1支持部に配置された第1引出配線と、
前記第2支持部に配置された第2引出配線とを備え、
前記第1弾性層は、不純物がドーピングされた第1拡散配線部を含み、
前記第2弾性層は、不純物がドーピングされた第2拡散配線部を含み、
前記第1引出配線は、前記第1拡散配線部、前記コイル配線および前記第2拡散配線部を介して前記第2引出配線に電気的に接続されている、光走査装置。 - 前記回転体は、凹部を含み、
前記凹部は、前記活性層に対して前記反射体とは反対側に開口している、請求項1に記載の光走査装置。 - 前記第1弾性層および前記第2弾性層の材料は、珪素を含む、請求項1または2に記載の光走査装置。
- 前記第1弾性層および前記第2弾性層の材料は、ポリシリコンを含む、請求項3に記載の光走査装置。
- 前記第1弾性層および前記第2弾性層の材料は、単結晶シリコンを含む、請求項3に記載の光走査装置。
- 測定対象の距離画像を生成するための測距装置であって、
請求項1~5のいずれか1項に記載の前記光走査装置と、
前記光走査装置の前記反射体に向けて前記光を出射するように構成された光源と、
前記光を受光するように構成された光検出器と、
前記光走査装置および前記光源に接続された演算部とを備え、
前記光走査装置は、前記光源から出射された前記光を前記反射体によって前記測定対象に反射するように構成されており、
前記光検出器は、前記測定対象によって反射された前記光を検出するように構成されており、
前記演算部は、前記光源から出射された前記光と前記測定対象によって反射された前記光とを比較することで前記距離画像を生成するように構成されている、測距装置。 - 活性層および支持層が積層された基板が準備される工程と、
前記基板の前記活性層に対して前記支持層とは反対側に金属より高い疲労寿命を有している弾性材料である第1弾性層が設けられ、前記基板の前記活性層に対して前記支持層とは反対側に金属より高い疲労寿命を有している弾性材料である第2弾性層が前記第1弾性層から間を空けて設けられる工程と、
光を反射するように構成された反射体が前記第1弾性層と前記第2弾性層との間において前記活性層に積層される工程と、
前記活性層に対して前記第1弾性層とは反対側で前記支持層が除去されることによって第1ねじれ梁が形成され、かつ前記活性層に対して前記第2弾性層とは反対側で前記支持層が除去されることによって第2ねじれ梁が形成され、かつ前記第1ねじれ梁および前記第2ねじれ梁が形成されることによって前記第1ねじれ梁と前記第2ねじれ梁に挟み込まれつつ前記反射体が重ねられた回転体と、前記回転体とで前記第1ねじれ梁を挟み込む第1支持部と、前記回転体とで前記第2ねじれ梁を挟み込む第2支持部とが形成される工程とを備え、
前記第1ねじれ梁と前記第2ねじれ梁とが前記回転体を挟み込む方向に直交する断面において、前記活性層の縦の寸法が横の寸法よりも小さく、
前記回転体から隙間を空けて配置された磁石を備え、
前記回転体は、前記活性層に重ねられたコイル配線を含み、
前記回転体は、前記コイル配線に流れる電流と前記磁石から生じる磁力とによって生じたローレンツ力によって回転するように構成され、
前記第1支持部に配置された第1引出配線と、
前記第2支持部に配置された第2引出配線とを備え、
前記第1弾性層は、不純物がドーピングされた第1拡散配線部を含み、
前記第2弾性層は、不純物がドーピングされた第2拡散配線部を含み、
前記第1引出配線は、前記第1拡散配線部、前記コイル配線および前記第2拡散配線部を介して前記第2引出配線に電気的に接続されている、光走査装置の製造方法。
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