JP2009080379A - マイクロスキャナおよびそれを備える光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】偏向角を容易に増大させられるマイクロスキャナを提供する。
【解決手段】光スキャナＬＳは、ミラー部ＭＲと、そのミラー部ＭＲを囲む固定枠ＦＭと、ミラー部ＭＲを揺動可能に支持する主軸部ＭＡと、固定枠ＦＭの一端と別端とに架け渡るとともに、主軸部ＭＡを保持する変形可能な保持部ＨＤと、を含む。そして、この光スキャナＬＳでは、保持部ＨＤの撓み変形をねじれ変形させるトーションバーＴ２１を折り返すことで蛇行状にした蛇行部ＳＫが、主軸部ＭＡと保持部ＨＤとの間に介在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロスキャナおよびそれを備える光学機器に関するものである。

従来から、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた小型の光スキャナ（マイクロスキャナ）は種々開発されている。例えば、図１５に示すような特許文献１の光スキャナＬＳ’は、スキャン用のミラー部ＭＲ’、ミラー部ＭＲ’を支えるトーションバーＴＢ’、およびミラー部ＭＲ’につながる振動板１０１を含んでいる。

そして、この光スキャナＬＳ’は、ミラー部ＭＲ’を極力大きく偏向させるために、振動板１０１上における圧電アクチュエータ１０２の駆動周波数と、トーションバーＴＢ’を含むミラー部ＭＲ’の機械的共振周波数とを一致させている。このようにすれば、圧電アクチュエータ１０２が低電圧駆動であっても、ミラー部ＭＲ’が共振して比較的大きく偏向するためである。

しかしながら、ミラー部ＭＲ’につながる振動板１０１の先端部１０３はねじれにくくなっている。そのため、振動板１０１に生じる力が回転トルクとしてミラー部ＭＲ’に作用しにくい。したがって、ミラー部ＭＲ’が十分に偏向しているとはいいがたい。

ここで、先端部１０３とミラー部ＭＲ’とが連結しないような光スキャナＬＳ’も考えられる。例えば、図１６に示すような光スキャナＬＳ’である。この光スキャナＬＳ’は、ミラー部ＭＲ’、圧電素子ＰＥ’によって変形する保持部ＨＤ’、およびミラー部ＭＲ’と保持部ＨＤ’とをつなぐ主軸部ＭＡ’を含んでいる。

そして、この光スキャナＬＳ’は、保持部ＨＤ’の撓み変形に応じて、ミラー部ＭＲ’を、Ｘ’方向を基準に正逆回転させる（Ｐ’方向へ回転またはＲ’方向へ回転させる）。このようなミラー部ＭＲ’の偏向動作で撓み変形する保持部ＨＤ’を示した図が、図１７Ａおよび図１７Ｂになる。これらの図は図１６のａ−ａ’線矢視断面図であり、図１７Ａが正回転の場合を示し、図１７Ｂが逆回転の場合を示す。

なお、説明上、主軸部ＭＡ’の軸方向をＸ’方向（Ｘ’軸と称してもよい）、このＸ’方向に対して直交する保持部ＨＤ’の延び方向をＹ’方向、Ｘ’方向およびＹ’方向に対する直交方向をＺ’方向とする。また、図１６での紙面上側をＹ’方向のプラス｛Ｙ’（＋）｝、この＋方向に対する逆方向をＹ’方向のマイナス｛Ｚ’（−）｝とするとともに、図１６での紙面表側をＺ’方向のプラス｛Ｚ’（＋）｝、この＋方向に対する逆方向をＺ’方向のマイナス｛Ｚ’（−）｝とする。

また、以降では、２つ有る保持部ＨＤ’（第１保持部ＨＤ１’・第２保持部ＨＤ２’）の一方のみについて説明するが、この一方の第１保持部ＨＤ１’がミラー部ＭＲ’を正回転または逆回転させようとしている場合、残りの第２保持部ＨＤ２’も同じようにしてミラー部ＭＲ’を正回転または逆回転させる。

ミラー部ＭＲ’が正回転する場合、図１７Ａに示すように、Ｙ’（＋）側の圧電素子ＰＥ’の圧電体ＰＢ’が伸びることで、Ｙ’（＋）側の保持部ＨＤ’における主軸部ＭＡ’側はＺ（−）に垂れ下がる。一方、Ｙ’（−）側の圧電素子ＰＥ’の圧電体ＰＢ’が縮むことで、Ｙ’（−）側の保持部ＨＤ’における主軸部ＭＡ’側はＺ（＋）に跳ね上がる。すると、波打つように保持部ＨＤ’が撓み、その撓みに追従して主軸部ＭＡ’も正回転して傾く。

また、ミラー部ＭＲ’が逆回転する場合、図１７Ｂに示すように、Ｙ’（＋）側の圧電素子ＰＥ’の圧電体ＰＢが縮むことで、Ｙ’（＋）側の保持部ＨＤ’における主軸部ＭＡ’側はＺ（＋）に跳ね上がる。一方、Ｙ’（−）側の圧電素子ＰＥ’の圧電体ＰＢが伸びることで、Ｙ’（−）側の保持部ＨＤ’における主軸部ＭＡ’側はＺ（−）に垂れ下がる。すると、保持部ＨＤ’は、図１７Ａとは逆向きに波打って撓み、その撓みに追従して主軸部ＭＡ’も逆回転して傾く。

特開２００５−１２８１４７号公報（段落００２４等参照）

しかしながら、１枚状で均一な厚みを有する保持部ＨＤ’は、比較的高強度であり撓みにくい。その上、保持部ＨＤ’での波打ち部分（湾曲部分１０７）が、Ｘ’軸から比較的乖離した位置に生じることから、主軸部ＭＡ’につながる保持部ＨＤ’の一部分を傾かせにくい。そのため、かかる光スキャナＬＳ’では、偏向角θ’を増大させることは難しい。

また、保持部ＨＤ’の一部分（湾曲部分１０７）の厚みを他部分の厚みよりも薄くすることで、保持部ＨＤ’を撓ませやすくするという対策もある。このような場合、例えば、エッチングが用いられるが、エッチングすることで保持部ＨＤ’の厚みを精度よく制御することは、加工条件の影響を受けるので、極めて難しい。

また、精度よくエッチングするために、保持部ＨＤ’の基体をＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板とすることも考えられる。しかしながら、ＳＯＩ基板は高価なため、光スキャナＬＳ’のコスト上昇につながってしまう。

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、偏向角を容易に増大させられるマイクロスキャナを提供することにある。

マイクロスキャナは、変動部と、その変動部を囲む囲み枠と、変動部を揺動可能に支持する主軸部と、囲み枠の一端と別端とに架け渡るとともに、主軸部を保持する変形可能な保持部と、を含む。そして、そのマイクロスキャナでは、保持部の撓み変形をねじれ変形させるトーションバーを折り返すことで蛇行状にした蛇行部が、主軸部と保持部との間に介在し、変動部を固定枠に引きつける梁部が、主軸部と固定枠との間に介在する。

トーションバーは、比較的弱い力でねじれ変形する。そのため、このトーションバーを単数または複数含む蛇行部が主軸部と保持部との間に位置すると、保持部の撓みによって簡単にねじれ、さらに、そのねじれが主軸部に伝わる、そのため、主軸部につながる変動部は比較的大きく揺動する。すると、このマイクロスキャナは、変動部の偏向角を容易に増大させられる。

その上、梁部が主軸部と固定枠との間に介在すると、衝撃等で、主軸部につながる変動部が意に反して変位しようとしても、梁部が変動部を固定枠に引きつけ変位させない。そのため、このマイクロスキャナは、衝撃に対して強くなる。

また、梁部は、主軸部の軸方向に沿って延びており、その梁部の延び方向での長さは、主軸部の軸方向に沿った保持部の長さの半分以上であると望ましい。

通常、梁部は主軸部を固定枠に引きつけるもので、直接的に主軸部を揺動させる部材ではない。そのため、梁部は主軸部の揺動にとっては抵抗になりかねない。しかしながら、梁部が主軸部の軸方向に沿った保持部の長さ（すなわち保持部の幅）に対して半分以上の長さであると、比較的長くなり、梁部自身の剛性も弱くなる。そのため、かかる梁部は、主軸部の揺動に対して抵抗になりにくい。

また、トーションバーを折り返すことで生じる折り返し片は、蛇行部に複数含まれており、少なくとも１つの折り返し片は、延び出て、延び出る梁部の中途部分につながると望ましい。

このようになっていると、蛇行部に含まれるトーションバー同士が互いに離れづらくなる。そのため、トーションバー同士の乖離に起因して、主軸部に伝達される力が弱まるよいうような事態は起きにくい。

なお、以上のマイクロスキャナを搭載する光学機器も本発明といえる。

本発明によれば、蛇行部のトーションバーを用いて、主軸部に変動部の回動に要する力を簡単に供給できる。その上、梁部が、不要な衝撃等から変動部を保護する。よって、蛇行部および梁部を含むマイクロスキャナは、衝撃に強い上に、変動部の偏向角を容易に増大させる。

［実施の形態１］
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。ここでは、変動する部材(変動部)としてミラー部を例に挙げるとともに、このミラー部を変動させることで光を反射させスキャン動作を行うマイクロスキャナとして、光スキャナを例に挙げる。

なお、理解を容易にすべく、平面図であってもハッチングを付している。また、便宜上、部材符号・ハッチングを省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、図面上での黒丸は紙面に対し垂直方向を意味する。

図１４は光スキャナＬＳの平面図である。そして、図１は図１４での破線部分の拡大図であり、図２はミラー部ＭＲの拡大図である。光スキャナＬＳは、固定枠ＦＭ、ミラー部ＭＲ、主軸部ＭＡ（ＭＡ１・ＭＡ２）、蛇行部ＳＫ（ＳＫ１・ＳＫ２）、保持部ＨＤ（ＨＤ１・ＨＤ２）、梁部ＢＭ（ＢＭ１・ＢＭ２）、および圧電素子ＰＥ（ＰＥａ〜ＰＥｄ）、を含む。

固定枠ＦＭは、図１４に示すように、ミラー部ＭＲ、主軸部ＭＡ、蛇行部ＳＫ、保持部ＨＤ、および梁部ＢＭを囲む部材である。詳説すると、変形可能なシリコン基板等（基体ＢＳ）がエッチングされることで、ミラー部ＭＲ、主軸部ＭＡ、蛇行部ＳＫ、保持部ＨＤ、および梁部ＢＭが生じた場合に、これら部材を囲むように残った基体ＢＳが固定枠ＦＭとなる。

ミラー部ＭＲは、光源等からの光を反射させる部材である。かかるミラー部ＭＲは、図１４に示すような平面視で矩形状の基体ＢＳに、開孔Ｈ（第１開孔Ｈ１・第２開孔Ｈ２）を並べて形成することで生じる島状部分（第１開孔Ｈ１と第２開孔Ｈ２との間に位置する残部）である。そして、このミラー部ＭＲは、図２に示すように、可動枠１１、ミラー片１２、ミラー片トーションバー１３（１３ａ・１３ｂ）、および、可動枠トーションバーＴ１１（Ｔ１１ａ・Ｔ１１ｂ）を含む。

なお、以降では、第１開孔Ｈ１と第２開孔Ｈ２とが並ぶ方向をＹ方向と称し、第１開孔Ｈ１側のＹ方向をＹ方向のプラス｛Ｙ（＋）｝、この＋方向に対する逆方向をＹ方向のマイナス｛Ｙ（−）｝とする。さらに、ミラー片１２の中心からＹ方向に伸びる方向をＹ軸と称する。

可動枠１１は、ミラー片１２を囲む部材である（例えば、枠状部材である）。詳説すると、可動枠１１は、枠内にミラー片１２を位置させつつ、ミラー片１２から延びるミラー片トーションバー１３（１３ａ・１３ｂ）につながる。また、可動枠１１は、主軸部ＭＡ（ＭＡ１・ＭＡ２）によって挟まれることで支えられる。

ミラー片１２は、可動枠１１内にて並列する開孔Ｈ（第３開孔Ｈ３・第４開孔Ｈ４）によって生じる島状部分（第３開孔Ｈ３・第４開孔Ｈ４同士の間に位置する残部）に、蒸着法やスパッタ法等によりアルミニウム等の金属を反射膜として貼り付けることで形成される。つまり、ミラー片１２は、光を反射させる片材である。

ミラー片トーションバー１３（１３ａ・１３ｂ）は、ミラー片１２の外縁において対向する一端と他端とから外側に延びることで、そのミラー片１２を挟持しつつ揺動可能に支える部材である。かかるミラー片トーションバー１３は、ミラー片１２に接する第３開孔Ｈ３・第４開孔Ｈ４によって、Ｙ方向に延びる基体ＢＳの一部分を棒状にすることで形成される。そして、このミラー片トーションバー１３は、ねじれることで、ミラー片１２を揺動させる。

可動枠トーションバーＴ１１（Ｔ１１ａ・Ｔ１１ｂ）は、主軸部ＭＡにつながる可動枠１１の端に位置するＹ軸方向に延びるスリットＳＴと、第１開孔Ｈ１・第２開孔Ｈ２との間での基体ＢＳの残部で形成される棒状の部材である。そして、かかる可動枠トーションバーＴ１１は、ねじれることで、可動枠１１を傾ける。

続いて、主軸部ＭＡについて説明する。図２に示すように、主軸部ＭＡ（第１主軸部ＭＡ１・第２主軸部ＭＡ２）は、ミラー部ＭＲの外縁において対向する一端と他端とから外側に延びることで、そのミラー部ＭＲを挟持して支える部材である。かかる主軸部ＭＡは、ミラー部ＭＲに接する第１開孔Ｈ１・第２開孔Ｈ２によって、基体ＢＳの一部分を棒状にすることで形成される。

なお、この棒状の基体ＢＳの一部分（すなわち主軸部ＭＡ１・ＭＡ２）は、Ｙ方向に対して交差する方向（例えば直交方向）に延びる。そこで、この方向をＸ方向と称し、第２主軸部ＭＡ２側のＸ方向をＸ方向のプラス｛Ｘ（＋）｝、この＋方向に対する逆方向をＸ方向のマイナス｛Ｘ（−）｝とする。さらに、主軸部ＭＡに重畳してＸ方向に伸びる方向をＸ軸（主軸方向／Ｘ軸方向）と称する。

蛇行部ＳＫ（ＳＫ１・ＳＫ２）は、図１４および図１に示すように、主軸部ＭＡ（ＭＡ１・ＭＡ２）と保持部ＨＤ（ＨＤ１・ＨＤ２）との間に介在することで、両者（主軸部ＭＡ・保持部ＨＤ）をつなげる部材である。かかる蛇行部ＳＫは、基体ＢＳ上にて並列するスリットＳＴ・・・間の残部で形成されるトーションバーＴ２１を折り返すようにつなげることで蛇行状となる（なお、トーションバーＴ２１を折り返す部分は、折り返し片２２と称する）。

そして、この蛇行部ＳＫに含まれるトーションバーＴ２１は、保持部ＨＤの変形（撓み変形等）をねじれ変形（回転トルク）に変化させて主軸部ＭＡに伝達させることで、主軸部ＭＡにつながるミラー部ＭＲを回動させる。

なお、折り返し片２２を介してつながることで一連状かつ蛇行状になったトーションバーＴ２１は、回転トルクを効率よく主軸部ＭＡにつたえるために、主軸部ＭＡと同方向に延びる。すなわち、トーションバーＴ２１は、主軸部ＭＡの延び方向と同方向に延びるとともに、その延び方向に対して交差する方向（例えばＹ軸方向）に並列する。

保持部ＨＤ（第１保持部ＨＤ１・第２保持部ＨＤ２）は、図１４に示すように、蛇行部ＳＫを介して主軸部ＭＡを保持すること（蛇行部ＳＫを介して主軸部ＭＡにつながること）で、ミラー部ＭＲも保持する部材である。かかる保持部ＨＤは、Ｙ方向に延びつつかつ並列する開孔Ｈ（第５開孔Ｈ５・第６開孔Ｈ６、および第７開孔Ｈ７・第８開孔Ｈ８）で第１開孔Ｈ１・第２開孔Ｈ２を挟持した場合に生じる基体ＢＳの残部で形成される。

すなわち、第５開孔Ｈ５・第６開孔Ｈ６と第１開孔Ｈ１・第２開孔Ｈ２との間に位置する基体ＢＳの残部と、第７開孔Ｈ７・第８開孔Ｈ８と第１開孔Ｈ１・第２開孔Ｈ２との間に位置する基体ＢＳの残部とが、第１保持部ＨＤ１と第２保持部ＨＤ２とになる。

なお、このような残部が保持部ＨＤになることから、保持部ＨＤは、固定枠ＦＭの一端と別端とに架け渡る。また、このような残部から成る保持部ＨＤは、Ｙ方向に延びる形状（線状）となるので撓みやすい（すなわち、Ｙ方向は保持部ＨＤの延び方向である）。

梁部ＢＭ（ＢＭ１・ＢＭ２）は、主軸部ＭＡと固定枠ＦＭとの間に介在することで、主軸部ＭＡにつながるミラー部ＭＲを固定枠ＦＭに引きつける部材である。かかる梁部ＢＭは、第５開孔Ｈ５・第６開孔Ｈ６（および第７開孔Ｈ７・第８開孔Ｈ８）における隅から進出する直線状のスリットＳＴで、Ｘ方向に延びる基体ＢＳの一部分を棒状にすることで形成される。

そして、この梁部ＢＭは、効率よく主軸部ＭＡ（ひいてはミラー部ＭＲ）を引きつけるために、図１に示すように、主軸部ＭＡの端（ミラー部ＭＲにつながっていない端）につながり、かつ主軸部ＭＡの延び方向と同方向に延びる。

圧電素子ＰＥ（ＰＥａ〜ＰＥｄ）は、電圧を力に変換する素子であり、分極処理された圧電体ＰＢ（ＰＢａ〜ＰＢｄ）と、この圧電体ＰＢを挟持する電極ＥＥ１・ＥＥ２（ＥＥ１ａ〜ＥＥ１ｄ・ＥＥ２ａ〜ＥＥ２ｄ）とを含む（後述の図３Ａ〜図５Ｄ参照）。そして、この圧電素子ＰＥが保持部ＨＤの面上に貼り付けられることで、ユニモルフ部（アクチュエータ）ＹＭが形成される。詳説すると、圧電素子ＰＥにおける一方の電極（第１電極）ＥＥ１と、保持部ＨＤの一面とが貼り合うことで、ユニモルフ部ＹＭ（ＹＭａ〜ＹＭｄ）が形成される。

特に、図１４に示すように、圧電素子ＰＥａ・ＰＥｂは、第１主軸部ＭＡ１を挟持するようにして、第１保持部ＨＤ１に貼られ、圧電素子ＰＥｃ・ＰＥｄは第２主軸部ＭＡ２を挟持するようにして、第２保持部ＨＤ２に貼られる。そのため、圧電素子ＰＥａ・ＰＥｂおよび圧電素子ＰＥｃ・ＰＥｄにおける圧電体ＰＢ（ＰＢａ〜ＰＢｄ）の伸縮変形に応じて、保持部ＨＤも変形（撓み変形／曲げ変形）する。光スキャナＬＳでは、この保持部ＨＤの変形を利用して、ミラー部ＭＲが主軸部ＭＡ（主軸方向）を基準に正逆回転方向に傾く（揺動可能となる）。

以上のような光スキャナＬＳは、主軸部ＭＡを基準、または副軸部（ミラー片トーションバー）Ｔ１１を基準にミラー部ＭＲを回動させる。そこで、まず、主軸部ＭＡを基準にした回動動作、すなわちＸ軸回りのミラー部ＭＲの回動動作について、図３Ａ〜図３Ｃを用いながら説明する。図３Ａ〜図３Ｃは、図１４および図１におけるＡ−Ａ’線矢視断面図である（なお、図３Ａ〜図３Ｃでは、便宜上、図１での点線で囲む折り返し片２２を点線で図示する）。

なお、主軸方向周りの一方向｛Ｘ（＋）からＸ（−）に向いて時計回りの回転｝を正回転、正回転に対して逆方向の回転（反時計回りの回転）を逆回転とし、図３Ａに無回転状態での蛇行部ＳＫ１（ＳＫ１ａ・ＳＫ１ｂ）、図３Ｂに正回転状態での蛇行部ＳＫ１、図３Ｃに逆回転状態での蛇行部ＳＫ１を示す（正回転方向をＰ、逆回転方向をＲで図示）。

また、Ｘ方向およびＹ方向に対して垂直な方向をＺ方向（撓み方向）として図示し、便宜上、光を受光するミラー部ＭＲの側をＺ方向のプラス｛Ｚ（＋）｝、この＋方向に対する逆方向をＺ方向のマイナス｛Ｚ（−）｝とする）。さらに、Ｘ軸とＹ軸との交点からＺ方向に伸びる方向をＺ軸と称する。

なお、以降では、２つ有る保持部ＨＤ（第１保持部ＨＤ１・第２保持部ＨＤ２）の一方のみについて説明するが、この一方の第１保持部ＨＤ１がミラー部ＭＲを正回転または逆回転させようとしている場合、残りの第２保持部ＨＤ２も同じようにしてミラー部ＭＲを正回転または逆回転させる。

図３Ａに示すように、圧電素子ＰＥ（ＰＥａ・ＰＥｂ）には、第１電極ＥＥ１ａ・ＥＥ１ｂと、この第１電極ＥＥ１ａ・ＥＥ１ｂに圧電体ＰＢａ・ＰＢｂを介して対向する第２電極ＥＥ２ａ・ＥＥ２ｂとが含まれる。そして、この第１電極ＥＥ１ａおよび第２電極ＥＥ２ａ（第１電極ＥＥ１ｂおよび第２電極ＥＥ２ｂ）との間に、分極反転を起こさせない範囲で±の電圧（交流電圧）が印加されることで圧電体ＰＢａ・ＰＢｂが伸縮し、その伸縮に応じてユニモルフ部ＹＭａ・ＹＭｂが撓む。

具体的には、ミラー部ＭＲがＸ軸回りに正回転する場合、圧電体ＰＢａを伸ばす電圧が印加されるとともに、圧電体ＰＢｂを縮ませる電圧（圧電体ＰＢａに印加される電圧とは逆位相の電圧）が印加される。

このような電圧が印加されると、図３Ｂに示すように、圧電体ＰＢａが伸びることで第１電極ＥＥ１ａに貼り付けられた第１保持部ＨＤ１の部分（保持片ＨＤ１ａ）が、Ｚ（＋）側を凸にして撓み、保持片ＨＤ１ａの蛇行部ＳＫ１ａ側がＺ（−）に垂れ下がる。一方、圧電体ＰＢｂが縮むことで第１電極ＥＥ１ｂに貼り付けられた第１保持部ＨＤ１の部分（保持片ＨＤ１ｂ）が、Ｚ（−）側を凸にして撓み、保持片ＨＤ１ｂの蛇行部ＳＫ１ｂ側がＺ（＋）に跳ね上がる。

そして、このような保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂの撓みが生じると、その撓む力は蛇行部ＳＫ１ａ・ＳＫ１ｂ）を介して第１主軸部ＭＡ１に伝わる。詳説すると、保持片ＨＤ１ａにおける撓む力は、蛇行部ＳＫａのトーションバーＴ２１にてねじれ（回転トルク）となり、その蛇行部ＳＫ１ａにつながる第１主軸部ＭＡ１のＹ（＋）側を押し下げる。一方、保持片ＨＤ１ｂにおける撓む力は、蛇行部ＳＫ１ｂのトーションバーＴ２１にてねじれとなり、第１主軸部ＭＡ１のＹ（−）側を押し上げる。その結果、第１主軸部ＭＡ１が正回転する。

逆に、ミラー部ＭＲがＸ軸回りに逆回転する場合、図３Ｃに示すように、圧電体ＰＢａを縮ませる電圧が印加されるとともに、圧電体ＰＢｂを伸ばす電圧が印加される。

このような電圧が印加されると、圧電体ＰＢａが縮むことで第１電極ＥＥ１ａに貼り付けられた保持片ＨＤ１ａが、Ｚ（−）側を凸にして撓み、保持片ＨＤ１ａの蛇行部ＳＫ１ａ側がＺ（＋）に跳ね上がる。一方、圧電体ＰＢｂが伸びることで第１電極ＥＥ１ｂに貼り付けられた保持片ＨＤ１ｂが、Ｚ（＋）側を凸にして撓み、保持片ＨＤ１ｂの蛇行部ＳＫ１ｂ側がＺ（−）に垂れ下がる。

そして、このような保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂの撓みが生じると、蛇行部ＳＫ１ａのトーションバーＴ２１のねじれが、第１主軸部ＭＡ１のＹ（＋）側を押し上げるとともに、蛇行部ＳＫ１ｂのトーションバーＴ２１のねじれが、第１主軸部ＭＡ１のＹ（−）側を押し下げる。その結果、第１主軸部ＭＡ１が逆回転する。つまり、第１主軸部ＭＡ１のＹ（＋）側・Ｙ（−）側が正回転の場合と逆に変位することで、第１主軸部ＭＡ１が逆回転する。

以上のようにして、ミラー部ＭＲがＸ軸回りに回動（正回転・逆回転）する場合、蛇行部ＳＫにおける各トーションバーＴ２１は、軸方向（バー軸方向）を基準に簡単にねじれる。そして、そのねじれは回転トルクとなって、主軸部ＭＡにつたわる。そのため、トーションバーの無い光スキャナに比べて、トーションバーＴ２１を有する光スキャナＬＳは、ミラー部ＭＲを大きく回動させられる。

つまり、ミラー部ＭＲのＸ軸回りの回動には、主軸部ＭＡを回動させやすいトーションバーＴ２１のねじれ変形と、保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂ（すなわち保持部ＨＤ）の撓みとが利用される。そのため、このような主軸部ＭＡの回動量（正回転の回転角または逆回転の回転角）は、保持部ＨＤの撓みのみで主軸部ＭＡを回動させる場合の回動量に比べて大きくなる（別表現すると、主軸部ＭＡの回動量が効率よく確保できる）。

また、トーションバーＴ２１を複数含む蛇行部ＳＫは、スリットＳＴによって、主軸部ＭＡに比較的近くに形成される。このようになっていると、トーションバーＴ２１のねじれが効率よく主軸部ＭＡにつたわる。そのため、例えば保持部ＨＤの一定の撓み量であっても、主軸部ＭＡに比較的近い場合のトーションバーＴ２１のほうが、主軸部ＭＡに対して比較的離れているトーションバーに比べて回転角を大きくできる。

つまり、トーションバーＴ２１の存在、およびトーションバーＴ２１が主軸部ＭＡに比較的近くに位置することに起因して、ミラー部ＭＲは主軸部ＭＡを基準に比較的大きく回動し、回転角（偏向角）を大きくできる。別表現すると、ユニモルフ部ＹＭの撓み変形が比較的小さくても、トーションバーＴ２１の存在およびトーションバーＴ２１が主軸部ＭＡに比較的近くに位置することに起因して、ミラー部ＭＲが比較的大きく偏向する。

なお、回転角とは、ユニモルフ部ＹＭの影響を受けることなく不動状態にあるミラー部ＭＲと、変動するミラー部ＭＲとの間に生じる角度のことである。

次に、副軸部（ミラー片トーションバー）１３を基準にしたＹ軸回りの回動動作について、図４Ａ〜図４Ｄ、図５Ａ〜図５Ｄ、および図６Ａ・図６Ｂを用いながら説明する。図４Ａ・図４Ｂ、および図５Ａ・図５Ｂは、図１４および図１におけるＡ−Ａ’線矢視断面図であり、図４Ｃ・図４Ｄ、および図５Ｃ・図５Ｄは、図１４のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。また、図６Ａ・図６Ｂは、図２のＣ−Ｃ’線矢視断面図である。

そして、図４Ａ〜図４Ｄおよび図６ＡはＹ軸方向を基準とする正回転の動作を示す一方、図５Ａ〜図５Ｄおよび図６ＢはＹ軸方向を基準とする逆回転の動作を示す。なお、Ｙ軸を基準とする正回転とは、Ｙ（＋）からＹ（−）に向いて時計回りの回転であり、逆回転は正回転に対して逆方向となる回転のことである（正回転方向をＰ、逆回転方向をＲで図示）。

ミラー部ＭＲがＹ軸回りに正回転する場合、図４Ａに示すように、第１保持部ＨＤ１の圧電体ＰＢａ・ＰＢｂを伸ばす電圧が印加される。このような電圧が印加されると、伸長する圧電体ＰＢａ・ＰＢｂによって、第１電極ＥＥ１ａ・ＥＥ１ｂに貼り付けられた保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂが、まずＺ（＋）側を凸にして撓みつつ、全体的にＺ（−）側に落ち込む。その後、図４Ｂに示すように、保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂの撓みに応じて、蛇行部ＳＫ１（ＳＫ１ａ・ＳＫ１ｂ）に含まれるトーションバーＴ２１がねじれ、そのねじれは蛇行部ＳＫ１につながる第１主軸部ＭＡ１をＺ（−）側に落とし込む。

一方で、図４Ｃに示すように、第２保持部ＨＤ２（第２保持片ＨＤ２ｃ・ＨＤ２ｄ）の圧電体ＰＢｃ・ＰＢｄを縮ませる電圧が印加される。このような電圧が印加されると、収縮する圧電体ＰＢｃ・ＰＢｄによって、第１電極ＥＥ１ｃ・ＥＥ１ｄに貼り付けられた保持片ＨＤ２ｃ・ＨＤ２ｄが、まずＺ（−）側を凸にして撓みつつ、全体的にＺ（＋）側に跳ね上がる。その後、図４Ｄに示すように、保持片ＨＤ２ｃ・ＨＤ２ｄの撓みに応じて、蛇行部ＳＫ２（ＳＫ２ｃ・ＳＫ２ｄ）に含まれるトーションバーＴ２１がねじれ、そのねじれは蛇行部ＳＫ２につながる第２主軸部ＭＡ２をＺ（＋）側に跳ね上げる。

すると、図６Ａに示すように、Ｚ（−）側に落ち込む第１主軸部ＭＡ１およびＺ（＋）側に跳ね上がる第２主軸部ＭＡ２によって挟持されている可動枠１１は傾く。このように可動枠１１が傾くと、この可動枠１１に備わっているミラー片１２も傾く。

そして、この傾きはＹ軸からほぼ等間隔で乖離している第１主軸部ＭＡ１および第２主軸部ＭＡ２の変位で生じる傾きである。そのため、Ｙ軸を基準にして考えると、ミラー片１２はこのＹ軸を基準にして正回転することになる。

次に、ミラー部ＭＲがＹ軸回りに逆回転する場合について説明する。かかる場合、図５Ａに示すように、第１保持部ＨＤ１の圧電体ＰＢａ・ＰＢｂを縮ませる電圧が印加される。このような電圧が印加されると、収縮する圧電体ＰＢａ・ＰＢｂによって、第１電極ＥＥ１ａ・ＥＥ１ｂに貼り付けられた保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂが、まずＺ（−）側を凸にして撓みつつ、全体的にＺ（＋）側に跳ね上がる。その後、図５Ｂに示すように、保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂの撓みに応じて、蛇行部ＳＫ１（ＳＫ１ａ・ＳＫ１ｂ）に含まれるトーションバーＴ２１がねじれ、そのねじれは蛇行部ＳＫ１につながる第１主軸部ＭＡ１をＺ（＋）側に跳ね上げる。

一方で、図５Ｃに示すように、第２保持片ＨＤ２ｃ・ＨＤ２ｄの圧電体ＰＢｃ・ＰＢｄを伸ばす電圧が印加される。このような電圧が印加されると、伸長する電体ＰＢｃ・ＰＢｄによって、第１電極ＥＥ１ｃ・ＥＥ１ｄに貼り付けられた保持片ＨＤ２ｃ・ＨＤ２ｄが、まずＺ（＋）側を凸にして撓みつつ、全体的にＺ（−）側に落ち込む。その後、図５Ｄに示すように、保持片ＨＤ２ｃ・ＨＤ２ｄの撓みに応じて、蛇行部ＳＫ２（ＳＫ２ｃ・ＳＫ２ｄ）に含まれるトーションバーＴ２１がねじれ、そのねじれは蛇行部ＳＫ２につながる第２主軸部ＭＡ２をＺ（−）側に落とし込む。

すると、図６Ｂに示すように、Ｚ（＋）側に跳ね上がる第１主軸部ＭＡ１およびＺ（−）側に落ち込む第２主軸部ＭＡ２によって挟持されている可動枠１１は傾く。このように可動枠１１が傾くと、正回転同様に、可動枠１１に備わっているミラー片１２も傾き、ひいてはミラー片１２はＹ軸回りに逆回転する。

ただし、以上のような、Ｙ軸回りでのミラー片１２の正逆回転の回転角は、比較的小さい。しかしながら、可動枠１１が傾くと、その傾きに追随して、Ｙ軸（Ｙ軸方向）に沿って延びているミラー片トーションバー１３が回転しようとする。

そこで、２次元ミラーを有する光スキャナＬＳでは、可動枠１１を傾かせるために用いる圧電素子ＰＥ（ＰＥａ〜ＰＥｄ）への印加電圧の周波数が、ミラー片トーションバー１３（Ｙ軸方向）を基準とするミラー片１２の回転振動の共振周波数近傍の周波数となっている。このようになっていると、可動枠１１の傾き量が比較的小さかったとしても、ミラー片１２が圧電素子ＰＥに印加される電圧の周波数によって共振し、比較的大きく回動するためである。

なお、実際に圧電素子ＰＥへの印加される電圧の信号は、Ｘ方向を基準にミラー部ＭＲを回動させる信号とＹ方向を基準にミラー部ＭＲを回動させる信号とを合成したものである。

また、以上の光スキャナＬＳでは、ミラー部ＭＲの可動枠１１に可動枠トーションバーＴ１１が含まれる。そして、その可動枠トーションバーＴ１１のねじれで、ミラー部ＭＲが効率よく傾く。そのため、主軸部ＭＡは可動枠１１と一体になってＹ軸回りで過剰に傾くことはない。

通常、可動枠トーションバーＴ１１が無い場合、主軸部ＭＡは可動枠１１と一体になって、Ｙ軸回りで傾かなくてはならない。そのために、トーションバーＴ２１および保持部ＨＤにもＹ軸回りのねじれが必要になってくる。しかし、ミラー部ＭＲから離れているトーションバーＴ２１の一部分には、Ｚ方向に沿う大きな変位および応力がかかりやすく、それに起因してトーションバーＴ２１が破損するおそれもある。

可動枠トーションバーＴ１１（Ｔ１１ａ・Ｔ１１ｂ）は、このような破損を防止するために、トーションバーＴ２１等にＹ軸回りのねじれを過剰に生じさせないようにしている。すなわち、可動枠トーションバーＴ１１が、主軸部ＭＡ（ＭＡ１・ＭＡ２）と可動枠１１との間を曲がりやすくすることで、蛇行部ＳＫのトーションバーＴ２１および保持部ＨＤにねじれを生じさせないようにしている。

そして、このように主軸部ＭＡ１・ＭＡ２と可動枠１１との間が曲がりやすくなることで、主軸部ＭＡ１・ＭＡ２はＺ方向に沿って相反して移動し、この移動によって、可動枠１１は回転する。その結果、トーションバーＴ２１等が破損することなく、可動枠１１ひいてはミラー部ＭＲが効率よく回動することになる。

なお、可動枠トーションバーＴ１１は、主軸方向に対して交差する方向（例えばＹ方向）に延びている。このようになっていると、Ｘ軸方向に沿って可動枠トーションバーＴ１１を挟持するように位置する第１主軸部ＭＡ１および第２主軸部ＭＡ２が変位した場合に、可動枠トーションバーＴ１１がねじれやすいためである。

また、光スキャナＬＳでは、主軸部ＭＡ（ＭＡ１・ＭＡ２）と固定枠ＦＭとの間に梁部ＢＭ（ＢＭ１・ＢＭ２）が介在し、その梁部ＢＭ１・ＢＭ２によって、両主軸部ＭＡ１・ＭＡ２に挟持されるミラー部ＭＲは引っ張られる。そのため、この光スキャナＬＳに衝撃が加わることで、ミラー部ＭＲがＺ方向等に変位しそうになっても、このミラー部ＭＲは梁部ＢＭによって固定枠ＦＭに引きつけられ変位しにくい。

そして、このようにミラー部ＭＲが変位しにくければ、ミラー部ＭＲを挟む主軸部ＭＡにつながる蛇行部ＳＫに、衝撃に起因する力がかからない。したがって、蛇行部ＳＫの各トーションバーＴ２１が極めて細くても破損しにくい。

なお、光スキャナＬＳがミラー部ＭＲをＸ軸回りに回動させる場合、蛇行部ＳＫのトーションバーＴ２１をねじれさせるが、同時に、梁部ＢＭまでもねじれてしまう。そして、このねじれは、蛇行部ＳＫのトーションバーＴ２１のねじれとは異なり、主軸部ＭＡを積極的に回動させるねじれではないので、抵抗といえる。

したがって、梁部ＢＭはできるだけ細く、かつ長くなっており、できるだけ小さな抵抗にしかならないように設計される。例えば、図１に示されるように、梁部ＢＭは主軸部ＭＡの太さより細く、かつ、梁部ＢＭの長さは保持部ＨＤのＸ軸方向での長さ（幅）の半分以上を占める。

［実施の形態２］
実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。

実施の形態１で説明した光スキャナＬＳは、Ｙ軸回りにミラー部ＭＲ（詳説するとミラー片１２）を回動させる場合、圧電素子ＰＥに印加される電圧の周波数によってミラー片１２を共振させていた。このような共振を利用する場合、保持部ＨＤの撓む力および振動を伝達される蛇行部ＳＫは、ある程度の剛性を有すると望ましい。剛性の強い蛇行部ＳＫであれば、振動が主軸部ＭＡを介してミラー部ＭＲに効率よく伝えられ、大きな振幅が発生するためである。

すると、剛性の弱い蛇行部ＳＫで以下のような現象が生じることは望ましくない。すなわち、図７に示すように、Ｙ軸回りにミラー部ＭＲが回動する場合に、蛇行部ＳＫの各トーションバーＴ２１がＺ方向に対して傾き、かつ主軸部ＭＡから離れる現象である。詳説すると、主軸部ＭＡを境にした一方側のトーションバーＴ２１と他方側のトーションバーＴ２１とが、互いに相違する方向に傾斜し、主軸部ＭＡから離れる現象は望ましくない。

なぜなら、このようなトーションバーＴ２１の変位では、振動が主軸部ＭＡに伝わるまでの間で、トーションバーＴ２１を傾かせること｛いいかえると、トーションバーＴ２１の幅方向（矢印Ｊ参照）で曲げること｝に費やされるためである。そこで、このような事態を防止した光スキャナＬＳについて、図８を用いて説明する。

図８は、図１同様、光スキャナＬＳの部分拡大図である。この図８に示すように、主軸部ＭＡ１と保持部ＨＤ１との間に位置する蛇行部ＳＫ１の折り返し片２２が、主軸部ＭＡ１と同方向に延び、その延びた折り返し片２２の先端が梁部ＢＭ１の中途部分につながる（このつながる部分を接続片２３と称する）。そして、この接続片２３は、Ｙ軸回りにミラー部ＭＲが回動する場合に、蛇行部ＳＫ１のトーションバーＴ２１を梁部ＢＭ１に引きつけることで、それらトーションバーＴ２１を主軸部ＭＡ１から離れないようにする。

このようになっていると、例えば、図４Ａに示される断面図と同じように、Ｙ軸回りにミラー部ＭＲが正回転する場合に、保持部ＨＤが撓むと、図９および図１０のようになる。

図９（平面図およびその平面のＤ−Ｄ’線矢視断面図）および図１０に示すように、接続片２３を含む光スキャナＬＳは、保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂを、ともに同方向に撓ませることで、それら保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂを全体的にＺ（−）側に落ち込ませる。かかる場合、折り返し片２２につながるトーションバーＴ２１が主軸部ＭＡ１に対して傾こうとしても、接続片２３が、折り返し片２２、ひいては折り返し片２２につながるトーションバーＴ２１を主軸部ＭＡ１に引きつける。

さらに、折り返し片２２につながるトーションバーＴ２１が引きつけられることで、そのトーションバーＴ２１と主軸部ＭＡ１との間に位置するトーションバーＴ２１は、主軸部ＭＡ１に押しつけられ近づく。また、折り返し片２２につながるトーションバーＴ２１が引きつけられることで、そのトーションバーＴ２１と保持片ＨＤ１ａ・ＨＤ１ｂとの間に位置するトーションバーＴ２１も、主軸部ＭＡ１に引きつけられる。

その結果、蛇行部ＳＫ１（ＳＫ１ａ・ＳＫ１ｂ）のトーションバーＴ２１は、梁部ＢＭと同方向に延びる主軸部ＭＡに対して傾かない（傾きが規制される）。

すると、振動が、蛇行部ＳＫ１に加わったとしても、トーションバーＴ２１を傾けるために費やされることはなく、トーションバーＴ２１を厚み方向（Ｚ方向）で曲げるために費やされる（図１０の矢印Ｋ参照）。そして、このようにトーションバーＴ２１が曲がったとしても、その曲がりは、トーションバーＴ２１の幅よりも長いトーションバーＴ２１の厚みの方向での曲がりであるので、曲がりにくい（すなわち、このトーションバーＴ２１の厚み方向での曲がりは、トーションバーＴ２１の幅方向での曲がりに比べて、曲がりにくい）。

したがって、以上のような曲がり方をする場合の蛇行部ＳＫ１の剛性は比較的高くなり、その蛇行部ＳＫ１に振動が伝わる場合に損失は起きにくく、効率よく振動が主軸部ＭＡ１に伝わる。その結果、光スキャナＬＳは、Ｙ軸回りにミラー部ＭＲを効率よく回動させる。

なお、接続端２３が梁部ＢＭの中途部分につながるのは以下のような理由による。すなわち、接続片２３を含まない光スキャナＬＳがＸ軸回りにミラー部ＭＲを回動させる場合と同じように（例えば、図３Ｂの場合と同じように）、接続片２３を含む光スキャナＬＳがＸ軸回りにミラー部ＭＲを回動させるためである。

このような回動のためには、接続片２３を含まない光スキャナＬＳにおいて、Ｙ方向に対して傾く第１主軸部ＭＡ１の角度（δ１）と、Ｙ方向に対して傾く折り返し片２２の角度（δ２）との関係が、接続片２３を含む光スキャナＬＳにおいても成立しなくてはならない（図３Ｂ参照）。

具体例を挙げて説明する。例えば、δ１とδ２との関係が“δ１≒２×δ２”だとする。この関係が維持されるためには、接続片２３は第１主軸部ＭＡ１に近い梁部ＢＭ１の端（第１主軸部ＭＡ１と梁部ＢＭ１との接合点付近）に位置してはならない。

なぜなら、梁部ＢＭのねじれ度合いは、第１主軸部ＭＡ１に近いほど第１主軸部ＭＡ１と同程度のねじれ度合いになる。そのため、第１主軸部ＭＡ１に近い梁部ＢＭ１に接続片２３が位置すると、その接続片２３が折り返し片２２を第１主軸部ＭＡ１に引きつけ、第１主軸部ＭＡ１と同程度にまでねじれさせる。その結果、“δ１≒２×δ２”の関係が崩れ、“δ１≒δ２”の関係になりかねない。そして、所望する関係が崩れてしまうと、第１主軸部ＭＡ１の回転角度（δ１等）にまでも影響が生じ、その回転角度も所望通りにならなくなる。

しかしながら、梁部ＢＭ１の中途の部分、すなわち第１主軸部ＭＡ１から離れた梁部ＢＭの一端は、第１主軸部ＭＡ１に近い梁部ＢＭ１に比べてねじれ度合いが小さくなる。すると、第１主軸部ＭＡ１のねじれ度合いに対して約半分となるねじれ度合いの梁部ＢＭ１の中途部分の一端に、接続片２３がつながっていると、折り返し片２２は第１主軸部ＭＡ１に比べて約半分程度にねじれる梁部ＢＭ１の影響を受けて傾く。そのため、δ１とδ２との関係が、“δ１≒２×δ２”になる。

以上を踏まえると、Ｙ軸回りでミラー部ＭＲを効率よく回動させるために、蛇行部ＳＫの接続片２３が梁部ＢＭにつながったとしても、接続片２３の梁部ＢＭにおける位置が適切に設定されていれば、Ｘ軸回りでのミラー部ＭＲの回動が所望以外の回動とならない。

なお、梁部ＢＭにつながる折り返し片２２の個数は、特に限定されるものではない。例えば、蛇行部ＳＫにて並列するトーションバーＴＢ２１の数が極めて多く、主軸部ＭＡと保持部ＨＤとの間に複数のトーションバーＴ２１が介在している場合、主軸部ＭＡと保持部ＨＤとの間に位置することになる折り返し片２２の少なくとも１つが、梁部ＢＭにつながっていればよい。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、図１、図８、および図１４に示すように、固定枠ＦＭには、梁部ＢＭを挟持するように延びる挟持片ＳＷが形成されるとよい。この挟持片ＳＷは、保持部ＨＤの内部に位置する梁部ＢＭの一部分と、保持部ＨＤの内部ではなく第５開孔Ｈ５と第６開孔Ｈ６との間（第７開孔Ｈ７と第８開孔Ｈ８との間）に位置する梁部ＢＭの他部分とを、同じ幅にするための部材である。

通常、梁部ＢＭは基体ＢＳに対するエッチングにより生じる。そのため、梁部ＢＭの幅が一定になるには、梁部ＢＭ周囲のエッチングにより除去される量が一定であることが望ましい。このようになっていると、エッチングレートが均一になるためである。

そこで、挟持片ＳＷは、保持部ＨＤの内部に位置する梁部ＢＭの一部分を挟むスリットＳＴの幅と同じ程度の間隔で、梁部ＢＭの他部分を挟む。すると、梁部ＢＭにおける一部分の周囲にて除去される基体ＢＳの量と、梁部ＢＭにおける他部分の周囲にて除去される基体ＢＳの量とが、同程度になる。そのため、梁部ＢＭ全体での周囲のエッチングレートが均一になり、梁部ＢＭの幅が一定になる。

また、可動枠トーションバーＴ１１における厚み方向の長さが、可動枠トーションバーＴ１１における幅方向の長さよりも長いとよい。その理由を図１１を用いて説明する。なお、図１１は、図１および図８の可動枠１１および第１主軸部ＭＡ１の拡大平面図と、その拡大平面図におけるＥ−Ｅ’線矢視断面図とを示しており、ミラー部ＭＲがＹ軸回りに正回転する場合を示している。

可動枠１１（ひいてはミラー部ＭＲ）がＹ軸を基準に正回転する場合、第１主軸部ＭＡ１はＺ（−）側に垂れ下がる。このように第１主軸部ＭＡ１が垂れ下がると、第１主軸部ＭＡ１と可動枠１１の繋ぎ目付近に、負荷がかかる（斜線楕円参照）。

この負荷は、Ｚ（−）側に向く力（斜線矢印参照）であるので、負荷のかかる一部分はＺ（−）側に変位する。すると、負荷のかかる一部分とつながる可動枠トーションバーＴ１１の一端も、Ｚ（−）側に変位してしまい、可動枠トーションバーＴ１１全体として、断面図に示すような曲がりが生じる。すなわち、可動枠トーションバーＴ１１の一端がＺ方向に向かって変位し、可動枠１１につながる可動枠トーションバーＴ１１の他端は変位しないことで、かかる可動枠トーションバーＴ１１が曲がる。

このような曲がりは、可動枠トーションバーＴ１１のねじれ変形に寄与しないため望ましくない。しかしながら、可動枠トーションバーＴ１１における厚み方向の長さ（厚みＰ）が、可動枠トーションバーＴ１１における幅方向の長さ（幅Ｑ）よりも長いと、第１主軸部ＭＡ１の変位に起因する負荷の影響を低減させられるので、可動枠トーションバーＴ１１のねじれ変形が十分に確保できる。

なお、可動枠トーションバーＴ１１の厚み方向は、基体ＢＳの厚み方向と同方向である。詳説すると、可動枠トーションバーＴ１１の厚み方向は、可動枠トーションバーＴ１１の延び方向（Ｙ方向）と主軸部ＭＡの主軸方向（Ｘ軸方向）とに対して垂直方向（Ｚ方向）である。一方、可動枠トーションバーＴ１１の幅方向は、主軸部ＭＡの主軸方向と同方向である。

また、以上のような可動枠トーションバーＴ１１の個数は特に限定されない。すなわち、図１２Ａに示すように、可動枠トーションバーＴ１１が、Ｘ方向に対して交差するＹ方向に沿って２個形成される場合に限定されず、単数または３個以上形成されていてもよい。

このようになっていると、Ｙ軸を基準とするミラー部ＭＲを回動させようとする場合にもかかわらず、Ｘ軸を基準とする不要な回転振動Ｎが生じたとしても、かかる回転振動Ｎは、複数の可動枠トーションバーＴ１１に分散吸収されるためである。

また、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、可動枠１１内に、Ｙ方向に延びるスリットＳＴがＸ方向に並列することで、より多数の可動枠トーションバーＴ１１が形成されてもよい。すなわち、可動枠トーションバーＴ１１が、主軸部ＭＡの軸方向に沿って複数並んでいてもよい。なお、図１２Ａは同形状のスリットＳＴがＸ方向に並列している可動枠１１を示し、図１２Ｂは、形状の異なるスリットＳＴが並列している可動枠１１を示している。

このようになっていると、主軸部ＭＡの変位に基づくエネルギー（負荷）が、主軸方向に沿って並列する複数の可動枠トーションバーＴ１１に分散して伝達される。そのため、各可動枠トーションバーＴ１１のねじれ量が少なくてすむ。

また、負荷が複数の可動枠トーションバーＴ１１に分散されるということは、いいかえると、比較的小さな負荷も可動枠トーションバーＴ１１に伝達されやすいことになるので、主軸方向に複数並列した可動枠トーションバーＴ１１を備える光スキャナＬＳは、主軸部ＭＡの変位量が小さい場合であっても、ミラー部ＭＲを回動させることができる。

ところで、以上では、蛇行部ＳＫに含まれるトーションバーＴ２１と、ミラー部ＭＲに形成された可動枠トーションバーＴ１１とを備える光スキャナＬＳについて説明してきた。ただし、光スキャナＬＳは、これに限定されるものではない。

例えば、蛇行部ＳＫのみトーションバーＴ２１が形成されている光スキャナＬＳ、蛇行部ＳＫおよびミラー部ＭＲの両方にトーションバーＴ２１・ＴＢ１１形成されている光スキャナＬＳ（図１および図８参照）、ミラー部ＭＲのみに可動枠トーションバーＴ１１が形成されている光スキャナＬＳ、のいずれであってもよい。

要は、蛇行部ＳＫおよびミラー部ＭＲの少なくとも一方に、トーションバーＴ（Ｔ１１／Ｔ２１）が形成されていればよい。なぜなら、トーションバーＴが存在するだけで、そのトーションバーＴに生じるねじれ変形を用いて、ミラー部ＭＲが揺動可能になるためである。

また、圧電素子ＰＥの形状やサイズ（面積）は特に限定されない。例えば、圧電素子ＰＥの形状は、矩形状であってもよいし、図１４に示すように、台形状であってもよい。また、圧電素子ＰＥのサイズは、保持部ＨＤの一面内に包含される程度の面積であってもよいし（保持部ＨＤの面積よりも小さい面積でもよいし）、保持部ＨＤの一面よりも大きな面積であってもよい（図１４参照）。ただし、圧電素子ＰＥのサイズが大きいほど、保持部ＨＤを撓ませる力は大きくなるので望ましいといえる。

ところで、保持部ＨＤを変形させる部材（駆動部）は、圧電素子ＰＥに限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、電磁コイル３１と永久磁石３２とから成る電磁ユニット３３が駆動部であってもよい。このような電磁ユニット３３は、保持部ＨＤの一面（表面）に電磁コイル３１を位置させるとともに、保持部ＨＤの裏側に（保持部ＨＤの裏面から乖離して）永久磁石３２を位置させ、電磁コイル３１と永久磁石３２とによって生じる電磁力で、保持部ＨＤを撓ませる。

また、２個の電極から成る静電ユニットが駆動部であってもよい。このような静電ユニットは、保持部ＨＤの裏面に一方の電極を位置させるとともに、保持部ＨＤの裏面から乖離して（保持部ＨＤの裏側に）他方の電極を位置させ、両電極によって生じる静電力で、保持部ＨＤを撓ませる。

なお、説明してきた光スキャナＬＳを搭載する光学機器は、種々想定される。例えば、プロジェクター（画像投影装置）、コピー機やプリンタ等の画像形成装置が一例として挙げられる。また、光スキャナ以外のマイクロスキャナとしては、ミラー部ＭＲに代えてレンズ（屈曲光学系）が搭載されたものや、光源（発光素子）が搭載されたものが挙げられる。

は、図１４に示される光スキャナの蛇行部付近の部分拡大図である。 は、図１４に示される光スキャナのミラー部付近の部分拡大図である。 は、図１４および図１に示される光スキャナのＡ−Ａ’線矢視断面図であり、（Ａ）は無回転状態での蛇行部を示し、（Ｂ）は正回転状態での蛇行部を示し、（Ｃ）は逆回転状態での蛇行部を示す。 では、（Ａ）・（Ｂ）は図１４および図１に示される光スキャナのＡ−Ａ’線矢視断面図であり、（Ｃ）・（Ｄ）は図１４に示される光スキャナのＢ−Ｂ’線矢視断面図であって、（Ａ）〜（Ｄ）はＹ軸方向を基準としてミラー部が正回転した場合の蛇行部を示す。 は（Ａ）・（Ｂ）は図１４および図１に示される光スキャナのＡ−Ａ’線矢視断面図であり、（Ｃ）・（Ｄ）は図１４に示される光スキャナのＢ−Ｂ’線矢視断面図であって、（Ａ）〜（Ｄ）はＹ軸方向を基準としてミラー部が逆回転した場合の蛇行部を示す。 は、図２に示される光スキャナのＣ−Ｃ’線矢視断面図であり、（Ａ）はＹ軸方向を基準として正回転するミラー部を示し、（Ｂ）はＹ軸方向を基準として逆回転するミラー部を示す。 は、蛇行部の部分斜視図である。 は、図１とは異なる光スキャナの蛇行部付近の部分拡大図である。 は、Ｙ軸方向を基準としてミラー部が正回転した場合の蛇行部を示した平面図と、その平面図に示される蛇行部のＤ−Ｄ’線矢視断面図である。 は、図７とは異なる蛇行部の部分斜視図である。 は、可動枠トーションバーを有する可動枠の平面図と、その平面図におけるＥ−Ｅ’線矢視断面図とを示している。 では、（Ａ）は同形状のスリットがＸ方向に並列している可動枠を示す平面図であり、（Ｂ）は、形状の異なるスリットがＸ方向に並列している可動枠を示す平面図である。 は、電磁方式を採用した光スキャナの平面図である。 は、光スキャナの平面図である。 は、従来の光スキャナの斜視図である。 は、図１５とは異なる従来の光スキャナの平面図である。 は、図１６のａ−ａ’線矢視断面図である。

符号の説明

ＭＲ ミラー部（変動部）
１１ 可動枠
１２ ミラー片（変動片）
１３ ミラー片トーションバー（副軸部）
ＴＢ１１ 可動枠トーションバー
ＭＡ 主軸部
ＭＡ１ 第１主軸部
ＭＡ２ 第２主軸部
ＨＤ 保持部
ＨＤ１ 第１保持部
ＨＤ２ 第２保持部
ＰＥ 圧電素子（駆動部）
ＳＫ 蛇行部
ＴＢ２１ トーションバー
２２ 折り返し片
２３ 接続片
ＳＴ スリット
ＬＳ 光スキャナ（マイクロスキャナ）

Claims (4)

1. 変動部と、
   上記変動部を囲む囲み枠と、
   上記変動部を揺動可能に支持する主軸部と、
   上記囲み枠の一端と別端とに架け渡るとともに、上記主軸部を保持する変形可能な保
   持部と、
   を含むマイクロスキャナであって、
   上記保持部の撓み変形をねじれ変形させるトーションバーを折り返すことで蛇行状にした蛇行部が、上記主軸部と上記保持部との間に介在し、
   上記変動部を上記固定枠に引きつける梁部が、上記主軸部と上記固定枠との間に介在するマイクロスキャナ。
2. 上記梁部は、上記主軸部の軸方向に沿って延びており、
   上記梁部の延び方向での長さは、上記主軸部の軸方向に沿った上記保持部の長さの半分以上である請求項１に記載のマイクロスキャナ。
3. 上記トーションバーを折り返すことで生じる折り返し片は、上記蛇行部に複数含まれており、
   少なくとも１つの上記折り返し片は、延び出て、上記の延び出る梁部の中途部分につながる請求項２に記載のマイクロスキャナ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のマイクロスキャナを搭載する光学機器。

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