JP2014089252A - 光走査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】捻り振動を用いた光走査装置において温度変化による走査特性の変化を抑制する
【解決手段】光走査装置１は、光ビームを反射させる反射面を有するミラー３１と、ミラー３１を捻り振動させるための回転軸ｋとなる弾性連結部１６ａ，１６ｂとを備え、回転軸ｋを中心にしてミラー３１を揺動させることにより、反射面により反射された光ビームを走査する。また熱アクチュエータ３４が、錘部材３２が回転軸ｋを中心にしてミラー３１と一体に揺動可能となるように錘部材３２を連結し、温度が高くなるほど錘部材３２の回転軸ｋ周りの慣性モーメントが低くなるように錘部材３２を変位させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ビームを走査する光走査装置に関する。

近年、光走査装置の小型化を目的として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を利用した光走査装置が種々提案されている。
これに対して本願出願人は、反射面が表面に形成された第３フレームと、第３フレームに対し所定の隙間を介して設けられた第２フレームと、第２フレームに対し所定の隙間を介して設けられた第１フレームと、第１フレームに対し所定の隙間を介して設けられた第０フレームとを備え、さらに、第３フレームと第２フレームと第１フレームとをそれぞれの回転軸を中心に捻り振動可能に構成されることで、３自由度連成振動系を構成した光走査装置を提案している（例えば、特許文献１を参照）。

このように構成された光走査装置では、第１フレームに固有の周期的加振力を作用させることにより、３自由度捻り振動子を共振状態にできる。そして、第２フレームと第３フレームそれぞれの振動に対応した周期的加振力を重畳して与えることにより、第２フレームと第３フレームをそれぞれ異なる周波数および振幅で振動させ、さらに第３フレームの反射面で光を反射させることで、光を２次元走査することができる。

特開２００８−１２９０６８号公報

しかし、特許文献１に記載の光走査装置では、環境温度が変化すると３自由度捻り振動子の共振周波数が変化し、これにより、図１３に示すように、走査振幅が低下するという問題があった。これは、回転軸を中心に捻り振動可能に構成するために、弾性変形可能な部材（以下、弾性変形部材という）を上記回転軸として利用しており、環境温度の変化に応じて弾性変形部材のバネ定数が変化することに起因している。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、捻り振動を用いた光走査装置において温度変化による走査特性の変化を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の光走査装置は、光ビームを反射させる反射面を有する反射部と、反射部を捻り振動させるための第１回転軸となる第１弾性変形部材とを備え、第１回転軸を中心にして反射部を揺動させることにより、反射面により反射された光ビームを走査する光走査装置である。

ところで、第１弾性変形部材を回転軸として反射部を捻り振動させる場合の共振周波数ｆは、下式（１）で表される。

なお式（１）において、ｋは第１弾性変形部材のバネ定数、Ｊは反射部の慣性モーメントである。
そして、第１弾性変形部材のバネ定数ｋは、下式（２）で表される。

なお式（２）において、βは、第１弾性変形部材の断面の形状から決まる係数である。また、ａは、第１弾性変形部材の断面の長辺の長さである。また、ｂは、第１弾性変形部材の断面の短辺の長さである。また、Ｅはヤング率（横弾性係数）である。また、νはポアソン比である。また、ｌは第１弾性変形部材の長さである。すなわち、ヤング率Ｅが低下するとバネ定数ｋが低下する。

さらに、ヤング率Ｅは、温度をＴとして、下式（３）で表される。

なお式（３）において、Ｅ₀は、０℃でのヤング率である。また、Δｈ_tは温度係数である。すなわち、温度が高くなるほどヤング率Ｅは低下する。

したがって、温度の上昇に伴いヤング率Ｅが低下し、第１弾性変形部材のバネ定数ｋが低下すると、共振周波数ｆが低下する。
これに対し、請求項１に記載の光走査装置では、連結変位部が、錘部材が第１回転軸を中心にして反射部と一体に揺動可能となるように錘部材を連結する。

このため、第１弾性変形部材を回転軸として反射部を捻り振動させる場合の共振周波数ｆを表す式（１）において、慣性モーメントＪは、反射部の慣性モーメントと錘部材の慣性モーメントとを加算したものとなる。

さらに、請求項１に記載の光走査装置では、連結変位部が、温度が高くなるほど錘部材の第１回転軸周りの慣性モーメントが低くなるように錘部材を変位させる。
したがって、温度上昇に伴うヤング率の低下に対応して、錘部材の第１回転軸周りの慣性モーメントを低下させることにより、式（１）で表される共振周波数ｆにおける温度上昇に伴う変化を抑制することができる。これにより、温度変化による走査特性の変化を抑制することができる。

例えば図７に示すように、温度変化に伴いヤング率が変化すると共振周波数が変化する（図７の曲線Ｌ１１を参照）。このときの仕様共振周波数からのずれ量をΔｆａとする。一方、ヤング率が一定という条件の下で、温度変化に伴い錘部材の第１回転軸周りの慣性モーメントが変化すると、共振周波数が変化する（図７の曲線Ｌ１２を参照）。このときの仕様共振周波数からのずれ量をΔｆｂとする。

したがって、温度変化によりヤング率と慣性モーメントが同時に変化した場合の仕様共振周波数からのずれ量は｜Δｆａ―Δｆｂ｜となる。このため、｜Δｆａ―Δｆｂ｜が、許容誤差Δεより小さくなるように設計することによって（図７の曲線Ｌ１３を参照）、温度上昇に伴う共振周波数ｆの変化を抑制することができる。

また、慣性モーメントＪを変化させるために反射部を変位させる必要がなくなる。このため、反射部を変位させることに起因して、光走査装置が光ビームを走査するときの走査方向が変動してしまうということがなく、光ビームの走査を安定して行うことができる。

光走査装置１の構成を示す平面図である。 光反射部１３における温度に応じた動作の変化を示す図である。 熱アクチュエータ３４の構成を示す断面図である。 熱アクチュエータ３４における温度に応じた動作の変化を示す断面図である。 熱アクチュエータ３４における温度に応じた動作の変化を示す斜視図である。 光走査装置１の製造工程を示す断面図である。 ヤング率および慣性モーメントと共振周波数との関係を示すグラフである。 第２実施形態の光反射部１３の構成を示す平面図および斜視図である。 第２実施形態の光走査装置１の製造工程の前半部分を示す断面図である。 第２実施形態の光走査装置１の製造工程の後半部分を示す断面図である。 別の実施形態の光反射部１３における温度に応じた動作の変化を示す図である。 光走査装置４０１の構成を示す平面図である。 光走査装置における周波数と振幅との関係を示すグラフである。

（第１実施形態）
以下に本発明の第１実施形態を図面とともに説明する。
光走査装置１は、図１に示すように、光ビームを走査する光ビーム走査部２と、光ビーム走査部２を支持する支持部３と、光ビーム走査部２を回転駆動させる駆動部４とを備える。

光ビーム走査部２は、外ジンバル１１と内ジンバル１２と光反射部１３と弾性連結部１４ａ，１４ｂと弾性連結部１５ａ，１５ｂと弾性連結部１６ａ，１６ｂとから構成される。
これらのうち光反射部１３は、ミラー３１と錘部材３２と支持弾性体３３と熱アクチュエータ３４とを備え、ミラー３１により光ビームを反射するように構成されている。光反射部１３の構成についての詳細は後述する。

また内ジンバル１２は、矩形枠状であり、枠内に光反射部１３が配置される。また外ジンバル１１は、矩形枠状であり、枠内に内ジンバル１２が配置される。
また弾性連結部１６ａは、弾性変形可能な材料で構成されており、内ジンバル１２の枠内に配置され、光反射部１３と内ジンバル１２とを連結する。また弾性連結部１６ｂは、弾性変形可能な材料で構成されており、内ジンバル１２の枠内に配置され、光反射部１３を挟んで弾性連結部１６ａと反対側において、光反射部１３と内ジンバル１２とを連結する。なお、弾性連結部１６ａおよび弾性連結部１６ｂは、光反射部１３の重心ＪＳを通る同一直線上に配置されており、光反射部１３の回転軸ｋとなる。これにより光反射部１３は、回転軸ｋを中心に捻り振動可能に構成される。

また弾性連結部１５ａは、弾性変形可能な材料で構成されており、外ジンバル１１の枠内に配置され、内ジンバル１２と外ジンバル１１とを連結する。また弾性連結部１５ｂは、弾性変形可能な材料で構成されており、外ジンバル１１の枠内に配置され、内ジンバル１２を挟んで弾性連結部１５ａと反対側において、内ジンバル１２と外ジンバル１１とを連結する。なお、弾性連結部１５ａおよび弾性連結部１５ｂは、光反射部１３と内ジンバル１２との重心ＪＳを通る同一直線上に配置されており、光反射部１３の回転軸ｊとなる。これにより内ジンバル１２は、回転軸ｊを中心に捻り振動可能に構成される。

また弾性連結部１４ａは、弾性変形可能な材料で構成されており、外ジンバル１１の上辺１１ａと支持部３とを連結する。また弾性連結部１４ｂは、弾性変形可能な材料で構成されており、外ジンバル１１を挟んで弾性連結部１４ａと反対側において、外ジンバル１１の下辺１１ｂと支持部３とを連結する。なお、弾性連結部１４ａおよび弾性連結部１４ｂは、光反射部１３と内ジンバル１２と外ジンバル１１との重心ＪＳを通る同一直線上に配置されており、外ジンバル１１の回転軸ｉとなる。これにより外ジンバル１１は、回転軸ｉを中心に捻り振動可能に構成される。

次に支持部３は、上辺１１ａと連結されていない側の弾性連結部１４ａの端部と連結される上側支持部３ａと、下辺１１ｂと連結されていない側の弾性連結部１４ｂの端部と連結される下側支持部３ｂと、駆動部４を支持する左側支持部３ｃおよび右側支持部３ｄとから構成される。

さらに駆動部４は、圧電ユニモルフ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄから構成される。圧電ユニモルフ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、矩形板状に形成されており、その長手方向が回転軸ｉに直交するように配置される。

そして圧電ユニモルフ４ａは、その長手方向の一端が左側支持部３ｃに固定され、他端が外ジンバル１１の上辺１１ａに連結される。圧電ユニモルフ４ｂは、その長手方向の一端が左側支持部３ｃに固定され、他端が外ジンバル１１の下辺１１ｂに連結される。圧電ユニモルフ４ｃは、その長手方向の一端が右側支持部３ｄに固定され、他端が外ジンバル１１の上辺１１ａに連結される。圧電ユニモルフ４ｄは、その長手方向の一端が右側支持部３ｄに固定され、他端が外ジンバル１１の下辺１１ｂに連結される。

これにより、圧電ユニモルフ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、電圧が印加されると、外ジンバル１１に連結されている側の端部が曲げ変位し、回転軸ｉを中心にして回転する方向に沿って外ジンバル１１を移動させることができる。なお、圧電ユニモルフ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄにはそれぞれ給電線ＦＬ１，ＦＬ２，ＦＬ３，ＦＬ４を介して電圧が印加される。

そして、圧電ユニモルフ４ａと圧電ユニモルフ４ｂとが同位相で曲げ振動するとともに圧電ユニモルフ４ｃと圧電ユニモルフ４ｄとが同位相で曲げ振動するように且つ圧電ユニモルフ４ａ，４ｂと圧電ユニモルフ４ｃ，４ｄとが逆位相で曲げ振動するように、圧電ユニモルフ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄへの電圧印加が制御される。これにより、外ジンバル１１が回転軸ｉを中心にして回転振動する。そして、外ジンバル１１を所定の共振周波数で振動させることにより、以下に説明する動作原理に基づいて、ミラー３１で反射する光ビームを２次元的に走査することができる。

次に、光走査装置１の動作原理を説明する。
光走査装置１は、支持部３を固定端として、回転軸ｉ，ｊ，ｋに対しての捻り自由度を持つ３自由度捻り振動子になっている。

３自由度捻り振動子は、理論上３つの振動モードを持つ。すなわち、３つの振動モードはそれぞれ異なる共振周波数を持ち、各共振周波数に対する各フレームの捻り振動の角度振幅の比はそれぞれ異なる（これは振動モードと呼ばれる）。以下、これら３つの振動モードをそれぞれ、振動モード１、振動モード２、振動モード３という。

そして、振動モード１、振動モード２、振動モード３の各々に対応した周波数の周期的加振力を与えれば、それぞれの振動モードを励振できる。また、複数の周波数の周期的加振力を重畳して与えれば、複数の振動モードを同時に励振できる。

ここで、例えば、
振動モード１の共振周波数ｆ１を１０００Ｈｚ、
振動モード２の共振周波数ｆ２を５０００Ｈｚ、
振動モード３の共振周波数ｆ３を４００００Ｈｚ、
振動モード１における外ジンバル１１、内ジンバル１２、光反射部１３の振幅比ｒ１を「１：−２０：０．５」、
振動モード２における外ジンバル１１、内ジンバル１２、光反射部１３の振幅比ｒ２を「１：０．５：−０．１」、
振動モード３における外ジンバル１１、内ジンバル１２、光反射部１３の振幅比ｒ３を「１：０．０１：−３０」、
として設計した場合の、３自由度捻り振動子の動作を説明する。

尚、各振動モードにおける振幅比は、左から外ジンバル１１、内ジンバル１２、光反射部１３の順で記述している。例えば、上記の振幅比ｒ１は、外ジンバル１１の振幅が「１」とすると、内ジンバル１２の振幅が「−２０」、光反射部１３の振幅が「０．５」となることを示す。

また、３自由度捻り振動子の共振状態においては、理論上、各フレーム間の位相角は０度または１８０度となる。そこで、振幅比を記述する際に、位相角の差が０度の場合は符号を「＋」、１８０度の場合は符号を「−」とする。例えば、上記の振幅比ｒ１は、外ジンバル１１と光反射部１３との位相角の差が０度となり、外ジンバル１１と内ジンバル１２との位相角の差が１８０度となることを示す。

そして、各振動モードの共振周波数と振幅比を上記のように設計すると、振動モード１では、主に内ジンバル１２が１０００Ｈｚで大きく捻り振動する。また、振動モード３では、主に光反射部１３が４００００Ｈｚで大きく捻り振動する。

このため、光反射部１３の鏡面部分でレーザ光を反射させるとともに、振動モード１と振動モード３とを同時に励振させることにより、振動モード３を主走査方向（４００００Ｈｚ）、振動モード１を副走査方向（１０００Ｈｚ）として、２次元的にレーザ光を走査することができる。

次に、光反射部１３の構成を説明する。
光反射部１３は、図２（ａ）に示すように、ミラー３１と錘部材３２と支持弾性体３３と熱アクチュエータ３４とを備える。

ミラー３１は、円形状であり、アルミ薄膜の鏡面部が表面に形成される。またミラー３１は、同一直線上に配置されている弾性連結部１６ａおよび弾性連結部１６ｂがミラー３１を挟んで互いに反対側に位置するようにして、ミラー３１の周縁部で弾性連結部１６ａおよび弾性連結部１６ｂの端部に連結されている。これにより、ミラー３１は、回転軸ｋを中心に捻り振動可能となる。

錘部材３２は、回転軸ｋに対して垂直方向に変位させるために設けられた部材である。本実施形態では、２個の錘部材３２が、ミラー３１を挟んで互いに反対側に位置するように配置される。さらに錘部材３２は、その表面が、ミラー３１の反射面と平行になるように配置される。

支持弾性体３３は、弾性変形可能な材料（本実施形態ではシリコン）で円弧状に形成された部材である。そして支持弾性体３３は、その円弧がミラー３１の反射面と同一の平面上に位置するようにして、一端が弾性連結部１６ａまたは弾性連結部１６ｂに接続されるとともに他端が錘部材３２に接続されている。

熱アクチュエータ３４は、直線状に形成された部材であり、その長手方向が回転軸ｋに対して垂直方向になるようにして、一端が弾性連結部１６ａまたは弾性連結部１６ｂに接続されるとともに他端が錘部材３２に接続されている。

そして熱アクチュエータ３４は、図３に示すように、シリコンを材料として棒状に形成された棒状部材４１と、酸化膜（本実施形態では酸化シリコン）４２と、圧電膜４４（本実施形態では、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））を上部電極４５と下部電極４６とで挟んで棒状に形成された圧電棒状部材４３とが、その長手方向に直交する方向に沿って積層されて構成されている。

そして図４（ａ）に示すように、圧電棒状部材４３に一定電圧が常時印加される。なお、熱アクチュエータ３４には給電線ＦＬ５を介して電圧が印加される（図１を参照）。
温度が変化しない場合には、印加される電圧値に応じて、圧電棒状部材４３の長手方向（以下、Ｘ方向という）に沿って圧電棒状部材４３が伸縮する。なお、圧電体の物性値である圧電定数ｄ３１の値は、温度が高くなるにつれて大きくなることが知られている。つまり、環境温度が変化すると圧電定数ｄ３１の値が変化し、これにより、圧電体の伸縮量が変化する。

このため、温度が室温である状況下では、図４（ａ）に示すように、圧電棒状部材４３に電圧を印加すると、圧電棒状部材４３がＸ方向に縮む。これにより熱アクチュエータ３４は、その積層方向（以下、Ｚ方向という）に撓む。したがって熱アクチュエータ３４は、Ｚ方向に沿ってへこむ凹形状となり、Ｘ方向への縮みが発生する。

そして、温度が室温より高い状況下では、圧電定数ｄ３１が大きくなるため、図４（ｂ）に示すように、圧電棒状部材４３のＸ方向への縮み量が大きくなる。これにより、熱アクチュエータ３４のＺ方向への撓みが大きくなる。したがって、Ｘ方向への縮み量は、室温時よりも大きくなる（図中の縮み量差ΔＬ１を参照）。

一方、温度が室温より低い状況下では、圧電定数ｄ３１が小さくなるため、図４（ｃ）に示すように、圧電棒状部材４３のＸ方向への縮み量が小さくなる。これにより、熱アクチュエータ３４のＺ方向への撓みが小さくなる。したがって、Ｘ方向への縮み量は、室温時よりも小さくなる（図中の縮み量差ΔＬ２を参照）。

このため、熱アクチュエータ３４では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、低温時における長手方向長さＬ１（図５（ａ）を参照）よりも、高温時における長手方向長さＬ２（図５（ｂ）を参照）のほうが短くなる。

したがって、温度が室温より高くなると、図２（ｂ）に示すように、熱アクチュエータ３４が縮み、回転軸ｋと錘部材３２との間の距離が短くなる。これにより、温度が高くなるほど回転軸ｋ周りの慣性モーメントが小さくなるように構成することができる。

次に、光走査装置１の製造方法を図６を用いて説明する。
光走査装置１を製造するために、まず図６（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板１００に対して熱酸化処理を行う。ＳＯＩ基板１００は、シリコン基板１１０上に埋込酸化膜層１２０と単結晶シリコン層１３０が順次積層された構造を有する。このため、上記の熱酸化処理により、単結晶シリコン層１３０の表面に熱酸化膜１４０が形成されるとともに、シリコン基板１１０の裏面にも熱酸化膜１５０が形成される。

そして、熱酸化膜１４０上にＴｉ／Ｐｔ層１６０を堆積し、さらにＴｉ／Ｐｔ層１６０上にＰＺＴ層１７０を堆積し、その後にパターニングする。これにより、図６（ｂ）に示すように、熱アクチュエータ３４の圧電膜４４と下部電極４６が形成される。

さらに、Ｔｉ／Ａｕ層１８０を堆積しパターニングする。これにより、熱アクチュエータ３４の上部電極４５と、ミラー３１の鏡面部１８５が形成される。
そして図６（ｃ）に示すように、光ビーム走査部２の隙間に対応する領域（図６（ｃ）では、ミラー３１と熱アクチュエータ３４との間の隙間）の単結晶シリコン層１３０をＤＲＩＥによりエッチングする。

その後、図６（ｄ）に示すように、シリコン基板１１０の裏面の熱酸化膜１５０のうち光ビーム走査部２に対応する領域をエッチングにより除去し、その後、除去されなかった熱酸化膜１５０をマスクとしてシリコン基板１１０をエッチングすることにより、シリコン基板１１０に凹部１９０が形成される。

また図６（ｅ）に示すように、埋込酸化膜層１２０のうち凹部１９０の領域と、シリコン基板１１０の裏面の熱酸化膜１５０をエッチングにより除去する。これにより光走査装置１は、光ビーム走査部２が回転可能となるように構成される。

このように構成された光走査装置１は、光ビームを反射させる反射面を有するミラー３１と、ミラー３１を捻り振動させるための回転軸ｋとなる弾性連結部１６ａ，１６ｂとを備え、回転軸ｋを中心にしてミラー３１を揺動させることにより、反射面により反射された光ビームを走査する。

ところで、弾性連結部１６ａ，１６ｂを回転軸としてミラー３１を捻り振動させる場合の共振周波数ｆは、下式（１）で表される。

なお式（１）において、ｋは弾性連結部１６ａ，１６ｂのバネ定数、Ｊは光反射部１３の慣性モーメントである。

そして、弾性連結部１６ａ，１６ｂのバネ定数ｋは、下式（２）で表される。

なお式（２）において、βは、弾性連結部１６ａ，１６ｂの断面の形状から決まる係数である。また、ａは、弾性連結部１６ａ，１６ｂの断面の長辺の長さである。また、ｂは、弾性連結部１６ａ，１６ｂの断面の短辺の長さである。また、Ｅはヤング率（横弾性係数）である。また、νはポアソン比である。また、ｌは弾性連結部１６ａ，１６ｂの長さである。すなわち、ヤング率Ｅが低下するとバネ定数ｋが低下する。

さらに、ヤング率Ｅは、温度をＴとして、下式（３）で表される。

なお式（３）において、Ｅ₀は、０℃でのヤング率である。また、Δｈ_tは温度係数である。すなわち、温度が高くなるほどヤング率Ｅは低下する。

したがって、温度の上昇に伴いヤング率Ｅが低下し、弾性連結部１６ａ，１６ｂのバネ定数ｋが低下すると、共振周波数ｆが低下する。
これに対し、光走査装置１では、熱アクチュエータ３４が、錘部材３２が回転軸ｋを中心にしてミラー３１と一体に揺動可能となるように錘部材３２を連結し、温度が高くなるほど錘部材３２の回転軸ｋ周りの慣性モーメントが低くなるように錘部材３２を変位させる。

したがって、温度上昇に伴うヤング率Ｅの低下に対応して、光反射部１３の回転軸ｋ周りの慣性モーメントを低下させることにより、温度上昇に伴う共振周波数ｆの変化を抑制することができる。これにより、温度変化による走査特性の変化を抑制することができる。

例えば図７に示すように、温度変化に伴いヤング率が変化すると共振周波数が変化する（図７の曲線Ｌ１１を参照）。このときの仕様共振周波数からのずれ量をΔｆａとする。一方、ヤング率が一定という条件の下で、温度変化に伴い光反射部１３の回転軸ｋ周りの慣性モーメントが変化すると、共振周波数が変化する（図７の曲線Ｌ１２を参照）。このときの仕様共振周波数からのずれ量をΔｆｂとする。

したがって、温度変化によりヤング率と慣性モーメントが同時に変化した場合の仕様共振周波数からのずれ量は｜Δｆａ―Δｆｂ｜となる。このため、｜Δｆａ―Δｆｂ｜が、許容誤差Δεより小さくなるように設計することによって（図７の曲線Ｌ１３を参照）、温度上昇に伴う共振周波数ｆの変化を抑制することができる。

また、光反射部１３の慣性モーメントを変化させるためにミラー３１を変位させる必要がなくなる。このため、ミラー３１を変位させることに起因して、光走査装置１が光ビームを走査するときの走査方向が変動してしまうということがなく、光ビームの走査を安定して行うことができる。

また熱アクチュエータ３４は、ミラー３１の反射面に対して平行な面（以下、変位平面という）に沿って錘部材３２を変位させるように構成され、支持弾性体３３は、熱アクチュエータ３４が錘部材３２を変位させることにより錘部材３２が上記変位平面に対して垂直方向に変位するのを抑制するように錘部材３２を支持する。

これにより、ミラー３１と錘部材３２を一体とした光反射部１３の重心が回転軸ｋから外れるのを抑制することができる。
なお、錘部材３２が上記変位平面から外れる方向へ変位すると、光反射部１３の重心が回転軸ｋから外れる。このために、光反射部１３の揺動運動に伴い光反射部１３に遠心力が働き、ミラー３１の反射面が回転軸ｋから外れてしまう。すなわち、光反射部１３が偏心運動をし、ミラー３１へ向けて照射される光ビームがミラー３１の反射面から外れてしまうおそれがある。

これに対し光走査装置１では、上述のように、光反射部１３の重心が回転軸ｋから外れるのを抑制することができるため、光反射部１３の偏心運動を抑制し、光ビームがミラー３１の反射面から外れてしまう事態の発生を抑制することができる。

また熱アクチュエータ３４は、弾性連結部１６ａ，１６ｂと同じ材料からなる棒状部材４１と、圧電膜４４を上部電極４５と下部電極４６との間で挟んで形成された圧電棒状部材４３とを積層して構成され、上部電極４５と下部電極４６との間に、予め設定された一定値の電圧が常時印加される。

そして圧電棒状部材４３は、上部電極４５と下部電極４６との間に一定値の電圧が印加されることにより、上部電極４５から下部電極４６へ向かう方向に対して垂直な面（以下、電極対向面という）に沿って伸び又は縮みが発生する。

なお、圧電体の物性値の一つである圧電定数ｄ３１は、圧電体に電圧が印加されたときの電極対向面に沿った伸縮のし易さを示す値であり、温度が高くなるほど、圧電定数ｄ３１の値が大きくなることが知られている。つまり、温度が変化すると、圧電定数ｄ３１の値が変化し、圧電体における電極対向面に沿った伸縮量が変化する。

このため、温度が高くなると、圧電棒状部材４３が電極対向面に沿って棒状部材４１よりも縮むため、圧電棒状部材４３と棒状部材４１とが積層されて構成されている熱アクチュエータ３４は上部電極４５から下部電極４６へ向かう方向へ撓む。すなわち熱アクチュエータ３４は、温度が高くなるほど、電極対向面に沿った長さが短くなり、温度に応じた位置に自動的に錘部材３２を変位させることができる。

これにより、温度を検出する温度センサ、および温度検出結果に基づいて温度補正を行う制御回路などを用いることなく錘部材３２を変位させることができるため、光走査装置１の構成を簡略化することができる。

また圧電棒状部材４３は、上部電極４５と下部電極４６との間に印加される電圧値が大きくなるほど、電極対向面に沿った伸縮量が大きくなる。
このため、経年変化に伴い弾性連結部１６ａ，１６ｂの剛性が変化して光走査装置１の共振周波数ｆが変化することや、圧電棒状部材４３の剛性が変化して電極対向面に沿った伸縮量が変化することに対し、上部電極４５と下部電極４６との間に印加される電圧値を調整することにより光反射部１３の回転軸ｋ周りの慣性モーメントを変化させ、経年変化に伴う共振周波数ｆの変化を抑制することが可能となる。

また圧電膜４４は、一般に利用されている圧電体のなかで圧電定数ｄ３１が最も大きいチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなるため、熱アクチュエータ３４による錘部材３２の変位量を大きくすることができる。

以上説明した実施形態において、ミラー３１は本発明における反射部、回転軸ｋは本発明における第１回転軸、弾性連結部１６ａ，１６ｂは本発明における第１弾性変形部材、熱アクチュエータ３４は本発明における連結変位部である。

また、支持弾性体３３は本発明における変位抑制部材、棒状部材４１は本発明における基板部材、圧電膜４４は本発明における圧電体、上部電極４５は本発明における第１電極、下部電極４６は本発明における第２電極、圧電棒状部材４３は本発明における圧電部材である。

また、内ジンバル１２は本発明における第１支持部、弾性連結部１５ａ，１５ｂは本発明における第２弾性変形部材、回転軸ｊは本発明における第２回転軸、外ジンバル１１は本発明における第２支持部、弾性連結部１４ａ，１４ｂは本発明における第３弾性変形部材、回転軸ｉは本発明における第３回転軸、支持部３は本発明における第３支持部である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態について図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。

第２実施形態における光走査装置１は、光反射部１３の構成が変更された点以外は第１実施形態と同じである。
第２実施形態の光反射部１３は、図８（ａ）に示すように、支持弾性体３３が省略された点と、熱アクチュエータ３４の代わりに熱アクチュエータ５０が設けられた点以外は第１実施形態と同じである。

熱アクチュエータ５０は、直線状に形成された２本の棒状部材５１，５２を備える。棒状部材５１，５２は、その長手方向が回転軸ｋに対して垂直方向になるようにして、且つミラー３１の鏡面に対して平行な面に沿って互いに平行となるようにして、一端が弾性連結部１６ａまたは弾性連結部１６ｂに接続されるとともに他端が錘部材３２に接続されている。

また棒状部材５１，５２は、図８（ｂ）に示すように、シリコンを材料として棒状に形成された基板棒状部材５３と、酸化膜（不図示）と、圧電膜（本実施形態では、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ））を上部電極と下部電極とで挟んで棒状に形成された圧電棒状部材５４とが、その長手方向に直交する方向に沿って積層されて構成されている。

但し、棒状部材５１では、基板棒状部材５３を挟んでミラー３１の鏡面と同じ側に圧電棒状部材５４が配置され、棒状部材５２では、基板棒状部材５３を挟んでミラー３１の鏡面とは反対側に圧電棒状部材５４が配置される。

このため、Ｘ方向へ縮むことによりＺ方向に沿って突出する向きは、棒状部材５１と棒状部材５２とで逆となる。
また、熱アクチュエータ５０では、第１実施形態の熱アクチュエータ３４と同様に、低温時における長手方向長さよりも、高温時における長手方向長さのほうが短くなる。したがって、第１実施形態と同様に、温度が高くなるほど回転軸ｋ周りの慣性モーメントが小さくなるように構成することができる。

次に、光走査装置１の製造方法を図９および図１０を用いて説明する。
光走査装置１を製造するために、まず図９（ａ）に示すように、シリコン基板２００に対して熱酸化処理を行う。これにより、シリコン基板２００の表面に熱酸化膜２１０が形成されるとともに、シリコン基板２００の裏面にも熱酸化膜２２０が形成される。

そして図９（ｂ）に示すように、シリコン基板２００の裏面側において棒状部材５２が形成される部分に、棒状部材５２の下部電極と上部電極に電圧を印加するためのトレンチ２２１，２２２を形成する。なおトレンチ２２１，２２２は、熱酸化膜２２０を貫通し、シリコン基板２００内に底面を有する。

そして、熱酸化処理を行うことにより、図９（ｃ）に示すように、トレンチ２２１，２２２の側壁に熱酸化膜２３０を形成する。
その後、Ｔｉ／Ｐｔ層２４０を堆積しパターニングする。さらに、Ｔｉ／Ａｕ層２５０を堆積しパターニングする。これにより、図９（ｄ）に示すように、トレンチ２２１内にＴｉ／Ｐｔ層２４０が埋め込まれるとともに、トレンチ２２２内にＴｉ／Ａｕ層２５０が埋め込まれる。

さらに、Ｔｉ／Ｐｔ層２６０を堆積しパターニングし、その後にＰＺＴ層２７０を堆積しパターニングする。さらに、Ｔｉ／Ａｕ層２８０を堆積しパターニングする。これにより、図９（ｅ）に示すように、トレンチ２２１の開口部上に棒状部材５２の圧電棒状部材５４が形成されるとともに、トレンチ２２２内のＴｉ／Ａｕ層２５０と圧電棒状部材５４の上部電極とが電気的に接続される。

そして図９（ｆ）に示すように、シリコン基板２００の裏面側となる熱酸化膜２２０上に有機樹脂２９０を塗布する。その後、有機樹脂２９０を接着剤として、図９（ｇ）に示すように、裏面に熱酸化膜３００が形成されたシリコン基板３１０をシリコン基板２００に張り合わせる。

さらに図９（ｈ）に示すように、トレンチ２２１内のＴｉ／Ｐｔ層２４０とトレンチ２２２内のＴｉ／Ａｕ層２５０が露出するまで、シリコン基板２００の表面を研削研磨する。
その後、熱酸化処理を行うことにより、図１０（ａ）に示すように、シリコン基板２００の表面においてＴｉ／Ｐｔ層２４０およびＴｉ／Ａｕ層２５０が露出している領域以外に熱酸化膜３２０を形成する。

そして、シリコン基板２００の表面側にＴｉ／Ｐｔ層３３０を堆積しパターニングする。その後、シリコン基板２００の表面側にＰＺＴ層３４０を堆積しパターニングする。さらに、シリコン基板２００の表面側にＴｉ／Ａｕ層３５０を堆積しパターニングする。

これにより、図１０（ｂ）に示すように、シリコン基板２００の裏面側のＴｉ／Ｐｔ層２４０と電気的に接続されるＴｉ／Ｐｔ層３３０のパターンがシリコン基板２００の表面側に形成される。また、シリコン基板２００の裏面側のＴｉ／Ａｕ層２５０と電気的に接続されるＴｉ／Ａｕ層３５０のパターンがシリコン基板２００の表面側に形成される。さらに、シリコン基板２００の表面側に、棒状部材５１の圧電棒状部材５４と、ミラー３１の鏡面部３５５が形成される。

そして図１０（ｃ）に示すように、光ビーム走査部２の隙間に対応する領域（図１０（ｃ）では、ミラー３１と熱アクチュエータ５０との間の隙間）のシリコン基板２００をＤＲＩＥによりエッチングする。

その後、図１０（ｄ）に示すように、シリコン基板３１０の裏面の熱酸化膜３００のうち光ビーム走査部２に対応する領域をエッチングにより除去し、その後、除去されなかった熱酸化膜３００をマスクとしてシリコン基板３１０をエッチングすることにより、シリコン基板３１０に凹部３６０が形成される。

また図１０（ｅ）に示すように、有機樹脂２９０のうち凹部３６０の領域をエッチングにより除去する。そして図１０（ｆ）に示すように、熱酸化膜２２０のうち凹部３６０の領域と、シリコン基板３１０の裏面の熱酸化膜３００をエッチングにより除去する。これにより、光走査装置１は、光ビーム走査部２が回転可能となるように構成される。

このように構成された光走査装置１では、熱アクチュエータ５０は、基板棒状部材５３と圧電棒状部材５４とを積層して構成された棒状部材５１と、基板棒状部材５３と圧電棒状部材５４とを積層して構成された棒状部材５２とを備えて、棒状部材５１，５２により、ミラー３１の反射面に対して平行な面（以下、変位平面という）に沿って錘部材３２を変位させるように構成され、棒状部材５１，５２は、上記変位平面に対して垂直方向に基板棒状部材５３と圧電棒状部材５４が積層される。

このため棒状部材５１，５２は、上部電極４５と下部電極４６との間に一定値の電圧が印加されることによりＺ方向へ撓み、これにより、Ｘ方向に沿って伸び又は縮みが発生する。
そして、棒状部材５１の基板棒状部材５３と棒状部材５２の基板棒状部材５３は、上記変位平面に沿って互いに平行となるように配置され、棒状部材５２の圧電棒状部材５４は、棒状部材５２の基板棒状部材５３を挟んで棒状部材５１の圧電棒状部材５４とは反対側に配置される。このため、上部電極４５と下部電極４６との間に一定値の電圧が印加されることによりＺ方向に沿って突出する向きは、棒状部材５１と棒状部材５２とで逆となる。すなわち、錘部材３２をＸ方向に沿って変位させることにより錘部材３２がＺ方向に沿って変位する向きは、棒状部材５１と棒状部材５２とで逆となる。

このため熱アクチュエータ５０は、熱アクチュエータ５０が錘部材３２をＸ方向に沿って変位させることにより錘部材３２が上記変位平面に対して垂直方向（すなわちＺ方向）に変位するのを抑制するように錘部材３２を支持することができる。

これにより、第１実施形態の支持弾性体３３を用いることなく、ミラー３１と錘部材３２を一体とした光反射部１３の重心が回転軸ｋから外れるのを抑制することができ、光ビームがミラー３１の反射面から外れてしまう事態の発生を抑制することができる。

以上説明した実施形態において、熱アクチュエータ５０は本発明における連結変位部、棒状部材５１は本発明における第１積層部材、棒状部材５２は本発明における第２積層部材である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。

例えば上記第１実施形態では、支持弾性体３３が錘部材３２と弾性連結部１６ａ，１６ｂとを連結するものを示したが、支持弾性体３３が錘部材３２とミラー３１とを連結するようにしてもよい。ただし、支持弾性体３３が錘部材３２とミラー３１とを連結するようにした場合には、錘部材３２が上記変位平面から外れる方向へ変位するとミラー３１の平面度が保たれなくなり、光ビームの集光性が悪化し、光走査により形成される表示の劣化が生じる。従って、ミラー３１の平面度に影響を及ぼさないようにするために、支持弾性体３３は錘部材３２と弾性連結部１６ａ，１６ｂとを連結するようにすることが望ましい。

また上記第１実施形態においては、支持弾性体３３を備えているものを示したが、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、支持弾性体３３を省略するようにしてもよい。
また上記実施形態においては、３自由度連成振動系を構成する光走査装置１を適用したものを示したが、以下に示す光走査装置に本発明の連結変位部を適用してもよい。

光走査装置４０１は、図１２に示すように、光ビームを走査する光ビーム走査部４０２と、光ビーム走査部４０２を支持する支持部４０３と、光ビーム走査部４０２を回転駆動させる駆動部４０４とを備える。

光ビーム走査部４０２は、ジンバル４１１と光反射部４１２と弾性連結部４１３ａ，４１３ｂと弾性連結部４１４ａ，４１４ｂとから構成される。
これらのうち光反射部４１２は、第１実施形態の光反射部１３と同様に、ミラー３１と錘部材３２と支持弾性体３３と熱アクチュエータ３４とから構成される。

またジンバル４１１は、矩形枠状であり、枠内に光反射部４１２が配置される。
また弾性連結部４１４ａは、弾性変形可能な材料で構成されており、ジンバル４１１の枠内に配置され、光反射部４１２とジンバル４１１とを連結する。また弾性連結部４１４ｂは、弾性変形可能な材料で構成されており、ジンバル４１１の枠内に配置され、光反射部４１２を挟んで弾性連結部４１４ａと反対側において、光反射部４１２とジンバル４１１とを連結する。なお、弾性連結部４１４ａおよび弾性連結部４１４ｂは、光反射部４１２の回転軸ｋとなる。これにより光反射部４１２は、回転軸ｋを中心に捻り振動可能に構成される。

また弾性連結部４１３ａは、弾性変形可能な材料で構成されており、ジンバル４１１の上辺４１１ａと支持部４０３とを連結する。また弾性連結部４１３ｂは、弾性変形可能な材料で構成されており、ジンバル４１１を挟んで弾性連結部４１３ａと反対側において、ジンバル４１１の下辺４１１ｂと支持部４０３とを連結する。なお、弾性連結部４１３ａおよび弾性連結部４１３ｂは、ジンバル４１１の回転軸ｉとなる。これによりジンバル４１１は、回転軸ｉを中心に捻り振動可能に構成される。

次に支持部４０３は、上辺４１１ａと連結されていない側の弾性連結部４１３ａの端部と連結される上側支持部４０３ａと、下辺４１１ｂと連結されていない側の弾性連結部４１３ｂの端部と連結される下側支持部４０３ｂと、駆動部４を支持する左側支持部４０３ｃおよび右側支持部４０３ｄとから構成される。

さらに駆動部４０４は、圧電ユニモルフ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄ，４０４ｅ，４０４ｆ，４０４ｇ，４０４ｈから構成される。
圧電ユニモルフ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄは、矩形板状に形成されており、その長手方向が回転軸ｉに直交するように配置される。そして圧電ユニモルフ４０４ａは、その長手方向の一端が左側支持部４０３ｃに固定され、他端がジンバル４１１の上辺４１１ａに連結される。圧電ユニモルフ４０４ｂは、その長手方向の一端が左側支持部４０３ｃに固定され、他端がジンバル４１１の下辺４１１ｂに連結される。圧電ユニモルフ４０４ｃは、その長手方向の一端が右側支持部４０３ｄに固定され、他端がジンバル４１１の上辺４１１ａに連結される。圧電ユニモルフ４０４ｄは、その長手方向の一端が右側支持部４０３ｄに固定され、他端がジンバル４１１の下辺４１１ｂに連結される。

また圧電ユニモルフ４０４ｅ，４０４ｆ，４０４ｇ，４０４ｈは、矩形板状に形成されており、その長手方向が回転軸ｋに直交するように配置される。そして圧電ユニモルフ４０４ｅは、その長手方向の一端がジンバル４１１に固定され、他端が弾性連結部４１４ｂに連結される。また圧電ユニモルフ４０４ｆは、光反射部４１２を挟んで圧電ユニモルフ４０４ｅと反対側に配置され、その長手方向の一端がジンバル４１１に固定され、他端が弾性連結部４１４ａに連結される。また圧電ユニモルフ４０４ｇは、弾性連結部４１４ｂを挟んで圧電ユニモルフ４０４ｅと反対側に配置され、その長手方向の一端がジンバル４１１に固定され、他端が弾性連結部４１４ｂに連結される。また圧電ユニモルフ４０４ｈは、弾性連結部４１４ａを挟んで圧電ユニモルフ４０４ｆと反対側に配置され、その長手方向の一端がジンバル４１１に固定され、他端が弾性連結部４１４ａに連結される。

なお、圧電ユニモルフ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄ，４０４ｅ，４０４ｆ，４０４ｇ，４０４ｈにはそれぞれ給電線ＦＬ１１，ＦＬ１２，ＦＬ１３，ＦＬ１４，ＦＬ１５，ＦＬ１６，ＦＬ１７，ＦＬ１８を介して電圧が印加される。また光反射部４１２の熱アクチュエータ３４には給電線ＦＬ１９を介して電圧が印加される。

そして、圧電ユニモルフ４０４ａと圧電ユニモルフ４０４ｂとが同位相で曲げ振動するとともに圧電ユニモルフ４０４ｃと圧電ユニモルフ４０４ｄとが同位相で曲げ振動するように且つ圧電ユニモルフ４０４ａ，４０４ｂと圧電ユニモルフ４０４ｃ，４０４ｄとが逆位相で曲げ振動するように、圧電ユニモルフ４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ，４０４ｄへの電圧印加が制御される。これにより、ジンバル４１１が回転軸ｉを中心にして回転振動する。

また、圧電ユニモルフ４０４ｅと圧電ユニモルフ４０４ｆとが同位相で曲げ振動するとともに圧電ユニモルフ４０４ｇと圧電ユニモルフ４０４ｈとが同位相で曲げ振動するように且つ圧電ユニモルフ４０４ｅ，４０４ｆと圧電ユニモルフ４０４ｇ，４０４ｈとが逆位相で曲げ振動するように、圧電ユニモルフ４０４ｅ，４０４ｆ，４０４ｇ，４０４ｈへの電圧印加が制御される。これにより、光反射部４１２が回転軸ｋを中心にして回転振動する。

このように構成された光走査装置４０１によれば、回転軸ｋを中心とした揺動と、回転軸ｉを中心とした揺動によって、ミラー３１で反射する光ビームを２次元的に走査することができる。さらに、光走査装置４０１では、熱アクチュエータ３４が、錘部材３２が回転軸ｋを中心にしてミラー３１と一体に揺動可能となるように錘部材３２を連結し、温度が高くなるほど錘部材３２の回転軸ｋ周りの慣性モーメントが低くなるように錘部材３２を変位させることができる。したがって、温度上昇に伴うヤング率の低下に対応して、光反射部４１２の回転軸ｋ周りの慣性モーメントを低下させることにより、温度上昇に伴う共振周波数の変化を抑制することができる。これにより、温度変化による走査特性の変化を抑制することができる。

なお、弾性連結部４１４ａ，４１４ｂは本発明における第１弾性変形部材、ジンバル４１１は本発明における第１支持部、弾性連結部４１３ａ，４１３ｂは本発明における第２弾性変形部材、回転軸ｉは本発明における第２回転軸、支持部４０３は本発明における第２支持部である。

１,４０１…光走査装置、１６ａ,１６ｂ,４１４ａ, ４１４ｂ…弾性連結部、３１…ミラー、３２…錘部材、３４,５０…熱アクチュエータ

Claims (7)

1. 光ビームを反射させる反射面を有する反射部（３１）と、
   前記反射部を捻り振動させるための第１回転軸となる第１弾性変形部材（１６ａ，１６ｂ，４１４ａ，４１４ｂ）とを備え、
   前記第１回転軸を中心にして前記反射部を揺動させることにより、前記反射面により反射された光ビームを走査する光走査装置（１，４０１）であって、
   錘部材（３２）と、
   前記錘部材が前記第１回転軸を中心にして前記反射部と一体に揺動可能となるように前記錘部材を連結し、温度が高くなるほど前記錘部材の前記第１回転軸周りの慣性モーメントが低くなるように前記錘部材を変位させる連結変位部（３４，５０）とを備える
   ことを特徴とする光走査装置。
2. 前記連結変位部（３４）は、予め設定された変位平面に沿って前記錘部材を変位させるように構成され、
   前記連結変位部が前記錘部材を変位させることにより前記錘部材が前記変位平面に対して垂直方向に変位するのを抑制するように前記錘部材を支持する変位抑制部材（３３）を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記連結変位部は、
   前記第１弾性変形部材と同じ材料からなる基板部材（４１）と、圧電体（４４）を第１電極（４５）と第２電極（４６）との間で挟んで形成された圧電部材（４３）とを積層して構成され、
   前記第１電極と前記第２電極との間に、予め設定された一定値の電圧が常時印加される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記連結変位部（５０）は、
   前記基板部材と前記圧電部材とを積層して構成された第１積層部材（５１）と、前記基板部材と前記圧電部材とを積層して構成された第２積層部材（５２）とを備えて、前記第１積層部材および前記第２積層部材により、予め設定された変位平面上に沿って前記錘部材を変位させるように構成され、
   前記第１積層部材および前記第２積層部材は、前記変位平面に対して垂直方向に前記基板部材と前記圧電部材が積層され、
   前記第１積層部材の前記基板部材と前記第２積層部材の前記基板部材は、前記変位平面に沿って互いに対向するように配置され、
   前記第２積層部材の前記圧電部材は、前記第２積層部材の前記基板部材を挟んで前記第１積層部材の前記圧電部材とは反対側に配置される
   ことを特徴とする請求項３に記載の光走査装置。
5. 前記圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の光走査装置。
6. 前記第１弾性変形部材（４１４ａ，４１４ｂ）を支持する第１支持部（４１１）と、
   前記第１支持部に連結された弾性変形可能な第２弾性変形部材（４１３ａ，４１３ｂ）を有し、該第２弾性変形部材を第２回転軸として前記第１支持部を揺動可能に支持する第２支持部（４０３）とを備え、
   前記第２回転軸は、前記第１回転軸と交差するように配置され、
   前記第２回転軸を中心にして前記第１支持部を揺動させると共に、前記第１回転軸を中心にして前記反射部を揺動させることにより、前記反射面により反射された光ビームを２次元に走査する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光走査装置（４０１）。
7. 前記第１弾性変形部材（１６ａ，１６ｂ）を支持する第１支持部（１２）と、
   前記第１支持部に連結された弾性変形可能な第２弾性変形部材（１５ａ，１５ｂ）を有し、該第２弾性変形部材を第２回転軸として前記第１支持部を揺動可能に支持する第２支持部（１１）と、
   前記第２支持部に連結された弾性変形可能な第３弾性変形部材（１４ａ，１４ｂ）を有し、該第３弾性変形部材を第３回転軸として前記第２支持部を揺動可能に支持する第３支持部（３）とを備え、
   前記第２回転軸は、前記第１回転軸と交差するように配置され、
   前記第３回転軸は、前記第１回転軸および前記第２回転軸と交差するように配置され、
   前記反射部、前記第１支持部、前記第２支持部、前記第３支持部、前記第１弾性変形部材、前記第２弾性変形部材、および前記第３弾性変形部材が、固有の周期的外力が作用した場合に大きい回転角で捻り振動する３自由度連成振動系を構成し、
   前記３自由度連成振動系に前記固有の周期的外力を作用させることにより、前記第３回転軸を中心にして前記第２支持部を揺動させるとともに、前記第２回転軸を中心にして前記第１支持部を揺動させ、さらに前記第１回転軸を中心にして前記反射部を揺動させることにより、前記反射面により反射された光ビームを２次元に走査する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の光走査装置（１）。